E-钙粘蛋白和基质金属蛋白酶-7的蛋白表达与大肠癌的相关性

马红梅, 徐胜美, 李　静, 郭　东, 周有俭

(广东医学院附属福田医院 病理科, 广东 深圳, 518000)

E-钙粘蛋白和基质金属蛋白酶-7的蛋白表达与大肠癌的相关性

马红梅, 徐胜美, 李静, 郭东, 周有俭

(广东医学院附属福田医院 病理科, 广东 深圳, 518000)

摘要:目的探讨E-钙粘蛋白(E-cadherin)和基质金属蛋白酶-7(MMP-7)的蛋白表达与大肠癌的关系。方法应用免疫组织化学技术检测E-cadherin和MMP-7蛋白在14例大肠腺瘤组织、102例大肠癌组织及相应癌旁正常黏膜的表达情况。结果相对于大肠癌旁的正常组织，E-cadherin在癌组织中表达降低(P<0.001), 而MMP-7蛋白在癌组织中比正常组织表达明显增高(P<0.001); 二者在癌组织中呈现负相关(r=-0.478,P<0.001)。结论E-cadherin的表达降低和MMP-7的表达增高与大肠癌的生物学行为密切相关。

关键词:大肠癌; E-钙粘蛋白; 基质金属蛋白酶-7; 免疫组织化学

大肠癌(CRC)是消化道常见的恶性肿瘤之一，癌的侵袭转移是患者预后差和死亡的主要原因，其过程受黏附分子和蛋白水解酶等多种因素的调控。E-钙粘蛋白(E-cadherin)是钙粘蛋白家族中的一个重要的成员，是介导同型细胞间黏附作用的跨膜糖蛋白。基质金属蛋白酶7(MMP-7)是基质金属蛋白酶家族中分子量最小的一员，通过各种机制促进肿瘤的侵袭转移，比如降解基底膜和细胞外基质、诱导和促进血管、降解凋亡相关蛋白因子(Fas)等。本实验用免疫组织化学的方法来探讨E-cadherin和MMP-7的蛋白相关表达与大肠癌侵袭转移的关系，现报告如下。

1资料与方法

1.1　一般资料

收集本院普外科2006年1月—2012年12月手术切除经病理证实的大肠癌蜡块标本102例及相应癌旁正常黏膜组织。其中男56例，女46例；年龄30～87岁，平均年龄55岁；高分化癌55例，中分化癌28例，低分化癌19例；Dukes分期A期15例，B期46例，C期15例，D期26例；淋巴结转移40例，未转移62例。14例大肠腺瘤取自经结肠镜切除的患者。

1.2　方法

采用SABC法。选用武汉博士德生物工程有限公司提供的E-cadherin(BA0475, 1∶100)、MMP-7(BA0571, 1∶100)的浓缩型一抗和即用型SABC试剂盒(SA1022)。所有标本经10%中性甲醛固定，石蜡包埋，切片厚4 μm, 操作步骤按试剂盒说明书进行。DAB显色，苏木素复染，透明，封固。选用E-cadherin和MMP-7蛋白的典型阳性病例作为阳性对照，阴性对照以PBS缓冲液替代一抗。

1.3　判定标准

采用半定量积分法，综合考虑阳性细胞百分率和显色强度来判定结果：计算阳性细胞百分率并赋予分值，≤5%为0分, 6%～25%为1分, 26%～50%为2分，51%～75%为3分，>75%为4分；观察显色强度并赋予分值，无着色为0分, 浅黄色为1分，黄色为2分，棕黄色为3分。两者相乘, 0分为(-), 1～4分为(+), 5～8分为(2+)，9～12分为(3+)。

1.4　统计学方法

采用SPSS 13.0软件对数据资料进行分析。计数资料采用χ2检验或连续性校正χ2检验或Fisher确切概率检验，双变量相关分析采用Spearman相关系数，P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1　E-cadherin的蛋白表达

E-cadherin在大肠正常黏膜和腺瘤中的阳性表达主要在细胞膜，癌组织主要为细胞质表达(图1)。E-cadherin在CRC中的低表达与正常黏膜中的高表达，差异有统计学意义(P<0.001); 同样在癌组织的低表达和腺瘤的高表达，差异有统计学意义(P<0.01)。见表1。

2.2　MMP-7的蛋白表达

MMP-7在大肠癌中特异性地表达于癌细胞及个别异型性上皮细胞(图2)。大肠正常黏膜与腺瘤、癌组织的差异有统计学意义(P<0.001)。见表2。

表1　各组间E-cadherin的蛋白表达

与CRC组比较，**P<0.01。

图1 E-cadherin蛋白在大肠癌细胞阳性表达 SABC,200倍

表2　各组间MMP-7的蛋白表达

与正常黏膜组比较，**P<0.01。

图2 MMP-7蛋白在大肠癌细胞阳性表达 SABC,200倍

2.3　大肠癌中E-cadherin和MMP-7的蛋白表达的相关性

Spearman等级相关分析结果得出, Spearman相关系数rs=-0.478，说明大肠癌中E-cadherin与MMP-7的表达呈负相关关系(P<0.001)，见表3。

表3　大肠癌中E-cadherin和MMP-7的蛋白表达的相关性

3讨论

肿瘤的侵袭、转移是一个动态的、复杂的、多步骤的过程，涉及同质性的肿瘤细胞之间和异质性的肿瘤细胞与宿主细胞的黏附性以及细胞外基质的降解。人的E-cadherin基因定位于染色体16q22.1, 基因组DNA全长约100 kb, 其中含16个外显子，其编码的蛋白分子量为124 KD，主要分布于所有上皮组织，是保证上皮细胞间黏附力的关键因素。现已经发现E-cadherin基因是一种抑癌基因，其分泌的蛋白可以抑制肿瘤的侵袭转移。有学者[1]认为，E-cadherin所介导的细胞间黏附作用的降低是良性肿瘤细胞向癌细胞转化的限速步骤。此种现象已在胃癌[2]、肺癌[3]等多种肿瘤中得以证明。

本研究结果表明，E-cadherin在癌组织的低表达与正常组织的高表达的差异有统计学意义。E-cadherin蛋白在正常肠上皮的胞膜上呈同质和有极性的分布，而在癌组织中胞膜表达明显减弱、丧失或者呈异质性的表达，即出现细胞质的表达，此种异常的分布可能使E-cadherin蛋白难以发挥细胞之间的黏附作用，与癌的侵袭转移有关。国外有研究[4]表明，E-cadherin在大肠癌中呈现胞浆表达，这种异位表达说明E-cadherin在大肠癌的侵袭转移过程中发生了变异，对大肠癌的侵袭转移有重要的预测因素。因此，大肠癌中E-cadherin细胞膜表达的降低预示着患者术后更高的复发率和更短的生存期[5]。

MMP-7由于其结构的特异性，具有广泛的底物特异性和强大的基质降解功能，促使肿瘤发生侵袭转移。在涎腺癌[6]、口腔及食管鳞状细胞癌[7-8]、胃癌[9]中的研究已经得到了证实。本研究结果得出，MMP-7特异性地表达于大肠癌细胞，而间质和淋巴细胞中均不表达。MMP-7蛋白在大肠癌组织中比正常组织表达明显增高，差异有统计学意义。

在癌基因的研究中，许多学者提出了基因协同作用假说，认为在恶性肿瘤发生、发展和转移的各个阶段，至少有两个或两个以上功能不同的异常及获得基因各自发挥不同的作用，并在时间和空间上相互配合，协同促进了细胞的癌变。有研究[10]表明MMP-7通过抑制E-cadherin的表达，可促进未转化的上皮细胞株(MDCK和C57MG)上皮细胞的增殖。高雪等[11]在乳腺癌的研究中证实，E-cadherin的表达下调及MMP-7表达上调是基底细胞样型乳腺癌高侵袭转移力的发生机制之一。有报道[12]基质金属蛋白酶能够裂解E-cadherin细胞外结构而使其成为可溶性E-cadherin。另有报道[13]MMPs与细胞膜表面结构E-cadherin的代谢有关。MMP-7可以抑制E-cadherin的产生，而且MMP-7裂解细胞膜上的E-cadherin，释放可溶的E-cadherin片段，这种可溶性的E-cadherin片段能够竞争性抑制E-cadherin的作用，因此E-cadherin和MMP-7在癌的侵袭转移中发挥了重要的对抗作用。本实验Spearman等级相关分析结果得出大肠癌组织中E-cadherin和MMP-7的蛋白表达呈现负相关，这也与Guo-Li Gu[14]的研究结果是一致的。

综上所述，大肠癌组织中的E-cadherin、MMP-7的表达与癌的发生发展、侵袭转移有密切关系。而且E-cadherin和MMP-7在癌组织中的负相关表达可能为大肠癌预后判断和临床个体化治疗提供理论依据，具有临床运用价值。

参考文献

[1]Perl A K, Wilgenbus P, Dahl U, et al. A causal role for E-cadherin in the transition from adenoma to carcinoma[J]. Nature, 1998, 5(5): 1109.

[2]Czyzewska J, Guzinska-Ustymowicz K, Ustymowicz M, et al. The expression of E-cadherin-catenin complex in patient with advanced gastric cancer: role in formation of metastasis[J]. Folia Histochem Cytobiol, 2010, 48(l): 37.

[3]Yu J, Shi R, zhang D, et al. Expression of integrin-linked kinase in lung squamous cell carcinoma and adeno-carcinoma:correlation with E-cadherin expression,tumor microvessel density and clinical outcome[J]. Virchows Arch, 2011, 458(1): 99.

[4]Elzagheid A, Algars A, Bendardaf R, et al. E-cadherin expression pattern in primary colorectal carcinomas and their metastases reflects disease outcome[J]. World J Gastroenterol, 2006, 12(27): 4304.

[5]Elzagheid A, Buhmeida A, Laato M, et al. Loss of E-cadherin expression predicts disease recurrence and shorter survival in colorectal carcinoma[J]. APMIS, 2012, 120(7): 539.

[6]Luukkaa H, Klemi P, Hirsimaki P, et al. Matrix metalloproteinase(MMP)-7 in salivary gland cancer[J]. Acta Oncol, 2010, 49(1): 85.

[7]Li TJ,Cui J.COX-2,MMP-7 expression in oral lichen planus and oral squamous cell carcinoma[J]. Asian Pac J Trop Med, 2013, 6(8): 640.

[8]Zhou J H, Zhang B, Kernstine K H, et al. Autoantibodies against MMP-7 as a novel diagnostic biomarker in esophageal squamous cell carcinoma[J]. World J Gastroenterol, 2011, 17(10): 1373.

[9]Sentani K, Matsuda M, Oue N, et al. Clinicopathological significance of MMP-7, laminin gamma2 and EGFR expression at the invasive front of gastric carcinoma[J]. Gastric Cancer, 2014, 17(3): 412.

[10]Lynch C C, Vargo-Gogola T, Matrisian L M, et al. Cleavage of E-Cadherin by matrix metalloproteinase-7 promotes cellular proliferation in nontransformed cell lines via activation of RhoA[J]. J Oncol, 2010, 2010: 530745.

[11]高雪, 关宏伟, 蔡欣, 等. 上皮型钙粘蛋白和基质金属蛋白酶-7在乳腺癌基底细胞样型和Her-2高表达型中的表达及其意义[J]. 中华普通外科杂志, 2010, 25(4): 318.

[12]Van Roy F, Berx G. The cell-cell adhesion molecule E-cadherin[J].Cell Mol Life Sci, 2008, 65(23): 3756.

[13]Nawrocki-Raby B, Gilles C, Polette M, et al. Upregulation of MMPs by soluble E-cadherin in human lung tumor cells[J]. Int J Cancer, 2003, 105(6): 790.

[14]Guo-Li Gu, Xiao-Quan Zhu, Xue-Ming Wei, et al. Epithelial-mesenchymal transition in colorectal cancer tissue of patients with Lynch syndrome[J]. World J Gastroenterol, 2014, 20(1): 250.

Correlation between expressions of E-cadherin and

matrix metalloproteinase-7 and colorectal carcinoma

MA Hongmei, XU Shengmei, LI Jing, GUO Dong, ZHOU Youjian

(DepartmentofPathology,FutianHospitalAffiliatedtoGuangdongMedicalCollege,

Shenzhen,Guangdong, 518033)

ABSTRACT:ObjectiveTo investigate the correlation between expressions of E-cadherin and matrix metalloproteinase-7 (MMP-7) and colorectal carcinoma. MethodsExpressions of E-cadherin and MMP-7 were detected in 14 cases of adenomas, 102 cases of colorectal carcinomas and adjacent normal tissues by immunohistochemical staining. ResultsCompared with the normal colorectal mucous, the expression of E-cadherin significantly decreased in the tissues of carcinoma(P<0.001), and the expression of MMP-7 significantly increased in the tissues of carcinoma when compared with normal colorectal mucous(P<0.001). There was negative correlation between E-cadherin and MMP-7 (P<0.001). ConclusionDown-regulation of E-cadherin and up-regulation of MMP-7 are closely correlated with the biological behavior of colorectal carcinoma.

KEYWORDS:colorectal carcinoma; E-cadherin; matrix metalloproteinase-7; immunohistochemistry

收稿日期:2015-01-20

中图分类号:R 735.3

文献标志码:A

文章编号:1672-2353(2015)09-052-03

DOI:10.7619/jcmp.201509015