同源异形盒基因CDX2的表达与胃黏膜肠上皮化生类型的关系

摘要

目的: 探讨CDX2表达与胃黏膜肠化生类型的关系.

方法: 利用免疫组化技术检测58例正常胃黏膜、184例肠化生和36例胃癌组织CDX2表达; 利用HID-ABpH2.5-PAS将184例肠化生分为Ⅰ型81例, Ⅱ型62例和Ⅲ型41例.

结果: 正常胃黏膜CDX2阴性表达, 胃癌组织CDX2表达高于正常胃黏膜(P<0.01), 低于肠化生黏膜(59.8% vs 27.8%, P<0.01); Ⅰ型、Ⅱ型肠化生CDX2表达高于胃癌和Ⅲ型肠化生, 差异均有统计学意义. 唾液酸黏蛋白着色的Ⅰ型肠化生CDX2呈清晰着色, 硫酸黏蛋白着色的Ⅲ型肠化生CDX2未见着色.

结论: CDX2可作为判断肠化生分化程度的指标.

关键词: 肠化生; CDX2; 胃癌

Relationship between the expression of CDX2 and different types of gastric intestinal metaplasia

Xu-Guang Wang, Zhong Zhang, Li-Ping Sun, Yuan Yuan

Xu-Guang Wang, Zhong Zhang, Pathology Department of Shenyang Medical College, Shenyang 110001, Liaoning Province, China

Li-Ping Sun, Yuan Yuan, Cancer Control Laboratory of Cancer Institute and General Surgery, the First Affiliated Hospital of China Medical University, Shenyang 110001, Liaoning Province, China

Supported by: the Key Scientific and Technological Project from Liaoning Province, No. 20072255001-1.

Correspondence to: Professor Yuan Yuan, Cancer Control Laboratory of Cancer Institute and General Surgery, the First Affiliated Hospital of China Medical University, 155 Nanjing North Street, Heping District, Shenyang 110001, Liaoning Province, China. yyuan@mail.cmu.edu.cn

Received: November 4, 2008
Revised: December 3, 2008
Accepted: December 8, 2008
Published online: January 8, 2009

Abstract

AIM: To inquire the relationship between the expression of CDX2 and different types of gastric intestinal metaplasia.

METHODS: Expression of CDX2 in 58 normal gastric mucosa, 184 IM and 36 gastric cancer were detected using immunohistochemical method. One hundred and eighty four IM cases were classified into three subtypes, including 81 cases of IM Ⅰ, 62 cases of IM Ⅱ and 41 cases of IM Ⅲ using HID-ABpH2.5-PAS methods.

RESULTS: The positive rates of CDX2 expression in IM and gastric cancer were significantly higher than normal gastric mucosa in which negative expression was detected (P < 0.01), but lower than IM (27.8% vs 59.8%, P < 0.01). The positive rates of CDX2 expression in IM Ⅰ and IM Ⅱ were significantly higher than either gastric cancer group or IM Ⅲ. However, there was no significant difference between IM Ⅲ and gastric cancer group. CDX2 was located in IM cellular nucleus.

CONCLUSION: The IM without expression of CDX2 has close relationship with gastric cancer, and CDX2 is a valuable biomarker to judge the differentiation of IM.

Key Words: Intestinal metaplasia; CDX2; Gastric cancer

0 引言

胃黏膜肠上皮化生(肠化生)与胃癌关系密切[1-3], 是胃癌发生前的重要阶段. 目前, 国内外普遍根据黏蛋白染色和组织学形态不同, 将肠化生分为Ⅰ(完全性), Ⅱ(不完全性), Ⅲ型(不完全性), 认为Ⅲ型(不完全性)肠化生与胃癌关系密切. 但是, 并不是所有Ⅰ、Ⅱ型肠化生均不发展为胃癌, 也不是所有Ⅲ型肠化生均发展为胃癌. 究竟何种类型的肠化生可发展为胃癌, 一直困扰着广大学者. 近年来, 人们试图从不同角度对肠化生进行分型并探讨其与胃癌的关系.

正常胃黏膜上皮细胞、肠化生上皮细胞和胃癌上皮细胞各有不同的形态学特点, 其区别是由于细胞分化异常所致. 同源异形盒基因CDX2是一种肠上皮特异性转录因子, 可控制肠上皮细胞的分化和成熟[4], 其在不同类型肠化生的表达及其与不同类型肠化生的关系尚不清楚. 我们检测不同类型肠化生CDX2的表达, 探讨其在肠化生分型中的作用.

1 材料和方法

1.1 材料

278例胃黏膜活检及血清学标本, 取自辽宁省庄河地区接受胃癌筛查者. 本研究经中国医科大学伦理委员会批准, 以问卷调查和病例记录方法收集所有研究对象的年龄、性别和相关资料, 并与患者签署了知情同意书. 每个患者取新鲜胃黏膜3块, 其中包括胃体、胃角和胃窦各1块, 950 mL/L乙醇固定, 石蜡包埋, 制成3张5 μm切片, 进行HE、HID-ABpH2.5-PAS黏蛋白组织化学染色及CDX2免疫组织化学染色. HID-AB-pH2.5黏蛋白组织化学染色试剂盒购于上海仁宝公司. 鼠抗人CDX2 mAb、免疫组化二步法试剂盒和DAB试剂盒均购于北京中杉金桥生物技术有限公司.

1.2 方法

1.2.1 高二铁胺-阿辛蓝pH2.5-雪夫试剂(HID-ABpH2.5-PAS)黏蛋白组织化学染色: 根据形态学、细胞分化程度及分泌黏蛋白不同将肠化划分为Ⅰ型(完全性)、 Ⅱ型(不完全性)和Ⅲ型(不完全性)[5].

1.2.2 Power VisionTM免疫组织化学染色: 进行CDX2蛋白检测, 一抗稀释度1:50, 以PBS代替一抗作为阴性对照, 以已知的阳性组织作为阳性对照, 细胞核出现清晰的棕黄色颗粒定为阳性.

统计学处理 采用SPSS11.5软件进行组间χ²检验, P<0.05有统计学意义.

2 结果

58例正常胃黏膜未见CDX2表达. 36例胃癌组织CDX2表达阳性率为27.8%(10/36), 肠型胃癌CDX2表达阳性率为63.6%(7/11), 弥漫型胃癌CDX2表达阳性率为12%(3/25), 差异有统计学意义(P<0.01). 184例肠化生CDX2表达阳性率为59.8%(110/184), 明显高于正常胃黏膜, 差异有统计学意义(P<0.01), 也高于胃癌组织(P<0.01). 经HID-ABpH2.5-PAS染色, 分为Ⅰ型肠化生组81例, Ⅱ型肠化生组62例, Ⅲ型肠化生组41例. Ⅰ型肠化生→Ⅱ型肠化生→Ⅲ型肠化生黏膜, CDX2表达由高到低, 阳性率分别为92.6%(75/81), 48.4%(30/62), 12.2%(5/41), 组间差异有统计学意义(P<0.01, 图1). Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型肠化生黏膜CDX2表达均高于正常胃黏膜(P<0.01); Ⅰ、Ⅱ型肠化生黏膜CDX2表达明显高于胃癌组织(分别P<0.01, P<0.05), Ⅲ型肠化生黏膜CDX2表达与胃癌组织相比, 差别无统计学意义(图2A-F).

图1 不同胃黏膜病变CDX2的表达.

图2 不同类型肠化生黏膜CDX2的表达. A: Ⅰ型肠化生(HID-AB-pH2.5-PAS染色×400); B: Ⅰ型肠化生CDX2阳性表达(×400); C: Ⅱ型肠化生(HID-AB-pH2.5-PAS染色×400); D: Ⅱ型肠化生CDX2阳性表达(×400); E: Ⅲ型肠化生(HID-AB-pH2.5-PAS染色×400); F: Ⅲ型肠化生CDX2阴性表达(×400); G: Ⅰ和Ⅲ型混合肠化生(HID-AB-pH2.5-PAS染色×200); H: Ⅰ和Ⅲ型混合肠化生免疫组化染色(×200). 粘蛋白着蓝色部位CDX2阳性表达; 粘蛋白着黑色部位CDX2阴性表达.

CDX2着色部位在细胞核, 在肠化生黏膜中观察到CDX2着色与黏蛋白类型有关, 黏蛋白染色为兰色(含有唾液酸黏液)的部位CDX2着色清晰, 而黑色部位(含有硫酸性黏液)未见CDX2着色(图2G-H).

3 讨论

同源异型盒基因及其相关蛋白是以核转录调节因子的形式调节生物结构和细胞分化的一类基因家族[6]. CDX2是其中之一, 最早由Mlodzik于果蝇中分离成功, 主要分布于内胚层来源的肠道上皮和胰腺的导管及腺泡上皮, 其编码的蛋白CDX2的主要功能是控制结肠和小肠上皮分化[7-8]. 人们在体外细胞系中发现CDX2具有显著的诱导分化的作用, 人为导入CDX2基因的未分化结肠癌细胞系中, 可以检测到明显的细胞分化现象, 如产生分化特异性标志物蔗糖麦芽糖酶和乳糖酶, 诱导细胞向肠上皮分化[9]. 还有研究显示CDX2基因敲除的小鼠, 消化系畸形发育且内胚层细胞无法发育成小肠或结肠上皮, 而出现息肉样病变及鳞状化生[10]. 但是CDX2在不同类型肠化生中的表达及在肠化生分型中的作用目前还不十分清楚.

本研究结果显示在正常胃黏膜CDX2表达为阴性, 在胃癌组织CDX2的表达高于正常胃黏膜组织, 且主要表达于肠型胃癌, 在弥漫型胃癌中低表达或不表达. 国外研究显示在64%的肠型胃癌可检测到CDX2表达, 在其他类型胃癌CDX2不表达[11]. 但是, 关于CDX2与肿瘤的分化程度的关系, 尚不统一, 部分学者认为CDX2与肿瘤的分化程度无关; 其他学者认为CDX2与细胞分化程度呈正相关. 本组实验显示在分化程度较高的肠型胃癌CDX2表达高于分化程度较低的弥漫型胃癌, CDX2反应了胃癌的分化程度.

在此基础上进一步检测CDX2在肠化生及不同类型肠化生黏膜中CDX2的表达. 结果显示, 在肠化生黏膜CDX2表达阳性率显著高于正常胃黏膜和胃癌组织, 在Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ型肠化生黏膜CDX2表达阳性率逐渐下降, Ⅰ, Ⅱ型肠化生黏膜CDX2表达高于胃癌组, Ⅲ型肠化生组CDX2表达阳性率低于胃癌组, 但差异无统计学意义. 提示CDX2阴性的肠化生分化不成熟, CDX2的表达反映出肠化生的分化程度. 推测从Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ型肠化生, 由于分化程度逐渐降低, CDX2表达量逐渐降低, 至Ⅲ型肠化生, CDX2表达明显降低, 但是仍能保留部分功能, 能够调控下游肠上皮黏蛋白分泌有关的因子, 黏蛋白染色阳性, 而此时已经丧失了向成熟肠上皮分化的能力, 表现为潘氏细胞缺如, 杯状细胞呈高柱状, 腺管迂曲等不成熟的形态学改变. 当CDX2降低到一定水平时, 其调控肠上皮分化的能力已殆尽, 调控肠上皮黏蛋白的分泌功能丧失, 进而发生胃癌. 对36例胃癌组织进行了黏蛋白染色, 结果证实在癌组织中黏蛋白染色均为阴性. 提示CDX2不表达肠化生可能发展为胃癌, CDX2可作为肠化生分型, 并判断其分化程度的候选指标. 在临床上, 可以对CDX2不表达的肠化生进行定期随访, 探讨其应用价值.

此外, 在实验中还发现Ⅰ型肠化生-主要是杯状细胞含有唾液酸黏蛋白, 杯状细胞呈蓝色, CDX2表达阳性率高, 细胞核呈深棕色; 在部分Ⅱ和大多数Ⅲ型肠化生-主要在柱状细胞中含有硫酸黏蛋白的部位, 柱状细胞呈黑色, CDX2呈阴性表达, 提示CDX2的表达与肠化生黏蛋白的类型及酸性环境有关, 有研究显示食管黏膜细胞的细胞系长期培养于酸性培养基中, CDX2的表达增强, 细胞向肠黏膜上皮化生[12]. 但是关于CDX2表达是否与硫酸和唾液酸黏蛋白不同酸性环境有关, 尚需进一步研究.

评论

背景资料

胃黏膜肠上皮化生(肠化生)是胃癌发生前的重要阶段, 究竟何种类型肠化生可发展为胃癌, 目前尚无客观的分类方法.

同行评议者

熊斌, 教授, 武汉大学中南医院肿瘤科

研发前沿

如何从新的角度更客观的区分可癌变的肠化生是今后的研究重点.

相关报道

关于CDX2在胃癌及肠化生表达的文章很多, 但是并没有将CDX2作为划分肠化生分型的指标.

创新盘点

本文选择控制肠上皮分化的特异性因子CDX2作为研究指标, 以肠化生分化程度与胃癌的关系为切入点, 从分化角度探讨CDX2在肠化生分型中的作用.

同行评价

本文涉及的内容研究文章较多, 无创新性, 但对临床诊疗有一定意义.

备注

编辑:李军亮 电编:何基才

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