大腸癌中上皮鈣黏蛋白、β-catenin和基質金屬蛋白酶-9的表達及其臨床意義

許 欣 姚冬穎 趙振亞 李永才(邢臺市人民醫院病理科，河北 邢臺 05400)

腫瘤的侵襲、轉移仍是大腸癌患者死亡的主要原因。腫瘤細胞間黏附的喪失是腫瘤浸潤、轉移的第一步。上皮鈣黏蛋白(E-cadherin)在組織結構的形成和維持中發揮重要作用，同時E-cadherin必須與連接素形成復合物才能發揮作用，β-catenin是復合物功能起重要調控作用的因子，任何一種成分表達異常都導致細胞間黏附力下降，造成腫瘤的浸潤、轉移增加。基質金屬蛋白酶(MMP)-9是MMPs中的水解細胞外基質(ECM)重要的蛋白水解酶，與腫瘤的浸潤、轉移密切相關。本研究檢測大腸癌中E-cadherin、β-catenin、MMP-9的表達及其相關性，進一步探討大腸癌浸潤、轉移機制。

1 材料與方法

1.1 材料 選取邢臺市人民醫院病理科2010年1月至2011年12月期間手術切除大腸癌標本110例，術前均未接受任何抗腫瘤治療。男61例，女49例;年齡＜55歲32例，≥55歲78例;腫物位于結腸70例，位于直腸40例;腫瘤最大直徑＜4 cm者48例，＞4 cm者62例;高-中分化66例，低分化44例;浸潤深度未侵及漿膜51例，侵及漿膜59例;無淋巴結轉移的57例，有淋巴結轉移的53例;Dukes分期A+B期50例，C+D期60例。另取20例正常大腸黏膜(來自同期大腸腺癌手術切除距離腫瘤5 cm以上未受累的大腸腸殘端組織)作為對照。所有標本均常規取材，10%中性緩沖福爾馬林液固定，石蠟包埋。每例選取有代表性的蠟塊做3μm厚連續切片，備做HE及免疫組化染色。

1.2 方法 采用免疫組化EnVision兩步法，鼠抗人E-cadherin單克隆抗體、鼠抗人β-catenin單克隆抗體、鼠抗人MMP-9單克隆抗體(均為工作液)及免疫組化試劑盒均購于福州邁新生物技術有限公司。以試劑公司提供的陽性切片作陽性對照，磷酸鹽緩沖液(PBS)代替一抗作陽性對照，二氨基聯苯胺(DAB)顯色，每例都行HE切片作為對照觀察。

1.3 免疫組化結果判定標準 高倍鏡下隨機計數5個不同視野，每高倍視野計數100個瘤細胞，以陽性瘤細胞占全部瘤細胞的百分比判斷。E-cadherin和β-catenin蛋白陽性細胞為細胞膜呈棕黃色染色，陽性細胞數≥10%為陽性(+)，陽性細胞數≤10%為陰性(-)〔1〕。MMP-9陽性表達為細胞質或核呈棕黃色顆粒，陽性細胞數≥10%為陽性(+)，陽性細胞數＜10%為陰性(-)〔2〕。

1.4 統計學方法 采用SPSS13.0軟件行χ2檢驗和Spearman相關分析。

2 結果

2.1 E-cadherin、β-catenin、MMP-9在大腸癌及對照組的表達E-cadherin和β-catenin正常分布于上皮細胞的細胞膜，染色呈棕黃色，胞質及胞核不表達，而在大腸癌組織中瘤細胞染色與正常上皮細胞相似，表達降低，有時可見胞質染色。E-cadherin和β-catenin在20例正常大腸黏膜上皮均呈強表達，陽性率為100%，而在大腸癌中陽性率為67.3%和62.7%，有顯著差異(P＜0.05)。MMP-9陽性表達定位于細胞質，表現為棕黃色顆粒，在20例正常大腸黏膜中僅有3例呈陽性表達，陽性率僅為15%，明顯低于結直腸癌(57.3%，P＜0.05)。見圖1。

2.2 大腸癌中E-cadherin、β-catenin、MMP-9的表達及其與臨床病理指標的關系 E-cadherin、β-catenin的表達與組織學分級、漿膜侵犯、淋巴結轉移、臨床分期呈負相關;MMP-9的表達與漿膜侵犯、淋巴結轉移、臨床分期呈正相關。見表1。

2.3 大腸癌中 E-cadherin、β-catenin、MMP-9表達的相關性E-cadherin陽性表達的74例中，MMP-9陰性表達者有37例，而MMP-9陽性表達63例中，E-cadherin陰性表達者有26例，E-cadherin和MMP-9蛋白表達呈負相關趨勢(r=-0.211，P=0.027)。β-catenin陽性表達的69例中，MMP-9陰性表達者有36例，而MMP-9陽性表達63例中，β-catenin陰性表達者有33例，β-catenin和MMP-9蛋白表達呈負相關趨勢(r=-0.223，P=0.019)。

圖1 E-cadherin、β-catenin及MMP-9在中分化大腸癌組織中的表達(DAB，×400)

表1 E-cadherin、β-catenin、MMP-9 蛋白陽性表達與大腸癌臨床病理參數的關系(n)

3 討論

腫瘤的侵襲和轉移是一個包含復雜步驟的過程，癌細胞需經歷從原發灶脫落、細胞黏附于基質、蛋白水解酶降解基質等向周圍組織侵襲或進入淋巴系統而進一步向遠處轉移。E-cadherin即E-鈣黏附分子是鈣依賴黏附素家族中的重要成員之一，廣泛分布于上皮細胞相連接的細胞膜上，它介導并維持上皮細胞之間的緊密連接及正常的細胞形態。E-cadherin與βcatenin形成介導同型細胞間黏附的E-cadherin/β-catenin復合體，在維持細胞極性和組織結構完整性中起重要作用。β-catenin是環連蛋白重要成員，為一條由多肽鏈組成的蛋白質，它還參與Wnt信號通路，介導信號從胞膜至胞核的傳遞〔3〕。已有研究發現的E-cadherin和β-catenin的低表達與多種惡性腫瘤的浸潤和轉移有關。Aresu等〔4〕報道，E-cadherin和 β-catenin的低表達與大腸癌的組織學分級、臨床分期密切相關，表明E-cadherin和β-catenin表達的降低至使其介導的瘤細胞間黏附功能下降，腫瘤細胞趨于離散，易于從原發部位脫落，侵犯到鄰近的組織，而后出現遠處轉移。本研究結果顯示，E-cadherin與β-catenin在癌組織中的陽性表達顯著低于正常組織，且其表達水平隨腫瘤分化的降低、浸潤深度的增加、淋巴結轉移的發生及臨床分期的進展明顯降低，提示大腸癌的發生發展和浸潤轉移與E-cadherin和β-catenin表達的降低關系密切。

MMPs家族是一類依賴于鋅離子的內切蛋白水解酶，能降解細胞外基質成分，促進腫瘤侵襲和轉移，還可通過新生血管生成等促進腫瘤生長和擴散〔5〕。MMP-9是MMPs家族中的重要成員，又名明膠酶B，屬于Ⅳ型膠原酶，能降價天然的Ⅳ/Ⅴ膠原和明膠，與多種惡性腫瘤有著密切的聯系，在腫瘤細胞突破基底膜屏障而浸潤轉移中發揮重要作用〔6〕。Zhang等〔7〕研究發現，MMP-9在低分化和遠處轉移的病例中高表達。Bendardaf等〔8〕的研究也證實，MMP-9表達水平低的患者預后更好。本研究結果顯示，MMP-9在大腸癌組織中的陽性表達率顯著高于對照組正常黏膜，提示其參與了大腸癌的發生。進一步研究與臨床病理參數的關系發現，MMP-9的表達與臨床分期、漿膜浸潤、淋巴結轉移呈正相關，說明其與大腸癌浸潤和轉移過程有關。

E-cadherin、β-catenin和MMP-9在大腸癌浸潤和轉移中的相互關系尚不清楚。本研究相關分析發現，大腸癌中E-cadherin和MMP-9、β-catenin和 MMP-9的表達均呈負相關，推測MMP-9的高表達抑制了E-cadherin和β-catenin的表達，降低了癌細胞相互間的黏附，促進了癌細胞的浸潤和轉移。所以E-cadherin和β-catenin的低表達與MMP-9的高表達在大腸癌的發生和惡性生物學行為中關系密切。

綜上，本研究證實了 E-cadherin、β-catenin和 MMP-9在大腸癌的發生、浸潤和轉移中發揮作用。因此，聯合檢測E-cadherin、β-catenin和MMP-9在大腸癌中的表達情況，對預測的生物學行為，指導臨床有重要意義，可為基因治療提供新的靶點。

1 Banu Y?，Didem K，Fevziye K，et al.Immunohistochemical study of E-cadherin and β-catenin expression in colorectal carcinomas〔J〕.Pol J Pathol，2011;62(1):19-24.

2 劉 剛，關英華，任曉強，等.輸尿管癌中MMP-9、uPA的表達及與預后的關系〔J〕.臨床與實驗病理學雜志，2012;28(10):1086-90.

3 Keiyu Z，Guangtao W，Yirong W，et al.The potential involvemet of E-cadherin and β-catenin in Meningioma〔J〕.PLos One，2010;5(6):1-6.

4 Aresu L，Pregel P，Zanetti R，et al.E-cadherin and β-catenin expression in canine colorectal adenocarcinoma〔J〕.Res Vet Sci，2010;89(3):409-14.

5 Nutt JE，Durkan GC，Mellon JK，et al.Matrix metalloproteinases(MMPs)in bladder cancer:the induction of MMP9 by epidermal growth factor and its detection in urine〔J〕.BJU Int，2003;91(1):99-104.

6 李曉虹，吳秋婉，張志明.ECM1、MMP-9與胃癌的研究新進展〔J〕.醫學綜述，2011;17(19):2923-5.

7 Zhang Y，Guan XY，Dong B，et al.Expression of MMP-9 and WAVE3 in colorectal cancer and its relationship to clinicopathological features〔J〕.J Cancer Res Clin Oncol，2012;138(12):2035-44.

8 Bendardaf R，Buhmeida A，Hilska M，et al.MMP-9(gelatinase B)expression is associated with disease-free survival and disease-specific survival in colorectal cancer patients〔J〕.Cancer Invest，2010;28(1):38-43.