Id-1和MMP-2表达与结直肠癌临床病理特征及预后的关系

武雪亮,王立坤,薛军,杨东东,屈明,郭飞,杨瑞敏,马鹏程,刘博

(河北北方学院附属第一医院,河北张家口075000)



Id-1和MMP-2表达与结直肠癌临床病理特征及预后的关系

武雪亮,王立坤,薛军,杨东东,屈明,郭飞,杨瑞敏,马鹏程,刘博

(河北北方学院附属第一医院,河北张家口075000)

目的检测DNA结合分化抑制蛋白1(Id-1)和基质金属蛋白酶2(MMP-2)在结直肠癌组织中的表达，评价其与结直肠癌临床病理特征和预后的关系。方法 采用免疫组化法检测50例结直肠癌、30例腺瘤组织、50例癌旁正常组织中的Id-1和MMP-2，分析二者表达与临床病理特征和预后的关系。结果 在癌旁正常组织、腺瘤和癌组织中，Id-1阳性表达率分别为24.00%、43.33%、72.00%，MMP-2阳性表达率分别为22.00%、46.67%、78.00%,P均<0.01；Id-1和MMP-2表达与结直肠癌的浆膜浸润、TNM分期、肝转移、淋巴结转移和脉管转移有关，P均<0.05；在结直肠癌组织中，Id-1表达与MMP-2表达呈正相关(r=0.429，P=0.000)。Id-1阳性者中位生存时间为32个月、阴性者为43个月，MMP-2阳性者中位生存时间为28个月、阴性者为45个月，P均<0.05。Cox回归模型分析显示，Id-1和MMP-2表达为影响预后的相关因素(P均<0.05)。结论 结直肠癌组织中Id-1和MMP-2高表达,二者与结直肠癌的发生、转移和预后密切相关。

结直肠肿瘤；DNA结合分化抑制蛋白1；基质金属蛋白酶2；病理特征；预后

DNA结合分化抑制蛋白1(Id-1)是近年来研究较热的一种致癌基因[1,2],已证实其在乳腺癌、宫颈癌、食管癌、胰腺癌中高表达，且与肿瘤的发生、侵袭、转移和预后相关[3～5]，但在结直肠癌方面的研究较少。基质金属蛋白酶2(MMP-2)是MMP家族中的重要成员，能打破基质的降解平衡，促进肿瘤细胞向周围组织浸润侵袭。2008年5月～2015年5月，我们观察了Id-1和MMP-2表达变化及其与结直肠癌临床病理特征的关系, 并分析二者作为结直肠癌预后独立影响因子的价值。

1　资料与方法

1.1临床资料收集同期河北北方学院附属第一医院手术切除的50例原发性结直肠癌组织、30例腺瘤组织、50例癌旁正常组织，术前未行放化疗。结直肠癌患者中，男29例、女21例，年龄33～71岁；TNM分期Ⅰ期3例，Ⅱ期10例，Ⅲ期22例，Ⅳ期15例。

1.2检测方法采用免疫组化染色。用4%甲醛溶液固定标本，石蜡包埋，4 μm厚度切片。兔抗人单克隆浓缩型Id-1抗体、鼠抗人MMP-2单克隆抗体均购于Abcam公司，二抗工作液和DAB显色剂均购于武汉博士德生物工程有限公司。按试剂盒说明操作，PBS代替一抗为阴性对照。Id-1和MMP-2均以细胞质中出现棕黄色颗粒为阳性细胞[6]，根据着色细胞占视野细胞总数的百分比及着色细胞染色强弱评分。阳性细胞百分数<5%、5%～<25%、25%～<50%、50%～<75%、≥75%分别计为0、1、2、3、4分，着色强度按无着色、淡黄色、棕黄色和棕褐色分别计为0、1、2、3分。两者相乘，0为阴性,≥1为阳性表达。

1.3统计学方法采用SPSS17.0统计软件。计数资料以百分率表示，采用χ2检验，相关关系采用Pearson相关性分析；Kaplan-Meier法绘制生存曲线，行Long-rank检验分析；应用Cox回归模型对结直肠癌患者预后进行多因素分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1不同结直肠组织中Id-1和MMP-2表达比较在癌旁正常组织、腺瘤、癌组织中,Id-1阳性表达率分别为24.00%、43.33%、72.00%；MMP-2阳性表达率分别为22.00%、46.67%、78.00%,P均<0.01。

2.2Id-1和MMP-2在结直肠癌中表达的关系相关性分析显示，Id-1和MMP-2在结直肠癌的表达呈正相关(r=0.429,P=0.000)。

2.3Id-1和MMP-2表达与结直肠癌临床病理特征的关系Id-1和MMP-2表达均与结直肠癌浆膜浸润、TNM分期、淋巴结转移、肝转移及脉管浸润有关(P均<0.05)，而与患者的性别、年龄及肿瘤大小、分化程度等均无关(P均>0.05)。见表1。

表1　　　　Id-1和MMP-2表达与结直肠癌临床病理特征的关系(例)

2.4Id-1和MMP-2表达与预后的关系对50例结直肠癌患者随访至2015年5月31日，Id-1阳性者中位生存时间为32个月、阴性者为43个月，MMP-2阳性者中位生存时间为28个月、阴性者为45个月，两者生存时间比较有统计学差异(P=0.036，P=0.020)。Cox回归模型分析显示，Id-1(RR=1.193,P=0.002)和MMP-2(RR=3.488,P=0.031)表达为影响结直肠癌患者预后的独立因素。

3　讨论

Id-1系螺旋-环-螺旋(HLH)转录因子家族重要成员之一，广泛表达于哺乳动物的胚胎、生殖腺体及一些分化不成熟的组织细胞中。Id-1在正常组织中低表达或不表达，而在恶性肿瘤及体外培养的肿瘤细胞系中均高表达[7,8]。Id-1对细胞的增殖、分化起负性调控作用，其结构中的HLH区域能与碱性HLH蛋白(bHLH)结合形成无转录功能的异质二聚体；抑制bHLH与目标DNA结合，从而抑制细胞增殖分化。Id-1通过与转录因子E2A结合形成特异性复合物抑制E2A活化p21，激活CDK2诱导Rb蛋白磷酸化；而Rb蛋白的磷酸化在肿瘤增殖中发挥重要作用，能抑制细胞分裂周期中G1/S期停滞，促使细胞分裂周期顺利进行[9,10]。Id-1的异常高表达可激活VEGF及其受体(EGFR)，从而释放促血管生成的自分泌信号，诱导肿瘤血管内皮细胞及微淋巴管形成，促进肿瘤的生长和侵袭[11]。本研究发现，Id-1在癌旁正常组织、腺瘤和癌组织中的表达逐渐增强，提示Id-1表达的上调在结直肠组织的癌变中发挥重要作用；且Id-1表达与结直肠癌的侵袭深度、淋巴结转移、肝转移及脉管浸润密切相关，提示Id-1表达的增强能促进癌细胞的浸润、转移等恶性生物学行为。

MMP-2是MMP家族中与恶性肿瘤联系最为密切的因子之一，能破坏基质的降解平衡、诱导癌细胞穿透细胞外基质与基底膜构成的屏障，同时降低细胞间的黏附力，促进癌细胞向周围组织浸润、侵袭；此外，MMP-2还能促使血管内皮生长因子大量释放，诱导肿瘤新生血管形成，为肿瘤细胞的增殖与浸润提供必要的营养基础与途径[12,13]。因此，MMP-2被广泛应用于肿瘤浸润、转移、预后不良的监测。本研究表明，MMP-2与结直肠癌的发生、进展、转移密切相关，这与王连等[14]研究结果一致。

我们进一步研究显示，Id-1和MMP-2在结直肠癌组织中的表达呈正相关。考虑其机制为Id-1能上调膜型基质金属蛋白酶-1(MT1-MMP)的表达水平，使MMP-2、MMP-9等过表达，促进基底膜的降解；而且，Id-1表达上调能促进TGF-β1表达，进而下调E-钙黏蛋白表达，诱导上皮细胞间质转化，导致细胞间极性消失、黏附力下降，使肿瘤细胞突破基底膜屏障;与MMP-2、MMP-9等具有协同作用，促进肿瘤的侵袭、浸润[13]。

此外，生存分析显示Id-1和MMP-2表达水平与总生存时间明显相关，表达越高，生存时间越短，预后越差；Cox回归模型分析显示，Id-1和MMP-2表达水平均为影响预后的独立因素。

综上所述，结直肠癌组织中Id-1和MMP-2高表达，并与其侵袭和转移密切相关，二者共同参与结直肠癌的发生、进展。因此，Id-1和MMP-2有望成为新的结直肠肿瘤监测指标，为临床诊治、预后监测及基因的精准化治疗提供重要的参考。

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Id-1 and MMP-2 expression in colorectal cancer and their relationship with clinicopathological characteristics and prognosis

WUXueliang,WANGLikun,XUEJun,YANGDongdong,QUMing,GUOFei,YANGRuimin,MAPengcheng,LIUBo

(TheFirstAffiliatedHospitalofHebeiNorthUniversity,Zhangjiakou075000,China)

ObjectiveTo detect the expression of Id-1 and matrix metalloproteinase-2 (MMP-2) in human colorectal adenocarcinoma tissues, and explore their relationships with clinicopathological characteristics and prognosis. Methods The expression levels of Id-1 and MMP-2 in 50 specimens of normal colorectal tissues, 30 specimens of colorectal adenoma tissues and 50 colorectal adenocarcinoma tissues were detected by immunohistochemistry, and subsequently the relationships between their expression and clinical-pathological features and prognosis were analyzed. ResultsThe positive expression rates of Id-1 in colorectal normal tissues, adenoma tissues and adenocarcinoma tissues were 24.00%, 43.33% and 72.00%, and the positive expression rates of MMP-2 in colorectal normal tissues, adenoma tissues and adenocarcinoma tissues were 24.00%, 43.33% and 72.00%, allP<0.01. The expression of Id-1 and MMP-2 was correlated with the depth of serosa invasion, TNM stages, liver metastasis, lymph node metastasis and vessel invasion, allP<0.05. The expression of Id-1 was positively correlated with the expression of MMP-2 in colorectal adenocarcinoma tissues (r=0.429,P=0.000). The median survival time of Id-1 positive expression and negative expression were 32 months and 43 months, and the median survival time of MMP-2 positive expression and negative expression were 28 months and 45 months, allP<0.05. Cox proportional hazards model analysis showed that the expression of Id-1 and MMP-2 was significantly correlated with the prognosis(allP<0.05). Conclusion Id-1 and MMP-2 is highly expressed in colorectal adenocarcinoma tissues and its expression is related to the occurrence, metastasis and prognosis of colorectal cancer.

colorectal neoplasms; Id-1; matrix metalloproteinase-2; pathological characteristics; prognosis

河北省卫计委医学科学研究重点课题计划(20150058)；河北省科技支撑计划项目(152777237) ；河北省张家口市科技局指令性计划(1311055D)。

武雪亮(1984-)，男，主治医师，硕士，主要研究方向为胃肠道肿瘤的基础与临床诊疗。E-mail: wxlwlk@163.com

简介：薛军(1965-)，男，主任医师，硕士生导师，主要研究方向为胃肠道恶性肿瘤的基础与临床诊治。E-mail: yfyxuejun@163.com

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.34.004

R735.37

A

1002-266X(2016)34-0011-03

2016-03-01)