IL-6和STAT3在结肠癌组织中的表达及意义

张晓芹，段丽芳，党琳，许小凡，张红

(陕西中医药大学病理生理学教研室，陕西 咸阳712046)

IL-6和STAT3在结肠癌组织中的表达及意义

张晓芹，段丽芳，党琳，许小凡，张红

(陕西中医药大学病理生理学教研室，陕西 咸阳712046)

目的 检测白介素6(IL-6)和信号转导及转录激活因子3(STAT3)在结肠癌和癌旁组织中的表达及其在结肠癌诊治中的临床意义。方法 收集陕西中医药大学第二附属医院2012年3月至2014年12月经病理学诊断的48例结肠癌患者的手术标本，采用免疫组织化学法检测癌及癌旁组织中IL-6和STAT3的表达，分析两者表达的相关性。结果 结肠癌组织中IL-6的阳性表达率为91.66%，而癌旁组织阳性表达率仅6.25%，两者比较差异有显著统计学意义(P＜0.01)；结肠癌组织中STAT3的阳性表达率为95.83%，也明显高于癌旁组织的4.17%，差异有统计学意义(P＜0.05)；结肠癌组织中STAT3与IL-6的表达呈正相关(r=0.765，P＜0.01)。结论IL-6和STAT3参与结肠癌的发生发展，并可作为结肠癌诊断的重要参考及治疗的靶点。

结肠癌；白介素6；信号转导及转录激活因子3

结肠癌作为消化道常见的恶性肿瘤，近年来的发病率不断上升，结肠癌的死亡率在欧美国家已上升至肿瘤的第2位；中国结肠癌的发病率已上升至肿瘤的第4位[1]。目前结肠癌的治疗主要是以外科手术为主的综合疗法，但术后5年生存率仅为50%左右，而化学疗法毒性大、敏感度低[2]，使患者生存质量下降。因此，进一步探讨结肠癌的发病机制，特别是研究信号通路对肿瘤细胞增殖与凋亡的调控，进而从分子水平寻求治疗靶点成为目前研究的重点。白介素6(interlenkin-6，IL-6)和信号转导及转录激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)是目前备受关注的调控结肠癌发病的重要信号通路，但其在结肠癌中是否存在异常激活，及两者之间的确切关系尚不清楚。本研究收集48例结肠癌患者的手术标本，检测IL-6和STAT3在结肠癌及癌旁组织中的的表达，旨在探究IL-6和STAT3在结肠癌诊治中的临床意义。

1 材料与方法

1.1 一般材料 收集2012年3月至2014年12月在陕西中医药大学第二附属医院手术切除并经病理学诊断的结肠癌标本48例，其中男性32例，女性16例，年龄42～76岁。所有病例术前均未接受放射线及药物治疗，组织学类型有高、中、低分化的结肠癌。

1.2 主要试剂 兔抗人IL-6多克隆IgG、STAT3多克隆IgG均购自于Santa Cruz公司，羊抗兔SABC即用型二抗试剂盒及DAB显色剂购自博士德公司。

1.3 实验方法 所用标本均经10%甲醛固定，石蜡包埋，4µm连续切片，切片经二甲苯、梯度酒精脱蜡至水，阻断内源性过氧化物酶用3%的双氧水；枸橼酸钠热抗原修复10 min；冷却后加5%山羊血清室温下封闭30 min；滴加一抗(分别为：兔抗人IL-6抗体1: 300；STAT3抗体1:500)，4℃孵育过夜，磷酸盐缓冲液(PBS)冲洗3次，每次5 min；即用型羊抗兔二抗孵育2 h，PBS冲洗3次，每次5 min；滴加SABC 37℃孵育30 min，PBS冲洗3次，每次5 min。DAB显色，镜下控制染色程度；蒸馏水冲洗后以苏木精进行复染，脱水、透明后封片，显微镜下观察IL-6和STAT3的表达，计数并采集图像。

1.4 结果判定IL-6为胞浆表达，以细胞浆中出现棕黄色颗粒为阳性；STAT3为核表达，以细胞核出现棕黄色颗粒为阳性，细胞阳性率的界定采用如下方法：在每张切片中随机选取高倍视野(×400)10个，每个视野计数100个细胞，记录阳染细胞的数量，累加各个视野的阳染细胞总数，计算细胞的阳性率，阳性细胞数≥10%为(+)。

1.5 统计学方法 应用SPSS11.0统计软件进行数据分析，计数资料采用χ2检验，采用Spearman分析STAT3与IL-6表达相关性，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 IL-6表达定位IL-6表达定位于细胞浆，阳性染色为黄色或棕黄色颗粒，48例结肠癌中44例呈现IL-6的阳性表达，阳性表达率为91.66%，而癌旁组织阳性表达率仅为6.25%，两者比较差异有显著统计学意义(P＜0.01)，见图1。

图1 IL-6在结肠癌及癌旁组织中的表达(IHC，×200)

2.2 STAT3表达定位STAT3表达定位于细胞核中，阳性表达为黄色或棕黄色颗粒，48例结肠癌中46例呈现STAT3阳性表达，阳性表达率为95.83%，而癌旁组织阳性表达率仅为4.17%，两者比较差异有显著统计学意义(P＜0.01)，见图2。

图2 STAT3在结肠癌及癌旁组织中的表达(IHC，×200)

2.3 IL-6和STAT3在结肠癌及癌旁组织中的表达44例IL-6阳性表达的结肠癌中STAT3的表达100%阳性；45例IL-6阴性表达的癌旁组织中STAT3阴性表达43例，结肠癌组织中STAT3与IL-6的表达呈正相关(r=0.765，P＜0.010)，见表1。

表1 IL-6和STAT3在结肠癌及癌旁组织中的表达（例)

3 讨论

结肠癌是由肠黏膜上皮发生的恶性肿瘤，早期诊断困难，极易发生转移，术后复发率高，在我国，结肠癌所致的死亡率已经上升至肿瘤致死率的第四位[2-3]。

近年来的研究提示结肠癌的发生是多个环节参与的复杂过程参与，尤其炎症反应在结肠癌发生发展中起重要作用，炎症因子可直接发挥免疫抑制作用，刺激肿瘤新生血管生成，促进肿瘤细胞生长[4]。白细胞介素-6(interleukin-6，IL-6)是一种常见的细胞因子，具有多种生物功能，如调节细胞增殖和分化、调控炎症反应、免疫防御等。IL-6主要由单核巨噬细胞、活化的B细胞、静止的T细胞等产生，与多种恶性肿瘤存在关联[5-6]。刘徽等[5]采用二乙基亚硝胺诱导肝癌模型发现，IL-6基因敲除小鼠肝癌的发生率明显降低，提示IL-6与肝癌的发生发展相关。本实验结果显示IL-6在结肠癌和癌旁组织中的表达呈现明显差异，在癌组织中IL-6的阳性表达率为91.66%，而癌旁组织几乎不表达，提示IL-6参与了结肠癌的进展。

信号传导与转录激活因子(signal transducer and activator of transcription，STAT)是一类参与细胞信号转导和转录激活的重要转录因子。干扰素、白介素、生长因子等多种外源性信号刺激可以通过激活JAK/ STAT信号通路，进而调控下游诸多靶基因的表达，参与细胞的增殖、分化、凋亡以及免疫调节等生物学过程。STAT3是STAT家族的重要成员，在多种肿瘤的研究中发现STAT3的持续活化[7-9]，且其表达水平与肿瘤的恶性程度相关[10-11]。本实验发现，结肠癌中STAT3表达明显高于癌旁组织，提示STAT3与结肠癌的进展相关。

IL-6是STAT3重要的细胞活化因子，其激活STAT3的方式有两种：经典途径和跨信号转导途径。在经典途径中IL-6首先与IL-6R/gp130结合，进而活化STAT3。而跨信号转导途径，IL-6可以直接与可溶性受体sIL-6R结合，跨过了膜上的IL-6R[6，12]。在肿瘤相关的实验研究中发现，IL-6可以与靶细胞表面的sIL-6R结合，形成sIL-6R/IL-6复合物，进一步活化细胞膜表面的gp130，gp130受到刺激形成同源二聚体，激活与gp130相关联的JAK，使受体酪氨酸激酶活化，并与STAT3蛋白结合，这种激酶级联使STAT3磷酸化，活化的STAT3二聚体可以进入细胞核，引发靶基因的转录和表达，促进肿瘤细胞增殖和血管形成，抑制肿瘤细胞凋亡[13-14]。本实验发现，STAT3的表达及IL-6表达水平在结肠癌和癌旁组织中存在明显差异，结肠癌组织中STAT3的表达与IL-6表达水平亦呈现正相关，提示IL-6作为STAT3的激活因子，可诱导STAT3活化，促进下游信号转导，进而参与结肠癌的进展。因此认为，IL-6/STAT3信号通路在结肠癌的诊断中具有重要的参考价值，可以作为治疗上的关键靶点。

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Expression and significance of IL-6,STAT3 in colon carcinoma tissue.

ZHANG Xiao-qin,DUAN Li-fang,DANG Lin, XU Xiao-fan,ZHANG Hong.Department of Pathophysiology,Shaanxi University of Chinese Medicine,Xianyang 712046, Shaanxi,CHINA

ObjectiveTo detect the expression of interlenkin-6(IL-6)and signal transducer and activator of transcription 3(STAT3)in colon carcinoma tissue and paracancerous tissue,and to analyze its clinical significance in the diagnosis and treatment of colon carcinoma.MethodsForty-eight samples of colon carcinoma confirmed by pathology in the Second Affiliated Hospital of Shaanxi University of Chinese Medicine from March 2012 to December 2014 were collected.The expression of IL-6 and STAT3 in colon cancer tissue and paracancerous tissue were detected by immunohistochemistry.The correlation between the two were analyzed.ResultsThe positive expression rate of IL-6 in colon carcinoma tissue was 91.66%,which was higher than that in paracancerous tissue of 6.25%(P＜0.01).The positive expression rate of STAT3 in colon carcinoma tissue was 95.83%,which was significantly higher than that in paracancerous tissue of 4.17%(P＜0.05).The expression of STAT3 was positively correlated with IL-6 in colon carcinoma tissue. ConclusionIL-6 and STAT3 are involved in the occurrence and development of colon carcinoma,which can be used as an important reference for colon carcinoma diagnosis and therapeutic targets.

Colon carcinoma;Interlenkin-6(IL-6);Signal transducer and activator of transcription 3(STAT3)

R735.3+5

A

1003—6350（2017）02—0185—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.02.005

2016-07-24)

陕西中医药大学培育基金(编号：2016PY09)

张红。E-mail：zhangh1227@163.com