基质金属蛋白酶-7和组织金属蛋白酶抑制剂-1与大肠癌的关系

摘要

目的: 探讨基质金属蛋白酶-7(MMP-7)、组织金属蛋白酶抑制剂-1(TIMP-1)的表达与大肠癌的发生、发展的关系.

方法: 采用免疫组化技术检测15例正常大肠黏膜(NM)、27例大肠腺瘤(Ad)、81例大肠癌(CC)组织中MMP-7、TIMP-1的表达.

结果: 从NM到Ad到CC MMP-7、TIMP-1的表达逐渐增高、增强, 经秩和检验MMP-7在每两组间都存在显著差异(P<0.01), TIMP-1在NM与CC、Ad与CC中存在明显差异(P<0. 01).

结论: MMP-7参与了大肠癌的发生, 并具有高度的特异性, 可作为大肠癌的早期预测因子. 阻断MMP-7的表达和活性及增强TIMP-1的表达和活性有可能成为抗肿瘤转移治疗的一个新途径.

关键词: N/A

N/A

N/A

Correspondence to: N/A

Received: March 25, 2005
Revised: April 5, 2005
Accepted: April 8, 2005
Published online: June 15, 2005

Abstract

N/A

Key Words: N/A

0 引言

大肠癌(colorectal carcinoma, CC)是一种常见的消化道恶性肿瘤, 近20 a来, 其发病率逐年增加. 细胞外基质降解和新生血管形成是肿瘤生长、浸润和转移的必要条件[1]. 基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases, MMPs)能降解细胞外基质及血管基底膜, 从而能促进肿瘤细胞的浸润和血管的形成. 组织金属蛋白酶抑制剂(tissue inhibitors of metalloproteinases, TIMPs)与MMPs结合可降低MMPs活性[2]. MMP-7的作用底物广, 能降解Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型胶原(Ⅳ型胶原是血管基底膜的重要组分), 而且其只在癌细胞和异型增生的上皮细胞中表达[3], 有较高的特异性. 目前国内外研究CC中MMP-7表达的报道较为少见, 本实验以大肠的正常黏膜(normal mucosa, NM)、腺瘤(adenoma, Ad)及CC标本作为研究对象, 用免疫组化S-P法检测MMP-7、TIMP-1的表达, 探讨其在大肠癌发生中的作用.

1 材料和方法

1. 1 材料

收集承德医学院附属医院肿瘤外科2001-09/2002-10手术切除的CC标本81例, 同时选取大肠癌远端病理证实的NM15例, 内窥镜咬检的Ad 27例. 81例大肠癌中男性36例, 女性45例, 年龄30-85岁, 平均57. 2岁. 鼠抗人MMP-7单克隆抗体, 鼠抗人TIMP-1单克隆抗体, SP(Kit-9720)试剂盒均购自福州迈新公司.

1. 2 方法

1. 2. 1 SP免疫组化染色: 切片脱蜡入水, 3 mL/L甲醇过氧化氢作用5 min, 非免疫血清阻断30 min, 依次加入稀释后(1∶50)I抗(孵育过夜), Ⅱ抗(孵育30 min), Ⅲ抗(孵育30 min), 期间用PBS缓冲液冲洗, 最后于DAB液显色后, 复染、脱水、透明、封片, 染色时均设立阴性对照(以PBS液代替I抗)和阳性对照已知胃癌阳性切片.

1. 2. 2 结果判定: 以NM上皮细胞或肿瘤细胞胞质出现棕黄色颗粒为阳性, 阳性表达的判断按照Volm et al[4]的判断标准: (1)选染色均匀的肿瘤区, 在400倍视野下计数着色细胞占视野细胞总数的百分数, 共计数5个视野, 取平均值, 以着色细胞占视野细胞总数的多少分0-3级: 0级: 0; 1级: <25%; 2级: 26-50%; 3级: >50%. (2)按细胞着色强弱分级: 0级: 不着色; 1级: 着色弱; 2级: 中等着色; 3级: 着色强. 按(1)、(2)值之和判断结果: 阴性(-): 0; 弱阳性(+): 1-2; 中度阳性(++): 3-4; 强阳性(+++): 5-6.

统计学处理 数据库的建立和数据分析采用SPSS11. 0软件. MMP-7、TIMP-1采用等级资料秩和检验.

2 结果

2. 1 大肠NM、Ad及CC中MMP-7的表达

MMP-7表达阳性多表现为黏膜上皮、Ad和癌细胞的胞质中出现棕黄色颗粒, 呈灶性或弥漫分布, 大小不一, 着色轻重不同, 有5例CC细胞质和胞核均有着色. 在15例NM中仅1例呈弱阳性; 27例Ad中23例(85. 2%)呈阳性, 其中强阳性率较低(7.4%); 81例CC中2(2.5%)例阴性, 31(38.3%)例强阳性, CC的阴性及弱阳性表达低于Ad, 而中度及强阳性表达高于Ad, 强阳性率在三组中最高. 三组间MMP-7的表达有明显差异(H = 50. 289, P<0. 01), NM与Ad、NM与CC、Ad与CC间MMP-7的表达均有显著性差异(表1).

表1 MMP-7在NM、Ad和CC中的表达(%).

分组	n	阴性-	阳性			阳性n(%)
			＋	++	+++
NM	15	14(93.3)	1(6.7)	0(0)	0(0)	1(6.7)
Ad	27	4(14.8)	8(29.6)	13(48.2)	2(7.4)	23(85.2)b
CC	81	2(2.5)	8(9.9)	40(49.4)	31(38.3)	79(97.5)bd

^bP<0.01 vs NM;

^dP<0.01 vs Ad.

2. 2 大肠NM、Ad及CC中TIMP-1的表达

TIMP-1着色部位与MMP-7相同, 部分间质细胞也有表达. 15例NM中6(40%)例阳性, 阳性表达中弱阳性5(33. 3%)例; 27例Ad中18(66. 7%)例阳性, 无强阳性; 81例CC中71(87. 7%)例阳性, 其中18(22. 2%)例强阳性. 从NM到Ad到CC, TIMP-1表达阳性率逐渐升高, 只有大肠癌有强阳性表达, 三组间TIMP-1的表达有明显差异(H = 20. 373, P<0. 01), CC与NM、CC与Ad中TIMP-1的表达均有显著差异(P<0. 01), NM与Ad间表达无显著差异(表2).

表2 TIMP-1在NM、Ad和CC中的表达(%).

分组	n	阴性-	阳性			阳性 n(%)
			＋	++	+++
NM	15	9(60.0)	5(33.3)	1(6.7)	0(0)	6(40.0)b
Ad	27	9(33.3)	12(44.4)	6(22.2)	0(0)	18(66.7)b
CC	81	10(12.3)	36(44.4)	17(21.0)	18(22.2)	71(87.7)

^bP<0.01 vs CC.

3 讨论

3. 1 MMP-7在大肠癌发生过程中的意义

肿瘤的生长、浸润和转移依赖于细胞外基质的降解和新生血管的形成, 本研究检测了与细胞外基质降解有关的两种指标. 细胞外基质的降解主要由肿瘤细胞分泌的MMPs完成, MMP-7是MMPs家族的重要成员, 是MMPs中唯一由上皮性肿瘤细胞特异性表达的酶, 能降解基底膜的主要成分Ⅳ型胶原及层粘连蛋白, 在胃癌及大肠癌的研究中发现MMP-7的表达明显增强[5-6].

本研究显示MMP-7在正常黏膜几乎不表达, 大肠癌中表达阳性率为97.5%(79/81), 高于腺瘤, 三组之间均有显著差异, 说明MMP-7的异常表达在大肠肿瘤的早期阶段就开始升高, 并可能在大肠组织正常黏膜演变成腺瘤、癌的过程中具有重要作用. 镜下观察还发现多数大肠腺瘤中MMP-7的表达见于局灶性分布的腺瘤细胞, 而大肠癌中MMP-7则在广泛的癌细胞中分布, 腺瘤中局灶性表达的区域有可能通过MMP-7的作用最终发展成为大肠癌. 仅郭颖[7]报道在卵巢交界性及恶性浆液性肿瘤中出现MMP-7在癌细胞胞核着色, 本研究也发现5例大肠癌癌细胞胞质和胞核均有着色. Zhao et al[8]推测细胞核中有MMP, MMP-7在肿瘤细胞核中定位的生物学意义尚不清楚.

3. 2 TIMP-1与大肠癌发生的关系

TIMP-1在正常黏膜、腺瘤及癌均有表达, 癌中表达明显高于正常黏膜和腺瘤组. 在正常黏膜膜演变为腺瘤及大肠癌的过程中, MMP-7表达的阳性率分别为6. 7%, 85. 2%和97.5%, 而TIMP-1表达的阳性率分别为40%, 66. 7%和87. 7%, 二者均呈现增长趋势, 但TIMP-1较MMP-7增长慢, TIMP-1增长是原发性升高还是受MMP-7的诱导而升高是值得探讨的问题. 有文献[9-10]报道可用MMP/TIMP比值作为肿瘤临床研判的一项指标.

MMP-7在正常黏膜几乎不表达, 在大肠癌中阳性率高达97.5%, 表明MMP-7参与了正常黏膜演变为腺瘤及癌的进程, 并具有高度特异性. 因此MMP-7可作为大肠癌的预测因子. TIMP-1在正常黏膜演变为大肠癌的过程中逐渐升高, 鉴于TIMP-1作为MMP-7的抑制物及MMP-7在大肠癌及其他肿瘤发生、发展中作用, 阻断MMP-7的表达和活性及增强TIMP-1表达和活性有可能成为抗肿瘤转移治疗的一个新途径.

备注

编辑: 王谨晖 审读: 张海宁

参考文献

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