大肠癌组织中乙醛脱氢酶1和分化簇133的表达及其临床意义

东 星，王 晶，聂玉辉

大肠癌是临床上常见的消化道肿瘤之一，近年来其发病率有逐年上升的趋势，其病因及发病机制尚不明确[1,2]。乙醛脱氢酶1(aldehyde dehydrogenase 1，ALDH1)是一种参与体内乙醛代谢、维甲酸合成等，具有降解细胞内有毒物质、保护细胞作用的蛋白质[3,4]。分化簇133(cluster of differentiation 133，CD133)被确认是较特异的肿瘤干细胞标志物[5]。研究发现，ALDH1及CD133在肿瘤干细胞的生长、分化、自我更新及保护中具有重要作用，与肿瘤的发生、发展密切相关[6,7]。目前，关于ALDH1及CD133在大肠癌中的作用研究尚不多。本研究检测了ALDH1及CD133在大肠癌、大肠腺瘤及正常大肠黏膜组织中的表达，探讨其与大肠癌发生、发展和预后的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2011-01至2013-12在解放军总医院第七医学中心普通外科手术切除的60例大肠癌标本作为研究组，另外随机选取25例大肠腺瘤、20例切缘正常的大肠黏膜标本作为对照组。纳入标准：(1)患者年龄18～70岁；(2)签署知情同意书，并具有完整的随访资料。排除标准：(1)妊娠或哺乳期；(2)糖尿病、高血压、慢性肾功能不全等慢性疾病；(3)合并其他恶性肿瘤。

1.2 试剂和方法 采用免疫组织化学SP法。兔抗人ALDH1抗体购自英国 Abcam 公司，抗体稀释浓度为1∶100。兔抗人CD133 单克隆抗体购自美国Abcam公司，抗体稀释度为1∶100。免疫组化试剂盒购自北京中杉金桥生物技术有限公司。

1.3 染色结果判断 在每例切片上随机选取10个高倍视野，每个视野中计数100个细胞，统计阳性细胞数和染色强度占肿瘤细胞总数的百分比，并作综合计分。染色阳性的细胞数评分：<5%计0分，5%～25%计1分，26%～50%计2分，>50%计3分。染色强度评分：无色计0分，淡黄色计1分，淡棕色计2分，棕褐色计3分。最终评分=阳性细胞数×染色强度得分，≥4分为阳性，0～3分为阴性。

1.4 统计学处理 应用SPSS 22.0软件进行统计学分析。组间比较采用χ2检验，相关分析应用Spearman相关分析，P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结 果

2.1 ALDH1的表达 ALDH1主要表达于细胞浆内。结果表明，ALDH1在大肠癌组织中的阳性表达率为78.3%，在腺瘤组织中的阳性表达率为54.5%，大肠癌组织中的表达率高于腺瘤组织 (P<0.05)。ALDH1在正常大肠黏膜组织中阳性表达率为15.0%，在腺瘤组织中的阳性表达率高于正常大肠黏膜组织(P<0.05，表1，图1)。

图1 ALDH1在人不同大肠组织中的表达(SP，×200)A.大肠癌；B.大肠腺瘤；C.正常大肠黏膜

表1 大肠癌、大肠腺瘤和正常大肠黏膜组织中ALDH1的表达 (n；%)

2.2 CD133的表达 CD133主要位于表达于细胞膜和胞浆内。结果表明，CD133在大肠癌组织中的阳性表达率为75.0%，在腺瘤组织中的阳性表达率

为48.0%，大肠癌组织中的表达率显著高于腺瘤组织(P<0.05)。CD133在正常大肠黏膜组织中阳性表达率为10.0%，腺瘤组织中的阳性表达率明显高于正常大肠黏膜组织(P<0.05，表2，图2)。

表2 大肠癌、大肠腺瘤和正常大肠黏膜组织中CD133的表达 (n；%)

图2 CD133在人不同大肠组织中的表达(SP，×200)A.大肠癌；B. 大肠腺瘤；C.正常大肠黏膜

2.3 大肠癌中ALDH1和CD133的表达与临床病理参数的关系 大肠癌组织中ALDH1的表达与患者浸润深度、TNM分期、淋巴结转移呈正相关(P<0.05)，与分化程度呈负相关 (P<0.05)，与年龄、肿瘤大小、性别无相关性。大肠癌组织中CD133的表达与患者浸润深度、淋巴结转移、TNM分期呈正相关(P<0.05)，与年龄、肿瘤大小、性别、分化程度无相关性(表3)。

表3 大肠癌中ALDH1和CD133的表达与临床病理参数的关系 (n；%)

2.4 ALDH1与CD133在大肠癌中表达的相关性 ALDH1表达阳性的47例大肠癌患者中，有41例CD133表达亦呈阳性。ALDH1表达阴性的13例中，有9例CD133表达呈阴性，两者之间表达有显著的正相关性(r=0.436，P<0.05)。

2.5 ALDH1和CD133表达与大肠癌患者术后5年生存率的关系 ALDH1表达阳性者术后5年生存率为31.9%(15/47)，低于表达阴性者69.2%(9/13)(χ2=4.456，P<0.05)。CD133表达阳性者术后5年生存率为26.7%(12/45)，低于表达阴性者66.7%(10/15)(χ2=6.124，P<0.05)。

3 讨 论

ALDH1是ALDH的家族成员之一，广泛分布于人体，其基因位于染色体9q21，有13个外显子，由501个氨基酸组成。ALDH1 可调节乙醛及环磷酰胺的代谢，参与维甲酸的合成，在肿瘤干细胞的生长和分化过程中发挥重要的作用，是干细胞的标志物[8，9]。研究发现，ALDH1在许多肿瘤组织中均有不同水平的表达，如肝癌、肺癌、乳腺癌等[10，11]。Tsai等[12]研究表明，ALDH1与口腔鳞癌的治疗耐受及预后不良有关，放疗治疗后，ALDH1的表达有所降低，提示ALDH1参与了肿瘤的进展。Tian等[13]研究发现，ALDH1可激活丝氨酸蛋白激酶/细胞外信号调节激酶(mitogen-activated protein kinase/extracellular signal-regulated kinase，MEK/ERK)通路，进而使人肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TNF-related apoptosis-inducing ligand，TRAIL)活性降低，抑制其触发的程序性细胞凋亡反应，导致非小细胞肺癌的发生、发展。Nishikawa等[14]认为，ALDH1 高表达可能通过增强Notch-l通路及音猬因子(Sonic hedgehog，SHH)信号通路表达，参与胃癌化疗耐药，进而为胃癌患者的治疗提供新的靶点。

本研究发现，大肠癌中ALDH1表达率为78.3%，明显高于腺瘤组织的54.5%和正常大肠黏膜组织的15.0%，各组之间比较差异均有统计学意义，与Zhu等[15]研究结论一致，提示ALDH1的高表达可能与大肠癌的发生有关。另外，本研究发现，ALDH1的表达与大肠癌浸润深度、TNM分期、淋巴结转移呈正相关，与分化程度呈负相关，说明ALDH1的异常表达参与了结肠癌的浸袭和转移。本研究还发现，ALDH1表达阳性者术后5年生存率低于表达阴性者，提示ALDH1可能作为判断大肠癌预后的指标之一。

CD133是一种具有干细胞特性的糖蛋白，其基因位于染色体4P15.32，由865个氨基酸组成。Chen等[16]发现，CD133在肝细胞癌中的表达明显高于正常肝组织，且高表达者生存率明显降低，推测其可能是判断肝细胞癌预后的一个独立因素。Weng等[17]在体外培养人胰腺导管腺癌细胞系AsPC-1，使之过表达CD133，结果发现，AsPC-1 CD133细胞具有促进细胞增殖、肿瘤发生、细胞周期进展、黏附、迁移和血管生成的作用；在化疗期间，AsPC-1 CD133细胞存活率增高；敲除CD133基因后，AsPC-1 CD133细胞的增殖和迁移均受到抑制。Liou等[18]认为CD133可通过激活癌基因Survivin，B细胞白血病-淋巴瘤-2基因(B-cell leukemia-iymphoma-2，Bcl-2)的表达，促进细胞的增殖、侵袭及转移。

本研究发现，CD133在正常大肠黏膜组织、大肠腺瘤、大肠癌中的阳性表达率逐渐升高，各组间比较有统计学意义，提示CD133的阳性表达与大肠癌的发生显著相关。另外，本研究显示CD133的阳性表达率越高，大肠癌患者浸润深度越深，越易发生淋巴结转移，恶性程度越高，而且术后5年生存率越低，提示CD133表达升高参与了大肠癌的浸润和转移，可能作为其发生、发展及预后的判定指标。

总之，ALDH1及CD133的表达升高与大肠癌的发生、发展显著相关，且有可能作为判定大肠癌预后的指标之一。但其具体机制尚不明确，有待于进一步的深入研究。