Caveolin-1和β-catenin在食管鳞癌中的表达及临床意义

范玉宏,周海丰,侯占富,武雪亮,王立坤,侯雅雄*

(1河北北方学院附属第一医院病理教研室,张家口 075000;2河北省张家口市宣化区医院;*通讯作者,E-mail:fyh-82821@163.com)

Caveolin-1和β-catenin在食管鳞癌中的表达及临床意义

范玉宏1,周海丰1,侯占富2,武雪亮1,王立坤1,侯雅雄1*

(1河北北方学院附属第一医院病理教研室,张家口 075000;2河北省张家口市宣化区医院;*通讯作者,E-mail:fyh-82821@163.com)

目的 观察食管鳞癌(esophageal squamous cell carcinoma, ESCC)组织中癌基因Caveolin-1、β-catenin的表达变化,及其与肿瘤侵袭、转移的相关性。 方法 选取我院食管鳞癌组织110例,正常食管组织(normal esophageal mucosa,NEM)15例,分别采用免疫组化法检测两组食管组织的Caveolin-1、β-catenin的表达,分析Caveolin-1、β-catenin阳性表达与ESCC临床病理参数的关系及其在ESCC组织中的相关性。 结果 ESCC组Caveolin-1蛋白阳性表达率为73.64%(81/110),明显高于NEM组[33.33%(5/15)],差异有统计学意义(P<0.001);ESCC组β-catenin蛋白阳性表达率为82.73%(91/110),明显高于NEM组[20.00%(3/15)],差异有统计学意义(P<0.001);Caveolin-1和β-catenin在食管鳞癌中的表达呈正相关(r=0.545,P=0.000);ESCC组中低、中分化者Caveolin-1和β-catenin蛋白表达率明显高于高分化者,Ⅲ+Ⅳ期的阳性表达率明显高于Ⅰ+Ⅱ期,伴淋巴结转移、肝转移组的阳性表达率明显高于未转移者(P<0.05);而不同性别、年龄及肿瘤大小的Caveolin-1和β-catenin阳性表达率则无统计学差异(P>0.05)； 结论 食管鳞癌组织中Caveolin-1、β-catenin表达上调,其高表达与食管鳞癌分化程度、TNM分期、淋巴结转移及肝转移密切相关,二者具有协同作用。

食管鳞癌; Caveolin-1; β-catenin

食管鳞癌(esophageal squamous cell carcinoma, ESCC)是我国常见的消化道恶性肿瘤之一,全球每年新增约50万食管癌患者,约50%发生于我国,且有逐步年轻化的趋势,严重威胁国民健康,其死亡率位居各类恶性肿瘤第4位[1,2]。目前,手术联合放化疗等综合性治疗在一定程度上提高了食管癌的手术切除率,但术后5年生存率仅仅15%左右[3]。由于食管癌患者早期多无典型症状,患者就诊时往往已处于进展期,无法行根治性手术切除,失去了治疗的最佳时期[4],因此,进行与食管癌相关的基础研究为临床早期诊断及综合治疗提供特异性标志物监测成为临床医师的研究重点。

近年来,小凹蛋白-1(Caveolin-1)在肿瘤中的作用受到广泛关注,Caveolae(小凹)是细胞膜表面特异性的凹陷结构,直径约为50-100 nm,外观似烧瓶状或囊泡,而Caveolin-1是Caveolae的主要功能蛋白。最新研究显示,Caveolin-1可参与细胞的物质转运、信号转导、增殖分化、迁移、凋亡等调控,与肿瘤的发生、进展密切相关,在肿瘤细胞的侵袭、浸润和转移中发挥重要作用[5]。β-catenin作为一种多功能蛋白,广泛存在于各种类型的细胞中,参与细胞的增殖、分化和凋亡[6]。本研究应用免疫组化法检测ESCC组织中Caveolin-1和β-catenin表达变化及与ESCC临床相关病理因素的相关性,为探索ESCC发生、浸润、转移的机制及精准化治疗提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 病例资料

收集2012-05～2014-05河北北方学院附属第一医院胸外科110例患者手术切除的食管鳞癌组织,癌组织取自癌灶中心处,15例正常食管组织,取自相应手术标本残端切缘(距肿瘤边缘≥10 cm)经病理证实为正常食管组织。术前未行新辅助放化疗及免疫治疗。其中男 ∶女为61 ∶49,年龄35-70岁,平均(56.2±8.9)岁;正常结直肠组织中,男 ∶女为9 ∶6,年龄37-69岁,平均(56.9±9.1)岁,两组患者一般资料具有可比性(P>0.05)。

1.2 主要试剂与实验方法

1.2.1 主要试剂 鼠抗人浓缩型Caveolin-1单克隆抗体、鼠抗人浓缩型β-catenin单克隆抗体均购自北京中杉金桥生物技术有限公司;免疫组化试剂盒及DAB染色系统均为武汉博士德生物工程有限公司。

1.2.2 免疫组织化学染色检测Caveolin-1、β-catenin蛋白表达 10%甲醛溶液固定部分标本,石蜡包埋,切片厚度为4 μm,使用苏木精-伊红(hematoxylin-esin,HE)染色方法进行病理诊断。切片经80 ℃烤箱烤片30 min,乙醇脱水,灭活内源性过氧化物酶,枸橼酸缓冲液高温高压水化修复;PBS洗3次,加一抗,4 ℃过夜;PBS洗3次,加二抗。室温下DAB显色,苏木精轻度复染,并用1%的盐酸乙醇分化5 min、流水冲洗5 min、梯度乙醇脱水、松节油透明5 min,最后树胶封片,阴性对照为PBS代替一抗。

1.3 统计学方法

应用SPSS17.0统计软件分析,计数资料以百分率表示,运用χ2检验分析Caveolin-1、β-catenin的表达与临床病理参数之间的关系,等级资料采用秩和检验，相关性分析采用Pearson法,设单侧α=0.05为检验水准。

2 结果

2.1 两组Caveolin-1、β-catenin阳性表达率比较

Caveolin-1和β-catenin蛋白在ESCC细胞浆、细胞核中呈阳性表达，而在NEM组织中呈阴性表达(见图1)。ESCC组Caveolin-1蛋白阳性表达率为73.64%(81/110),明显高于NEM组[33.33%(5/15)],两组差异有统计学意义(P<0.001);ESCC组β-catenin蛋白阳性表达率为82.73%(91/110),明显高于NEM组[20.00%(3/15)],两组差异有统计学意义(P<0.001，见表1,2)。

图1 免疫组化检测食管鳞癌组织和正常食管中Caveolin-1、β-catenin蛋白的表达 (SP×200)Figure 1 The positive expression of Caveolin-1 and β-catenin in esophageal squamous cell carcinoma and normal esophageal epithelial tissues by immunohistochemistry (SP×200)

2.2 Caveolin-1、β-catenin阳性表达与结直肠癌临床病理参数的关系

Caveolin-1、β-catenin阳性表达均与食管鳞癌癌分化程度、TNM分期、淋巴结转移、肝转移相关(P<0.05),而Caveolin-1和β-catenin在不同性别、年龄及肿瘤部位中的表达则无明显差异(P>0.05,见表3)。

表 1 Caveolin-1蛋白在食管鳞癌组织及正常食管组织中的表达 例(%)

Table 1 Expression of Caveolin-1 in esophageal squamous cell carcinoma and normal esophageal epithelial tissues cases(%)

组别nCaveolin⁃1-++++++阳性率(%)χ2P癌组 11013(1182)16(1455)33(3000)48(4363)73．6353980020正常组157(4667)3(2000)3(2000)2(1333)33．33

表 2 β-catenin蛋白在食管鳞癌组织及正常食管组织中的表达 例(%)

Table 2 Positive expression of β-catenin in esophageal squamous cell carcinoma and normal esophageal epithelial tissues cases(%)

组别nβ⁃catenin-++++++阳性率(%)χ2P癌组 1107(636) 12(1091)37(3364)54(4909)82．7353330021正常组158(5333)4(2667)2(1333)1(667)20．00

表 3 Caveolin-1、β-catenin在食管鳞癌组织中的表达与临床病理因素的关系 例(%)

Table 3 Expression of Caveolin-1 and β-catenin in esophageal squamous cell carcinoma tissue and its relationships with clinical pathological features cases(%)

临床病理参数nCaveolin⁃1阳性 χ2Pβ⁃catenin阳性 χ2P性别1614020400550814 男6142(6885)50(8197) 女4939(7959)41(8367)年龄0455049908370360 ≥60岁5136(7059)44(8627) <60岁5945(7627)47(7966)肿瘤大小2035015410400308 ≥5cm5846(7931)50(8966) <5cm5235(6731)41(7885)分化程度148790000187070000 高2110(4762)11(5238) 中5519(7091)47(8545) 低3432(9411)33(9706)TNM分期7816000597320002 Ⅰ+Ⅱ6340(6349)46(7302) Ⅲ+Ⅳ4741(8723)45(9574)淋巴结转移166480000276750000 有7866(8462)74(9487) 无3215(4688)17(5313)肝转移6239001354190020 有2120(9524)21(10000) 无8961(6854)70(7865)

2.3 Caveolin-1、β-catenin表达在鳞癌中的相关性

Caveolin-1与β-catenin阳性表达在鳞癌组织中呈明显正相关(r=0.545,P=0.000,见表4)。

表 4 Caveolin-1和β-catenin表达在食管鳞癌组织中的相关性

Table 4 Correlation of Caveolin-1 and β-catenin expression in esophageal squamous cell carcinoma tissue

Caveolin⁃1β⁃catenin+-合计rP+7748105450000-141529合计9119110

3 讨论

Caveolin-1基因定位于染色体7q31上,系Caveolin-1家族重要成员之一,可分为α、β两个亚型,内含178个氨基酸残基,分子量为22 kDa,主要分布于成Ⅰ型肺细胞、纤维细胞、内皮细胞、脂肪细胞等终端分化的细胞[7]。Cacveolin-1主要由位于中间高度保守的疏水区及两边的N端、C端构成,在N端含有能与多种信号分子相连接的特异性氨基酸序列,即脚手架区域(Caveolin-1 saffolding domain, CSD),通过特异性连接能引起这些信号分子的变构或共价修饰从而调控其活性状态,发挥负性调控作用[8,9]。在C端区域包含两个磷酸化位点Tyr14、Ser80,其中Ab1、Frn、Src等络氨酸激酶能使Tyr14位点磷酸化,从而调控细胞内信号的转导、迁移、黏附及细胞的吞噬功能[10]。

研究证实，Caveolin-1通过参与细胞周期调控、信号转导、细胞分化凋亡等过程,在肿瘤的发生、进展中发挥重要作用。Caveolin-1能够与Ras、EGRF、Eef-2k、Src、蛋白激酶C等多种信号蛋白相互作用,调节其活性,从而调控细胞的生长;Caveolin-1能通过磷酸/去磷酸化途径与多种信号分子特异性结合,调控细胞信号传导,从而诱导细胞增殖、分化、凋亡、黏附及迁移[11];有研究报道:Caveolin-1也可抑制失巢凋亡,促进p53蛋白活性,使异型细胞逃避免疫监视更利于生存和增殖[12]。

本研究结果表明,Caveolin-1和β-catenin在食管鳞癌组织中的阳性表达远高于正常食管组织,且两者在癌组织中的表达水平呈明显正相关,Caveolin-1和β-catenin的表达与食管鳞癌的分化程度、TNM分期、肝转移、淋巴结转移等均具有相关性。β-catenin作为Wnt经典信号途径的关键成员,能调节细胞间黏附,使肿瘤细胞具备侵袭、浸润及向远处转移等恶性生物学行为,诱导癌细胞从原发灶脱落,向周围正常组织、淋巴结转移或侵入血管向远处转移[13，14]。赵醒等[15]对150例食管鳞癌组织行免疫组化检测发现Caveolin-1在食管鳞癌组织中的表达明显高于正常食管黏膜组织,且其过表达与淋巴结转移密切相关;Alshenawy等[16]在结肠癌中证实Caveolin-1通过诱导形成E-cadherin-β-catenin复合体,参与结肠癌的浸润、扩散、转移;Zhou等[17]研究证实Caveolin-1表达上调时,可将β-catenin从Caveolae结构中释放,并与CK1、APC等组成复合物,增强Wnt/β-catenin的转录活性,破坏细胞间的黏附作用,使细胞更易发生侵袭和转移。

总之,Caveolin-1的异常表达参与食管鳞癌的发生、演进,其诱导β-catenin的过表达可能是促进其浸润、转移的重要途径之一,对二者作用机制的深入探讨将有望为食管鳞癌精准化治疗提供科学依据。

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Expression of Caveolin-1 and β-catenin in esophageal squamous cell carcinoma tissues and its clinical significance

FAN Yuhong1,ZHOU Haifeng1,HOU Zhanfu2,WU Xueliang1,WANG Likun1,HOU Yaxiong1*

(1DepartmentofPathology,FirstAffiliatedHospitaltoHebeiNorthUniversity,Zhangjiakou075000,China;2HospitalofXuanhuaDistrictinZhangjiakou;*Correspondingauthor,E-mail:fyh-82821@163.com)

ObjectiveTo explore the expression of Caveolin-1 and β-catenin in esophageal squamous cell carcinoma tissues(ESCC) and its relationships with invasion and metastasis.MethodsThe expression of Caveolin-1 and β-catenin in 110 specimens of esophageal squamous cell carcinoma tissues and 15 specimens of normal esophageal tissues was detected by immunohistochemistry technique. The relationship between their expression and clinicopathological features of ESCC were analyzed.ResultsThe positive rate of Caveolin-1 in ESCC tissues was 73.64%(81/110),which was significantly higher than that in NEM tissues[33.33%(5/15),P<0.001].The positive rate of β-catenin in ESCC tissues was 82.73%(91/110),which was significantly higher than that in NEM tissues [20.00%(3/15),P<0.001]. The positive expression rates of Caveolin-1 and β-catenin were significantly higher in middle-low differentiation group than those in high differentiation group(P<0.05).The positive expression rate of Caveolin-1 was higher in stage Ⅲ+Ⅳ group than those in stage Ⅰ+Ⅱ group(P<0.05).The positive expression rates of Caveolin-1 were significantly higher in patients with lymph node metastasis or liver metastasis than those without metastasis(P<0.05).There was no significant difference in positive expression of Caveolin-1 and β-catenin among different gender, age and tumor size. There was a positive correlation between the positive expression of Caveolin-1 and β-catenin in MEC tissues(r=0.545,P=0.000).ConclusionThe expression levels of Caveolin-1 and β-catenin are high in esophageal squamous cell carcinoma tissues, which are correlated with difrerentiation degree, TNM stage, lymph node metastasis, and liver metastasis.

esophageal squamous cell carcinoma; Caveolin-1; β-catenin

河北省卫计委医学科学研究重点课题计划(20170790)

范玉宏,女,1982-08生,硕士,讲师,E-mail:wxlwlk@163.com

2017-03-26

R735.1

A

1007-6611(2017)07-0706-05

10.13753/j.issn.1007-6611.2017.07.015