AQP-5在结直肠癌中的表达及意义

杨玉波 王斌 关铁军 闫光志 王晓明 陈峰 华南 周平 梁国栋 陈佳祺 刘海瑞 王首寒

结直肠癌发病率近年来有逐渐上升的趋势。临床上根据原发部位可将其分为结肠癌和直肠癌，两者在生物学特征及治疗方案的选择等方面具有显著区别。水通道蛋白(aquaporin，AQP)是一组水选择通道分子家族，可以提供液体快速转运的通路，许多疾病的发生可能与其功能异常或调节失控有关。近年研究表明多数肿瘤有很高的组织间隙液体压力，其新生血管对血浆蛋白及其他循环体系中的高分子物质具有很高的渗透性[1]，这在肿瘤的生长和扩散中有重要作用。本研究采用免疫组化方法检测AQP-5在肠癌组织中的表达，探讨其与结直肠癌生物学特性的关系。

材料和方法

一、病例资料

48例肠道肿瘤均来自吉林省肿瘤医院腹部肿瘤外一科2002年1月至2006年5月间手术切除的病例，其中结肠癌17例，直肠癌31例，标本均经10%的中性福尔马林固定，石蜡包埋，每例肿瘤的病理诊断均经过2名高年资病例医生的复查，诊断准确无误。鼠抗人AQP-5单克隆抗体及第二代通用型二步法检测系统试剂盒分别购自武汉博士德、北京中杉金桥生物技术有限公司。

二、方法

免疫组织化学染色采用S-P法，将制好的组织切片，经二甲苯脱蜡，梯度乙醇脱水后进行免疫组织化学染色。抗原采用高压锅高温、高压修复，余步骤按试剂盒(说明书)进行操作。PAB染色，苏木精复染，中性树胶封固，显微镜下观察。标本共分为两组：AQP-5在结肠癌(17例)，直肠癌(31例)中表达，且每组中均以肿瘤分化程度再分为高、中分化组和低分化组。

三、阳性结果判定

AQP-5表达于细胞质和细胞膜，阳性细胞为细胞质和细胞膜上出现棕黄色颗粒。

四、统计学处理

采用SPSS 10.0统计软件进行统计分析，四格表资料的Fisher精确检验。

结 果

一、肠癌组织病理学特征

AQP-5(+)表达信号位于核大、深染的肠癌细胞胞浆、胞膜。可见癌细胞核质比例增大，排列紊乱(图1)；癌细胞胞浆黄染，出现病理核分裂相，癌细胞聚集成巢(图2)。

二、AQP-5表达水平与肿瘤临床病理指标的关系

17例结肠癌癌病变组织中，癌细胞AQP-5(+)者11例，阳性表达率64.7%，31例直肠癌组织中，可见癌细胞AQP-5(+)者22例，阳性表达率70.9%，18例中高分化病例中，阳性16例，阳性率为88.8%，低分化病例中(13例)阳性6例，阳性率为46.2%。11例结肠癌细胞AQP-1(+)者中，高中分化数3例，低于低分化癌8例，两者统计学差异显著(P<0.01)。22例直肠癌细胞AQP-5(+)者中，高中分化癌病例数6例，与低分化癌16例(图4)同样具有差异(P<0.05)。

结果表明，AQP-5在大肠癌中的表达因分化程度不同而存在差异，但是在两种类型肠癌中的表达差异不大。

图1 AQP-5在高中分化肠癌中表达的免疫组织化学染色图片 图2 AQP-5在低分化肠癌中表达的免疫组织化学染色图片

表1 AQP-5在肠道肿瘤中的表达情况表

讨 论

结直肠癌是常见恶性肿瘤，其恶性程度较高，容易转移。由于发生隐匿，临床症状无特异性，早期诊断困难。根据原发部位大肠癌又可分为结肠癌和直肠癌。两种类型的大肠癌在生物学行为上存在明显差异，手术治疗方案也不尽完全相同。此外，肿瘤的分化程度也是影响预后的重要因素。AQP-5原名为通道形成跨膜蛋白，允许自由水通过，每个单体单独行使功能，其在细胞膜内形成称之为滴漏模型的结构[2]，允许水分子单线通过。水通道蛋白的发现推翻了以往认为水分子简单扩散学说。人体内AQP-5分布十分广泛，如肝脏胆管上皮细胞、毛细胆管内皮细胞、胆囊颈上皮细胞。

大量研究证实，细胞代谢过程中所需要的水主要是通过AQPs对水分子的高度选择性来完成跨膜转运的，许多疾病可能与其功能异常或调节失控有关。肿瘤的侵袭和转移是一个高度选择性的过程，其依赖于肿瘤特性和它们周围独特的微环境之间的复杂反应，水代谢在其中发挥重要的作用。恶性肿瘤在生长过程中，新陈代谢异常活跃，对水的需求也将增加，因此水通道对肿瘤细胞的生存非常重要[3]。本实验结果虽然表明AQP-5在结肠癌和直肠癌细胞中表达水平无差异(P>0.05)，但并不能因此就认为二者生物学行为相近，通过临床实践我们发现结肠癌和直肠癌在侵袭、转移、预后等方面均具有差异，我们认为AQP-5在多数肿瘤中均由显著表达是由其特殊的生物作用所决定的。在研究中也发现无论是结肠癌抑或直肠癌高中分化组与低分化组AQP-5表达均具有差异，表明随肿瘤恶性程度的升高，AQP-5表达也随之增多，这可能与癌细胞的生长需求增高相关。同时提示我们可否用其作为检测肿瘤恶性程度的标记物，借以判断预后。肿瘤自身生物学特性为制定手术方案时主要根据，而分化程度在很大程度上决定治疗方案的选择及患者的预后，因此，如能利用某些技术如电子纤维结肠镜等获得肿瘤组织，检测其AQP-5表达，同时对手术方案的选择及疾病的转归与预判有一定帮助，此外，针对AQP-5对肿瘤细胞的特殊生理意义，同时与影像学相结合，如能特异地阻断其在癌组织中的表达或下调其功能，则会抑制或消灭体内存留的癌细胞，当然这必须在明确AQP-5使肿瘤从周围吸收水分，保持其快速增长的具体机制，因此还需进一步研究。

综合当前研究结果表明，AQP-5对显示结直肠癌的分化程度从而选择治疗方案及判断预后有一定意义。

[1] Folberg R，Hendrix MJ，Maniotis AJ.Vasculogenic mimicry and tumor angiogenesis.Am J Pathol，2000，156(2)：361-381.

[2] Cheng A，Van Hoek AN，Yeager M，et al.Three 2-dimensional design of aquaporin.Am J phisiol，1999，276：G2802286.

[3] 石晓明，吴胜春，董军杰，等.AQP-5基因沉默对结肠癌细胞增殖及信号转导通路的影响.中国癌症杂志，2013，4：279-284.