Caveolin-1和β-catenin在食管鱗癌中的表達及臨床意義

范玉宏,周海豐,侯占富,武雪亮,王立坤,侯雅雄*

(1河北北方學院附屬第一醫院病理教研室,張家口 075000;2河北省張家口市宣化區醫院;*通訊作者,E-mail:fyh-82821@163.com)

Caveolin-1和β-catenin在食管鱗癌中的表達及臨床意義

范玉宏1,周海豐1,侯占富2,武雪亮1,王立坤1,侯雅雄1*

(1河北北方學院附屬第一醫院病理教研室,張家口 075000;2河北省張家口市宣化區醫院;*通訊作者,E-mail:fyh-82821@163.com)

目的 觀察食管鱗癌(esophageal squamous cell carcinoma, ESCC)組織中癌基因Caveolin-1、β-catenin的表達變化,及其與腫瘤侵襲、轉移的相關性。 方法 選取我院食管鱗癌組織110例,正常食管組織(normal esophageal mucosa,NEM)15例,分別采用免疫組化法檢測兩組食管組織的Caveolin-1、β-catenin的表達,分析Caveolin-1、β-catenin陽性表達與ESCC臨床病理參數的關系及其在ESCC組織中的相關性。 結果 ESCC組Caveolin-1蛋白陽性表達率為73.64%(81/110),明顯高于NEM組[33.33%(5/15)],差異有統計學意義(P<0.001);ESCC組β-catenin蛋白陽性表達率為82.73%(91/110),明顯高于NEM組[20.00%(3/15)],差異有統計學意義(P<0.001);Caveolin-1和β-catenin在食管鱗癌中的表達呈正相關(r=0.545,P=0.000);ESCC組中低、中分化者Caveolin-1和β-catenin蛋白表達率明顯高于高分化者,Ⅲ+Ⅳ期的陽性表達率明顯高于Ⅰ+Ⅱ期,伴淋巴結轉移、肝轉移組的陽性表達率明顯高于未轉移者(P<0.05);而不同性別、年齡及腫瘤大小的Caveolin-1和β-catenin陽性表達率則無統計學差異(P>0.05)； 結論 食管鱗癌組織中Caveolin-1、β-catenin表達上調,其高表達與食管鱗癌分化程度、TNM分期、淋巴結轉移及肝轉移密切相關,二者具有協同作用。

食管鱗癌; Caveolin-1; β-catenin

食管鱗癌(esophageal squamous cell carcinoma, ESCC)是我國常見的消化道惡性腫瘤之一,全球每年新增約50萬食管癌患者,約50%發生于我國,且有逐步年輕化的趨勢,嚴重威脅國民健康,其死亡率位居各類惡性腫瘤第4位[1,2]。目前,手術聯合放化療等綜合性治療在一定程度上提高了食管癌的手術切除率,但術后5年生存率僅僅15%左右[3]。由于食管癌患者早期多無典型癥狀,患者就診時往往已處于進展期,無法行根治性手術切除,失去了治療的最佳時期[4],因此,進行與食管癌相關的基礎研究為臨床早期診斷及綜合治療提供特異性標志物監測成為臨床醫師的研究重點。

近年來,小凹蛋白-1(Caveolin-1)在腫瘤中的作用受到廣泛關注,Caveolae(小凹)是細胞膜表面特異性的凹陷結構,直徑約為50-100 nm,外觀似燒瓶狀或囊泡,而Caveolin-1是Caveolae的主要功能蛋白。最新研究顯示,Caveolin-1可參與細胞的物質轉運、信號轉導、增殖分化、遷移、凋亡等調控,與腫瘤的發生、進展密切相關,在腫瘤細胞的侵襲、浸潤和轉移中發揮重要作用[5]。β-catenin作為一種多功能蛋白,廣泛存在于各種類型的細胞中,參與細胞的增殖、分化和凋亡[6]。本研究應用免疫組化法檢測ESCC組織中Caveolin-1和β-catenin表達變化及與ESCC臨床相關病理因素的相關性,為探索ESCC發生、浸潤、轉移的機制及精準化治療提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 病例資料

收集2012-05～2014-05河北北方學院附屬第一醫院胸外科110例患者手術切除的食管鱗癌組織,癌組織取自癌灶中心處,15例正常食管組織,取自相應手術標本殘端切緣(距腫瘤邊緣≥10 cm)經病理證實為正常食管組織。術前未行新輔助放化療及免疫治療。其中男 ∶女為61 ∶49,年齡35-70歲,平均(56.2±8.9)歲;正常結直腸組織中,男 ∶女為9 ∶6,年齡37-69歲,平均(56.9±9.1)歲,兩組患者一般資料具有可比性(P>0.05)。

1.2 主要試劑與實驗方法

1.2.1 主要試劑 鼠抗人濃縮型Caveolin-1單克隆抗體、鼠抗人濃縮型β-catenin單克隆抗體均購自北京中杉金橋生物技術有限公司;免疫組化試劑盒及DAB染色系統均為武漢博士德生物工程有限公司。

1.2.2 免疫組織化學染色檢測Caveolin-1、β-catenin蛋白表達 10%甲醛溶液固定部分標本,石蠟包埋,切片厚度為4 μm,使用蘇木精-伊紅(hematoxylin-esin,HE)染色方法進行病理診斷。切片經80 ℃烤箱烤片30 min,乙醇脫水,滅活內源性過氧化物酶,枸櫞酸緩沖液高溫高壓水化修復;PBS洗3次,加一抗,4 ℃過夜;PBS洗3次,加二抗。室溫下DAB顯色,蘇木精輕度復染,并用1%的鹽酸乙醇分化5 min、流水沖洗5 min、梯度乙醇脫水、松節油透明5 min,最后樹膠封片,陰性對照為PBS代替一抗。

1.3 統計學方法

應用SPSS17.0統計軟件分析,計數資料以百分率表示,運用χ2檢驗分析Caveolin-1、β-catenin的表達與臨床病理參數之間的關系,等級資料采用秩和檢驗，相關性分析采用Pearson法,設單側α=0.05為檢驗水準。

2 結果

2.1 兩組Caveolin-1、β-catenin陽性表達率比較

Caveolin-1和β-catenin蛋白在ESCC細胞漿、細胞核中呈陽性表達，而在NEM組織中呈陰性表達(見圖1)。ESCC組Caveolin-1蛋白陽性表達率為73.64%(81/110),明顯高于NEM組[33.33%(5/15)],兩組差異有統計學意義(P<0.001);ESCC組β-catenin蛋白陽性表達率為82.73%(91/110),明顯高于NEM組[20.00%(3/15)],兩組差異有統計學意義(P<0.001，見表1,2)。

圖1 免疫組化檢測食管鱗癌組織和正常食管中Caveolin-1、β-catenin蛋白的表達 (SP×200)Figure 1 The positive expression of Caveolin-1 and β-catenin in esophageal squamous cell carcinoma and normal esophageal epithelial tissues by immunohistochemistry (SP×200)

2.2 Caveolin-1、β-catenin陽性表達與結直腸癌臨床病理參數的關系

Caveolin-1、β-catenin陽性表達均與食管鱗癌癌分化程度、TNM分期、淋巴結轉移、肝轉移相關(P<0.05),而Caveolin-1和β-catenin在不同性別、年齡及腫瘤部位中的表達則無明顯差異(P>0.05,見表3)。

表 1 Caveolin-1蛋白在食管鱗癌組織及正常食管組織中的表達 例(%)

Table 1 Expression of Caveolin-1 in esophageal squamous cell carcinoma and normal esophageal epithelial tissues cases(%)

組別nCaveolin?1-++++++陽性率(%)χ2P癌組 11013(1182)16(1455)33(3000)48(4363)73．6353980020正常組157(4667)3(2000)3(2000)2(1333)33．33

表 2 β-catenin蛋白在食管鱗癌組織及正常食管組織中的表達 例(%)

Table 2 Positive expression of β-catenin in esophageal squamous cell carcinoma and normal esophageal epithelial tissues cases(%)

組別nβ?catenin-++++++陽性率(%)χ2P癌組 1107(636) 12(1091)37(3364)54(4909)82．7353330021正常組158(5333)4(2667)2(1333)1(667)20．00

表 3 Caveolin-1、β-catenin在食管鱗癌組織中的表達與臨床病理因素的關系 例(%)

Table 3 Expression of Caveolin-1 and β-catenin in esophageal squamous cell carcinoma tissue and its relationships with clinical pathological features cases(%)

臨床病理參數nCaveolin?1陽性 χ2Pβ?catenin陽性 χ2P性別1614020400550814 男6142(6885)50(8197) 女4939(7959)41(8367)年齡0455049908370360 ≥60歲5136(7059)44(8627) <60歲5945(7627)47(7966)腫瘤大小2035015410400308 ≥5cm5846(7931)50(8966) <5cm5235(6731)41(7885)分化程度148790000187070000 高2110(4762)11(5238) 中5519(7091)47(8545) 低3432(9411)33(9706)TNM分期7816000597320002 Ⅰ+Ⅱ6340(6349)46(7302) Ⅲ+Ⅳ4741(8723)45(9574)淋巴結轉移166480000276750000 有7866(8462)74(9487) 無3215(4688)17(5313)肝轉移6239001354190020 有2120(9524)21(10000) 無8961(6854)70(7865)

2.3 Caveolin-1、β-catenin表達在鱗癌中的相關性

Caveolin-1與β-catenin陽性表達在鱗癌組織中呈明顯正相關(r=0.545,P=0.000,見表4)。

表 4 Caveolin-1和β-catenin表達在食管鱗癌組織中的相關性

Table 4 Correlation of Caveolin-1 and β-catenin expression in esophageal squamous cell carcinoma tissue

Caveolin?1β?catenin+-合計rP+7748105450000-141529合計9119110

3 討論

Caveolin-1基因定位于染色體7q31上,系Caveolin-1家族重要成員之一,可分為α、β兩個亞型,內含178個氨基酸殘基,分子量為22 kDa,主要分布于成Ⅰ型肺細胞、纖維細胞、內皮細胞、脂肪細胞等終端分化的細胞[7]。Cacveolin-1主要由位于中間高度保守的疏水區及兩邊的N端、C端構成,在N端含有能與多種信號分子相連接的特異性氨基酸序列,即腳手架區域(Caveolin-1 saffolding domain, CSD),通過特異性連接能引起這些信號分子的變構或共價修飾從而調控其活性狀態,發揮負性調控作用[8,9]。在C端區域包含兩個磷酸化位點Tyr14、Ser80,其中Ab1、Frn、Src等絡氨酸激酶能使Tyr14位點磷酸化,從而調控細胞內信號的轉導、遷移、黏附及細胞的吞噬功能[10]。

研究證實，Caveolin-1通過參與細胞周期調控、信號轉導、細胞分化凋亡等過程,在腫瘤的發生、進展中發揮重要作用。Caveolin-1能夠與Ras、EGRF、Eef-2k、Src、蛋白激酶C等多種信號蛋白相互作用,調節其活性,從而調控細胞的生長;Caveolin-1能通過磷酸/去磷酸化途徑與多種信號分子特異性結合,調控細胞信號傳導,從而誘導細胞增殖、分化、凋亡、黏附及遷移[11];有研究報道:Caveolin-1也可抑制失巢凋亡,促進p53蛋白活性,使異型細胞逃避免疫監視更利于生存和增殖[12]。

本研究結果表明,Caveolin-1和β-catenin在食管鱗癌組織中的陽性表達遠高于正常食管組織,且兩者在癌組織中的表達水平呈明顯正相關,Caveolin-1和β-catenin的表達與食管鱗癌的分化程度、TNM分期、肝轉移、淋巴結轉移等均具有相關性。β-catenin作為Wnt經典信號途徑的關鍵成員,能調節細胞間黏附,使腫瘤細胞具備侵襲、浸潤及向遠處轉移等惡性生物學行為,誘導癌細胞從原發灶脫落,向周圍正常組織、淋巴結轉移或侵入血管向遠處轉移[13，14]。趙醒等[15]對150例食管鱗癌組織行免疫組化檢測發現Caveolin-1在食管鱗癌組織中的表達明顯高于正常食管黏膜組織,且其過表達與淋巴結轉移密切相關;Alshenawy等[16]在結腸癌中證實Caveolin-1通過誘導形成E-cadherin-β-catenin復合體,參與結腸癌的浸潤、擴散、轉移;Zhou等[17]研究證實Caveolin-1表達上調時,可將β-catenin從Caveolae結構中釋放,并與CK1、APC等組成復合物,增強Wnt/β-catenin的轉錄活性,破壞細胞間的黏附作用,使細胞更易發生侵襲和轉移。

總之,Caveolin-1的異常表達參與食管鱗癌的發生、演進,其誘導β-catenin的過表達可能是促進其浸潤、轉移的重要途徑之一,對二者作用機制的深入探討將有望為食管鱗癌精準化治療提供科學依據。

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Expression of Caveolin-1 and β-catenin in esophageal squamous cell carcinoma tissues and its clinical significance

FAN Yuhong1,ZHOU Haifeng1,HOU Zhanfu2,WU Xueliang1,WANG Likun1,HOU Yaxiong1*

(1DepartmentofPathology,FirstAffiliatedHospitaltoHebeiNorthUniversity,Zhangjiakou075000,China;2HospitalofXuanhuaDistrictinZhangjiakou;*Correspondingauthor,E-mail:fyh-82821@163.com)

ObjectiveTo explore the expression of Caveolin-1 and β-catenin in esophageal squamous cell carcinoma tissues(ESCC) and its relationships with invasion and metastasis.MethodsThe expression of Caveolin-1 and β-catenin in 110 specimens of esophageal squamous cell carcinoma tissues and 15 specimens of normal esophageal tissues was detected by immunohistochemistry technique. The relationship between their expression and clinicopathological features of ESCC were analyzed.ResultsThe positive rate of Caveolin-1 in ESCC tissues was 73.64%(81/110),which was significantly higher than that in NEM tissues[33.33%(5/15),P<0.001].The positive rate of β-catenin in ESCC tissues was 82.73%(91/110),which was significantly higher than that in NEM tissues [20.00%(3/15),P<0.001]. The positive expression rates of Caveolin-1 and β-catenin were significantly higher in middle-low differentiation group than those in high differentiation group(P<0.05).The positive expression rate of Caveolin-1 was higher in stage Ⅲ+Ⅳ group than those in stage Ⅰ+Ⅱ group(P<0.05).The positive expression rates of Caveolin-1 were significantly higher in patients with lymph node metastasis or liver metastasis than those without metastasis(P<0.05).There was no significant difference in positive expression of Caveolin-1 and β-catenin among different gender, age and tumor size. There was a positive correlation between the positive expression of Caveolin-1 and β-catenin in MEC tissues(r=0.545,P=0.000).ConclusionThe expression levels of Caveolin-1 and β-catenin are high in esophageal squamous cell carcinoma tissues, which are correlated with difrerentiation degree, TNM stage, lymph node metastasis, and liver metastasis.

esophageal squamous cell carcinoma; Caveolin-1; β-catenin

河北省衛計委醫學科學研究重點課題計劃(20170790)

范玉宏,女,1982-08生,碩士,講師,E-mail:wxlwlk@163.com

2017-03-26

R735.1

A

1007-6611(2017)07-0706-05

10.13753/j.issn.1007-6611.2017.07.015