宫颈癌组织中IQGAP1和β-catenin的表达及意义

高 蔷,郑绘霞,梁建芳*

(1山西医科大学基础医学院病理与病理生理学教研室,太原 030001;2山西医科大学第一临床医学院病理科;*通讯作者,E-mail:3028298604@qq.com)

宫颈癌是目前全世界最常见的女性生殖系统恶性肿瘤之一。据统计,2012年全世界新发宫颈癌约53万例,死亡约27.5万例,而其中85%来自发展中国家[1]。现已证实,人乳头瘤病毒的感染是导致宫颈癌及癌前病变的关键所在,而大部分感染人乳头瘤病毒患者数年后会自动消退,因此,人乳头瘤病毒并不是导致宫颈癌的唯一致病因素[2]。多项研究认为,宫颈癌的发生发展是多基因多信号通路以及细胞周期等因素导致的[3]。IQ结构域GTP酶激活蛋白1(IQ-domain GTPase-activating protein 1,IQGAP1)是一种支架蛋白,包含多个蛋白的结合区域,协调细胞的黏附及迁移,促进恶性肿瘤的侵袭及转移[4]。β连环蛋白(β-catenin)作为Wnt信号通路的关键蛋白,发挥调节细胞增殖或凋亡的作用,加速肿瘤细胞的恶性增殖[5]。Su等[6]报道甲状腺癌中IQGAP1通过促进β-catenin从细胞膜到细胞质的移位,胞质中β-catenin蛋白增加,从而激活Wnt通路。徐焕基等[7]研究发现肠癌SW1116细胞中干扰β-catenin可以下调IQGAP1表达,β-catenin可以通过上调IQGAP1的表达加强MAPK通路,进而促进肠癌细胞的增殖。目前关于IQGAP1和β-catenin相互间作用报道还很少,本研究拟采用免疫组化方法检测IQGAPl和β-catenin在不同宫颈组织中的表达,分析二者在宫颈鳞癌中与各临床病理特征之间的关系,初步探讨二者在宫颈癌发生发展、侵袭及转移中的作用,评估两种蛋白的表达与宫颈癌患者预后的相关性。

1 材料与方法

1.1 临床资料

收集来自山西医科大学第一医院2012-01～2017-01住院的手术病理标本98例,其中癌旁组织50例作为对照组。宫颈癌组织中<40岁40例,≥40岁58例;按AJCC分期,Ⅰ期46例,Ⅱ+Ⅲ期52例;肿瘤直径<4 cm 41例,≥4 cm 52例;高分化38例,中低分化60例;伴有淋巴结转移55例,无转移43例。所有宫颈癌患者术前均未行基因、放化疗及免疫治疗,并排除合并有重要器官功能障碍、凝血系统障碍、出血疾病者。具有完整的临床病理资料,且由两名有经验的病理医师确诊。随访时间52-85个月。

1.2 方法与试剂

采用免疫组织化学Envision二步法,常规石蜡包埋,4 μm连续切片。磷酸盐缓冲液(PBS)代替一抗作为阴性对照。阳性对照为已知阳性表达的组织。IQGAP1兔抗(1∶200)人单克隆抗体购自英国Abcam公司,β-catenin鼠抗(1∶200)人单克隆抗体和DAB显色剂购自福州迈新生物技术开发有限公司。

1.3 结果判定

阳性的判定标准:IQGAP1和β-catenin蛋白均为细胞膜和细胞质着色,阳性染色为棕黄色颗粒。采用半定量积分法对染色强度及阳性细胞率分别进行分级计分。同一个实验人员400倍光镜下对切片结果进行判定,10个高倍视野观察记录每张切片选具有代表性的5个视野(×100),每个视野计数200个细胞。染色强度评分标准为:无阳性着色0分，淡黄色1分，棕黄色2分，棕褐色3分;按阳性细胞率评分:计数阳性染色细胞占细胞总数的百分比<10%为0分，10%-25%为1分，25%-50%为2分，50%-75%为3分，>75%为4分。两项积分的乘积为该视野积分:0分为阴性(-),1-3分为弱阳性(+),4分及以上为阳性(++)。

1.4 统计学方法

应用SPSS21.0统计软件包对数据进行统计学分析,各数值的差异分析采用χ2检验,相关性分析采用Spearman等级相关分析,生存分析采用Kaplan-Meier法和Log-rank检。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 IQGAP1和β-catenin蛋白在癌与癌旁组织中的表达

98例宫颈癌中IQGAP1弱阳性30例,阳性45例,总阳性率为76.5%。50例癌旁组织中IQGAP1弱阳性6例,阳性8例,总阳性率28.0%。IQGAP1在宫颈癌组织中的表达高于癌旁组织(76.5%vs28.0%),差异具有统计学意义(P=0.001,见表1,图1)。β-catenin在宫颈癌中表达弱阳性30例,阳性44例,总阳性率为75.5%。癌旁组织中β-catenin弱阳性3例,总阳性率为6.0%。与癌旁组织相比,β-catenin在宫颈癌组织中的表达率显著增高(6.0%vs75.5%,P=0.001,见表1,图2)。

2.2 临床病理学特征

IQGAP1在宫颈癌中表达与年龄、肿瘤直径无关(见表2)。宫颈癌Ⅱ+Ⅲ期组IQGAP1阳性率高于Ⅰ期组(90.4%vs60.9%),差异具有统计学意义。38例高分化宫颈癌组IQGAP1阳性22例,总阳性率57.9%(22/38);60例中低分化组阳性53例,总阳性率88.3%,中低分化组IQGAP1阳性率高于高分化组。伴有淋巴结转移组IQGAP1阳性率高于无淋巴结转移组(90.9%vs58.1%),差异具有统计学意义。

β-catenin在宫颈癌中的表达与年龄、肿瘤直径以及分化程度无关。宫颈癌Ⅱ+Ⅲ期组β-catenin阳性率高于Ⅰ期组(98.1%vs50.0%),差异具有统计学意义。伴有淋巴结转移组β-catenin阳性率高于无淋巴结转移组(96.4%vs48.8%),差异具有统计学意义。

表1 IQGAP1和β-catenin在宫颈癌和癌旁组织中的表达

Table 1 Expression of IQGAP1 and β-catenin in cervical and paracancer tissues

组别n IQGAP1β-catenin-+++阳性率(%)χ2P-+++阳性率(%)χ2P宫颈癌组织9823304576.532.60.00124304475.578.40.001癌旁组织 50366828.047306.0

图1 宫颈癌中IQGAP1阳性表达

图2 宫颈癌中β-catenin阳性表达

表2 IQGAP1和β-catenin与宫颈癌临床病理特征关系例(%)

Table 2 Relationship between IQGAP1 and β-catenin expression and the clinicopathological characteristics of cervical cancercases(%)

临床病理学特征nIQGAP1β-catenin阳性χ2P阳性χ2P年龄 <40岁 ≥40岁405830(75.0)45(77.6) 0.0880.76730(75.0)44(75.9) 0.0100.922分期 Ⅰ期 Ⅱ+Ⅲ期465228(60.9)47(90.4)11.8380.00123(50.0)51(98.1)30.5080.001肿瘤直径(cm) <4 ≥4415730(73.2)45(78.9) 0.4430.50529(70.7)45(80.4) 1.2120.271分化程度 高 中-低386022(57.9)53(88.3)12.0010.00129(76.3)45(75.0) 0.0220.883淋巴结转移 无 有435525(58.1)50(90.9)14.4280.00121(48.8)53(96.4)29.4770.001

2.3 宫颈癌中IQGAP1和β-catenin表达相关性

宫颈癌组织中IQGAP1和β-catenin双阳性65例,双阴性14例。经Spearman相关性检验,IQGAP1和β-catenin表达呈正相关(r=0.468,P=0.001,见表3)。

2.4 宫颈癌中IQGAP1和β-catenin表达与患者预后相关性

所有宫颈癌病例随访52-85个月,死亡24例,中位随访时间为67个月。Kaplan-Meier生存曲线提示全阳性组、IQGAP1单阳组、β-catenin单阳组及全阴性组宫颈癌患者生存时间相比显著缩短。运用Log-rank法显示四组差异具有统计学意义(χ2=6.078,P=0.014,见图3)。

表3 宫颈癌组织中IQGAP1和β-catenin表达相关性(例)

Table 3 Correlation between IQGAP1 and β-catenin expression in cervical cancer(cases)

IQGAP1β-catenin阳性阴性rP阳性65100.4680.001阴性914

图3 宫颈癌中IQGAP1和β-catenin表达与患者预后相关性

3 讨论

IQGAP家族中IQGAP1、IQGAP2、IQGAP3已被证实在哺乳动物中识别[8]。IQGAP2表达仅限于肝脏,IQGAP3据报道在肺、脑、睾丸、小肠和结肠,IQGAP1广泛表达于哺乳动物体内,包含5个主要区域:钙蛋白同源域、WW域、IQ域、RasGAP相关域和RasGAP C域,位于染色体15q26上,相对分子量为1.89×105,在整个进化过程中高度保守,与细胞骨架中的很多重要成分和信号转导通路中的重要分子结合,在肿瘤细胞的增殖、侵袭及转移中发挥重要的作用[9-11]。本研究中,宫颈癌中IQGAP1阳性率(76.5%)显著高于癌旁组织(28.0%)。郭夏等[12]研究发现,48例宫颈癌和23例癌旁组织中IQGAP1阳性率分别为77.1%与28.0%。陈嵘等[13]证实宫颈鳞癌组织中IQGAP1蛋白阳性率82.2%,正常宫颈、宫颈癌前病变组织中阳性率分别为23.08%，25.00%,与本研究相一致。本研究也发现,IQGAP1表达与宫颈癌患者的年龄、肿瘤直径无关,在不同分期、不同分化程度、是否伴有淋巴结转移的宫颈癌中表达存在差异。在Ⅱ+Ⅲ期组、中-低分化组、伴淋巴结转移组分别高于Ⅰ期组、高分化组、无淋巴结转移组。可以看出,伴随宫颈癌恶性程度增高,IQGAP1阳性表达率增高。可以推测,IQGAP1可能参与宫颈癌的发生、发展,促进宫颈癌侵袭及转移。Meyer等[14]的报道也证实这一点,IQGAP1可以与原癌基因结合,促进血管内皮生长因子介导血管内皮的增殖,进而促进新生血管的形成。肿瘤的生长有赖于血管生成,新生血管结构还不完善,内皮细胞比较幼稚,这种结构的缺陷是肿瘤浸润、转移的基础。

β-catenin是一种细胞膜内黏着蛋白,与E-钙黏蛋白(E-cadherin)结合,保证组织结构的完整性和功能性。另一方面,β-catenin也是Wnt/β-catenin经典通路的核心蛋白,正常情况下,胞质内游离的β-catenin处于极低的水平。Wnt/β-catenin信号通路激活时,β-catenin在胞质内积聚继而进入胞核,与细胞核内的转录因子形成复合体,激活一系列的Wnt信号靶基因的转录,激活原癌基因,导致肿瘤的发生[5]。王美红等[16]通过免疫组化技术研究结果显示,正常宫颈组织、低级别上皮内瘤变、高级别上皮内瘤变,宫颈鳞状细胞癌β-catenin蛋白表达的阳性率分别为5.0%,26.7%,57.5%和82.5%,其中正常宫颈组织中,仅有1例微弱阳性着色。本研究中,宫颈癌与癌旁组织中β-catenin蛋白阳性率分别为75.5%和6.0%,而癌旁组织中仅有3例微弱着色,与国内报道一致[15]。我们也发现β-catenin表达与宫颈癌临床分期、是否有淋巴结转移具有相关性。Ⅱ+Ⅲ期组β-catenin阳性率高于Ⅰ期组,伴有淋巴结转移组高于无淋巴结转移组。提示宫颈癌中β-catenin表达异常,其参与宫颈癌的发生、发展,促进宫颈癌的侵袭及转移,可能提示不良的预后。

同时,本研究对IQGAP1和β-catenin蛋白在宫颈癌组织表达的相关性进行分析。宫颈癌组织中的IQGAP1和β-catenin表达呈正相关(r=0.468,P=0.001),这提示IQGAP1和β-catenin在宫颈癌的发生发展中,相互协同,相互影响。Jin等[16]研究发现,肝癌中IQGAP1表达可以促进β-catenin的表达。但是IQGAP1调节β-catenin的机制仍不明确。Su等[6]的研究表明,IQGAP1在甲状腺癌组织和细胞中上调。下调的IQGAP1影响细胞增殖和甲状腺癌细胞上皮间质转化,这一过程通过阻断Wnt/β-catenin通路来实现。另一方面,我们随访发现,IQGAP1和β-catenin同时阳性组生存期与其他组相比缩短。可以看出,二者在宫颈癌中的表达可能预示宫颈癌患者不良的预后。

总之,本研究发现,IQGAP1和β-catenin参与宫颈癌的发生,发展,促进宫颈癌的侵袭及转移,二者相互影响,协同促进肿瘤的进展,对解析宫颈癌的早期诊断、早期治疗及预后判断提供新的思路。