MMP-2、NM23在非小细胞肺癌组织和癌旁组织中表达及其临床意义

刘旭之 宋 卓

肺癌是目前全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤,肿瘤转移与肿瘤侵袭是其恶性标志和特征之一,也是肿瘤患者治疗失败和死亡的主要原因。非小细胞肺癌(non-small cell cancer)NSCLC占肺癌的 75%以上,以肺腺癌和鳞癌为主,肿瘤转移是 1个复杂的过程,可能涉及原发部位的肿瘤穿过组织基膜,避开机体免疫反应,穿过血管和淋巴管进入新组织实质,肿瘤血管形成,而后形成转移灶等一系列表型的改变[1]。研究肿瘤侵袭和转移的规律及其发生机制,对恶性肿瘤的防治有重要意义。尽管侵袭和转移机制仍尚未彻底阐明,有待进一步研究。浸润与转移是恶性肿瘤重要的生物学特性,是肿瘤患者的主要死亡原因之一。肿瘤的转移是 1个复杂的、多步骤的连续过程,受到多种相关基因的调控。首先必须具备降解细胞外基质(extracellularmatrix,ECM)的能力,在参与破坏 ECM的酶类中,MMPs起主要作用,而其中的关键酶 MMP-2,可以催化水解细胞间基质成分,还能降解基膜的主要成分胶原,有利于肿瘤细胞向周围浸润及迁移[2]。NM23基因是近年来发现的重要转移抑制基因,在许多肿瘤中具有抑制转移的作用,在许多恶性肿瘤中 NM23基因被认为是典型的转移抑制基因,其蛋白产物 NDPK的表达与肿瘤的转移潜能呈负相关,而且大部分研究表明该基因产物有预后价值[3]。

本文研究 MMP-2、NM 23在 NSCLC组织中表达,探讨其临床意义。

1 材料与方法

1.1 标本

取自齐齐哈尔医学院附属第三医院 2000年 4月～2006年 7月的 57例 NSCLC患者手术切除的肺组织,其中男性 39例,女性 18例,年龄 34～78岁,中位年龄 58岁,平均 63岁。肺鳞癌 33例,肺腺癌 24例;病理学分级:高分化(G1)12例、中分化(G2)17例、低分化(G3)28例。肺癌旁组织 15例(肺癌旁组织取自肿瘤远端 3 cm以外或手术边缘经病理检查未发现癌细胞)。取肺癌周围转移淋巴结 9例,无淋巴结转移 6例。标本均经 10%甲醛溶液固定,石蜡包埋,4μm厚度连续切片。所有病例术前均未接受放化疗,术后均经组织病理学检查确诊。

1.2 试剂

兔抗人 MMP-2多克隆抗体(ZA-0331)购自北京中杉生物技术公司,兔抗人 NM23多克隆抗体(RAB-0105)、UltraSensitiveTMS-P试剂盒、DAB试剂盒均购自福州迈新生物技术公司。

1.3 方法

采用免疫组化 S-P法,按试剂盒说明书操作,步骤如下:石蜡切片常规脱蜡至水,内源性过氧化物酶阻断10min,微波抗原修复,一抗孵育过夜(4℃),二抗孵育20min(室温),链霉菌抗生物素蛋白过氧化物酶孵育30 min(室温),DAB显色 5～10 min,苏木精复染后,脱水,透明,封片,光镜下观察.取阳性对照片同步操作作为阳性对照;用 PBS代替一抗作为阴性对照。

1.4 结果判断

MMP-2和 NM 23主要位于细胞质中,显示棕黄色颗粒或团块,选择 5个有代表性高倍视野,计算阳性细胞数,阳性细胞数≥30%为染色阳性,阳性细胞数 ＜30%为染色阴性,以已知的阳性组织切片作阳性对照,以 PBS代替一抗作阴性对照。

1.5 统计学方法

MMP-2和 NM 23在 NSCLC组织中表达率的差异性采用 χ2检验。

2 结果

2.1 MMP-2和 NM 23在 NSCLC组织和癌旁肺组织中的表达

57例 NSCLC组织中,MMP-2阳性表达率为50.8%(29/57),在肺癌旁组织中为 13.3%(2/15),两者比较有统计学意义(χ2=6.82,P＜0.05)。NSCLC组织中 NM23阳性表达率为 52.6%(30/57),在肺癌旁组织中为 80.0%(12/15),两者比较有统计学意义(χ2=4.10,P＜0.05)。

2.2 MMP-2和 NM 23表达与 NSCLC临床病理特征的关系

肺鳞状细胞癌和肺腺癌中 MMP-2和 NM23阳性表达率比较无显著性差异(P＞0.05);MMP-2表达随着肿瘤病理分级增高而有增强趋势;而在不同病理分级非小细胞肺癌 中 NM23阳性表达率无显著性差异(P＞0.05)(表 1)。

2.3 MMP-2和 NM 23表达与淋巴结转移的关系

MMP-2和 NM23阳性表达率在有无淋巴结转移者间的差异有显著性(P＜0.05)(表 2)。

表1 MMP-2和 NM 23表达与 NSCLC临床病理学特征的关系(例,%)

表2 NSCLC组织中 MMP-2和 NM 23表达与淋巴结转移的关系(例,%)

3 讨论

肿瘤的浸润和转移是肿瘤细胞与肿瘤基质成分共同参与的过程。Liotta等[4]提出肿瘤浸润三步学说,即黏附、降解和移动,首次明确提出了肿瘤浸润与肿瘤细胞间质降解之间的关系。转移的过程虽然很复杂,但其中的基本步骤是癌细胞对 ECM和血管基膜的降解和破坏。实验研究的资料表明,肿瘤细胞浸润细胞外基质的步骤是:肿瘤细胞通过细胞膜上的特异性受体与基质内糖蛋白黏附成分 LM或 FN结合,使瘤细胞首先与基膜、而后与其他间质成分发生黏附;黏附的瘤细胞和受其刺激的宿主细胞分泌蛋白酶,继而蛋白酶被激活,降解瘤细胞临近的细胞外基质,特别是基膜;突破基膜后,瘤细胞才能迁移[5]。MMP-2是较重要的 1种蛋白分解酶,它不仅可以降解基底膜和基质、突破基质屏障、促进肿瘤侵袭和转移,而且还可通过毛细血管内生成及新生血管生成等方式促进肿瘤生长和扩散。李红梅等[6]报道提示肿瘤侵袭转移的能力与其产生或诱导产生金属蛋白酶的能力呈正相关。Passlick等[7]的前瞻性研究揭示,在早期阶段的 NSCLC中 MMP-2过度表达预示不良的后果在 NSCLC中高表达的 MMP-2是肺癌好的肿瘤标记物。Thomas等[8]报道 MMP-2在 NSCLC表达率为 41%,与肺癌的组织学类型、TNM分期无关,而与其分化程度、淋巴结转移相关。抑制肿瘤细胞转移的基因 NM 23是 1988年美国国立癌症研究院 Steeg等[9]首先发现的能抑制癌细胞转移的基因人类 NM23基因分 2个亚型 NM23-H1和 NM23-H 2,两者为 2个完全不同的基因,并受 2个独立的调控系统调节,其中 NM23-H1与癌细胞转移的关系更为密切研究证实 NM23基因蛋白产物与核苷二磷酸激酶(NDPK)的氨基酸序列高度相似[10],并已确定 NDPK至少有 2个主要功能在癌基因转化和肿瘤转移中发挥作用“微管的聚合/解聚”通过催化 GTP与 GDP之间的转化参与由微管蛋白聚合而成的纺锤体形成,并调节细胞运动 G蛋白介导的信息传递。NDPK可通过直接与G蛋白结合及高能磷酸链作用调节 G蛋白活性,从而发挥生长抑制负调节作用。NM23基因在不同组织学类型的肺癌中的表达及其意义,雷文东等[11]发现NM23蛋白在肺腺癌中的表达明显高于鳞癌。Katakura等[12]采用免疫组化的方法,对 117例肺癌的研究表明,NM23基因表达与肺癌组织学类型、分化程度、淋巴结转移以及 TNM分期无关。MMP-2与 NM23在肺癌的发生、浸润和转移中起一定作用。

本文 57例非小细胞肺癌组织中,MMP-2、NM23表达与性别、年龄、肿瘤类型、无统计学意义,MMP-2表达与肿瘤病理分级有统计学意义,NM23阳性表达与淋巴结转移呈负相关,MMP-2阳性表达与淋巴结转移呈正相关。非小细胞肺癌组织中 MMP-2与浸润潜力、转移有关,可能是 1种有用评价肿瘤细胞浸润、转移及预后的指标。NM23基因被认为是典型的转移抑制基因,其蛋白产物 NDPK的表达与肿瘤的转移潜能呈负相关。NM23表达率高为保护因素,MMP-2高表达则为危险因素,而但两者在肺癌的发生、增殖、浸润中相互关系及其在肿瘤分子研究领域中很多机制尚需进一步研究明确。

[1] Westermarck J and Kahari VM.Regulation ofmatrixmetallo-proteinase in tumor invasion〔J〕.FASEB J,1999,13(5):781.

[2] Jonbs JL,Walker RA.Control ofmatrixmetalloproteinase activity in cancer〔J〕.JPathol,1997,183:377.

[3] Gilles AM,Presecan E,Vnioca A,et al.Nuic leoside diphosphate Kinase from humanery throcy tess tructural characterization of the twopo lypep tide chains responsib le for heterogeneity of the hexamericenzyme〔J〕.The Jornal of Biological Chemistry,1991,266:8784.

[4] Liotta LA,Stetler Stevenson WG.Tumor invasion and metastasis:animbalance of positive and negative regulation〔J〕.Cancer Res,1991,51(supp l):5054.

[5] Mitaiades N,Pou laki V,Koloula V,etal.Fas ligand is present in tumors of the Ewing'。sarcoma fam ily and iecleaved into a soluble form by a metallop roteinase〔J〕.Am J Patho1,1998,153(6):1947.

[6] 李红梅,方伟岗,郑 杰,等.不同转移潜能的人肿瘤细胞系金属蛋白酶活性分析〔J〕.中华病理学杂志,1998,27(5):341.

[7] Passlick B,Sienel W,Seen-Hibler R,et al.Over expression of matrix metallo-proteinase2 prediets unfavorable outoome in early– stage-non-small cell lung cancer〔J〕.Clin Cancer Res,2000,6(10):3944.

[8] Thomas P,Khokha R,Shepberd FA,et al.Differential expression ofmatrixmetalloproteinases and their inhibiters in nonsmall cell lung cancer〔J〕.J Pathol,2000,190(2):150.

[9] Steeg PS,Bevilaxqua G,Lopper L,et al.Evidence of anovel geneassociated with low tumorm etastasic potential〔J〕.Journal of the National Cancer In stitute,1988,80:200.

[10] RosenGard AM,Krutzsch HC,Shearn A,et al.Reduced NM 23Aw dprotein in tumorm etastasis and abbreant proso phila development〔J〕.Nature,1989,342:177.

[11] 雷文东,张汝刚,闫水忠,等.NM 23基因在人肺癌中的表达及其与肺淋巴结转移的关系〔J〕.中华肿瘤杂志,1994,16(4):277.

[12] Katakura H,Tanaka F,Oyanagi H,et al.Clinical Significance of NM 23 exp ression inresected pathologic-stageⅠ,non-small cell lung cancer〔J〕.The Annalso fThoracic Surgery,2002,73(4):1060.