大肠癌 Open Access
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世界华人消化杂志. 2004-05-15; 12(5): 1065-1068
在线出版日期: 2004-05-15. doi: 10.11569/wcjd.v12.i5.1065
结肠癌组织Smad4蛋白表达的意义
肖德胜, 李景和, 傅春燕, 文继舫
肖德胜, 李景和, 傅春燕, 文继舫, 中南大学湘雅医学院病理学教研室 湖南省长沙市 410078
肖德胜, 男, 1970-12-25生, 湖南省双峰县人, 汉族. 2001年中南大学湘雅医学院硕士毕业, 现为该院博士生, 讲师. 主要从事消化道肿瘤病理研究.
通讯作者: 文继舫, 410078, 湖南省长沙市湘雅路88号, 中南大学湘雅医学院病理学教研室. jifangwen@hotmail.com
电话: 0731-2355098
收稿日期: 2003-12-12
修回日期: 2004-01-09
接受日期: 2004-02-01
在线出版日期: 2004-05-15

目的: 探讨Smad4在结肠癌发生、发展过程中的作用.

方法: 采用免疫组化S-P法检测70例正常结肠黏膜组织和结肠肿瘤组织中Smad4的表达.

结果: 结肠癌(n = 52)中Smad4的表达水平明显低于正常结肠黏膜(n = 7), 并与肿瘤分期、分化程度及转移有关(P<0.05).

结论: Smad4的低表达可能与结肠癌的发生、发展过程有关, 并可能在结肠癌浸润和转移中发挥作用.

关键词: N/A
引文著录: 肖德胜, 李景和, 傅春燕, 文继舫. 结肠癌组织Smad4蛋白表达的意义. 世界华人消化杂志 2004; 12(5): 1065-1068
Expression and significance of Smad4 in colorectal carcinoma tissue
De-Sheng Xiao, Jing-He Li, Chun-Yan Fu, Ji-Fang Wen
De-Sheng Xiao, Jing-He Li, Chun-Yan Fu, Ji-Fang Wen, Department of Pathology, Xiangya School of Medicine, Central South University, Changsha 410078, Hunan Province, China
Correspondence to: Ji-Fang Wen, Department of Pathology, Xiangya School of Medicine, Central South University, Changsha 410078, Hunan Province, China. jifangwen@hotmail.com
Received: December 12, 2003
Revised: January 9, 2004
Accepted: February 1, 2004
Published online: May 15, 2004

AIM: To investigate the role of Smad4 protein in colorectal carcinogenesis.

METHODS: Expression of Smad4 was detected in 70 cases of normal tissues and colorectal tumor by a streptavidin-peroxidase conjugation method (S-P).

RESULTS: Smad4 expression was significantly lower in colorectal carcinoma (n = 52) than that in the normal tissues (n = 7) and was related to the tumor stages, differentiation and metastasis (lymph node or blood) (P < 0.05).

CONCLUSION: Down-regulation of Smad4 expression may be associated with the carcinogenesis, and Smad4 may play a role in invasion and metastasis of colorectal carcinoma.

Key Words: N/A
0 引言

转化生长因子b(transforming growth factor-b, TGF-b)超家族在机体的免疫调节、细胞生长和分化、细胞外基质的合成和储存、胚胎发育、创伤修复等方面发挥着十分重要的作用[1-5]. TGF-b是机体上皮细胞生长、增生和分化强有力的抑制因子, 但是上皮源性的恶性肿瘤细胞丧失了对TGF-b的反应性而逃避TGF-b的生长抑制作用, 结果导致肿瘤发生[6-8]. Smad4是TGF-b信号转导途径的中心分子, 几乎所有生物学效应均是Smad4与不同的Smads蛋白相互作用的结果[9-12]. Smad4是DPC4的基因产物. 最近有文献报道, 伴远处转移的浸润癌和远处转移病灶其DPC4突变频率明显高于腺瘤和黏膜内癌, 且有显著性差异(P = 0.006-0.001), 说明DPC4的突变与结肠癌的恶性进展, 如远处转移有关. 另有文献报道Smad4蛋白表达异常可能有利于结肠癌的浸润和转移[13-16]. 我们用免疫组织化学S-P法检测Smad4蛋白的表达情况, 旨在探讨Smad4在结肠癌癌变机制中可能的作用, 并阐明Smad4与结肠癌浸润和转移的关系如下.

1 材料和方法
1.1 材料

我校1996/2001年结肠肿瘤及正常结肠黏膜存档蜡块共70例, 每例皆有完整病历和病理资料, 并经病理诊断核实. 所有标本经40 g/L甲醛固定, 石蜡包埋, 5 mm连续切片. 正常结肠黏膜7例, 腺瘤11例, 高分化腺癌13例, 低分化腺癌25例, 癌转移(经淋巴道及血道)14例; DukesA、B期38例, C、D期14例; 男45例, 女25例; 小于60岁39例, 大于或等于60岁31例. 鼠抗人Smad4单克隆抗体为neomarkers公司产品, 使用稀释度1: 50; S-P试剂盒及DAB显色试剂盒由北京中山公司提供.

1.2 方法

采用S-P免疫组化法, 按试剂盒说明书进行操作. 以Smad4阳性的正常胰腺组织作阳性对照, 以PBS缓冲液代替一抗作阴性对照. 以细胞质、胞核出现棕黄色颗粒为阳性. 根据切片中阳性细胞数及染色反应强度分为4级并评分[17-18]: 阴性(0分), 细胞不着色或阳性细胞数小于25%; 弱阳性(1分), 细胞内出现浅棕黄色颗粒或阳性细胞数为25-50%; 阳性(2分), 细胞内出现棕黄色颗粒或阳性细胞数为50-75%; 强阳性(3分), 细胞内出现深棕黄色颗粒或阳性细胞数为 大于75%. 每张切片选取10个视野进行评分, 取平均值作为评分结果.

统计学处理 两组样本之间采用t检验.

2 结果
2.1 Smad4在结肠肿瘤中的表达

Smad4蛋白阳性信号定位于细胞质及胞核. 在正常结肠黏膜和结肠腺瘤中, Smad4呈强阳性表达, 阳性细胞分布在黏膜全层中(图1, 2). 在结肠癌组织中, Smad4蛋白表达下降, 其分布及着色程度呈异质性, 其中高分化腺癌尚有部分表达(图3), 低分化腺癌及转移癌表达明显下降, 有的甚至无表达(图4-6).

图1
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图1 正常结肠黏膜胞质及胞核Smad4 强阳性SP×200.
图2
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图2 结肠腺瘤胞质及胞核Smad4 强阳性SP×200.
图3
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图3 结肠高分化腺癌胞质Smad4阳性SP×200.
图4
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图4 结肠低分化腺癌胞质Smad4阴性SP×200.
图5
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图5 结肠癌淋巴结转移Smad4阴性SP×200.
图6
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图6 结肠癌转移Smad4弱阳性SP×200. (左上角为结肠癌组织, Smad4蛋白表达呈弱阳性; 右下角为肝组织, Smad4 蛋白表达呈强阳性).
2.2 Smad4蛋白与结肠癌生物学行为的关系

Smad4蛋白在结肠肿瘤中的表达与肿瘤分期、分化程度及转移有关(表1). Smad4蛋白在正常结肠黏膜和腺瘤中全部表达, 且呈强阳性表达, 而在高分化腺癌、低分化腺癌及转移癌中均有较明显下降, 有的甚至不表达. 正常结肠黏膜与腺瘤比较, Smad4蛋白表达无显著性差异(P>0.05); 与正常结肠黏膜比较, 在高分化腺癌、低分化腺癌及转移癌中Smad4蛋白表达均有显著性差异(P<0.05). 与低分化腺癌比较, 高分化腺癌Smad4蛋白表达较强, 有显著性差异(P<0.05); 与A, B期结肠癌比较, C, D期结肠癌Smad4蛋白表达弱, 有显著性差异(P<0.05); Smad4蛋白表达与结肠癌患者的性别、年龄均无统计学意义(P>0.05).

表1 人结肠癌Smad4蛋白表达与临床病理参数的关系.
病理参数nmean±SD
正常结肠黏膜72.86±0.24
结肠腺瘤112.56±0.45
高分化结肠腺癌131.66±0.73ac
低分化结肠腺癌251.11±0.78a
癌转移141.00±0.78a
DukesA, B期381.49±0.70
DukesC, D期141.00±0.79
男451.57±0.97
女251.60±0.92
年龄(岁) <60391.49±0.99
年龄(岁)≥60311.70±0.89
aP<0.05, vs正常结肠黏膜;
cP<0.05, vs低分化腺癌.
3 讨论

TGF-b信号转导途径的失控可能会丧失对细胞的生长抑制而导致肿瘤的发生[19]. DPC4的失活被认为是引起生长抑制丧失的一个重要原因, 可概括为: (1)染色体片段的丢失, 包括杂合型缺失或纯合型缺失; (2)基因突变, 如移码突变、无义突变、错义突变等; (3)基因表达水平异常, 即表达水平低下或缺乏[20]. DPC4被认为是一种肿瘤抑制基因[21-25], 大约50%的胰腺癌,30%的结肠癌其DPC4发生了突变[26-28]. DPC4功能的失活能够导致肿瘤的发生, 在DPC4功能缺陷的肿瘤细胞株中通过DPC4表达的重建, 使之重新获得了抑制肿瘤形成的能力. 目前不少学者认为DPC4的失活发生在肿瘤进展的后期, 属于晚期分子事件, 并与肿瘤的浸润和转移密切相关[29-33]. DPC4作为候选的肿瘤抑制基因, 对其功能的研究存在二个问题[34]: (1)DPC4基因的蛋白产物Smad4在结肠癌中的表达情况, 国内外尚未见文献报道; (2) Smad4蛋白的表达情况与结肠癌临床生物学行为的关系研究在国内外亦未见相关的文献报道.

我们研究结果表明, Smad4在正常结肠黏膜中均有强的表达, 而在高分化腺癌、低分化腺癌及转移癌(淋巴道或血道)中表达均明显下降, 有的甚至无表达, 其差异均有显著性. 低分化腺癌与高分化腺癌比较, Smad4蛋白表达有明显下降(P<0.05); C, D期结肠癌与A, B期结肠癌比较, Smad4蛋白的表达亦有明显下降(P<0.05); 表明Smad4蛋白在结肠肿瘤中的表达情况与肿瘤分期、分化程度及转移有关. Smad4蛋白表达水平下降或缺乏削弱了TGF-b信号转导途径, 减弱或丧失了对细胞的生长抑制作用, 从而导致肿瘤的发生. Smad4蛋白表达水平的下降或缺乏可能是由染色体片段丢失(杂合型缺失或纯合型缺失)或基因突变(移码突变、无义突变、错义突变等)引起的. DPC4的失活可能发生在肿瘤进展的后期, 属于晚期分子事件, 并参与肿瘤的浸润和转移. 此外, Smad4蛋白的表达与结肠癌患者的性别、年龄均无统计学意义(P>0.05); 正常结肠黏膜与腺瘤比较, Smad4蛋白的表达差异不明显(P>0.05). 表明Smad4可能具有抑制结肠癌细胞生长及抑制结肠癌浸润和转移的作用, 提示Smad4可能参与了结肠癌的演进过程, 有利于加深我们对结肠癌癌变机制的理解.

一般认为, 结肠癌的发生是一个长期的多因素形成的分阶段的过程. 从结肠黏膜上皮过度增生→不典型增生→结肠癌的演进过程中, 关键的步骤是癌基因的突变和抑癌基因的失活, 本结果表明DPC4的失活可能与结肠癌的发生和转移有关, 但DPC4失活绝不是导致结肠癌发生的惟一因素, 必定还有许多其他基因或因素的参与, 那么这些基因或因素是什么, 他们之间是如何相互作用的, 这些问题有待进一步的研究.

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