寧金梅,吳 平,鈕 燕,趙樹波,孫 勇
(1.曲靖市第一人民醫(yī)院 耳鼻咽喉科,云南 曲靖 655000;2.昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院 耳鼻喉科,云南 昆明 650101)
已進(jìn)行了大量關(guān)于基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)在生理和病理情況下生物學(xué)行為的研究,MMPs通過降解細(xì)胞外基質(zhì)、基底膜和其它蛋白,促進(jìn)細(xì)胞轉(zhuǎn)移,在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中起著重要作用[1-12]。其中最重要的是明膠酶,包括明膠酶A(MMP-2)和明膠酶B(MMP-9),其相對(duì)分子質(zhì)量MMP-9為92 000(92KD),MMP-2為72 000(72KD),又稱IV 型膠原酶,可有效降解基底膜的主要成分IV型膠原及明膠,還降解V,VII,X型膠原,彈性蛋白和層粘蛋白等,因此導(dǎo)致組織水腫、血管內(nèi)細(xì)胞通過血管內(nèi)皮基底膜遷移到血管外而引起一序列病理變化。有研究表明:MMP-2和MMP-9參與組織結(jié)構(gòu)重塑,在炎癥和腫瘤中表達(dá)量都顯著增高[13,14]。研究發(fā)現(xiàn)MMP9的基質(zhì)降解作用比MMP2 高出近25倍,MMP9 在粘膜內(nèi)胃癌轉(zhuǎn)移中的作用比MMP2更強(qiáng)[15-18]。我們前期研究已證實(shí),聲帶息肉組MMP-2和MMP-9 陽性單位均值均>正常聲帶組,有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。現(xiàn)進(jìn)一步對(duì)MMP-2和MMP-9在聲帶息肉中表達(dá)進(jìn)行比較,并進(jìn)行相關(guān)性研究,以進(jìn)一步探討聲帶息肉的發(fā)病機(jī)制,為臨床治療聲帶息肉提供新的思路和理論依據(jù)。
一、臨床資料 實(shí)驗(yàn)組:選擇近年聲帶息肉患者標(biāo)本35例,其中男性22例,女性13例,年齡24~62 歲,平均年齡為41歲,病程1月~8年,均經(jīng)病理診斷確診,且排除其他聲帶病變。所有患者均為初次手術(shù)。對(duì)照組:正常聲帶組織標(biāo)本18例(因非喉部疾病死亡24~48h內(nèi)的尸體標(biāo)本,或病理科保存的正常聲帶組織標(biāo)本蠟塊)。
二、試驗(yàn)方法 2組標(biāo)本經(jīng)10%甲醛固定,石蠟包埋,作4μm 厚的連續(xù)切片,HE染色,選取標(biāo)本中細(xì)胞成分多的部位作切片進(jìn)行免疫組織化學(xué)染色。
三、結(jié)果判斷 陽性判斷標(biāo)準(zhǔn):與邁新公司的陽性對(duì)照片中陽性細(xì)胞相比。相同或比其深者為陽性,比其弱或沒有染色者為陰性。MMP-2和MMP-9 均以細(xì)胞漿出現(xiàn)黃色為陽性細(xì)胞,將每張切片著色強(qiáng)度與著色細(xì)胞數(shù)量進(jìn)行分級(jí)。陽性細(xì)胞計(jì)數(shù):0~5%為-,6%~15%為±,16%~25%為+,26%~50%為++,>50%為+++。陽性細(xì)胞表達(dá)強(qiáng)度:-無著色或染色與邁新公司的陽性對(duì)照片中陽性細(xì)胞相比比其弱,+黃色,++棕黃色,+++棕色。
四、圖像定量分析 應(yīng)用Nikon Eclipse 50i計(jì)算機(jī)圖像分析儀,在400 倍鏡下對(duì)行MMP-2 和MMP-9 染色的切片每張隨機(jī)選取3個(gè)視野的上皮細(xì)胞和相鄰的細(xì)胞間質(zhì)。因聲帶息肉病理組織學(xué)變化多樣,為增加研究的可比性,在MMP-2 和MMP-9 的連續(xù)切片中,選取的視野相同。用Nikon Mivnt 顯微圖像分析軟件(WindowsXP版),每個(gè)視野隨機(jī)圈定3個(gè)陽性單位(3個(gè)陽性細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)),測定這3個(gè)陽性單位均值代表該視野的陽性單位均值。用陽性單位均值表示被染色物質(zhì)的多少,陽性單位均值越大,說明物質(zhì)的相對(duì)含量越高,即抗原物質(zhì)表達(dá)的水平越高,反之亦然。
一、免疫組化觀察結(jié)果
1.MMP-2 在正常聲帶和聲帶息肉中的表達(dá)MMP-2 定位于細(xì)胞漿,細(xì)胞核無著色。陰性對(duì)照片中未見陽性反應(yīng)。MMP-2在正常聲帶和聲帶息肉中均呈程度不一的陽性反應(yīng),MMP-2在正常聲帶組中,陽性反應(yīng)主要位于炎性細(xì)胞、成纖維細(xì)胞。在炎性細(xì)胞的表達(dá):計(jì)數(shù)和表達(dá)強(qiáng)度均大多為++;在成纖維細(xì)胞的表達(dá):計(jì)數(shù)為-~+,表達(dá)強(qiáng)度為-~++。血管內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞、橫紋肌及軟骨細(xì)胞也有表達(dá),但表達(dá)較弱,見圖1。MMP-2 在聲帶息肉組中,陽性反應(yīng)主要位于上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、炎性細(xì)胞、和血管內(nèi)皮細(xì)胞。在上皮細(xì)胞的表達(dá):計(jì)數(shù)和表達(dá)強(qiáng)度均為+~++;在成纖維細(xì)胞的表達(dá):計(jì)數(shù)為±~++,表達(dá)強(qiáng)度為+~++;在炎性細(xì)胞的表達(dá):計(jì)數(shù)為:±~+,表達(dá)強(qiáng)度大多為++;在血管內(nèi)皮細(xì)胞的表達(dá):計(jì)數(shù)為:-~+,表達(dá)強(qiáng)度:-~++,大多為++。在間質(zhì)也有表達(dá),見圖2~4。
2.MMP-9 在正常聲帶和聲帶息肉中的表達(dá)
MMP-9在正常聲帶組中,陽性反應(yīng)主要位于炎性細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和上皮細(xì)胞。不同的標(biāo)本中各種細(xì)胞的表達(dá)可不一樣,常以某一種細(xì)胞的表達(dá)為主,表達(dá)計(jì)數(shù)大多為+,強(qiáng)度多為+~++。也表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞、橫紋肌和軟骨細(xì)胞,見圖5。在聲帶息肉組中,幾乎所有切片上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、炎性細(xì)胞、和血管內(nèi)皮細(xì)胞都明顯表達(dá)MMP-9。在上皮細(xì)胞的表達(dá):計(jì)數(shù)和表達(dá)強(qiáng)度均在+~++之間;在成纖維細(xì)胞的表達(dá):計(jì)數(shù)大多為+~+++,表達(dá)強(qiáng)度大多為++;在炎性細(xì)胞的表達(dá):計(jì)數(shù)多為+~+++,表達(dá)強(qiáng)度大多為++;在血管內(nèi)皮細(xì)胞的表達(dá):計(jì)數(shù)多為+~+++,表達(dá)強(qiáng)度大多為++,見圖6~9。
一、正常聲帶和聲帶息肉MMP-2陽性單位均值比較
正常聲帶和聲帶息肉組間MMP-2陽性單位均值比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,見表1,聲帶息肉組陽性單位均值(30.5666±7.18438)>正常聲帶組(16.1361±4.32634)。
二、正常聲帶和聲帶息肉MMP-9陽性單位均值比較
正常聲帶和聲帶息肉組間MMP-9陽性單位均值比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,見表2,聲帶息肉組陽性單位均值(42.9661±9.80116)>正常聲帶組(16.6147±8.48336)。
三、聲帶息肉組織中MMP-9與MMP-2陽性單位均值比較
聲帶息肉組中MMP-9與MMP-2陽性單位均值比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,見表3,MMP-9陽性單位均值(42.9661±9.80116)>MMP-2(30.5666±7.18438)。
四、聲帶息肉組織中MMP-9與MMP-2表達(dá)的相關(guān)性分析
在進(jìn)行相關(guān)性分析之前先用聲帶息肉中MMP-9 和MMP-2陽性單位均值做散點(diǎn)圖,兩變量之間不存在線性趨勢,見圖10,說明沒有相關(guān)性,未做pearson相關(guān)分析。
聲帶是聲音的振動(dòng)器官,聲音產(chǎn)生的質(zhì)量取決于聲帶獨(dú)特的層次結(jié)構(gòu)。對(duì)聲帶本身而言,其張力大小、長短、厚薄,皆對(duì)聲音高低有影響[19]。聲帶固有層是與聲帶的發(fā)音功能直接相關(guān)的重要組織結(jié)構(gòu),特別是固有層淺層的形態(tài)和緊張度決定了聲帶振動(dòng)的特性。發(fā)聲過程中,聲帶振動(dòng)最明顯的是任克氏間隙,大多數(shù)聲帶病變起源于固有層,如果這一層出現(xiàn)炎癥、新生物和瘢痕,聲帶就會(huì)變得僵硬,振動(dòng)就會(huì)受到影響,音質(zhì)就會(huì)發(fā)生改變[20]。細(xì)胞外基質(zhì)的清除和合成之間的平衡是維持聲帶正常形態(tài)和功能的重要機(jī)制,聲帶息肉和Reinke's間隙水腫可能是基質(zhì)的降解與合成失衡所致。細(xì)胞外基質(zhì)的調(diào)節(jié)涉及許多蛋白質(zhì)成分,如膠原和彈性蛋白,這些蛋白質(zhì)的降解或再生由基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMPs),如明膠酶和彈性蛋白酶等的控制,而MMPs則受金屬蛋白酶組織抑制劑(TIMPs) 調(diào)控。正常的細(xì)胞外基質(zhì)有賴于基質(zhì)蛋白、MMPs和TIMPs間的平衡?;啄ぃ╞asement membrane,BM) 是細(xì)胞和結(jié)締組織交界處的細(xì)胞外基質(zhì),代表細(xì)胞外骨架、具有結(jié)構(gòu)支持,細(xì)胞附著和選擇濾過的功能。
在正常生理情況下,MMPs能調(diào)節(jié)細(xì)胞粘著、作用于細(xì)胞外成分或其它蛋白成分而啟動(dòng)潛在生物學(xué)功能、直接或間接參與胚胎發(fā)育、組織模型再塑及創(chuàng)傷修復(fù)等正常生理功能[21]。病理情況下,MMPs 在炎癥反應(yīng)、血管生成及腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用[22-24]。Vaiva Lesauskaite等[25]用免疫組織化學(xué)方法研究MMP-2和MMP-9在聲帶息肉組織中的表達(dá),結(jié)果顯示:MMP-9在上皮細(xì)胞的表達(dá)無論是聲帶息肉組還是正常聲帶組都顯著強(qiáng)于MMP-2 的表達(dá),這支持我們的研究結(jié)果。本實(shí)驗(yàn)中,用聲帶息肉中MMP-9和MMP-2陽性單位均值做散點(diǎn)圖,兩變量之間不存在線性趨勢,說明沒有相關(guān)性。我們推測MMP-9和MMP-2在聲帶息肉的表達(dá)可能存在著獨(dú)立的調(diào)節(jié)機(jī)制,MMP-9和MMP-2 的上調(diào)或下調(diào)不會(huì)影響另一方的表達(dá)。
表1 正常聲帶和聲帶息肉MMP-2 陽性單位均值比較
表2 正常聲帶和聲帶息肉MMP-9 陽性單位均值比較
表3 聲帶息肉組織中MMP-9與MMP-2陽性單位均值比較
圖1 MMP-2 在正常聲帶上皮和固有層中的表達(dá)(免疫組化MaxVisionTM法,×200);
圖3 MMP-2 在聲帶息肉組織中的表達(dá),著色于上皮細(xì)胞和纖維細(xì)胞(免疫組化MaxVisionTM 法,×400);
圖4 MMP-2在聲帶息肉組織中的表達(dá),著色于纖維細(xì)胞和炎性細(xì)胞(免疫組化MaxVisionTM法,×400);
圖5 MMP-9 在正常聲帶組織固有層中的表達(dá),主要著色于纖維細(xì)胞和炎性細(xì)胞(免疫組化MaxVisionTM 法,×200);
圖6 MMP-9 在聲帶息肉組織中的表達(dá),主要著色于炎性細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞(免疫組化MaxVisionTM×200);
圖7 MMP-9 在聲帶息肉組織中的表達(dá),主要著色于上皮細(xì)胞和纖維細(xì)胞(免疫組化MaxVisionTM 法,×200);
圖8 MMP-9 在聲帶息肉組織中的表達(dá),主要著色于纖維結(jié)締組織和血管壁(免疫組化MaxVisionTM 法,×400);
圖9 MMP-9 在聲帶息肉組織中的表達(dá),主要著色于血管內(nèi)皮細(xì)胞(免疫組化MaxVisionTM 法,×200);
圖10 聲帶息肉組織中MMP-9 和MMP-2 陽性單位均值散點(diǎn)圖。
MMP-9和MMP-2在聲帶息肉中的表達(dá)明顯>正常聲帶組織,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,我們推測明膠酶可能在聲帶息肉的病理生理方面發(fā)揮著重要作用,參與了組織結(jié)構(gòu)的重塑。MMP-9和MMP-2在聲帶息肉組織中的表達(dá)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,MMP-9的表達(dá)明顯>MMP-2,表明在聲帶息肉的發(fā)生發(fā)展中MMP-9似乎起到了更重要的作用。MMP-9和MMP-2 在聲帶息肉中的表達(dá)可能存在著獨(dú)立的調(diào)節(jié)機(jī)制,其中一方的表達(dá)不受另一方的影響。對(duì)于聲帶息肉病人,同時(shí)抑制MMP-2和MMP-9,可望成為一種更好的治療方案。