Galectin-3和MMP-14对膀胱尿路上皮癌血管生成的影响

王 晔 吴晨鹏 徐晋珩 刘 岩 (唐山市工人医院泌尿外科，河北 唐山 063000)

引起肿瘤血管生成的因素很多，但其作用机制并不完全清楚。Galectin-3作为凝集素蛋白家族成员之一，参与细胞黏附、生长调节、肿瘤的转化和凋亡等〔1，2〕。基质金属蛋白酶-14(MMP-14)可激活MMP-2降解细胞外基质，其高表达在肿瘤进展中具有一定作用〔3〕。本实验通过免疫组织化学技术检测膀胱尿路上皮癌中Galectin-3、MMP-14和CD34的表达，探讨血管生成对判断预后的意义。

1 材料与方法

1.1 材料 收集2003年1月至2006年10月在唐山市工人医院行膀胱尿路上皮癌切除术的存档蜡块作为观察组。病例纳入标准:①符合WHO分类中泌尿系统肿瘤病理学和遗传学的诊断标准，并经病理学主治医师确诊;②纳入患者手术前均未进行任何放、化疗;③临床随访资料完整。本组共收集80例，其中男50例，女30例，年龄38～78〔平均(59.7±7.0)〕岁。无淋巴结转移49例，有淋巴结转移31例。同时选择距肿物边缘＞5 cm处的癌旁正常黏膜组织50例作为对照组，其中男31例，女19例，年龄37～77〔平均(59.5±7.4)〕岁。两组常规指标比较差异无统计学意义，具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 Galectin-3、MMP-14和CD34的检测方法 均采用免疫组织化学(SP)法，试剂均购自北京中杉金桥生物技术有限责任公司，具体操作严格按说明书进行，均由病理科专业技术人员完成，严格质控。

1.2.2 判断方法 所有切片均由病理科两位主治医师阅片并记录。Galectin-3和MMP-14阳性表达部位为细胞质，胞质中有棕褐色颗粒染色为阳性;每个切片于高倍镜下随意取5个不重复视野阳性细胞，以阳性细胞所占百分比分为三级:阳性细胞数＜5%为阴性，阳性细胞数≥5%为阳性，其中阳性细胞数＜25%为弱阳性(+)，≥25%为强阳性(⧺)。CD34标记的微血管计数(MVD)方法:先在低倍镜下观察染色的最丰富区，然后在高倍镜下分别计数，每个阳性染色的内皮细胞、内皮细胞簇或单个小脉管均视为1个微血管。每例计数4个视野，取其平均值作为MVD〔3〕。以MVD≥25为阳性。

1.3 统计学方法 应用SAS6.12软件进行分析，两组间比较采用χ2检验或t检验，相关分析应用线性相关分析，并对患者进行生存分析。

2 结果

2.1 Galectin-3、MMP-14和MVD在观察组与对照组中的表达Galectin-3和MMP-14在观察组中表达的阳性率明显高于对照组，观察组中MVD明显高于对照组(均P＜0.01)。见表1。

2.2 Galectin-3、MMP-14和MVD在观察组不同临床病理特征中的表达差别 观察组中Galectin-3、MMP-14和MVD的表达与肿瘤体积、有无浸润、分级及淋巴结转移密切相关(均P＜0.01)。见表2。

表1 Galectin-3、MMP-14和MVD在观察组与对照组中的表达

2.3 观察组中Galectin-3、MMP-14和MVD表达的关系 经线性相关分析显示，观察组中Galectin-3和MMP-14的表达呈正相关(r=0.41，P=0.042 3)，Galectin-3和MVD的表达呈正相关(r=0.45，P=0.031 4)，MMP-14和MVD的表达呈正相关(r=0.47，P=0.024 0)。

2.4 观察组中Galectin-3、MMP-14和MVD的表达与患者预后的关系 本组患者随访时间为7～60个月，平均28.7个月。Galectin-3、MMP-14和MVD阳性组和阴性组生存曲线见图1。膀胱尿路上皮癌中 Galectin-3(χ2=18.7728，P ＜0.05)、MMP-14(χ2=23.8157，P ＜0.05)和 MVD(χ2=24.7380，P ＜0.05)的表达与患者预后相关(P＜0.05)，即Galectin-3、MMP-14和MVD高表达患者的预后差。

表2 Galectin-3、MMP-14和MVD在观察组不同临床病理特征中的表达差别

图1 Galectin-3、MMP-14、MVD与膀胱癌患者生存的关系

3 讨论

肿瘤形成及发展过程中的生物学行为受到人们的广泛关注，而肿瘤转移作为肿瘤发展中的重要因素，肿瘤中有血管新生，为其生长及血道播散提供了直接证据。Galectin-3是动物血凝素Lectin家族成员之一，因与含有β半乳糖苷残基的糖复合物具有很高的亲和力而得名〔4〕。Galectin-3的相对分子量约为31×103，编码基因位于染色体1p13及14q21～22，由6个外显子和5个内含子组成，因Galectin-3在结构上缺乏转移到内质网的信号序列，因此这种结构具有传递信号的作用。虽然Galectin-3有上述多种作用，但是有观点认为Galectin-3表达最主要的功能是参与细胞外黏附与基质的反应，其可能与MMPs有协同作用〔5，6〕。由于Galectin-3是一种糖化蛋白，需要通过在碳氢识别位点与其配体的糖苷结合后，通过信号转导通路从而发挥一系列生物学功能〔7〕。MMP家族是一组锌离子依赖性内切酶，与细胞外基质的降解和肿瘤的新生血管形成密切相关。MMP-14作为MMP家族的重要成员，能够在细胞表面活化MMP-2等重要因子。而且有研究显示MMP-14也与肿瘤的血管新生有密切关系〔6〕。膀胱癌的侵袭和转移与基膜的黏附和细胞外基质的降解有关。MMP-14是膀胱癌细胞中产生的重要物质，作用于周围的间质细胞，诱导间质细胞产生MMP-14原酶，该酶激活后被肿瘤细胞摄取到细胞膜表面。激活的MMP-14不仅可以激活MMP-2降解周围的基质，而且自身也可以发挥降解细胞外基质的作用。而细胞外基质和基底膜是肿瘤生长和扩散的屏障，肿瘤细胞依靠MMP-14降解细胞外基质，进而促进浸润和转移。CD34是特异性的血管内皮细胞标记物，能成功标记肿瘤中的新生血管。

本实验结果显示膀胱尿路上皮癌中Galectin-3和MMP-14高表达，提示二者在膀胱尿路上皮癌的形成过程中起重要的促进作用。膀胱尿路上皮癌中MVD高表达，提示肿瘤中存在着血管新生，这为肿瘤的生长及血道播散提供了最便捷的条件。实验结果显示Galectin-3和MMP-14均与肿瘤体积、浸润、分级及淋巴结转移密切相关，提示Galectin-3和MMP-14参与肿瘤的浸润、生长和转移。膀胱尿路上皮癌的生长及转移常常表现出高度的组织特异性，并非随意性，能转移到特定器官的恶性肿瘤均具有多种机制促进它们侵袭及繁殖。由于膀胱尿路上皮癌中Galectin-3、MMP-14和MVD之间均呈正相关性，提示其可能存在着通路的作用，即三种蛋白形成独立的作用途径，其作用机制可能为 Galectin-3作为上游蛋白，促进 MMP-14的表达〔8，9〕，进而促进MVD的高表达使新生血管形成，但是其具体的调节机制尚需要更多实验证实。本实验的生存分析显示Galectin-3、MMP-14和MVD高表达患者的预后差，因此术后对膀胱尿路上皮癌进行Galectin-3、MMP-14和CD34的免疫组化检测，对判断膀胱尿路上皮癌的预后及指导治疗有重要价值。

综上所述，膀胱尿路上皮癌中Galectin-3、MMP-14具有协同作用，参与肿瘤中CD34阳性的血管生成，促进肿瘤生长转移的发生，术后联合检测三种蛋白对指导膀胱癌预后评估有重要意义。

1 Oka N，Nakahara S，Takenaka Y，et al.Galectin-3 inhibits tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand-induced apoptosis by activating Akt in human bladder carcinoma cells〔J〕.Cancer Res，2005;65(17):7546-53.

2 Kramer MW，Kuczyk MA，Hennenlotter J，et al.Decreased expression of galectin-3 predicts tumour recurrence in pTa bladder cancer〔J〕.Oncol Rep，2008;20(6):1403-8.

3 Chaffer CL，Dopheide B，McCulloch DR，et al.Upregulated MT1-MMP/TIMP-2 axis in the TSU-Pr1-B1/B2 model of metastatic progression in transitional cell carcinoma of the bladder〔J〕.Clin Exp Metastasis，2005;22(2):115-25.

4 Nangia-Makker P，Raz T，Tait L，et al.Galectin-3 cleavage:a novel surrogate marker for matrix metalloproteinase activity in growing breast cancers〔J〕.Cancer Res，2007;67(24):11760-8.

5 Kobayashi T，Shimura T，Yajima T，et al.Transient gene silencing of galectin-3 suppresses pancreatic cancer cell migration and invasion through degradation of β-catenin〔J〕.Int J Cancer，2011;129(12):2775-86.

6 廖紫琼，朱润庆，张 锴，等.Galectin-3与MMP-2在乳腺癌中的表达意义〔J〕.武汉大学学报(医学版)，2007;28(2):166-76.

7 Nangia-Makker P，Balan V，Raz A.Regulation of tumor progression by extracellular galectin-3〔J〕.Cancer Microenviron，2008;1(1):43-51.

8 Kim SJ，Shin JY，Lee KD，et al.Galectin-3 facilitates cell motility in gastric cancer by up-regulating protease-activated receptor-1(PAR-1)and matrix metalloproteinase-1(MMP-1)〔J〕.PLoS One，2011;6(9):e25103.

9 McClung HM，Thomas SL，Osenkowski P，et al.SPARC upregulates MT1-MMP expression，MMP-2 activation，and the secretion and cleavage of galectin-3 in U87MG glioma cells〔J〕.Neurosci Lett，2007;419(2):172-7.