临床研究 Open Access
Copyright ©The Author(s) 2012. Published by Baishideng Publishing Group Inc. All rights reserved.
世界华人消化杂志. 2012-12-18; 20(35): 3464-3469
在线出版日期: 2012-12-18. doi: 10.11569/wcjd.v20.i35.3464
TMEM16A在结肠癌组织中的表达及其意义
杨军, 刘妮, 康安静, 赵世平, 黄晓钟, 苏宝山, 陈晓黎, 李宗芳
杨军, 刘妮, 康安静, 赵世平, 黄晓钟, 苏宝山, 陈晓黎, 西安交通大学医学院第二附属医院病理科 陕西省西安市 710004
李宗芳, 西安交通大学医学院第二附属医院外科 陕西省西安市 710004
杨军, 副教授, 主要从事肿瘤病理学方面的研究.
基金项目: 国家自然科学基金资助项目, No. NNSFC 30872403; 教育部新世纪优秀人才计划基金资助项目, No. NCET-100647; 教育部"长江学者和创新团队发展计划"创新团队基金资助项目, No. IRT1171.
作者贡献分布: 此课题设计、数据整理统计、论文写作由杨军完成; 实验操作由刘妮、赵世平、黄晓钟及苏宝山完成; 论文校正由康安静、陈晓黎及李宗芳完成.
通讯作者: 杨军, 副教授, 副主任医师, 710004, 陕西省西安市西五路157号, 西安交通大学医学院第二附属医院病理科. yangjundr@yahoo.com.cn
电话: 029-87679466
收稿日期: 2012-09-14
修回日期: 2012-11-12
接受日期: 2012-12-03
在线出版日期: 2012-12-18

目的: 探讨Ca2+激活的氯离子通道(Ca2+-activated Cl-channels, CaCC)蛋白TMEM16A在结肠癌中的表达和意义.

方法: 收集67例结肠癌标本, 采用免疫组织化学SP法检测TMEM16A的表达, 以癌旁结肠黏膜组织和6例结肠腺瘤组织作为对照, 1例胃间质瘤组织作为阳性对照.

结果: TMEM16A表达于结肠癌细胞胞膜和胞质内, 在67例结肠癌中TMEM16A呈不同程度阳性表达, 其中阴性占5.97%(4/67)、弱阳性占16.42%(11/67)、阳性占29.85%(20/67)、强阳性占47.76%(32/67); 在癌旁结肠黏膜腺体内大多呈阴性和弱阳性表达, 其中阴性占40.30%(27/67)、弱阳性占52.24%(35/67)、阳性占4.48%(3/67)、强阳性占2.99%(2/67); 在6例结肠腺瘤中均呈阳性表达. 将阴性和弱阳性表达分为阴性组, 将阳性和强阳性表达分为阳性组进行分析, 在67例结肠癌中TMEM16A表达的总阳性率("阳性"和"强阳性")占77.61%(52/67), 而在相应的癌旁组织中TMEM16A表达的总阳性率("阳性"和"强阳性")仅占7.46%(5/67), 两者之间差异显著(P<0.005).

结论: TMEM16A可高表达于结肠癌组织, 可作为结肠癌的分子诊断和靶向治疗的一个新的候选靶点.

关键词: 结肠癌; Ca2+激活的氯离子通道; TMEM16A; 免疫组织化学
引文著录: 杨军, 刘妮, 康安静, 赵世平, 黄晓钟, 苏宝山, 陈晓黎, 李宗芳. TMEM16A在结肠癌组织中的表达及其意义. 世界华人消化杂志 2012; 20(35): 3464-3469
Significance of TMEM16A expression in colorectal carcinoma
Jun Yang, Ni Liu, An-Jing Kang, Shi-Ping Zhao, Xiao-Zhong Huang, Bao-Shan Su, Xiao-Li Chen, Zong-Fang Li
Jun Yang, Ni Liu, An-Jing Kang, Shi-Ping Zhao, Xiao-Zhong Huang, Bao-Shan Su, Xiao-Li Chen, Department of Pathology, the Second Hospital of Xi′an Jiaotong University, Xi'an 710004, Shaanxi Province, China
Zong-Fang Li, Department of Surgery, the Second Hospital of Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710004, Shaanxi Province, China
Supported by: National Natural Science Foundation of China, No. 30872403; the Program for New Century Excellent Talents in University, No. NCET-10-0647; and the Program for Changjiang Scholars and Innovative Research Team in University, No. IRT1171.
Correspondence to: Jun Yang, Associate Professor, Associate Chief Physician, Department of Surgery, the Second Hospital of Xi′an Jiaotong University, 157 West-Fifth Road, Xi'an 710004, Shaanxi Province, China. yangjundr@yahoo.com.cn
Received: September 14, 2012
Revised: November 12, 2012
Accepted: December 3, 2012
Published online: December 18, 2012

AIM: To investigate the expression of transmembrane protein 16A (TMEM16A) in colorectal carcinoma.

METHODS: The expression of TMEM16A was detected by immunohistochemistry in 67 surgical colorectal carcinoma specimens and matched tumor-adjacent colorectal specimens.

RESULTS: TMEM16A was expressed in both cytoplasm and cell membrane. Among 67 colorectal carcinoma specimens, TMEM16A expression was negative in 4 cases (5.97%), weakly positive in 11 cases (16.42%), positive in 20 cases (29.85%), and strongly positive in 32 cases (47.76%). Among 67 tumor-adjacent healthy tissue specimens, TMEM16A expression was negative in 27 cases (40.30%), weakly positive in 35 cases (52.24%), positive in 3 cases (4.48%), and strongly positive in 2 cases (2.99%). The positive ("positive" plus "strongly positive") rate of TMEM16A expression was significantly higher in colorectal carcinoma tissue than in tumor adjacent healthy tissue (77.61% vs 7.46%, P < 0.005).

CONCLUSION: Aberrant expression of TMEM16A is a frequent feature in colorectal carcinoma. TMEM16A can be used as a new candidate target for diagnosis and treatment of colorectal carcinoma.

Key Words: Colorectal carcinoma; Ca2+-activated Cl-channels; TMEM16A; Immunohistochemistry
0 引言

结肠癌是胃肠道中常见的恶性肿瘤, 以40-50岁年龄组发病率最高, 全球每年新发病例约800万例, 占所有恶性肿瘤的10%-15%. 死亡率仅次于肺癌和肝癌, 占我国恶性肿瘤第3位. 因此, 研究结肠癌的发病机制、寻找新的分子靶标具有重要意义. 近年来研究发现氯离子通道对于细胞内外离子和体液转运、维持细胞膜的稳定性具有重要作用[1], 而Ca2+激活的氯离子通道(Ca2+-activated Cl-channels, CaCC)广泛分布于人体的多种组织, 尤其是分泌器官上皮细胞, 如气管和消化道黏膜上皮, 与上皮组织的跨膜体液转运、细胞复极、黏附、药物代谢等多种生理过程密切相关, TMEM16A蛋白作为新近发现的氯离子通道通道蛋白备受关注[2-8]. 本研究探讨TMEM16A在结肠癌中的表达和意义, 为结肠癌的防治提供新的思路和方法.

1 材料和方法
1.1 材料

收集西安交通大学医学院第二附属医院病理科2008-05/2011-12经外科切除并经病理检查证实为结肠癌标本67例, 结肠管状腺瘤6例, 间质瘤1例作为阳性对照. TMEM16A抗体购自Dako公司, SP试剂盒购自中福州迈新生物技术开发有限公司.

1.2 方法

1.2.1 免疫组织化学染色: 所有标本均经4%中性甲醛固定, 石蜡包埋, 4 µm切片, HE染色, 光学显微镜观察, 按照免疫组织化学SP法染色, 柠檬酸盐缓冲液(pH 6.0)高温高压进行抗原修复, DAB显色. 以癌旁结肠黏膜组织和非肿瘤结肠黏膜组织作为对照, 用PBS代替一抗作空白对照.

1.2.2 判定标准: 阳性染色为胞膜和/或胞质内出现棕黄色着色. 采用阳性细胞率作为评价指标: 按切片中阳性细胞占全部细胞数的百分数对表达强度进行分级, 阳性细胞率 = 切片中瘤阳性细胞数(面积)/切片中瘤细胞总面积×100%: 阳性细胞数<5%, 不着色定为阴性(-), 5%-25%阳性细胞为弱阳性(+), 26%-50%阳性细胞定为阳性(++), 阳性细胞>50%则为强阳性(+++). 以(-)和(+)为阴性组, 以(++)和(+++)为阳性组进行分析.

统计学处理 采用SPSS14.0软件进行统计学处理, 对胃癌组织和癌旁组织中的TMEM16A表达的阳性率进行比较并采用χ2检验, P<0.05认为有统计学意义.

2 结果
2.1 临床及病理学特点

67例结肠癌标本中男38例, 女19例. 年龄39-68岁, 平均48.2岁. 患者多表现为大便次数增多、大便带血和黏液、腹痛、腹泻或便秘、肠梗阻以及全身乏力、体质量减轻和贫血等症状. 其中乳头状腺癌12例、管状腺癌37例、黏液腺癌10例, 印戒细胞癌6例、未分化癌2例. 另外结肠腺瘤6例、间质瘤1例作为阳性对照.

2.2 免疫组织化学检测结果

TMEM16A阳性信号位于细胞膜和胞质内, 在胃间质瘤中呈阳性表达, 阴性对照中无表达. 在67例结肠癌中TMEM16A呈不同程度阳性表达, 其中阴性占5.97%(4/67)、弱阳性占16.42%(11/67)、阳性占29.85%(20/67)、强阳性占47.76%(32/67); 在癌旁结肠黏膜腺体内大多呈阴性和弱阳性表达(图1), 其中, 阴性占40.30%(27/67)、弱阳性占52.24%(35/67)、阳性占4.48%(3/67)、强阳性占2.99%(2/67, 表1); 在6例结肠腺瘤中均呈阳性表达. 将阴性和弱阳性表达分为阴性组, 将阳性和强阳性表达分为阳性组进行分析, 在67例结肠癌中TMEM16A阳性率占77.61%(52/67), 而在相应的癌旁组织中TMEM16A阳性率仅占7.46%(5/67), 两者之间差异显著(P<0.005, 表2). 同时, 在结肠癌组织中, 除去2例未分化癌外, TMEM16A在高、中、低分化的结肠癌中的表达并无显著差异.

表1 TMEM16A在结肠腺瘤和结肠癌和癌旁组织中的表达 n(%).
组织学分型TMEM16A
合计(n)
-++++++
结肠腺癌乳头状腺癌0(0.00)3(4.48)3(4.48)6(8.96)12
管状腺癌0(0.00)1(1.49)13(19.40)23(34.33)37
黏液腺癌0(0.00)3(4.48)4(5.97)3(4.48)10
印戒细胞癌3(4.48)3(4.48)0(0.00)0(0.00)6
未分化癌1(1.49)1(1.49)0(0.00)0(0.00)2
合计n(%)4(5.97)11(16.42)20(29.85)32(47.76)67
癌旁组织/27(40.30)35(52.24)3(4.48)2(2.99)67
结肠腺瘤/0(0.00)0(0.00)6(8.96)0(0.00)6
图1
图1 免疫组织化学法检测TMEM16A在结肠癌中的表达. A: TMEM16A在癌旁组织中呈阴性(×10); B: TMEM16A在癌旁组织中呈弱阳性表达(×10); C, E, H: TMEM16A在结肠腺瘤组织中呈阳性表达(×20); D, F, G: TMEM16A在结肠腺癌组织中呈强阳性表达(×20).
表2 TMEM16A在结肠腺瘤、结肠癌中的表达与癌(瘤)旁组织间表达的差异 n(%).
组织学分型TMEM16A
nχ2P值
(-)-(+)(++)-(+++)
结肠腺癌乳头状腺癌3(4.48)9(13.43)12
管状腺癌1(1.49)36(53.73)37
黏液腺癌3(4.48)7(10.45)10
印戒细胞癌6(8.96)0(0.00)6
未分化癌2(2.96)0(0.00)2
合计n(%)15(22.39)52(77.61)6773.80069P＜0.005
癌旁组织/62(92.56)5(7.4667
结肠腺瘤/0(0.00)6(8.96)61.6906840.1＜P＜0.25
3 讨论

肿瘤细胞在内外离子交换、体液转运、细胞膜稳定性等等方面与正常细胞具有明显不同的分子生物学特征, 而导致这一变化的分子机制和临床意义无疑引起肿瘤研究领域学者的关注, 并有望作为肿瘤诊断和治疗的重要靶点. 已有研究证实离子通道对于细胞内外离子交换、体液转运、维持细胞膜的稳定性方面具有重要作用[9]. 而氯离子通道(chloride channels)是机体内含量最多、最富有生理意义的阴离子-氯离子的主要转运通道, 是一大类广泛存在于各种细胞胞膜、细胞器上的离子通道蛋白, 在细胞兴奋性调节、跨上皮物质转运、细胞容积调节、离子稳态平衡和细胞器酸化等过程中发挥重要作用. 现已证实氯离子通道可在多种肿瘤中呈现高水平表达, 并参与肿瘤增殖、凋亡、侵袭、转移等过程.

CaCC是一类广泛分布于人体多种组织, 尤其是分泌器官上皮细胞, 如气管和消化道黏膜上皮细胞的离子通道蛋白, 与上皮组织的跨膜体液转运、细胞复极、黏附等多种生理过程密切相关. 新近发现TMEM16A(Ano1, 也称DOG1)是一型新的钙离子激活的跨膜氯离子通道家族成员[2,10], DOGl基因定位于人类染色体11q13的CCND1-EMS1, 包含26个外显子, 编码的蛋白产物DOGl蛋白是具有8个跨膜区段的膜蛋白, 含986个氨基酸, 分子量为114 kDa[11,12]. 现已证实DOG1是胃肠道间质瘤的特异性分子诊断靶[13-15]. 同时, 还发现TMEM16A还可高表达于头颈部肿瘤、膀胱癌、乳腺癌、胃癌等上皮性肿瘤细胞中[16-19]. 该研究证实, TMEM16A在结肠癌中呈广泛阳性表达, 其阳性表达率(阳性和强阳性强度表达率之和)为77.61%(52/67), 而在相应癌旁结肠黏膜腺体内大多呈阴性和弱阳性表达(图1), 其阳性率(阳性和强阳性强度表达率之和)仅为7.46%(5/67), 两者之间差异显著. 提示TMEM16A可能与癌细胞的高功能状态. 在本研究中, 癌组织与腺瘤之间未见显著差异. 而在6例印戒细胞癌中TMEM16A呈阴性和弱阳性表达. 显示TMEM16A表达较低可能与癌细胞黏液形成异常有关. 然而, 目前对于CaCC在结肠癌中广泛高表达的机制和作用并不清楚. 有学者认为CaCC的高表达或许也只是源于该基因所在的染色体区域(11q13)的其他癌基因的扩增效应[20-24]. 尽管如此, 目前普遍认为TMEM16A的高表达可能会通过影响肿瘤细胞内外的离子流而在肿瘤细胞增殖、迁移转移以及癌细胞对凋亡信号的耐受性及肿瘤演化等方面发挥重要作用. 现已证实TMEM16A通过诱导MAPK通路或直接参与肿瘤发生和发展、选择性抑制CaCC可抑制细胞增殖[25,26]. 这类似于电压门控性氯离子通道在肿瘤细胞的作用机制. 早已证实电压门控性氯离子通道可通过多种途径和机制影响肿瘤的生物学行为. 例如电压门控性氯离子通道可调控ERK1/2和AKT1磷酸化水平影响癌细胞的增殖及细胞周期; CLC-3可能通过caspase-3信号转导途径调控细胞凋亡、通过细胞调节性体积下降(regulatory volume decrease, RVD)来调控鼻咽癌细胞的迁移潜能、通过提高细胞内囊泡酸化能力从而调节肿瘤细胞的耐药性等机制影响肿瘤细胞的生物学行为[27-30].

总之, 虽然目前对于CaCC在结肠癌发生、发展中的作用及其机制仍不清楚, 但是, 这并不影响将TMEM16A作为高特异性和高敏感性免疫表型标志和生物靶向治疗的候选分子靶标, 用于结肠癌的分子诊断和生物靶向治疗.

评论
背景资料

结肠癌是胃肠道中常见的恶性肿瘤, 研究结肠癌的发病机制、寻找新的分子靶标具有重要意义. 近年来研究发现氯离子通道对于细胞内外离子和体液转运、维持细胞膜的稳定性具有重要作用.

同行评议者

关玉盘, 教授, 首都医科大学附属北京朝阳医院消化科; 白雪, 副主任医师, 中国人民解放军北京军区总医院普通外科

研发前沿

TMEM16A蛋白作为新近发现的探讨Ca2+激活的氯离子通道(CaCC) 蛋白而受到关注, 与上皮组织的跨膜体液转运、细胞复极、黏附、药物代谢等多种生理过程密切相关, 在肿瘤细胞内外离子交换、体液转运、维持细胞膜的稳定性方面具有重要作用. 本研究探讨TMEM16A在结肠癌中的表达和意义, 为结肠癌的防治提供新的思路和方法.

相关报道

TMEM16A是钙离子激活的跨膜氯离子通道家族成员, 参与肿瘤增殖、凋亡、侵袭、转移等过程. 是胃肠道间质瘤的特异性分子诊断靶标, 在头颈部肿瘤、膀胱癌、乳腺癌、胃癌等上皮性肿瘤细胞中呈现高水平表达.

创新盘点

本研究利用免疫组织化学方法证实TMEM16A在结肠癌中呈广泛阳性表达,提示TMEM16A可作为高特异性和高敏感性候选分子靶标.

应用要点

本研究为结肠癌的分子诊断和生物靶向治疗提供了新的候选靶标.

同行评价

本文探讨TMEM16A在结肠癌中的表达意义, 为结肠癌防治提供了新的思路和方法, 该研究设计合理, 结论明确, 有较系统的理论分析, 具有一定的科学性.

编辑:翟欢欢 电编:闫晋利

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