MMP-1、MMP-13在食管鱗癌中的表達及與浸潤轉移的關系

馬 莉 李紅偉 柴大敏 汪紅梅 張 瓊 陶儀聲

(蚌埠醫學院第一附屬醫院病理科 蚌埠醫學院病理學教研室，安徽 蚌埠 233003)

MMP-1、MMP-13在食管鱗癌中的表達及與浸潤轉移的關系

馬 莉 李紅偉1柴大敏 汪紅梅2張 瓊 陶儀聲

(蚌埠醫學院第一附屬醫院病理科 蚌埠醫學院病理學教研室，安徽 蚌埠 233003)

目的 研究食管鱗癌組織中基質金屬蛋白酶-1(MMP-1)、MMP-13蛋白的表達情況及其與浸潤轉移之間的關系。方法 應用免疫組織化學Elivision法檢測90例食管鱗癌組織、16例重度不典型增生組織及28例正常食管黏膜組織中MMP-1、MMP-13蛋白的蛋白表達情況。結果 在食管鱗癌、不典型增生及正常食管黏膜組織中MMP-1蛋白的陽性表達率分別為81.11%(73/90)、81.25%(3/16)和17.86%(5/28)，MMP-13蛋白的陽性表達率分別為82.2%(74/90)、25%(4/16)、21.43%(6/28)，三者差異有統計學意義(P<0.05)。MMP-1、MMP-13蛋白表達與臨床分期、浸潤深度及淋巴結轉移有關(P<0.05)。MMP-1和MMP-13在食管鱗癌中表達呈正相關(r=0.537，P<0.05)。結論 MMP-1和MMP-13在食管鱗癌的發生、發展、浸潤、轉移過程中可能發揮重要作用，可能作為食管癌判斷預后的重要標記。

食管腫瘤；MMP-1；MMP-13；浸潤；轉移

某些基因的異常表達與食管鱗癌的不良預后相關。基質金屬蛋白酶家族(MMPs)是降解細胞外基質的主要酶類，與腫瘤的轉移及預后密切相關。MMP-1、MMP-13是MMP家族的一個重要成員，在MMPs激活過程中起重要作用。目前有關MMP-1、MMP-13在食管鱗癌中的表達報道少見，本研究采用免疫組化方法檢測食管鱗癌中MMP-1、MMP-13蛋白的表達情況，探討其與食管鱗癌的臨床病理參數之間的關系。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2006～2008年蚌埠醫學院第一附屬醫院手術切除食管癌標本90例，另取28例距癌組織邊緣5 cm以上正常食管黏膜組織及16例非典型增生組織。所有患者術前均未做過放化療，有完整的臨床資料及病理診斷。男69例，女21例，<50歲11例，≥50歲79例，高分化30例，中分化46例，低分化14例，臨床分期Ⅰ期 29例，Ⅱ期 40例 ，Ⅲ-Ⅳ期 21例。有淋巴結轉移40例，無淋巴結轉移50例。浸潤至淺層的21例，浸潤至深層的79例。

1.2 試劑 兔抗人多克隆抗體MMP-1、MMP-13購自NeoMarkers公司，通用性Elivision試劑盒及DAB顯色試劑購自福州邁新公司。

1.3 實驗方法 應用免疫組化Elivision 法對食管癌及癌旁正常組織和不典型增生組織做MMP-1、MMP-13染色，抗體滴度分別為1∶100、1∶200，具體步驟嚴格按照說明書進行，用PBS代替一抗做陰性對照，分別選取直腸癌、乳腺癌組織做陽性對照。MMP-1、MMP-13定位于細胞質呈淺黃色、黃色或棕黃色，每張切片隨機觀察10個高倍視野，每個視野計數200個細胞，統計陽性細胞數及觀察顯色度，陽性強度用半定量法，按陽性細胞所占得百分數評分：陽性細胞<10%為0分，10%～50%為1分，51%～75%為2分，>75%為3分。細胞不著色為0分，淺黃為1分，黃色為2分，棕褐色為3分。兩者分數相乘0～2分為陰性(-)，≥3分為陽性(+)。結果觀察采用雙盲法。

1.4 統計學方法 采用SPSS17.0軟件進行χ2檢驗和Spearman等級相關檢驗。

2 結 果

2.1 MMP-1、MMP-13蛋白在食管鱗癌、重度不典型增生及正常食管黏膜組織中的表達 MMP-1在食管正常黏膜組織、非典型增生組織及鱗癌組織的陽性表達率比較，差異有統計學意義(P<0.01)。食管正常黏膜組織與鱗癌組織、食管正常黏膜組織與非典型增生組織兩兩比較有統計學意義(P<0.01)。MMP-13在食管正常黏膜組織、非典型增生組織及鱗癌組織的陽性表達率，比較差異有統計學意義(P<0.01)。食管正常黏膜組織與鱗癌組織、非典型增生組織與鱗癌組織兩兩比較有統計學意義(P<0.01)。見表1、 圖1。

2.2 MMP-1、MMP-13蛋白表達與食管鱗癌組織臨床病理參數之間的關系 在食管鱗癌中MMP-1、MMP-13蛋白的陽性表達隨浸潤深度的增加，淋巴結是否轉移及臨床分期的增加而增強(P<0.05)，而與年齡、性別、分化程度無關(P>0.05)。見表2。

表1 MMP-1、MMP-13蛋白在不同食管組織中的表達〔n(%)〕

與食管癌組織比較：1)P<0.05；與非典型增生組織比較：2)P<0.05

2.3 MMP-1與MMP-13的相關性 MMP-1和MMP-13蛋白在食管鱗癌中共同表達的是67例，共同表達陰性的是10例，兩者呈現出正相關(r=0.518，P<0.05)。

圖1 MMP-1、MMP-13在不同食管組織中的表達(Elivision法，×100)

表2 MMP-1、MMP-13蛋白陽性表達與食管鱗癌組織臨床病理參數之間關系(n)

臨床病理特征nMMP?1P值MMP?13P值性別 男69590．355580．298 女211416年齡 <50歲1170．11490．970 ≥50歲796665分化臨床 高分比30213．637240．804 中分化464039 低分化141211浸潤深度 淺層21130．024140．033 深層696060淋巴結轉移 無50360．014350．0007 有403739臨床分期 Ⅰ期29190．032190．014 Ⅱ期403537 Ⅲ期211918

3 討 論

腫瘤的浸潤轉移是惡性腫瘤死亡的主要原因，腫瘤浸潤和轉移是多步驟、多基因發生改變的復雜過程，Liotta等〔1〕提出腫瘤發生侵襲轉移的三大步驟是黏附、基質酶解、移動。腫瘤細胞必須脫離原發部位， 然后突破基底膜以及細胞外基質組成的天然屏障，向周圍組織浸潤或進入脈管中，引起血道或淋巴道轉移〔2,3〕，在整個過程中，起關鍵作用的是基質金屬蛋白酶家族。MMPs可以破壞天然屏障 ，幾乎能降解細胞外基質中的各種成分。MMPs是一類Zn2+依賴性的內源性的蛋白水解酶，有23個成員。根據作用底物不同分為5大類分別為間質膠原酶、明膠酶、基質溶酶、膜型基質金屬蛋白酶和其他類型，它們均以酶原的形式分泌到細胞外基質中，被其他酶激活后發揮降解活性。 MMP-1屬于間質膠原酶類，它可以降解Ⅰ型膠原、Ⅱ、Ⅲ、Ⅹ纖維膠原，許多文獻顯示MMP-1在血管形成、傷口愈合和纖維化等方面起著重要的作用,在惡性腫瘤中的表達最近也有報道Peng等〔4〕研究發現MMP-1在食管鱗癌中高表達，MMP-1的蛋白表達與食管鱗癌患者的淋巴結轉移及臨床分期有關并且通過多因素分析發現MMP-1可作為食管鱗癌的一個獨立的預后因素。此外MMP-1在肺癌、乳腺癌、胃癌、大腸癌〔5～8〕等多種惡性腫瘤中都有表達。MMP-13是1994年從人乳腺癌中提取的又一基質金屬蛋白酶，也屬于間質膠原酶類，基因位于染色體 11 q 22-23 ，MMP-13基因轉錄編碼一條含471個氨基酸的多縮氨基酸序列，總共長度12.5 kb，包含10個外顯子和9個內含子。MMP-13幾乎可以降解所有的ECM和BM，并且MMPs其他亞型降解Ⅱ型膠原也需要MMP-13的作用。國內外研究最多的是MMP-13在骨關節疾病中的作用，在食管鱗癌中的表達國內外尚無文獻報道。但在其他惡性腫瘤中有部分相關報道。Yang等〔9〕在結直腸癌中研究發現，MMP-13在癌中表達明顯增強，且與結直腸癌的分化、臨床分期及淋巴結轉移有關，通過預后分析發現，MMP-13可以作為結直腸癌判斷預后的一個有效標記物。

本研究提示MMP-1、MMP-13可能參與了食管癌的發生、發展，MMP-1又可作為食管黏膜上皮非典型增生及鱗癌早期診斷的參考指標。本實驗結果與國內外報道較一致，其機制可能是MMP-1、MMP-13作用于細胞外基質及基底膜，導致ECM和BM降解及破壞，促進了腫瘤的遷徙及轉移。MMP-1、MMP-13在腫瘤發生、發展過程中相互促進，且兩者分泌到細胞外后可以相互激活，共同促進了食管鱗癌的浸潤、遷徙和轉移，為臨床判斷預后提供了非常有價值的分子標記物。

1 Liotta LA ，Steeg PS，Stetler-Stevcnson WG.Cancer metastasis and an imbalance of positive and negative regulation〔J〕． Cell，1991;64(2)：327-36．

2 伊 嚴,龐作良.MMP-13 在非小細胞肺癌組織中的表達及臨床意義〔J〕.腫瘤基礎與臨床,2010;23(2):109-11.

3 劉愛東.基質金屬蛋白酶-9 在胃癌中的表達及意義〔J〕.現代中西醫結合雜志,2011;20(18):2226-7.

4 Peng HH,Zhang X,Cao PG.MMP-1/PAR-1 signal transduction axis and its prognostic impact in esophageal squamous cell carcinoma〔J〕.Braz J Med Biol Res,2012;45(1):86-92.

5 Li M,Xiao T,Zhang Y,etal.Prognostic significance of matrix metalloproteinase-1 levels in peripheral plasma and tumour tissues of lung cancer patients〔J〕.Lung Cancer,2010;69(3):341-7.

6 Benson CS,Babu SD,Radhakrishna S,etal.Expression of matrix metalloproteinases in human breast cancer tissues〔J〕.Dis Markers,2013;34(6):395-405.

7 Cai QW,Li J,Li XQ,etal.Expression of STAT3,MMP-1 and TIMP-1 in gastric cancer and correlation with pathological features〔J〕.Mol Med Rep,2012;5(6):1438-42.

8 Langenski?ld M,Ivarsson ML,Holmdahl L,etal.Intestinal mucosal MMP-1-a prognostic factor in colon cancer〔J〕.Scand J Gastroenterol,2013;48(5):563-9.

9 Yang B,Gao J,Rao Z,etal.Clinicopathological significance and prognostic value of MMP-13 expression in colorectal cancer〔J〕 .Scand J Clin Lab Invest,2012;72(6):501-5.

〔2013-10-30修回〕

(編輯 安冉冉/曹夢園)

高等學校省級優秀青年人才基金(2011SQR081)；安徽省教育廳自然科學研究重點項目(KJ2011A203)；蚌埠醫學院院基金(Byky1239)

陶儀聲(1965-)，女，主任醫師，教授，碩士生導師，主要從事腫瘤病理學研究。

馬 莉(1979-)，女，碩士，講師，主要從事腫瘤病理學研究。

R735

A

1005-9202(2015)12-3229-02；

10.3969/j.issn.1005-9202.2015.12.018

1 蚌埠醫學院第一附屬醫院放療科

2 蚌埠醫學院第一附屬醫院放射科