食管鱗狀細胞癌組織MMP2、9與TIMP1表達及意義

1、食管鱗狀細胞癌組織MMP2、9與TIMP1表達及意義        作者：董紹安 趙景嵐 林樂勝 【摘要】 目的 探討食管鱗狀細胞癌組織中基質(zhì)金屬蛋白酶2、9(MMP2、MMP9)及其組織抑制因子(TIMP1)的表達,并分析其與臨床病理因素的關(guān)系。方法 應(yīng)用免疫組織化學方法,檢測55例食管鱗狀細胞癌組織中MMP2、MMP9、TIMP1               &#

2、160;                  作者：董紹安 趙景嵐 林樂勝 【摘要】  目的 探討食管鱗狀細胞癌組織中基質(zhì)金屬蛋白酶2、9(MMP2、MMP9)及其組織抑制因子(TIMP1)的表達,并分析其與臨床病理因素的關(guān)系。方法 應(yīng)用免疫組織化學方法,檢測55例食管鱗狀細胞癌組織中MMP2、MMP9、TIMP1的表達。同時，取10例癌周正常食管黏膜作為對照。結(jié)果 MMP2、MMP9、TIMP1在正常黏膜上皮不表達；

3、在食管鱗狀細胞癌中陽性表達率分別為21.8%、81.8%和78.2%;不同組織學分級的食管癌組織中MMP2、MMP9及TIMP1蛋白陽性表達率無顯著性差異（2=0.682.76,P>0.05）；隨著腫瘤浸潤程度的加深，MMP9陽性表達率明顯升高，差異有顯著性（2=16.55,P<0.05）；有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者MMP9陽性表達率明顯高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者,差異有顯著性（2=10.96，P<0.05）,且臨床病理分期為期者明顯高于0及期（2=4.89、9.46,P<0.05）。結(jié)論 MMP2、MMP9、TIMP1的表達與腫瘤分化程度無關(guān),MMP9表達與腫瘤浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及臨床

4、分期有關(guān)。  【關(guān)鍵詞】  食管腫瘤 明膠酶2 明膠酶9 金屬蛋白酶組織抑制因子 免疫組織化學 ABSTRACTObjectiveTo investigate the expressions of matrix metallproteinase2 (MMP2) and 9(MMP9) and tissue inhibitor of matrix metallproteinase1 (TIMP1) in squamous cell carcinoma of esophagus and their correlation with clinicopathological par

5、ameters.  MethodsExpressions of MMP2, MMP9 and TIMP1 were detected by immunohistochemical staining in sections of the carcinoma (n=55). ResultsExpression of MMP2, MMP9 and TIMP1 were observed in the tissue of the carcinoma, but not in normal esophageal tissue, with the positive rates of 21.8%,

6、81.8% and 78.2%, respectively. Expressions of MMP2, MMP9 and TIMP1 were not correlated with the histological differentiation (2=0.682.76, P>0.05）. Expression of MMP9 was correlated with the degree of cancer invasion (2=16.55, P<0.05). The positive rate of MMP9 expression was significantly high

7、er in patients with lymph node metastasis than those without  (2=10.96, P<0.05), also obviously higher in cases with clinicopathological stage than in those with 0and （2=4.89，9.46； P<0.05）. ConclusionExpressions of MMP2, MMP9 and TIMP1 are not correlated with histological differentiation,

8、 while expression of MMP9 is related with tumor invasion and lymph node metastasis.              KEY WORDS esophageal neoplasms; gelainase A;  gelainase B； tissue inhibitor of matrix metallproteinase; immunohistochemistry   &

9、#160; 惡性腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移受到很多因素的影響，瘤細胞要實現(xiàn)侵襲和轉(zhuǎn)移首先降解細胞外基質(zhì)（ECM）的多種成分，在這個過程中基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）起著重要的作用。它們的活性與瘤細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力有關(guān)，過度表達能提高瘤細胞降解血管、淋巴管內(nèi)基膜的能力，促進瘤細胞的遷移。本研究采用免疫組化技術(shù)檢測食管鱗狀細胞癌組織中基質(zhì)金屬蛋白酶2、9(MMP2、MMP9)及其組織抑制因子(TIMP1)的表達情況，以探討MMPs及其抑制劑與食管鱗狀細胞癌侵襲和轉(zhuǎn)移的關(guān)系。     1  材料與方法     1.1  材料來源

10、    收集青島大學醫(yī)學院附屬醫(yī)院胸外科手術(shù)切除并經(jīng)病理確診為食管癌組織蠟塊55例。每例病人均有詳細的臨床資料、手術(shù)記錄。術(shù)前均未接受化療和放療。本文55例病人中，男36例，女19例；年齡4277歲，其中>60歲19例、5060歲28例、<50歲8例。病理學類型均為鱗狀細胞癌，組織學級17例、級28例、級10例。腫瘤浸潤至黏膜下層4例，肌層18例，外膜33例。55例食管癌中有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者26例，無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者29例。PTNM分期：0期4例，期27（a期17例、b期10例），期24例。同時，取10例癌周正常食管黏膜作為對照。   &#

11、160; 1.2  免疫組化檢測方法     采用PV 6000二步法。鼠抗人MMP2、MMP9及TIMP1均購自北京中山生物試劑公司（工作液）。PV 6000通用型試劑盒購自ZYMED公司。具體步驟按說明書操作。分別用PBS代替3種一抗作陰性對照，用已知陽性組織切片作為陽性對照。     1.3  免疫組化結(jié)果判定     MMP2、MMP9及TIMP1蛋白表達于細胞質(zhì)內(nèi)，每例切片隨機觀察20個高倍視野（400倍），平均每個視野細胞質(zhì)呈棕色的細胞數(shù)20%為陽性（+），20%為陰性（-

12、）。     2  結(jié)    果     2.1  MMP2、MMP9及TIMP1蛋白在正常食管黏膜及食管鱗狀細胞癌組織中的表達     10例癌旁正常食管黏膜組織MMP2、MMP9及TIMP1蛋白均呈陰性表達。55例食管鱗狀細胞癌組織MMP2、MMP9蛋白陽性表達率分別為21.8（1255）和81.8（4555），TIMP1陽性表達率為78.2%（4355），陽性表達主要見于間質(zhì)的纖維母細胞、組織細胞及血管內(nèi)皮細胞，少數(shù)癌細胞也呈陽性表達。  

13、   2.2  MMP2、MMP9及TIMP1蛋白表達與食管癌病人性別及年齡的關(guān)系     55例食管癌組織中MMP2、MMP9及TIMP1蛋白表達與食管癌病人性別及年齡無關(guān)（2=0.013.50,P>0.05）。     2.3  MMP2、MMP9及TIMP1蛋白表達與食管鱗狀細胞癌組織分化程度和浸潤的關(guān)系     在不同組織學分級的食管癌組織中，MMP2、MMP9及TIMP1蛋白陽性表達率雖有差別，但無顯著性差異（2=0.682.76,P>0.05

14、）。MMP9陽性表達率隨著食管鱗狀細胞癌組織浸潤深度的增加而升高，各組間有顯著性差異（2=16.55,P<0.05）。MMP2及TIMP1的陽性表達與食管鱗狀細胞癌組織浸潤深度無關(guān)（2=0.032.83,P>0.05）。     2.4 MMP2、MMP9及TIMP1蛋白表達與食管鱗狀細胞癌轉(zhuǎn)移和臨床病理分期的關(guān)系 55例食管鱗狀細胞癌中有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者26例，其MMP9陽性表達率為100，29例無轉(zhuǎn)移者陽性表達率為65.5%，二者比較差異有顯著意義（        

15、;        2.4  MMP2、MMP9及TIMP1蛋白表達與食管鱗狀細胞癌轉(zhuǎn)移和臨床病理分期的關(guān)系     55例食管鱗狀細胞癌中有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者26例，其MMP9陽性表達率為100，29例無轉(zhuǎn)移者陽性表達率為65.5%，二者比較差異有顯著意義（2=10.96,P<0.05）。臨床病理分期期病人MMP9陽性表達率明顯高于0期及期者，差異有顯著性（2=4.89、9.46,P<0.05）。MMP2及TIMP1蛋白陽性表達率與食管鱗狀細胞癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及臨床病理分期均無關(guān)（2

16、=1.541.74,P>0.05）。表1  MMP2、MMP9及TIMP1蛋白表達與臨床病理參數(shù)的關(guān)系     3  討    論     腫瘤細胞浸潤和轉(zhuǎn)移至鄰近組織及遠處器官是一個復雜的過程。大量實驗證明,瘤細胞浸潤轉(zhuǎn)移能力與其誘導產(chǎn)生蛋白酶降解ECM、基底膜的能力密切相關(guān)。MMP是其中最為重要的一組蛋白酶,在腫瘤的浸潤和轉(zhuǎn)移中有著重要的作用。組織金屬蛋白酶抑制劑(TIMPs)是MMP的天然抑制劑。目前發(fā)現(xiàn)的TIMPs家族有4種，TIMP1是一種相對分子質(zhì)量為28 000的糖

17、蛋白,可與活性的間質(zhì)膠原酶、活化的間充質(zhì)溶解素和MMP9形成復合物。TIMPs與MMP之間的平衡關(guān)系在ECM的代謝調(diào)節(jié)中起著重要作用。     3.1  MMP2、MMP9及TIMP1蛋白在癌旁正常食管黏膜及食管鱗狀細胞癌組織中的表達及分布   在腫瘤組織中,腫瘤細胞和基質(zhì)細胞均可表達并分泌MMP1,2。一種腫瘤組織可以表達并分泌多種金屬蛋白酶。有些成員是由腫瘤細胞分泌的,有些成員則是由基質(zhì)細胞分泌的,還有一些成員則由腫瘤細胞和基質(zhì)細胞分泌。不同食管鱗狀細胞癌組織表達的MMP家族成員存在差異。有研究結(jié)果顯示，食管癌組織中MMP2、MM

18、P9陽性表達率明顯高于正常組織，但報道結(jié)果不一，其陽性表達率為25.6%80.5%3，4。本組MMP2陽性表達率為21.8%，而MMP9陽性表達率為81.8%,與文獻報道基本一致。陳美芳等5報道的一組食管癌以表達MMP3、MMP7為高，而MMP2、MMP9表達較低。因此，MMP表達的多樣性給研究MMP家族與腫瘤浸潤和轉(zhuǎn)移的關(guān)系增加了復雜性。本研究結(jié)果顯示，癌旁正常食管黏膜組織MMP2、MMP9及TIMP1蛋白均呈陰性表達。MMP2、MMP9蛋白主要表達于食管癌細胞漿內(nèi)，少數(shù)間質(zhì)纖維母細胞和組織細胞亦呈陽性表達。TIMP1陽性表達主要見于間質(zhì)的纖維母細胞、組織細胞及血管內(nèi)皮細胞，少數(shù)癌細胞也呈陽

19、性表達，與GU等6應(yīng)用免疫組化法檢測208例食管鱗癌中MMP9表達的結(jié)果一致。因此，推測MMP主要由癌細胞產(chǎn)生，TIMP主要由間質(zhì)細胞產(chǎn)生，但其調(diào)節(jié)機制并不清楚。     3.2  MMP2、MMP9及TIMP1蛋白表達與食管鱗狀細胞癌組織分化和浸潤的關(guān)系     本研究結(jié)果顯示，雖然不同組織分化食管鱗狀細胞癌組織的MMP2、MMP9、TIMP1的陽性表達率不同，但經(jīng)過統(tǒng)計學處理后無明顯差異。而GU等6研究表明，不同組織分化的病人，其分化越差MMP9表達越高。本文研究還顯示，MMP9的表達隨著腫瘤浸潤深度的增加，其陽性表達率

20、增高，這可能與其降解基膜的必需成分型膠原酶有關(guān)。但MMP2、TIMP1的表達與腫瘤浸潤深度的關(guān)系沒有統(tǒng)計學意義，認為MMP9在食管鱗狀細胞癌的浸潤過程中起重要作用。MMP9表達越高腫瘤的侵襲能力就越大。相應(yīng)的研究也證實，MMP9在其他腫瘤如乳癌、結(jié)腸癌、甲狀腺癌、頭頸部鱗癌中也有這種表達特性79。     3.3  MMP2、MMP9及TIMP1蛋白表達與食管鱗狀細胞癌轉(zhuǎn)移和臨床病理分期的關(guān)系     MMP及其TIMP的表達在基因水平高度一致，這種平衡表達可以保證正常組織結(jié)構(gòu)和器官功能，防止細胞外基質(zhì)降解的增加。而惡性腫瘤

21、能促使MMP過度表達使其不能與TIMP一致，平衡被打破，因此基膜被降解，癌細胞發(fā)生轉(zhuǎn)移；相反，過度表達的TIMP能阻止ECM的降解。本研究測定的55例食管鱗狀細胞癌中有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者26例，MMP9陽性表達率為100，29例無轉(zhuǎn)移者陽性表達率為65.5%，二者間有顯著性差異。而MMP2的表達與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的相關(guān)性不明顯，MMP9的表達在淋巴轉(zhuǎn)移過程中起重要作用。同時本研究結(jié)果還顯示，MMP9陽性表達率在臨床病理期中明顯高于0期及期，其差異有顯著意義；而MMP2及TIMP1蛋白陽性表達率與食管鱗狀細胞癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及臨床病理分期無關(guān)。MMP9在食管鱗狀細胞癌組織中的過度表達與腫瘤的浸潤深度、淋巴轉(zhuǎn)移密

22、切相關(guān)，可將其作為一種判斷食管鱗狀細胞癌預(yù)后的生物指標。   【參考文獻】   1NUTT J E, MELLON J K, QURESHI K. Matrix metalloprteinase1 is induced by epidermal growth factor in human bladder tumor cell lines and is detectable in urine of patients with bladder tumorsJ. Cancer Res, 1998,78(2):215.  2COLLINS H M, MORRIS T M

23、, WATSON S A. Spectrum of matrix metaloproteinas expression in primary and metastatic colon cancer: relationship to the tissue inhibitors of metalloproteinase sand membrane type1 matrix metalloproteinaseJ. Br Cancer, 2001,84(12):1664.  3OHTANI H, TABATA N, NAGURA, et al. Immunoelectron microscopic localization of gelatinase A in human gastrointestinal and skin carcinomas: difference between cancer cells and fibroblastsJ. Jpn J Cancer Res, 1995,86(3):304309. 4PUFE, HARDE V, DETERSEN W， et al. Vascular endothelial growth factor (VEGF) induces matrix met