食管鱗狀細胞癌中整合素α3β1及基質金屬蛋白酶-7的表達及生物學意義

龍志國 朱紅波 李 凱

1.湖北醫(yī)藥學院附屬太和醫(yī)院血液內科，湖北十堰 442000；2.湖北醫(yī)藥學院附屬東風醫(yī)院病理科，湖北十堰 442000

我國是食管癌高發(fā)國家，所有病例中90%以上是食管鱗狀細胞癌（esophageal squamous cell carcinoma，ESCC），其腫瘤侵襲轉移是一個復雜多步驟過程。整合素α3β1作為整合素家族重要成員，參與調節(jié)細胞的黏附、增殖、分化、轉移、凋亡等生物學行為，具有促進腫瘤進展的作用。基質金屬蛋白酶-7（matrix metalloproteinases-7，MMP-7）能降解細胞外多種基質，亦有促進腫瘤侵襲和轉移的作用。本研究采用免疫組織化學方法檢測整合素α3β1、MMP-7在ESCC腫瘤組織中的表達情況，探討其在ESCC的發(fā)生、發(fā)展中的生物學意義。

1 材料與方法

1.1 標本來源

收集湖北醫(yī)藥學院附屬太和醫(yī)院及湖北醫(yī)藥學院附屬東風醫(yī)院2000年1月～2005年7月病理科存檔的手術切除食管癌石蠟標本，篩選出組織學類型為鱗狀細胞癌病例135例為ESCC組，另隨機抽取40例正常食管組織做對照組。所有ESCC標本均有完整的臨床病理資料。

ESCC組135例，其中男114例，女21例，＜60歲者84例，≥60歲者51例。對照組40例中男34例，女6例，＜60歲者25例，≥60歲者15例。兩組病例性別、年齡等一般資料比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05），具有可比性。

1.2 主要試劑

羊抗人整合素α3β1多克隆抗體試劑盒、鼠抗人MMP-7單克隆抗體試劑盒及二氨基聯(lián)苯胺（DAB）顯色試劑盒均購于北京中杉金橋生物技術有限公司。以0.01 mol/L磷酸鹽緩沖液（PBS，pH7.4）代替一抗作為空白對照。

1.3 實驗方法

采用免疫組化LsAB法檢測ESCC及正常食管組織中整合素α3β1、MMP-7的表達。按試劑盒操作說明對4 μm厚石蠟切片進行組化染色，檢測ESCC和正常食管組織標本中整合素 α3β1（稀釋度為 1∶40）、MMP-7（稀釋度為 1∶200）的表達。

1.4 實驗結果判定

整合素α3β1、MMP-7顯色均為棕黃色顆粒，定位于細胞質，根據(jù)陽性細胞數(shù)和著色深度記分，每例隨機計數(shù)5個高倍鏡（400×）視野，確定每個視野的陽性率，取平均數(shù)，按下列記分；陽性表達細胞數(shù)<5%為0分，5%～24%為1分，25%～49%為2分，50%～74%為3分，≥75%為4分；陽性細胞表達的著色深度：基本不著色為0分；淡黃色為1分；黃色為2分；棕黃色為3分，將兩者得分相乘，<1分判定為陰性，≥1分判定為表達陽性。

1.5 統(tǒng)計學方法

采用統(tǒng)計軟件SPSS 13.0對數(shù)據(jù)進行分析，計數(shù)資料以率表示，采用χ2檢驗。相關性分析采用Spearman相關分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 整合素α3β1、基質金屬蛋白酶-7在食管鱗狀細胞癌組織和正常食管組織中的表達

整合素α3β1、MMP-7在正常食管組織中的陽性表達率分別為12.50%、5.00%，而在ESCC組織中陽性表達率分別為82.96%、61.48%，均高于正常食管組織，差異有高度統(tǒng)計學意義（P<0.01）。見表1及圖1、2。

表1 整合素α3β1、基質金屬蛋白酶-7在食管鱗狀細胞癌組織和正常食管組織中的表達[n（%）]

2.2 整合素α3β1、基質金屬蛋白酶-7在食管鱗狀細胞癌組織中表達的相關性

將整合素 α3β1、MMP-7的表達情況行 Speraman相關分析，結果顯示整合素α3β1與MMP-7在ESCC中的表達呈正相關（r=0.418，P<0.01）。

3 討論

整合素是一類重要的細胞表面黏附分子受體，通過介導細胞與細胞之間細胞與細胞外基質之間的黏附和信號轉導，在腫瘤浸潤和轉移過程中起重要作用[1]。研究證實，細胞惡變后腫瘤細胞表面的整合素表達有所變化，這種變化與腫瘤細胞侵襲性及轉移密切相關[2]。整合素α3β1為整合素家族重要成員，由兩條跨膜多肽鏈以非共價方式結合成整合素異二聚體[3-5]，其在不同的腫瘤中有選擇的進行表達，它的異常表達與這些腫瘤的形成、復發(fā)和轉移密切相關[6-8]。目前，對食管癌中整合素α3β1表達情況的報道較少，本研究中，82.96%的ESCC表達整合素α3β1，明顯高于正常食管鱗狀上皮的表達（12.5%），差異有高度統(tǒng)計學意義（P<0.01），說明整合素 α3β1亦參與了 ESCC 發(fā)生、發(fā)展的調控。

基質金屬蛋白酶（MMPs）已被證實參與ESCC等消化道腫瘤的浸潤、血管侵犯、淋巴結轉移，并與其預后相關[9-12]。MMP-7由腫瘤細胞產生且能活化其他MMPs成員如MMP-2、MMP-9等，滅活絲氨酸蛋白酶抑制劑[13]，其在ESCC腫瘤組織高表達，并且與腫瘤浸潤深度、臨床分期、靜脈侵犯及淋巴結轉移有關。本研究中同樣觀察到MMP-7在ESCC腫瘤組織中呈高表達（61.48%），明顯高于正常食管鱗狀上皮的表達（5.00%），差異有高度統(tǒng)計學意義（P<0.01），表明MMP-7可促進ESCC的進展。

MMPs的產生和分泌受多種因素調控，目前研究認為細胞外基質刺激是其重要調節(jié)信號之一，而整合素作為介導信號，通過獨特的途徑傳遞膜分子信號，參與MMPs的調節(jié)，影響著腫瘤的生長[14]。MMP-7作為MMPs的重要成員之一，其產生和分泌是否也參與了整合素α3β1的表達呢？本研究顯示，ESCC中整合素α3β1與MMP-7的表達呈正相關（r=0.418，P<0.01），表明 ESCC 組織中的整合素α3β1有表達增高，MMP-7有隨之高表達的趨勢，推測整合素α3β1通過調節(jié)MMP-7的表達與激活，從而促進ESCC腫瘤組織的生長、浸潤與轉移。因此，整合素α3β1可以上調MMP-7的活性，兩者的高表達與ESCC的發(fā)生發(fā)展密切相關。

[1]Humphries MJ.Integrin structre [J].Biochem Soc Trans，2000，28（4）：311-339.

[2] Corbi AL，Jensen UB，Watt FM.The α2 and α5 integringenes：identigication of transcription factors that regulate promoter activity in epidermal keratinocytes[J].FEBS Lett，2000，2474（2-3）：201-207.

[3]Hynes RO.Integrins：bidirectional，allosteric signaling machines[J].Cell，2002，110（6）：673-687.

[4]Tang J，Wu YM，Zhao P，et al.Betaig-h3 interacts with alpha3beta1 integrin to promote adhesion and migration of human hepatoma cells[J].Exp Biol Med，2009，234（1）：35-39.

[5]Kim Y，Kugler MC，Wei Y，et al.Integrin alpha3beta1-dependent beta-catenin phosphorylation links epithelial Smad signaling to cell contacts[J].J Cell Biol，2009，184（2）：309-322.

[6]Ghosh S，Koblinski J，Johnson J，et al.Urinary-type plasminogen activator receptor/alpha 3 beta 1 integrin signaling，altered gene expression，and oral tumor progression [J].Mol Cancer Res，2010，8（2）：145-158.

[7]Mitchell K，Svenson KB，Longmate WM，et al.Suppression of integrin alpha3beta1 in breast cancer cells reduces cyclooxygenase-2 gene expression and inhibits tumorigenesis，invasion，and cross-talk to endothelial cells[J].Cancer Res，2010，70（15）：6359-6367.

[8]Hu YC，Lam KY，Law S，et al.Profiling of differentially expressed cancer-related genes in esophageal squamous cell carcinoma（ESCC）using human cancer cDNA arrays：overexpression of oncogene MET correlates with tumor differentiation in ESCC [J].Clin Cancer Res，2001，7（11）：3519-3525.

[9]邵珠營，馬濤，王丹丹.直腸癌中MMP-7和MVD的表達及其與腫瘤轉移和預后的相關性研究[J].中國醫(yī)藥導報，2009，6（13）：42-44.

[10] Zhou JH，Zhang B，Kernstine KH，et al.Autoantibodies against MMP-7 as a novel diagnostic biomarker in esophageal squamous cell carcinoma [J].World J Gastroenterol，2011，17 （10）：1373-1378.

[11]Mukherjee S，Roth MJ，Dawsey SM，et al.Increased matrix metalloproteinase activation in esophageal squamous cell carcinoma [J].J Transl Med，2010，8：91.

[12]Gu ZD，Li JY，Li M，et al.Matrix metallo-proteinases expression correlates with survival in patients with esophageal squamous cell carcinoma[J].Am J Gastro，2005，100（8）：1835-1843.

[13]Parsons SL，Swatson SA，Brown PD，et al.Matrix metalloproteinases[J].Br J Surg，1997，84（2）：160-166.

[14]Munshi HG，Stack MS.Reciprocal interactions between adhesion receptor signaling and MMP regulation [J].Cancer Metastasis Rev，2006，25（1）：45-56.