王 堃,张爱臣,盛敏佳,潘 颖,佟玲玲,孙小淳
(吉林大学中日联谊医院妇产科,吉林 长春 130033)
骨桥蛋白和趋化因子受体4在卵巢肿瘤组织中的表达及其意义
王堃,张爱臣,盛敏佳,潘颖,佟玲玲,孙小淳
(吉林大学中日联谊医院妇产科,吉林 长春 130033)
目的:分析骨桥蛋白(OPN)和趋化因子受体4(CXCR4)在不同卵巢组织中的表达,探讨二者在卵巢癌的发生、发展和转移过程中的作用。方法:选取正常卵巢组织(20例)、卵巢良性上皮性肿瘤组织(20例)和上皮性卵巢癌组织(40例),采用免疫组织化学SP法检测不同卵巢组织中OPN和CXCR4表达,分析不同临床特征上皮性卵巢癌组织中OPN蛋白和CXCR4蛋白表达率。结果: OPN在上皮性卵巢癌组织的阳性表达率高于在正常卵巢组织和良性卵巢肿瘤组织表达率,不同分化程度(G1、G2和G3期)上皮性卵巢癌组织阳性表达率组间比较差异均有统计学意义(P<0.05),Ⅲ-Ⅳ期上皮性卵巢癌组织中OPN阳性表达率明显高于Ⅰ-Ⅱ期组(P<0.05),在不同组织学分型上皮性卵巢癌组织(卵巢浆液性囊腺癌、卵巢黏液性囊腺癌和卵巢子宫内膜样癌)中OPN阳性表达率比较差异无统计学意义(P>0.05)。CXCR4在正常卵巢组织及卵巢良性肿瘤组织中均无阳性表达,在上皮性卵巢癌组织中呈阳性表达。CXCR4在上皮性卵巢癌不同病理分级(高分化G1、中分化G2和低分化G3)、不同临床分期(Ⅰ-Ⅱ期、Ⅲ-Ⅳ期)、不同组织学分型(浆液性囊腺癌、黏液性囊腺癌和子宫内膜样癌)组织中阳性表达率比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论:OPN和CXCR4在卵巢肿瘤细胞中表达水平与肿瘤细胞的恶性程度具有一定关联,提示OPN和CXCR4表达通路可能成为卵巢癌治疗的一个新靶点。
骨桥蛋白;趋化因子受体4蛋白;卵巢肿瘤;免疫组织化学
卵巢恶性肿瘤(ovarian cancer,OC)是女性生殖器常见的三大恶性肿瘤之一,其中上皮性卵巢癌(epithelial ovarian cancer,EOC)约占卵巢恶性肿瘤的80%,且在我国发病率呈上升趋势,发病年龄趋于年轻化。骨桥蛋白(osteopontin,OPN)是一种分泌型糖基化磷蛋白,在胃癌[1]、乳腺癌[2]、卵巢癌[3]等恶性肿瘤组织中均高表达, Yeatman 等[4]研究发现OPN在肿瘤的发生发展及浸润转移中发挥着至关重要的作用。CXC趋化因子受体4[chemokine (CXC-subfamily receptor 4,CXCR4]是肿瘤细胞表达最普遍的趋化肿瘤组织因子受体,在促进肿瘤细胞增殖、侵袭转移等多种生理、病理过程中发挥着重要的作用[5-6]。目前国内外报道中未见对于OPN和CXCR4在肿瘤中同时表达的研究。本研究拟通过对OPN和CXCR4在不同卵巢癌组织中表达情况的研究,探讨二者在卵巢癌的发生、发展和转移过程中的关系及作用,为卵巢癌的治疗开辟新思路。
1.1病理组织标本选取2009年1月—2010年12月吉林大学中日联谊医院、吉林大学第二医院卵巢肿瘤切除标本共80例,其中卵巢上皮性癌40例,卵巢良性上皮性肿瘤20例,正常卵巢组织20例。40例卵巢上皮性癌包括浆液性囊腺癌20例,黏液性囊腺癌10例,子宫内膜样癌10例;高分化癌(G1)10例,中分化癌(G2)9例,低分化癌(G3)21例;按国际妇产科联盟(FIGO)2000年对原发性卵巢恶性肿瘤的手术-病理分期标准分期:Ⅰ-Ⅱ期15例,Ⅲ-Ⅳ期25例(有淋巴转移的13例)。所有患者术前均未接受化疗、放疗或激素治疗。卵巢良性上皮性肿瘤20例,其中浆液性囊腺瘤15例,黏液性囊腺瘤5例。20例正常卵巢组织来自卵巢瘤样病变、子宫肌瘤或功能性子宫出血、子宫脱垂患者行全子宫、双附件切除术患者,经病理证实卵巢组织无异常者。病理诊断经2名高年资病理医师确诊。
1.2主要试剂兔抗人OPN多克隆抗体(福州迈新生物技术开发有限公司),兔抗人CXCR4单克隆抗体(北京博奥森生物科技有限公司),其他化学试剂均为国产分析纯。
1.3实验方法所有组织标本经甲醛固定液固定24 h,常规石蜡包埋、切片,制成4 μm切片。采用免疫组织化学方法,DAB显色,苏木素复染。具体步骤详见说明书。用已知阳性片及阴性片分别作为阳性及阴性对照。
1.4免疫组织化学染色OPN和CXCR4 2种蛋白均主要在细胞浆内表达。每张切片于400倍光镜下随机选取4个视野,采用Motic Images Advanced 3.2 图像分析软件,图像分析结果以灰度值表示,灰度值越大表达强度越弱,灰度值越小表达强度越强。-表示阴性,+表示轻度阳性,表示中等阳性,表示强阳性。
1.5统计学分析采用SPSS 12.0统计学软件进行数据分析。各组间OPN和CXCR4阳性表达率比较采用χ2检验。检验水准α=0.05。
2.1免疫组织化学方法检测OPN在不同卵巢组织中阳性表达率OPN阳性表达为胞内有棕黄色颗粒。OPN蛋白在癌组织、良性肿瘤组织、正常组织均有表达,癌组织中阳性表达率与其他2组比较差异有统计学意义(P<0.05), 良性肿瘤组织与正常组织比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表1和图1(插页四)。
表1OPN在不同卵巢组织中的阳性表达率
Tab.1Expression rates of OPN in different ovarian tissues
GroupnOPNexpression-+—Percentage(η/%)Normalovarian201915 Benignovariantumor2018210 Ovariancancer40103075*△
*P<0.05 compared with normal ovarian group;△P<0.05 compared with benign ovarian tumor group.
2.2不同临床病理特征上皮性卵巢癌组织中OPN蛋白表达率OPN在G1、G2和G3期上皮性卵巢癌组织中均呈阳性表达,阳性表达率组间比较差异有统计学意义(P<0.05); OPN在Ⅰ-Ⅱ期癌组织和在Ⅲ-Ⅳ期癌组织中均呈阳性表达,阳性表达率组间比较差异有统计学意义(P<0.05)。OPN在浆液性囊腺癌、黏液性囊腺癌和子宫内膜样癌组织中均呈阳性表达,阳性表达率组间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。见表2。
表2不同病理特征上皮性卵巢癌组织中OPN阳性表达率
Tab.2Positive expression rates of OPN in epithelial ovarian cancer tissue with different pathologic features
FeaturenOPNexpression-+-Percentage(η/%)Pathologicgrade Highdifferentiation108220 Middledifferentiation92778 Lowdifferentiation21021100Clinicalstage Ⅰ-Ⅱ158747 Ⅲ-Ⅳ2522392Histologicaltype Serous2051575 Mucous102880 Endometrioidcarcinoma103770
2.3免疫组织化学方法检测不同卵巢组织中CXCR4表达CXCR4阳性表达为胞内有棕黄色颗粒。CXCR4在卵巢正常组织及卵巢良性肿瘤组织不表达,在上皮性卵巢癌组织中阳性表达率为63%。卵巢癌组织中CXCR4阳性表达率高于正常卵巢组织和良性卵巢肿瘤组织(χ2=21.429,P<0.05)。见表3和图2(插页四)。
表3CXCR4在不同卵巢组织中的表达
Tab.3Expreeions of CXCR4 in different ovarian tissues
GroupnCXCR4expression-+-Percentage(η/%)Normalovarian202000Benignovariantumor202000Ovariancancer40152563
2.4不同临床病理特征上皮性卵巢癌组织中CXCR4阳性表达率CXCR4蛋白在G1、G2和G3期上皮性卵巢癌组织中均呈阳性表达,阳性表达率三者间比较差异均无统计学意义(P>0.05);CXCR4在Ⅰ-Ⅱ期癌组织与Ⅲ-Ⅳ期巢癌组织中均呈阳性表达,阳性表达率组间比较差异无统计学意义(P>0.05);CXCR4在浆液性囊腺癌、黏液性囊腺癌和子宫内膜样癌组织中均呈阳性表达,阳性表达率组间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。见表4。
表4不同临床病理特征上皮性卵巢癌组织中CXCR4阳性表达率
Tab.4Positive expression rates of CXCR4 in epithelial ovarian cancer tissue with different clinicopathologic features
FeaturenCXCR4expression-+-Percentage(η/%)Pathologicgrade Highdifferentiation105550 Middledifferentiation95444 Lowdifferentiation21111048Clinicalstage Ⅰ-Ⅱ1541173 Ⅲ-Ⅳ25121352Histologicaltype Serous2091155 Mucous105550 Endometrioidcarcinoma104660
上皮性卵巢癌的发生发展、侵袭及转移是多种蛋白协同作用的一个过程。已有研究[4]证实:OPN在多种肿瘤的发生、发展及浸润转移中发挥着重要作用,主要参与肿瘤的转移[7]及免疫逃逸[8];Ray等[9]首次报道了CXCR4与肿瘤转移有密切关联,其不仅可促进肿瘤细胞增殖及抑制凋亡,还可以引起细胞内肌动蛋白的聚合和伪足的形成,从而促进肿瘤细胞的运动和迁移。
OPN和CXCR4在卵巢肿瘤细胞表面呈阳性均表达。OPN与整合素αVβ3相互作用,通过活化核因子κB(NF-κB)途径从而抑制细胞凋亡,也可通过磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)-AKT 信号途径抑制细胞的凋亡,进而调节肿瘤细胞的生长与转移。而核因子κB(胞外信号活化转录因子)可上调CXCR4的表达[10],即核因子κB 借助于位于p65和p50亚基的非经典反应元件结合到CXCR4启动子的-66至+ 7 序列位置,从而上调CXCR4的表达与转录,促进CXCR4与之配体SDF-1的结合,进而促进肿瘤细胞的增殖与转移,同时OPN能够上调血管内皮生长因子(VEGF)的表达,进而激活生长因子、黏附分子和蛋白水解酶及其受体,使凝血酶原被激活,进而促进肿瘤新生血管的形成。VEGF又可通过自分泌途径,诱导CXCR4在癌细胞中的表达[11]。
本研究结果显示:OPN蛋白在上皮性卵巢癌组织中的阳性表达率明显高于正常卵巢组织和良性卵巢肿瘤组织。Rosen 等[12]发现:OPN 在正常卵巢上皮细胞、交界性卵巢肿瘤及浆液性卵巢癌组织中表达依次升高;Kim 等[13]发现:OPN在侵袭性及交界性卵巢肿瘤组织中的表达水平明显高于卵巢良性肿瘤及卵巢正常组织。本研究结果还显示:卵巢上皮性癌中组织分化程度越低,OPN阳性表达率越高。Coppola 等[14]研究发现:OPN在多种肿瘤组织中高表达,而且OPN 的表达与肿瘤的病理分级有密切关联,为判断卵巢癌的恶性程度及预后提供了必要的理论参考依据。本研究还证实了OPN的阳性表达率在Ⅲ-Ⅳ期上皮性卵巢癌组织中明显高于Ⅰ-Ⅱ期上皮性卵巢癌组织。Matsuura等[15]报道:OPN的高表达能增强卵巢癌的侵袭作用。本研究结果显示:上皮性卵巢癌组织中CXCR呈阳性表达,在其余组织中均不表达。研究[16]发现:多种癌组织中均有CXCR4表达。本研究结果显示:在上皮性卵巢癌组织中,CXCR4与上皮性卵巢癌的分化程度、临床分期及组织学分型均无关联。Retz等[17]证实:CXCR4在膀胱癌肿瘤细胞中表达,而且其在浸润性肿瘤中的表达水平高于在浅表性肿瘤的表达,在正常膀胱黏膜中不表达。Ottaiano等[18]研究发现:大肠癌细胞表面高表达CXCR4。CXCR4虽与上皮性卵巢癌的病理分级、临床分期及组织分型无关联,但其在上皮性卵巢癌组织中的表达强度明显高于正常组织及良性上皮性卵巢肿瘤组织,提示CXCR4在肿瘤的发生、发展过程中起至关重要的作用。本文作者推测:阻断SDF-1/CXCR4生物轴可以抑制肿瘤的发生和增殖,阻断SDF-1 /CXCR4生物轴,有望成为肿瘤靶向治疗的新途径。
综上所述,OPN与CXCR4表达的上调能够促进上皮性卵巢癌细胞的转移和侵袭,以OPN与CXCR4表达通路为靶点,抑制其表达,可能为上皮性卵巢癌的治疗提供一种基因治疗的新方法。
[1]Ma GF,Li YH,Gao CX, et al. Expression and clinical significance of osteopontin in gastric cancer[J].Jiangsu Med J,2014,40( 2) :169-171.
[2]Weber GF,Lett GS,Haubein NC.Osteopontin is a marker for cancer aggressiveness and patient survival[J].Br J Cancer,2010,103(6):861-869.
[3]Hwang J,Na S,Lee H,et al.Correlation between preoperative serum levels of five biomarkers and relationships between these biomarkers and cancer stage in epithelial overian cancer[J].J Gynecol Oncol,2009,20(3):169-175.
[4]Yeatman TJ,Chambers AF.Osteopontin and colon cancer progression[J].Clin Exp Metastasis,2003,20(1):85-90.
[5]Graham NA,Graeber TG.Complexity of metastasis-associated SDF-1 ligand signaling in breast cancer stem cells[J]. Proc Natl Acad Sci USA,2014,111(21): 7503-7504.[6]Ding G,Wang L,Xu H, et al. Mesenchymal stem cells in prostate cancer have higher expressions of SDF-1,CXCR4 and VEGF[J].Gen Physiol Biophys,2013,32(2): 245-250.
[7]黄天臣,邱新光.血清骨桥蛋白检测对预测胃癌转移复发的意义[J].武汉大学学报:医学版,2013,34(2):280-284.
[8]Wai PY,Kuo PC.The role of Osteopontin in tumor etastasis[J].Surg Res,2004,121(2):228-241.
[9]Ray P,Lewin SA,Mihalko LA, et al. Noninvasive imaging reveals inhibition of ovarian cancer by targeting CXCL12-CXCR4[J]. Neoplasia,2011,13(12):1152-1161.
[10]Helbig G,Christopherson KW,Bhat-Nakshatri P,et al.NF-kappaB promotes breast cancer cellmigration and metastasis by inducing the exp- ression of the chemokine receptor CXCR4 [J].J Biol Chem,2003,278 (24): 21631-21638.[11]Ganjur K,Brubaker SA,Meyer J,et al.The alphachemokine,stromal cell-derived factor-1alpha,binds to the transmem brane G-protein-coup led CXCR4 receptor and activates multiple signal transduction pathWays[J].J Biol Chem,1998,273 (36):23169-23175.
[12]Rosen DG,Wang L,Atkinson JN,et al.Potential markers that complement expression of CA125 in epithelial ovarian cancer [J].Gynecol Oncol,2005,99(2) :267-277.
[13]Kim JH,Skates SJ,Uede T,et al.Osteopontin as a potential diagnostic biomarker for ovarian cancer [J].JAMA,2002 ,287(13):1671-1679.
[14]Coppola D,Szabo M,Boulware D,et al.Correlation of osteopontin protein expression and pathological stage across a wide variety of tumor histologies[J].Clin Cancer Res,2004,10(1):184-190.
[15]Matsuura M ,Suzuki T,Saito T.Osteopont in is a new target molecule for ovarian clear cell carcinoma therapy[J].Cancer Sci,2010,101(8): 1828-1833.
[16]周良学,游潮. SDF-1 /CXCR4 生物轴与肿瘤研究进展[J]. 西部医学, 2009, 21(11): 1993-1995.
[17]Retz MM,S idhu SS,B laveri E,et al.CXCR4 expression reflects tumor progression and regulates motility of bladder cancer cells[J].Int J Cancer,2005,114 (2): 182-189.
[18]Ottaiano A,Franco R,Aiello Talamanca A,et al.Overexp ression of both CXC chemokine receptor 4 and vascular endothelial growth factor proteins predicts early distant relapse instage Ⅱ-Ⅲ colorectal cancer patients [J].Clin Cancer Res,2006,12 (9): 2795-2803.
Expressions of OPN and CXCR4 in human epithelial ovarian cancer tissue and their clinical significances
WANG Kun,ZHANG Aichen,SHENG Minjia,PAN Ying,TONG Lingling,SUN Xiaochun
(Department of Obstetrics and Gynecology,China-Japan Union Hopsital,Jilin University,Changchun 130033,China)
ObjectiveTo analyze the expressions of osteopontin(OPN) and chemokine(CXC-subfamily)receptor 4(CXCR4) in different ovarian tissues,and to explore the role of OPN and CXCR4 in occurrence,development and metastasis of human ovarian cancer.Methods The expressions of OPN and CXCR4 in normal ovarian tissue(n=20),benign ovarian epithelial tumor(n=20) and epithelial ovarian cancers tissues(n=40) were detected by immunohistochemical SP method, and the expression rates of OPN and CXCR4 in epithelial ovarian cancer tissue with different clinical characteristics were analyzed.ResultsThe positive expressions rate of OPN in epithelial ovarian cancer tissue was significantly higher than those in normal ovarian tissue and benign ovarian tumor tissue,and there were significant differences in the positive expression rates of OPN between different pathological stages (G1,G2,G3) of epithelial ovarian cancer (P<0.05).Meanwhile,the positive expression rate of OPN in Ⅲ-Ⅳ epithelial ovarian cancer tissue was significantly higher than that in Ⅰ-Ⅱ epithelial ovarian cancer tissue (P<0.05).However,there were no significant differences of the positive expression rates of OPN among different histological types of epithelial ovarian cancer tissue (P>0.05).There was no positive expression of CXCR4 protein in normal ovarian tissue and benign ovarian tumor tissues ,but there was positive expression in epithelial ovarian cancer tissue.Besides,the expressions of CXCR4 protein were not significantly different among different pathological grades,different clinical stages and different histological types (P>0.05).ConclusionThe OPN and CXCR4 expression levels are correlated with the degrees of malignancy in epithelial ovarian tumor,therefore the CXCR4 and OPN expression pathways may be the new targets for ovarian cancer therapy.
osteopontin;chemokine(CXC-subfamily)receptor 4; ovarian neoplasms;immunohistochemistry
1671-587Ⅹ(2015)06-1186-04
10.13481/j.1671-587x.20150617
2015-04-07
吉林省科技厅国际合作项目资助课题(20150414036GH);吉林省财政厅科研项目资助课题(2012008)
王堃(1982-),女,黑龙江省牡丹江市人,医师,医学硕士,主要从事妇科肿瘤方面的研究。
张爱臣,教授,主任医师,硕士研究生导师(Tel:0431-84995960,E-mail:zhangac2015@126.com)
R737.71
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