申思寧 李印 王家祥 李克*
1. 河南省腫瘤醫(yī)院胸外科,河南 鄭州 450008;2. 鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院外科,*腫瘤科,河南 鄭州 450052
惡性腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移嚴(yán)重威脅著患者的生命。鈣黏附家族和WNT信號(hào)通路在腫瘤侵襲與轉(zhuǎn)移過程中起著極為重要的作用。上皮型鈣黏素(E-cadherin)是鈣黏附家族的主要成員,而β-連環(huán)蛋白(β-catenin)是WNT的樞紐分子。
國(guó)內(nèi)外許多研究表明食管鱗癌的浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移與E-cadherin的低表達(dá)或不表達(dá)有關(guān)[1-2]。β-catenin是一種多功能的蛋白質(zhì),在細(xì)胞連接處它與鈣黏素相互作用,參與形成黏合帶,而游離的β-catenin可進(jìn)入細(xì)胞核,調(diào)節(jié)基因表達(dá)[3]。Wnt信號(hào)在動(dòng)物發(fā)育中起重要作用,其異常表達(dá)或激活能引起腫瘤發(fā)生[4]。
鑒于上述原因,本研究對(duì)食管鱗癌組織、癌旁不典型增生組織及正常食管黏膜組織中E-cadherin和β-catenin的蛋白表達(dá)進(jìn)行檢測(cè),并分析兩者與食管鱗癌臨床諸病理因素的關(guān)系,從而為食管癌侵襲機(jī)制的研究提供新的思路,并為其臨床治療提供新的靶點(diǎn)。
1.1 材料 E-cadherin和β-catenin一抗(鼠抗人單克隆抗體,美國(guó)abcam公司),PV-9000試劑盒、DAB顯色試劑盒(北京中杉試劑公司)。
1.2 方法
1.2.1 標(biāo)本及處理 62例食管鱗癌手術(shù)切除標(biāo)本于2006年2月26日—3月16日取自河南省腫瘤醫(yī)院胸外科。其中男性36例,女性26例,年齡38~75歲,所有病例均病理學(xué)診斷明確,且術(shù)前均無(wú)放化療及免疫治療史。
1.2.2 免疫組織化學(xué)染色 62例標(biāo)本分別取無(wú)壞死癌灶、癌旁組織(距癌灶3 cm以內(nèi))及正常黏膜組織(距癌灶5 cm以上),經(jīng)HE染色證實(shí),癌旁組織中31例有不典型增生,經(jīng)40 g/L多聚甲醛固定,常規(guī)脫水,石蠟包埋,連續(xù)切片,切片厚度4~6 μm。62例均經(jīng)組織學(xué)證實(shí)為鱗狀細(xì)胞癌。其中組織學(xué)分級(jí)Ⅰ級(jí)15例,Ⅱ級(jí)25例,Ⅲ級(jí)22例;伴淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者20例,無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者42例。浸潤(rùn)黏膜下層或淺肌層者7例,浸潤(rùn)深肌層或外膜層者55例。一抗工作濃度1∶110;二步法免疫組化檢測(cè)試劑(PV-9000);DAB顯色增強(qiáng)劑。染色方法嚴(yán)格參照免疫組化PV-9000試劑盒說明書進(jìn)行操作,以PBS液代替一抗作為陰性對(duì)照。
1.2.3 結(jié)果判斷標(biāo)準(zhǔn) 胞膜/胞質(zhì)棕黃色染色為陽(yáng)性,按陽(yáng)性細(xì)胞比例和著色強(qiáng)度進(jìn)行綜合評(píng)分,陽(yáng)性比例30%以下為1分,30%~60%為2分,60%以上為3分,著色程度:無(wú)著色為0分(陰性),淺黃色為1分(弱陽(yáng)性),棕黃色為2分(陽(yáng)性),棕褐色為3分(強(qiáng)陽(yáng)性),然后根據(jù)兩者乘積的積分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,0~1分為陰性(-),≥2分為陽(yáng)性[5]。
1.3 統(tǒng)計(jì)處理 應(yīng)用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件,行方差分析,檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05,以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 E-cadherin蛋白表達(dá)及其與臨床生物學(xué)行為的關(guān)系 E-cadherin陽(yáng)性信號(hào)主要位于細(xì)胞膜,少數(shù)位于細(xì)胞質(zhì),呈黃色或棕黃色顆粒,其在正常食管黏膜組織、癌旁不典型增生組織及癌組織中的表達(dá)依次降低,分別為95.2%(59/62)、71.0%(22/31)、40.3%(25/62),組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,圖1)。E-cadherin在不同組織中的表達(dá)及與食管鱗癌分化程度、浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移的關(guān)系見表1。
圖1 E-cadherin在正常食管黏膜組織與食管鱗癌組織中的表達(dá)Fig.1 The expression of E-cadherin in normal esophageal epithelial tissues and esophageal squamous cell carcinoma(ESCC) tissues
2.2 β-catenin的表達(dá)及其胞質(zhì)陽(yáng)性表達(dá)與臨床生物學(xué)行為的關(guān)系 正常食管黏膜組織中β-catenin陽(yáng)性信號(hào)全部位于細(xì)胞膜,呈黃色或棕黃色顆粒;高分化食管癌組織中,β-catenin陽(yáng)性信號(hào)主要位于細(xì)胞膜,少數(shù)位于細(xì)胞質(zhì),呈黃色或棕黃色顆粒;中分化食管癌組織中,β-catenin 陽(yáng)性信號(hào)主要定位于細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì),呈黃色或棕黃色顆粒;低分化食管癌組織中,β-catenin陽(yáng)性信號(hào)主要定位于細(xì)胞質(zhì),少數(shù)定位于細(xì)胞核,呈黃色或棕黃色顆粒,幾乎檢測(cè)不到膜定位(圖2)。隨著正常食管黏膜組織向癌組織的轉(zhuǎn)化,β-catenin的膜表達(dá)陽(yáng)性率依次降低,而胞質(zhì)表達(dá)陽(yáng)性率則依次增高,在低分化癌組織中甚至出現(xiàn)了核表達(dá)。β-catenin胞質(zhì)陽(yáng)性表達(dá)率與食管鱗癌分化程度、浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移的關(guān)系見表2。
圖2 正常食管黏膜組織與食管鱗癌組織中β-catenin的表達(dá)Fig.2 The expression of β-catenin in normal esophageal epithelial tissues and esophageal squamous cell carcinoma tissues(PV,×200)
表1 E-cadherin表達(dá)與食管鱗癌臨床病理因素的關(guān)系Tab.1 Correlations of E-cadherin expression to clinicopathologic features of esophageal squamous cell carcinoma
2.3 E-cadherin和β-catenin胞質(zhì)蛋白表達(dá)的相關(guān)性 E-cadherin陽(yáng)性的25例食管鱗癌中有12例β-catenin胞質(zhì)表達(dá)陽(yáng)性;E-cadherin陰性的37例食管鱗癌中有4例β-catenin胞質(zhì)表達(dá)陰性,Spearman秩相關(guān)檢驗(yàn)結(jié)果顯示,E-cadherin與β-catenin胞質(zhì)表達(dá)呈負(fù)相關(guān)(r=-0.453,P<0.05)。
表2 β-catenin陽(yáng)性表達(dá)率與食管鱗癌臨床病理因素的關(guān)系Tab.2 Correlations of β-catenin expression in cytoplasma to clinicopathologic features of esophageal squamous cell carcinoma
目前研究認(rèn)為,E-cadherin是作為一種腫瘤轉(zhuǎn)移抑制因子而發(fā)揮作用。E-cadherin通過與β-catenin結(jié)合形成Cadherin/Catenin復(fù)合體,介導(dǎo)細(xì)胞間緊密連接,維持細(xì)胞極性,保持組織結(jié)構(gòu)完整,其表達(dá)下調(diào)或缺失使腫瘤細(xì)胞喪失接觸抑制,無(wú)限制增長(zhǎng)、去分化,細(xì)胞之間連接松散,易于從局部脫落,獲得較強(qiáng)的侵襲能力,容易擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移[1,5-8]。E-cadherin蛋白的表達(dá)缺失與肺癌、肝癌、前列腺癌、乳腺癌等的發(fā)生、發(fā)展有密切的關(guān)系[8-9]。在人類肺癌的形成過程中,E-cadherin基因的表達(dá)減少,淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的患者E-cadherin基因的表達(dá)明顯減少,腫瘤的TNM分期越晚,E-cadherin的表達(dá)水平就越低,其預(yù)后就越差[10]。
β-catenin是Cadherin/Catenin復(fù)合體的重要組分,通過將細(xì)胞外黏附分子與胞質(zhì)內(nèi)細(xì)胞骨架相互聯(lián)接,而在維持上皮細(xì)胞的正常形態(tài)結(jié)構(gòu)及細(xì)胞間的連接中發(fā)揮重要作用。正常細(xì)胞中,β-catenin通過與E-cadherin和細(xì)胞骨架蛋白的結(jié)合而受限于細(xì)胞膜上。當(dāng)E-cadherin表達(dá)缺失,或者通過活化內(nèi)吞入胞時(shí),胞質(zhì)中β-catenin水平升高[11]。當(dāng)胞內(nèi)β-catenin達(dá)到一定的水平時(shí),形成的游離的β-catenin進(jìn)入胞核內(nèi),與DNA結(jié)合蛋白TCF(T cell factor)/LEF(lymphoid enhancer factor)結(jié)合,在核內(nèi)共同調(diào)控靶基因(如c-myc、c-jun、Fra和Cyclin D1等[12])的表達(dá),從而完成Wnt信號(hào)的傳遞。已有的研究表明,β-catenin在胞質(zhì)異常累積可出現(xiàn)在結(jié)腸癌、肝癌、胃癌、乳腺癌及卵巢癌等多種腫瘤中[13],而且,β-catenin從胞膜到胞質(zhì)的這種轉(zhuǎn)位特征與部分腫瘤的病理特點(diǎn)和惡性程度密切相關(guān)。
本研究結(jié)果顯示,隨著正常食管黏膜組織向癌組織的轉(zhuǎn)化,E-cadherin的陽(yáng)性表達(dá)率依次降低,而β-catenin的膜陽(yáng)性表達(dá)率依次降低,胞質(zhì)表達(dá)陽(yáng)性率則依次增高,在低分化癌組織中甚至出現(xiàn)了核表達(dá);E-cadherin的陰性表達(dá)率及β-catenin的胞質(zhì)陽(yáng)性表達(dá)率與食管鱗癌的浸潤(rùn)深度、分化程度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān);E-cadherin和β-catenin在食管鱗癌組織中的表達(dá)均呈負(fù)相關(guān)。提示在食管鱗癌的浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移過程中,可能存在著E-cadherin表達(dá)減少及β-catenin膜質(zhì)轉(zhuǎn)位所引起的WNT通路的異常激活,從而為食管癌侵襲機(jī)制的研究提供了新思路,并為其臨床治療提供了新靶點(diǎn)。
[1] Uchikado Y, Natsugoe S, Okumura H, et al. Slug expression in the E-cadherin preserved tumors is related to prognosis in patients with esophageal squamous cell carcinoma[J]. Clin Cancer Res, 2005, 1(3): 1174-1180.
[2] Nair KS, Naidoo R, Chetty R. Microsatellite analysis of the APC gene and immunoexpression of E-cadherin, catenin, and tubulin in esophageal squamous cell carcinoma[J]. Hum Pathol, 2006, 37(2): 125-134.
[3] Perrais M, Chen X, Mirna Perez-Moreno M, et al. E-cadherin homophilic ligation inhibits cell growth and epidermal growth factor receptor signaling independently of other cell interactions[J]. Mol Biol Cell, 2007, 18(6): 2013-2025.
[4] Lowy AM, Clements WM, Bishop J, et al. ?-catenin/wnt signaling regulates expression of the membrane type 3 matrix metalloproteinase in gastric cancer[J]. Cancer Res, 2006,66(9): 4734-4741.
[5] Suyama K, Shapiro I, Guttman M, et al. A signalingpathway leading to metastasis is controlled by N-cadherin and the FGF receptor [J]. Cancer Cell, 2002, 2(4): 301-314.
[6] 許良中, 楊文濤. 免疫組織化學(xué)反應(yīng)結(jié)果的判斷標(biāo)準(zhǔn)[J]. 中國(guó)癌癥雜志, 1996, 6(4): 229-231.
[7] Wheelock MJ, Shintani Y, Maeda M, et al. Cadherin switching[J]. J Cell Sci, 2008, 121(Pt 6): 727-735.
[8] Bosch FX, Andl C, Abel U, et al. E-cadherin is a selective and strongly dominant prognostic factor in squamous cell carcinoma: a comparison of E-cadherin with desmosomal components[J]. Int J Cancer, 2005, 114(5): 779-790.
[9] Bellovin DI, Bates RC, Muzikansky A, et al. Altered localization of p120 catenin during epithelial to mesenchymal transition of colon carcinoma is prognostic for aggressive disease[J]. Cancer Res, 2005, 65(23): 10938-10945.
[10] Moersig W, Horn S, Hilker M, et al . Transfection of E-cadherin cDNA in human lung tumor cells reduces invasive potential of tumors[J]. Thorac Cardiovasc Surg, 2002,50(1): 45-48.
[11] Piedra J, Miravet S, Castano J, et al. P120 Catenin-associated fer and fyn tyrosine kinases regulate β-catenin Tyr-142 phosphorylation and β-catenin-a-catenin interaction[J].Mol Cell Biol, 2003, 23(7): 2287-2297.
[12] Cadigan KM, Liu YI. Wnt signaling: complexity at the surface[J]. J Cell Sci, 2006, 119(Pt 3): 395-402.
[13] Nabais S, Machado JC, Lopes C, et al. Patterns of beta-catenin expression in gastric carcinoma: clinicopathological relevance and mutation analysis[J]. Int J Surg Pathol, 2003, 11(1):1-9.