沈彦 周颖 赵敏 魏艳芹
结肠癌是常见的消化道恶性肿瘤,结肠癌的形成和转移的发生是一个复杂的生物学过程,是多种基因和因子共同调控作用的结果。E-cadherin是介导上皮性肿瘤细胞间黏附和信号转导的重要分子,它的异常表达可导致癌细胞去分化和侵袭性增强。CD44与肿瘤的侵袭和转移密切相关而被认为是肿瘤转移相关基因,其中以含有外显子V6的CD44变异体与肿瘤侵袭、转移的关系最为密切。缺氧微环境与实体肿瘤的预后不良有关,这与缺氧微环境增加癌细胞侵袭和转移潜能有关,参与这一过程的氧调节的缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)起着重要的作用。本文探讨E-cadherin、CD44V6、HIF-1α在结肠癌发生、转移中的作用。
1.1 一般资料 选取2008至2010年秦皇岛市第一医院手术切除的结肠癌癌组织和癌旁正常结肠组织的存档蜡块90例,男50例,女40例;年龄36~78岁,平均52岁;术前均未行放化疗,高分化腺癌20例,中分化腺癌37例,低分化腺癌33例;无淋巴结转移42例,有淋巴结转移48例;Dukes分期,A期20例,B期22例,C期30例,D期18例。所有标本均经4%中性甲醛固定,常规脱水,石蜡包埋、切片。
1.2 试剂与方法 E-cadherin、CD44V6和HIF-1α抗体均为鼠抗人单克隆抗体,购自福州迈新生物技术开发公司,采用免疫组织化学SP法对结肠癌组织中E-cadherin、CD44V6和HIF-1α进行检测,按试剂盒说明书操作,用已知阳性的切片做阳性对照,PBS代替一抗为阴性对照。
1.3 结果判定 E-cadherin在细胞膜或细胞质表达,呈均匀的棕黄色线状,根据染色强度及着色细胞百分率进行评定和分析:基本不着色为0分,着色淡为1分,着色适中为2分,着色深为3分;着色细胞占计数细胞的百分率≤5%记0分,6% ~25%记1分,26% ~50%记2分,≥51%记3分。将每张切片的染色程度和染色细胞百分率得分相乘,其乘积为最后得分。0~1分为阴性(-),2~3分为弱阳性(+),4~6分为中等阳性(++),>6分为强阳性(+++)。在统计分析中将-~+划为低表达组,++~+++划为高表达组。CD44V6和HIF-1α在胞质内表达呈棕黄色颗粒,按上述分级标准,-~+划为阴性组,++~+++划为阳性组。
1.4 统计学分析 应用SPSS 13.0统计软件,计数资料比较采用χ2检验或Fisher’s确切概率法,等级分组资料用秩和检验,P<0.05为差异有统计学意义。
2.1 E-cadherin、CD44V6和HIF-1α在结肠癌组织和癌旁正常组织中的表达 E-cadherin在正常结肠组织中上皮细胞膜呈均匀致密表达,在结肠癌组织中癌细胞的细胞膜或细胞浆呈弥漫和灶状表达(图1),E-cadherin在结肠癌组织中的高表达率为58.9%,低于癌旁结肠组织的阳性表达率90.0%,差异有统计学意义(P<0.05)。CD44V6主要定位于细胞浆,呈灶状至弥漫性表达(图2),CD44V6在结肠癌中的表达阳性率为57.8%,高于癌旁正常结肠组织的阳性表达率5.6%,差异有统计学意义(P<0.05)。HIF-1α主要定位于细胞核或细胞浆,呈灶状至弥漫性表达(图3),HIF-1α在结肠癌中的表达阳性率为61.1%,高于癌旁正常结肠组织的阳性表达率6.7%,差异有统计学意义(P <0.05)。见表1。
表1 E-cadherin、CD44V6和HIF-1α在结肠癌与癌旁正常组织中的表达 n=90,例(%)
图1 结肠中分化腺癌E-cadherin阳性表达(SP×400)
图2 结肠中分化腺癌CD44V6阳性表达(SP×400)
图3 结肠中分化腺癌HIF-1α阳性表达(SP×400)
2.2 E-cadherin、CD44V6和HIF-1α的表达与临床病理因素的关系 E-cadherin、CD44V6和HIF-1α的表达均与结肠癌患者的性别、结肠癌肿物大小无明显相关性(P >0.05),E-cadherin、CD44V6和HIF-1α的表达与结肠癌有无淋巴结转移及结肠癌的Dukes分期有关(P<0.05)。有淋巴结转移和无淋巴结转移组中,E-cadherin、CD44V6和HIF-1α的表达差异均有统计学意义(P<0.05),有淋巴结转移中E-cadherin的高表达明显低于无淋巴结转移,CD44V6和HIF-1α的阳性明显高于无淋巴结转移组。Dukes分期 A-B期和 C-D期组中 E-cadherin、CD44V6和HIF-1α的表达差异均有统计学意义(P<0.05)。Dukes分期C-D期组中E-cadherin的高表达率明显低于Dukes分期A-B期组,CD44V6和HIF-1α的阳性率明显高于Dukes分期A-B期组。E-cadherin的表达还与结肠癌的分化程度有关,高-中分化组E-cadherin的高表达率明显高于低分化组,差异有统计学意义(P < 0.05)。见表2。
2.3 CD44V6和E-cadherin表达的比较 90例结肠癌标本中,CD44V6阳性 52例,占 57.8%,E-cadherin高表达 53例,占58.9%,两者的表达呈负相关(r= -0.374,P <0.05)。见表3。
结肠癌是我国常见的恶性肿瘤,其恶性程度高、预后差、生存率低。研究表明,结肠癌的发生、发展是一个多因素、多阶段、多基因异常改变的复杂过程,了解这些因素和基因对肿瘤的发生、发展、诊断、治疗具有重要意义[1]。
E-cadherin主要存在于人和动物的上皮细胞,集中表达在细胞粘着连接处,对维护上皮细胞的形态和结构完整性起着重要作用[2]。E-cadherin主要介导同型细胞的黏附功能,它具有肿瘤转移抑制功能,E-钙基因是重要的肿瘤转移抑制基因[3]。
表2 E-cadherin、CD44V6和HIF-1α的表达与临床病理因素的关系
表3 CD44V6和E-cadherin表达间关系 例
E-cadherin表达下降或缺失,细胞间的相互黏附能力下降,造成细胞容易分散而向外周浸润性生长,一旦获得转移的必要条件,就可脱离原发灶而发生转移[4]。
CD44是一种细胞表面跨膜糖蛋白黏附分子,CD44V6是CD44的一种剪接变异体,其表达在结肠癌中起到介导细胞间的黏附,参与信号传递,并在肿瘤的转移中有潜在的作用,与结肠癌的转移及预后密切相关[5-8]。
HIF-1是由α、β2个亚单位形成的异源二聚体,其中HIF-1α受低氧的调节,为 HIF-1的特异性亚单位,通过与靶基因(VEGF、EPO等)特定DNA序列-缺氧反应元件(hypoxia response elements,HRE)相结合而调控它们的转录,使机体产生一系列适应缺氧的反应[9]。已知实体肿瘤中广泛存在着缺氧微环境,在肿瘤缺氧微环境下,HIF-1α调节细胞内众多转录调控因子对缺氧做出适应性反应,对维持肿瘤细胞能量代谢、新生血管形成、促进肿瘤侵袭和转移起重要作用[10,11]。
本研究发现,E-cadherin在结肠癌中的高表达率低于癌旁正常结肠组织,CD44V6在结肠癌中表达阳性率高于癌旁正常结肠组织,HIF-1α在结肠癌中表达阳性率高于癌旁正常结肠组织,差异均有统计学意义(P<0.05)。提示E-cadherin的低表达、CD44V6和 HIF-1α的高表达与结肠癌的发生、发展有关。E-cadherin的高表达率在有淋巴结转移组、Dukes分期C-D期组均低于无淋巴结转移组、Dukes分期A-B期组;CD44V6和HIF-1α的阳性率在有淋巴结转移组、Dukes分期C-D期组均高于无淋巴结转移组、Dukes分期A-B期组,差异均有统计学意义(P<0.05),提示 E-cadherin的低表达、CD44V6和 HIF-1α 的高表达与结肠癌的侵袭、转移有关。另外,E-cadherin的高表达率随结肠癌分化程度的降低而降低,提示E-cadherin与肿瘤的分化程度有关。
本研究还发现,CD44V6和E-cadherin在结肠癌组织的表达呈负相关,E-cadherin低表达、CD44V6高表达结肠癌组织分化差、Dukes分期高、淋巴结转移发生率高、患者生存率低。
综上所述,E-cadherin、CD44V6和HIF-1α与结肠癌的发生、发展、侵袭、转移有关,检测这些指标可以为临床结肠癌的早期诊断、治疗、预后评估提供有效的参考依据。
1 孙敬国,蒋晓忠,姚淑文,等.Twist蛋白表达与结肠癌发生发展的关系研究.中国全科医学,2011,14:1311-1314.
2 Mohammadizadeh F,Ghasemibasir H,Rajabi P,et al.Correlation of E-cadherin expression and routine immunohistochemistry panel in breast invasive ductal carcinoma.Cancer Biomark,2009,5:1-8.
3 林克椿,聂松清,薄惠卿,等.用荧光探针DPH研究腹水癌细胞膜脂流动性.生物化学与生物物理进展,1981,6:32-35.
4 王笛乐,田慧军.大肠肿瘤组织中Caspase-3、Bcl-2的表达及其与细胞凋亡和殖的关系.浙江医学,2006,28:88-90.
5 Harn H J,Hol I,Chang JY,et al.Differential expression of the human metastasis adhesion molecule CD44V6 in normal and carcinomatous stomach mucosa of Chinese subject.Cancer,1995,75:1065-1071.
6 Saito H,Tsujitani S,Katano K,et al.Serum concentration of CD44 vanant 6 and relation to prognosis in patients with gastric carcinoma.Cancer,1998,83:1094-1101.
7 Yamamichi K,Uehara Y,Kitaamura N,et al.Increased expression of CD44V6 mRNA significantly correlates with distant metastasis and poor prognosis in gastric cancer.Int J Cancer,1998,79:252-262.
8 Bhatavdekar JM,Padel DD,Chikhlikar PR,et al.Overexpression of CD44:a useful independent predictor of prognosis in patients with colorectal carcinoma.Ann Surg Oncol,1998,5:495-501.
9 Semenza GL.Regulation of mammalian O2homeostasis by hypoxia-inducible factor 1.Annu Rev Cell Dev Biol,1999,15:551-578.
10 Semenza GL.Involvement of hypoxia-inducible factor 1 in human cancer.Intern Med,2002,41:79-83.
11 Choi KS,Bae MK,Jeong JW,et al.Hypoxia-induced angiogenesis during carcinogenesis.J Biochem Mol Biol,2003,36:120-127.