β-catenin不同表達模式與結直腸癌臨床病理因素的關系

金 雯，陳順華，尹 玉，張 聰，曹立宇

β-catenin不同表達模式與結直腸癌臨床病理因素的關系

金 雯1,2，陳順華1,3，尹 玉1,3，張 聰1,3，曹立宇1,3

目的 探討β-catenin不同表達模式與結直腸癌組織臨床病理因素之間的關系及意義。方法 應用免疫組化法檢測181例結直腸癌組織和30例正常結直腸黏膜中β-catenin的表達狀況。結果 181例結直腸癌組織中，β-catenin(細胞核)異位表達率為56.9%(103/181)，高于正常結直腸黏膜組(P<0.05)。β-catenin細胞核表達與組織分化程度、淋巴結轉移及臨床Dukes分期有關(P<0.05)，與患者年齡、性別、浸潤深度等均無關(P>0.05)。β-catenin細胞膜不完整表達與組織分化、腫瘤浸潤深度、淋巴結轉移狀況及Dukes分期等均有關(P<0.05)；β-catenin高表達與結直腸癌分化程度、Dukes分期有關(P<0.05)。82例隨訪病例中，β-catenin細胞核陽性患者的5年生存率均明顯低于β-catenin陰性組(P<0.05)。結論 β-catenin在結直腸癌發(fā)生中起重要作用，其不同表達模式與結直腸癌進展有關，并有助于預后判斷，β-catenin有望成為結直腸癌基因診斷及基因治療的新靶點。

結直腸腫瘤；β-catenin；表達模式；免疫組織化學

結直腸癌是消化系統(tǒng)常見的惡性腫瘤之一。其發(fā)生與一系列癌基因、抑癌基因的改變有關[1]。近年來，有關細胞信號傳導通路異常與結直腸癌的關系越來越受到關注，如Wnt/β-catenin信號通路；該信號通路可調節(jié)細胞的增殖和分化；β-catenin是Wnt/β-catenin信號通路的關鍵調節(jié)因子，其基因突變與結直腸癌等多種腫瘤有關。β-catenin可表達于細胞膜、細胞質及細胞核[2]。本實驗應用免疫組化法檢測結直腸癌組織及正常結直腸黏膜中β-catenin的表達狀況及表達模式，探討它們在結直腸癌的發(fā)生、發(fā)展中的作用及與臨床病理學特征的關系。

1 材料與方法

1.1 標本來源 收集安徽醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院病理科2007年11月～2013年12月手術切除的結直腸癌標本共181例。其中男性112例，女性69例；年齡31～89歲，中位年齡57.5歲。高分化腺癌44例，中分化腺癌105例，低分化腺癌32例；原始病理切片中有明確淋巴結轉移者82例(除外影像學、PET-CT診斷及孤立性癌細胞)，無明確淋巴結轉移者99例；Dukes分期：A期26例；B期53例，C+D期102例。另取30例距癌灶邊緣5 cm以上切緣的結直腸黏膜組織作為正常對照。所有病例臨床資料齊全，隨訪信息通過電話或其它途徑獲得，截止目前，其中82例已隨訪5年以上。

1.2 試劑及方法 標本均經10%中性福爾馬林固定，常規(guī)石蠟包埋，4 μm厚連續(xù)切片，分別行HE及免疫組化染色。β-catenin多克隆抗體均購自Abcam公司，PBS緩沖液、枸櫞酸鹽抗原修復液及SP試劑盒均購自福州邁新公司。免疫組化染色步驟按SP染色試劑盒說明書操作，每次實驗均設陽性及陰性對照。

1.3 結果判斷 β-catenin可定位于細胞膜、細胞質及細胞核內，陽性細胞呈淡黃～棕黃色顆粒，細胞核陽性即為異常表達，若β-catenin≤50%細胞核陽性即判定為低表達，β-catenin>50%細胞核陽性即判定為β-catenin高表達。

1.4 統(tǒng)計學分析 應用SPSS 21.0軟件進行統(tǒng)計學分析。率的差異顯著性采用χ2檢驗或Fisher精確概率計算法，兩者相關性檢驗用Spearman相關分析。生存期分析采用Kaplan-Meier法，α=0.05為檢驗水準，P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 β-catenin在結直腸癌組織中的表達及意義 β-catenin定位于細胞膜、細胞質及細胞核，正常結直腸黏膜中見細胞膜完整的弱陽性表達，未見細胞質、細胞核或核/質等異常表達；結直腸癌組織中可見細胞膜不同程度的表達(細胞膜部分表達或完全丟失)及細胞質、細胞核或核/質等異位表達(圖1～6)，核異位表達率為56.9%(103/181)，明顯高于對應的正常結直腸黏膜組織(P<0.05，表1)。

表1 β-catenin在結直腸癌組織和正常結直腸黏膜中的表達

2.2 β-catenin及其不同表達模式與結直腸癌臨床病理因素的關系 β-catenin在正常結直腸黏膜中僅見細胞膜完整的弱陽性表達，未見細胞質、細胞核或核/質等異常表達；結直腸癌組織中β-catenin表現(xiàn)為不同程度的細胞膜表達丟失及細胞質、細胞核或核/質等異位表達，在結直腸高分化腺癌中可見較多細胞膜表達，隨著組織分化越來越差(高分化腺癌→中分化腺癌→低分化腺癌)，細胞膜表達減少或細胞膜表達不完整，細胞核或細胞質/核表達增加(圖1～6)。β-catenin在結直腸癌組織中的陽性表達模式可分為：細胞核陽性、細胞膜陽性、細胞核及核/質陽性、細胞膜陽性及細胞膜/質/核同時陽性(圖1～6)；其中β-catenin細胞核表達與組織分化程度、淋巴結轉移及臨床Dukes分期有關(P<0.05)，與患者年齡、性別、浸潤深度等其它臨床病理因素無關(P>0.05，表2)；β-catenin細胞膜不完整表達與組織分化程度、浸潤深度、淋巴結轉移及臨床Dukes分期等均有關(P<0.05)，與其它臨床病理因素無關(P>0.05)。本組181例中，包括4例結直腸絨毛狀腺瘤癌變病例，腺瘤區(qū)域僅見細胞膜陽性，未見細胞質、細胞核或核/質等異常表達，癌變區(qū)域可見細胞核陽性，隨著結直腸癌組織分化越差，細胞膜表達減少，易發(fā)生浸潤、轉移，臨床分期較晚。根據β-catenin細胞核表達量可分為：低表達，≤50%的細胞核陽性；高表達；>50%的細胞核陽性；β-catenin高表達與結直腸癌組織分化程度、Dukes分期有關(P<0.05)，低分化組β-catenin高表達率明顯高于高分化組(P<0.05)，臨床Dukes C+D期患者β-catenin高表達率明顯高于A期(P<0.05)；β-catenin低表達率與患者年齡、性別、組織浸潤深度、淋巴結轉移及Dukes分期等臨床病理因素均無關(P>0.05，表3～5)。

①②③④⑤⑥

圖1 β-catenin在結直腸高分化腺癌中細胞核陽性，正常結直腸黏膜組織中未見異常表達(箭頭)，SP法 圖2 β-catenin在結直腸中～低分化腺癌中陽性，低分化區(qū)域表達明顯強于中分化腺癌(上側方框：低分化腺癌，下方：中分化腺癌)，SP法 圖3 β-catenin在結直腸低分化腺癌中細胞核陽性(右下圖示脈管侵犯)，SP法 圖4 β-catenin在結直腸中分化腺癌區(qū)域中細胞膜部分陽性(表達減少)，在低分化腺癌區(qū)域中細胞核及核/質陽性，SP法 圖5 β-catenin在結直腸高分化腺癌中細胞膜陽性，在中分化腺癌中細胞核陽性(箭頭)，SP法 圖6 β-catenin在結直腸絨毛狀腺瘤中細胞膜部分陽性(表達減少)，在癌變區(qū)域細胞核陽性(箭頭)，SP法

表2 β-catenin蛋白表達與結直腸癌臨床病理特征的關系

與高分化組相比，*χ2=4.555，P=0.033，**χ2=5.760，P=0.016；與A期相比，#χ2=15.034，P=0.000，與B期相比，χ2=5.666，P=0.017

2.3 結直腸癌組織中β-catenin表達與患者生存期的關系 本組181例結直腸癌患者臨床資料齊全，其中82例患者已隨訪5年；按Dukes分期：A期19例；B期33例；C+D期30例；5年總生存率為50.0%(41/82)，其中A期為68.4(13/19)；B期為54.5%(18/33)，C+D期為33.3%(10/30)，差異有顯著性(P<0.05，表6)。43例β-catenin細胞核陽性組患者5年生存率明顯低于β-catenin細胞核陰性組(P<0.05，圖7)。

圖7 β-catenin細胞核表達與患者生存期的關系

表3 結直腸癌組織中β-catenin不同表達定位與臨床病理特征的關系

與高分化組相比，*χ2=7.540，P=0.006；#χ2=9.352，P=0.002；與A期相比，$χ2=5.676，P=0.017；與B期相比，χ2=8.502，P=0.004

表4 結直腸癌組織中β-catenin不同表達定位與臨床病理因素之間的關系

表5 結直腸癌組織中β-catenin細胞核過表達與臨床病理特征的關系

與高分化組相比，*χ2=6.667，P=0.010，**χ2=4.710，P=0.030；與A期相比，#χ2=7.511，P=0.006；△≤50%細胞核表達為低表達，>50%細胞核表達為過表達

3 討論

研究發(fā)現(xiàn)Wingless和Int-1基因編碼同一種蛋白，故統(tǒng)一命名為Wnt。Wnt信號通路在胚胎細胞黏附、細胞增殖和凋亡方面發(fā)揮重要作用[3]。Wnt信號通路可通過Wnt配體或下游組件突變的傳遞作用而激活。Wnt有多條信號通路，研究較多的是經典Wnt信號通路，即Wnt/β-catenin信號通路。其主要成分包括Wnt家族分泌型糖蛋白(Wnt)、卷曲蛋白(frizzled, Frz)、低密度脂蛋白受體相關蛋白5/6(LRP5/6)、糖原合成酶激酶-3(GSK-3β)、軸蛋白(Axin)、松散蛋白(disheveled, Dsh)、β-連環(huán)蛋白(β-catenin)、結腸腺瘤樣息肉病(APC)蛋白、酪蛋白激酶1(casein kinase, CK1)、T細胞因子/淋巴增強因子(TCF/LEF)等[4]。在Wnt/β-catenin信號通路未被激活的正常細胞中，β-catenin主要與細胞膜的E-cadherin結合，少量游離的β-catenin 存在于細胞內，其中部分可被細胞質內Axin、APC、CK1和GSK3β 形成的破壞復合體通過泛素化后被降解，不能進入核內啟動下游靶基因轉錄及表達，當 Wnt/β-Catenin信號通路激活時，Wnt蛋白(分泌型糖蛋白)與Frz及LRP5/6結合，活化Dsh蛋白，活化的Dsh可抑制GSK-3β活性，使β-catenin不能被磷酸化和降解，β-catenin不斷累積在細胞質中，然后轉位進入細胞核，與TCF/LEF結合，啟動下游靶基因轉錄及表達，如c-myc、Cyclin D1等[5]，導致細胞異常增殖，促進腫瘤的發(fā)生。

表6 結直腸癌Dukes分期與患者生存期之間的關系

與A期相比，$χ2=5.750，P=0.016

研究認為Wnt/β-catenin信號通路異常與人類多種腫瘤相關，如肝癌、胃癌等[6-7]。本組實驗結果顯示正常結直腸黏膜中見細胞膜完整的弱陽性表達，未見細胞質、細胞核或核/質等異常表達；結直腸癌組織中可見細胞膜不同程度的表達(細胞膜部分表達或完全丟失)及細胞質、細胞核或核/質等異位表達，提示β-catenin細胞膜表達丟失及細胞核/質等異位表達在結直腸癌的發(fā)生中起重要作用。在結直腸高分化腺癌中可見較多細胞膜表達，隨著組織分化越來越差(高分化腺癌→中分化腺癌→低分化腺癌)，細胞膜表達減少或細胞膜表達不完整，細胞核或細胞質/核表達增加，β-catenin細胞核表達與組織分化程度、淋巴結轉移及臨床Dukes分期有關，β-catenin細胞膜不完整表達與組織分化程度、浸潤深度、淋巴結轉移及臨床Dukes分期等均有關(P<0.05)；推測可能是由于隨著組織分化越差，癌細胞β-catenin及E-Cadherin在細胞膜表達減少，腫瘤細胞間黏附能力下降，易發(fā)生組織浸潤及脈管轉移有關[8-9]。另外，本組4例為絨毛狀腺瘤惡變，在腺瘤區(qū)域僅見β-catenin細胞膜表達，未見細胞核陽性，在相鄰的癌變區(qū)域，可見細胞核表達，提示β-catenin可能在結直腸腺瘤癌變中起重要作用，檢測腺瘤β-catenin表達有助于腺瘤惡變的診斷。有研究認為β-catenin細胞核高表達，臨床分期較晚的患者預后較差[10-13]。β-catenin細胞核高表達與結直腸癌組織的分化程度、Dukes分期有關(P<0.05)，與文獻報道一致[14]，提示β-catenin細胞表達量可作為結直腸癌患者預后判斷的指標[15]，可能是由于β-catenin細胞核表達，促進與細胞增殖、凋亡及侵襲轉移的有關基因轉錄及表達有關，如c-myc、Cycling D1、MMP-7及CD44等。另外，本組實驗結果顯示β-catenin細胞核表達及胞膜不完整表達與組織分化程度、淋巴結轉移及臨床Dukes分期有關；β-catenin細胞核高表達與結直腸癌組織的分化程度、Dukes分期有關，與淋巴結轉移無關，可能與本組病例選擇較為嚴格有關。在隨訪的82例結直腸癌患者中β-catenin細胞核陽性組患者5年生存率明顯低于陰性組，提示β-catenin細胞核表達可作為結直腸癌進展及判斷預后的指標。

總之，β-catenin在結直腸癌組織中高表達，其不同表達模式與結直腸癌的發(fā)生及進展有關，并有助于預后判斷，為以β-catenin為靶點的基因治療提供理論依據。

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Different expression patterns of β-catenin and its correlation with clinicopathological facters in colorectal cancer

JIN Wen1,2, CHEN Shun-hua1,3, YIN Yu1,3, ZHANG Cong1,3, CAO Li-yu1,3
(1DepartmentofPathology,AnhuiMedicalUniversity,Hefei230032,China;2TonglingVocationalandTechnicalCollege,Tongling244061,China;3TheFirstAffiliatedHospitalofAnhuiMedicalUniversity,Hefei230022,China)

Purpose To observe different expression patterns of β-catenin and its clinical significance in colorectal cancer (CRC). Methods A total of 181 cases of CRC tissues and 30 cases of norma1 colorectal tissue were investigated by immunohistochemistry for the expression of β-catenin. Results The expression rate of β-catenin was 56.9%(103/181)in CRC, and higher than that in norma1 colorectal tissue(P<0.05). The overexpression of nuclear β-catenin was significantly correlated with histological differentiation, lymph node metastasis and Dukes’ stage in CRC (P<0.05), and no relationship with other pathological parameters, such as age, gender and the depth of infiltration. The incomplete membranous expression of β-catenin was significantly correlated with histological differentiation, the depth of infiltration, lymph node metastasis and Dukes’ stage in CRC (P<0.05). The high expression of nuclear β-catenin related to histological differentiation and Dukes’ stage in CRC (P<0.05). In the follow-up data of 82 cases of CRC, the expression of nuclear β-catenin was associated with poor prognosis, and the 5-year survival rate was significantly lower than that of self-control groups (P<0.05). Conclusion β-catenin plays important roles in colorectal carcinogenesis. Abnormal expression of β-catenin was related to the aggressive progression of CRC and may be helpful for evaluating the prognosis of patients with CRC. β-catenin is expected to become a new target for diagnosis and treatment of CRC in future.

colorectal neoplasms; β-catenin; expression patterns; immunohistochemistry

國家自然科學基金(81201536)、安徽省自然科學基金(KJ2013A150)

1安徽醫(yī)科大學病理學教研室，合肥 2300322銅陵職業(yè)技術學院基礎教研室，銅陵 2440613安徽醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院病理科，合肥 230022

金 雯，女，碩士研究生，講師。E-mail: 117507844@qq.com 曹立宇，男，副教授，碩士生導師，通訊作者。E-mail: caoliyuhf@163.com

時間：2017-6-20 11:17 網絡出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1073.R.20170620.1117.002.html

R 735.34

A

1001-7399(2017)06-0596-06

10.13315/j.cnki.cjcep.2017.06.002

接受日期：2017-03-29