COX-2和iNOS在大肠腺瘤癌变过程中的表达及意义

赵振亚，姚冬颖，齐 蕾，刘晓丽，李元栋

(邢台市人民医院 1.病理科；2.肿瘤外一科，河北 邢台054001)

大肠癌是一种胃肠道中常见的恶性肿瘤之一，发病率和死亡率逐年上升，居全球恶性肿瘤发病率的第3位。大肠腺瘤是一种具有癌变潜能的良性病变，发病率较高，而且是大肠癌主要的癌前病变[1]，是发展成癌的首要危险因素。但对其癌变机制的研究很少，且其癌变机制尚不明确。

本文在既往研究的基础上，采用病理形态学观察、免疫组织化学相结合的方法，研究COX-2、iNOS在大肠腺瘤癌变过程中的表达情况，以探讨其在大肠腺瘤癌变中的可能作用及相互关系。

1 资料与方法

1.1 资料

选取河北邢台市人民医院病理科2000年12月至2008年1月期间存档蜡块，除外家族性结肠多发息肉病、幼年性息肉。所有病例全部切片均由两位高年资病理医师进行明确诊断复核，按照病史及病理资料选择伴有不同程度(轻、中重度)异型增生的大肠腺瘤92例，大肠腺瘤癌变病例110例(均选自癌旁可见明确大肠腺瘤成分的大肠腺癌标本)作为研究对象，同时以40例大肠黏膜作为对照，(均取自正常体检人群肠镜活检黏膜)。本组研究病例中，男性134例，女性108例；年龄22-85，平均年龄53.6岁；55岁以下者114例，55岁以上者128例。92例大肠腺瘤组中，轻度异型增生38例，中重度异型增生54例。

1.2 方法

采用免疫组织化学ElivisionTMplus两步法进行免疫组化染色。选用鼠抗人COX-2、iNOS单克隆抗体，购自北京中山金桥生物科技有限公司。用已确定为阳性的胃癌作为阳性对照。

1.3 免疫组化结果判定标准

COX-2、iNOS蛋白的评定标准：阳性表达主要定位于细胞浆,表现为胞浆内有棕黄色颗粒。免疫组织化学染色结果采用以下判断标准。首先将染色程度评分：无色记0分、淡黄色记1分、棕黄色记2分和棕褐色记3分；再将阳性细胞所占的百分比评分：0分为阴性、阳性细胞数≤10%记1分、11%-50%记2分、51%-75%记3分、>75%记4分,然后计算两者的乘积。乘积<3分为阴性，≥3分为阳性。

1.4 统计学分析

应用SPSS13.0软件，数据采用χ2检验进行分析。

2 结果

2.1 COX-2蛋白在大肠腺瘤癌变中的表达情况

在大肠黏膜、大肠腺瘤及大肠腺瘤癌变中COX-2蛋白阳性表达率分别为7.5%、57.6%、73.6%。其阳性表达率随病变程度的加深而增高(P<0.05)(图1-2)，且不同的组别之间存在显著差异(P<0.05)(表1)。在大肠腺瘤中，COX-2的阳性表达率分别为44.7%(轻度)、66.7(中重度)，存在显著差异(P<0.05)(表2)。

表1 COX-2在不同大肠组织的表达情况

△P=0.000<0.05与大肠黏膜比较;▲P=0.016<0.05与大肠腺瘤比较

表2 COX-2在大肠腺瘤中的表达情况

Note:★P=0.036<0.05与轻度异型比较

2.2 iNOS蛋白在大肠腺瘤癌变中的表达情况

在大肠黏膜、大肠腺瘤及大肠腺瘤癌变中iNOS蛋白阳性表达率分别为5.0%、48.9%、80.9%。其阳性表达率随病变程度的加深而增高(P<0.05)(图3-4)，且不同的组别之间存在显著差异(P<0.05)(表3)。在大肠腺瘤中，iNOS的阳性表达率分别为26.3%(轻度)、64.8(中重度)，存在显著差异(P<0.05)。(表4)。

表3 iNOS在不同大肠组织的表达情况

△P=0.000<0.05与大肠黏膜比较;▲P=0.000<0.05与大肠腺瘤比较

表4 iNOS在大肠管状腺瘤中的表达情况

Note:★P=0.000<0.05与轻度异型比较

2.3 COX-2、iNOS在各组病例中的相关性

在大肠黏膜、大肠腺瘤、腺瘤癌变中，COX-2、iNOS共阳性表达率分别为0、31%、70%，呈逐渐增高趋势，大肠腺瘤癌变组明显高于大肠腺瘤组(P<0.05)，大肠腺瘤组明显高于大肠黏膜组(P<0.05)(表5)。从大肠黏膜到大肠管状腺瘤癌变中COX-2呈阳性表达的137例病例中iNOS阳性表达101例，阴性表达36例；COX-2呈阴性表达的105例病例中iNOS阳性表达35例，阴性表达70例。COX-2、iNOS在大肠腺瘤癌变过程中的表达呈正相关关系，有统计学意义(r=0.403，P=0.000)(表6)。

表5 COX-2、iNOS在大肠腺瘤癌变过程中共同阳性表达率

◆P=0.000<0.05与大肠黏膜比较；●P=0.000<0.05与大肠腺瘤比较

表6 在大肠黏膜、大肠腺瘤及大肠腺瘤癌变中COX-2、iNOS表达的关系

r=0.403,P=0.000

图1COX-2在大肠腺瘤中的表达图2COX-2在大肠腺瘤癌变中的表达

图3iNOS在大肠腺瘤中的表达图4iNOS在大肠腺瘤癌变中的表达

图放大倍数均为10x10倍

3 讨论

环氧合酶(COX)是催化花生四烯酸产生前列腺素(PGs)的关键酶。它有2种亚型：COX-1和COX-2。COX-1参与机体正常的生理功能，在大多数组织中均有表达。COX-2在正常生理状态下不表达[2]，当受到包括生长因子、细胞因子、炎性介质、化学药物、物理因素、一氧化氮NO及各种促癌剂等刺激因素作用时，COX-2过度表达[3]。COX-2的过度表达可使(PGs)合成增多，PGs可结合于转录因子(PPARγ)，激活靶基因的转录，促进肿瘤的恶变过程；COX-2的过氧化酶活性还可催化一系列氧化反应，有利于致癌物的活化。近年来发现，COX-2在前列腺癌、肺癌、乳腺癌、胃癌等多种肿瘤中过度表达[4][5]。本文结果表明：大肠黏膜―腺瘤―腺瘤癌变过程中，腺瘤癌变组、腺瘤组均显著高于大肠黏膜组，提示：COX-2的高表达是大肠腺癌发展过程中的早期事件。田慧军[6]等人研究发现COX-2在大肠癌中表达明显高于正常组织，本文结果与文献报道相似。

一氧化氮(NO)作为一种新发现的信使分子和生物活性因子，在肿瘤发生、肿瘤血管形成及演进过程中扮演重要角色。一氧化氮合酶(NOS)有原生型NOS(eNOS)和诱导型NOS(iNOS)。在正常生理情况下，iNOS在各种组织中均不表达；在病理情况下，在炎症、细胞因子、免疫反应、催化左旋精氨酸产生高浓度的NO可通过以下作用参与肿瘤的发生、发展[7]。(1)产生有致癌物亚硝胺，诱发DNA碱基脱氨基和基因突变；(2)过量NO可引起膜脂质过氧化的细胞毒性作用；(3)NO在VEGF促血管内皮细胞增殖和迁移中起重要作用。研究发现，iNOS可以促进细胞因子合成，并诱导肿瘤细胞黏附于血管内皮，NO可以增加血管通透性。肿瘤细胞可借助iNOS黏附于内皮细胞并通过内皮细胞之裂隙向远处转移。Zafirellis等[8]报道iNOS的表达与大肠癌的转移密切相关。本研究发现，在大肠黏膜、大肠腺瘤及大肠腺瘤癌变中阳性表达率逐渐增高，且不同的组别之间存在显著差异。

COX-2和iNOS能够共同促进肿瘤的生长、侵袭和转移。肿瘤血管形成是肿瘤侵袭和转移的基础，但是iNOS不能直接促进肿瘤血管生成，而是通过内源性NO/CAMP路径上调COX-2的表达，再通过COX-2/CAMP路径上调VEGF的表达来实现促血管生成的作用[9]。COX-2通过P53途径[10]等多种信号转导通路直接调控血管内皮生长因子VEGF，促进肿瘤血管生成。iNOS/COX-2通过启动血管生成通路，共同促进肿瘤的生成和发展。iNOS的产物NO是诱导COX-2表达得重要介质，COX-2的产物PGS又可促进iNOS的表达[11]。我们的研究发现在大肠腺瘤癌变过程中，COX-2 和iNOS蛋白存在很高的共阳性表达率，且两者之间具有正相关关系。说明COX-2 和iNOS的协同表达促进了大肠腺瘤癌变。

恶性肿瘤的发生是多基因、多阶段、多步骤的复杂过程，本研究表明COX-2 和iNOS蛋白的过度表达参与了大肠腺瘤癌变的过程，进一步探讨了二者在此过程中的作用，希望通过抑制COX-2/iNOS的表达为抗肿瘤提供新的研究思路。

作者简介：赵振亚(1977-)，女，硕士，主治医师，主要研究方向：肿瘤病理。

参考文献：

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[4]Rizzo MT.Cyclooxygenase-2 in oncogenesis[J].Chin Chim Acta，2011,412(9-10)：671.

[5]韩玉龙，孙 雷，尹家俊.还氧合酶-2和肝细胞生长因子的表达在早期胃癌发生中的意义[J].中国实验诊断学，2011,15(4)：653.

[6]田慧军，王笛乐.大肠癌COX-2与MMP-2的基因表达及其意义[J].河南肿瘤学杂志，2005,18(6)：387.

[7]王菊勇，郭 净，郑 展.iNOS/COX-2与恶性肿瘤[J].现代肿瘤医学，2012,20(1)：183.

[8]Zafirellis K，Zachaki A，Agrogiannis G，et al．Inducible nitricoxide synthase expression and its prognostic significance in colorectal cancer[J].APMIS,2010,118(2):115.

[9]白美玲，王淑强，张 凡，等.大肠腺癌中iNOS和COX-2的表达及意义[J].临床与实验病理学杂志，2009,25(6)：598.

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[11]陈 江，谢 勇，周小江，等.大肠腺瘤癌变过程中COX-2和iNOS的变化及相互关系[J].中国肿瘤临床，2004，31(20)：1184.