喉鳞癌组织MMP2和uPA表达与肿瘤侵袭转移关系
发表时间：2012-06-14 浏览次数：700次
作者：刘斐斐,李薇,尚伟,孙显路 作者单位：青岛大学医学院附属医院，山东 青岛 266003 耳鼻咽喉头颈外科; 口腔颌面外科; 病理科
【摘要】 目的 探讨基质金属蛋白酶2(MMP2)和尿激酶型纤溶酶原激活剂(uPA)在喉鳞癌组织中的表达及其与肿瘤侵袭和转移的关系。方法 应用免疫组化染色方法检测50例喉鳞癌癌组织和癌旁正常组织中的MMP2和uPA的表达。结果 喉鳞癌组织中MMP2 和uPA的表达量明显高于癌旁正常组织(u=4.478、5.856,P<0.01)。MMP2和uPA的表达与喉鳞癌的T分期及病理分级无相关性(P>0.05)，而与区域性淋巴结转移状况明显相关(χ2=4.381、5.452,P<0.05)，且二者的表达具有正相关性(χ2=8.186,P<0.01)。结论 MMP2和uPA的表达与喉鳞癌的淋巴侵袭转移关系密切，联合检测MMP2和uPA对于了解喉鳞癌区域性淋巴结转移的可能性和手术方法的选择具有一定的意义。
【关键词】 喉肿瘤 基质金属蛋白酶 2 尿激酶型纤溶酶原激活剂 淋巴转移
EXPRESSIONS OF MMP2 AND uPA IN LARYNGEAL SQUAMOUS CELL CARCINOMA AND THEIR RELATIONSHIP WITH LYMPH NODE METASTASIS LIU FEIFEI, LI WEI, SHANG WEI, et al (Department of OtolaryngologyHead & Neck Surgery, The Affiliated Hospital of Qingdao University Medical College, Qingdao 266003, China);
[ABSTRACT] Objective To study the expressions of matrix metalloproteinases2 (MMP2) and urokinasetype plasminogen activator (uPA) in laryngeal squamous cell carcinoma and their relationship with the tumor invasion and lymph node metastasis.Methods Immunohistochemistry was applied to detect the expressions of MMP2 and uPA in cancer tissuse of 50 cases of laryngeal squamous cell carcinoma and normal paraneoplastic tissue. Results The expressions of MMP2 and uPA in the carcinoma were significantly higher than those of the normal paraneoplastic tissue (u=4.478,5.856;P<0.01). Expressions of MMP2 and uPA in the carcinoma were not correlated with the tumor size and histological grade (P>0.05), but related with regional lymph node metastasis (χ2 =4.381,5.452;P<0.05). A positive correlation between the expression of MMP2 and uPA in terms of regional lymph node metastasis was noted (χ2 =8.186,P<0.01). Conclusion The expression of MMP2 and uPA is closely related to the regional lymph node metastasis in laryngeal squamous cell carcinoma. A detection of MMP2 and uPA is of definite significance on an understanding of the possibility of metastasis and choice of surgery.
[KEY WORDS] Laryngeal neoplasms; Matrix metalloproteinases2; Urokinasetype plasminogen activator; Lymphatic metastasis
浸润与转移是恶性肿瘤的主要生物学特征,细胞外基质(ECM)的降解是肿瘤浸润正常组织并开始转移的信号及重要途径,这一降解过程主要依赖于蛋白水解酶[1]。基质金属蛋白酶(MMP)是降解ECM的重要酶类，几乎能降解细胞外基质的所有成分。现已发现共有26种MMP，称为MMP家族[2,3]。MMP能通过破坏基质的降解平衡，促进肿瘤细胞突破基底膜(BM)和ECM构成的组织屏障,从而侵袭周围组织，其中MMP2又叫明胶酶A，主要作用于Ⅳ、Ⅴ型胶原。有活性的尿激酶型纤溶酶原激活剂(uPA)能激活纤溶酶，使基质中的多种成分，如纤维蛋白、纤维连接蛋白、蛋白多糖、板层素降解，而促使肿瘤的浸润、转移。本研究采用免疫组化的方法检测50例喉鳞状细胞癌组织中MMP2及uPA的表达，探讨其与喉鳞癌的T分期、病理分级及淋巴结转移之间的关系。
1 材料与方法
1.1 材料来源
所有标本均取自青岛大学医学院附属医院耳鼻咽喉头颈外科2002年～2004年50例手术切除的喉鳞状细胞癌及癌旁1.0～1.5 cm外正常组织。标本均经苏木精伊红染色，常规病理检查证实。50例喉鳞状细胞癌病人中，男48例，女2例，年龄39～86岁，平均年龄57.08岁。按照UICC 2002年标准进行TNM分期：T1 8例，T2 12例，T3 13例，T4 17例;病理分级：高分化 16例，中分化32例，低分化2例。33例行颈淋巴清扫术，术后病理确诊有淋巴结转移者15例，无淋巴结转移者18例;17例未行颈淋巴清扫术者经2～3年随访，其中15例未发现淋巴结转移，2例有淋巴结转移。15例经2～3年随访未发现淋巴结转移者本文作为无淋巴结转移病例统计。全部病例术前均未接受放疗或化疗。
1.2 试剂来源
兔抗人基质金属蛋白酶2多克隆抗体及二步法免疫组化检测试剂购自北京中杉金桥生物技术有限公司。兔抗人尿激酶型纤溶酶原激活剂多克隆抗体购自博士德生物工程有限公司。
1.3 染色方法
所有标本均常规经40 g/L中性甲醛固定,逐级乙醇脱水,石蜡包埋，存档的蜡块均经病理证实。用Leica石蜡切片机以3 μm厚连续切片3 张, 1 张作为空白对照,2张行免疫组织化学染色。MMP2、uPA以乳癌为阳性对照。采用免疫组化通用型两步法检测MMP2及uPA。
1.4 结果判定
在临床和病理资料双盲的情况下，每张切片从肿瘤细胞密集处选取3个高倍视野(400倍)，对染色阳性细胞进行计数。细胞膜、细胞质中出现清晰的棕黄色颗粒为MMP2阳性细胞;细胞质中出现黄色颗粒的为uPA阳性细胞。根据阳性细胞所占比例分为以下几个级别;肿瘤细胞未着色或着色<5%为阴性(-),5%～24%为弱阳性(+)，25%～49%为阳性()，50%～70%为强阳性()。相同的方法观测癌旁正常组织。所有切片分别由2位病理科医生根据标准协助阅片。
1.5 统计方法
结果应用SPSS 11.5 For Windows统计软件包进行分析。喉鳞癌组织及癌旁正常组织的比较采用等级秩和检验; 喉鳞癌组织中病理指标间的比较采用χ2检验及精确概率法; 喉鳞癌组织中MMP2和uPA表达相关性采用2×2列联表行相关性分析。
2 结果
2.1 喉鳞癌组织及癌旁正常组织中MMP2和uPA的表达
喉鳞癌组织中MMP2阳性表达率与癌旁正常组织比较差异有统计学意义(u=4.478,P<0.01)。喉鳞癌组织中uPA阳性表达率与癌旁正常组织比较差异有显著性(u=5.856,P<0.01)。见表1。
2.2 喉鳞癌组织中MMP2和uPA的表达与肿瘤T分期、病理分级和淋巴结转移的关系
喉鳞癌组织中有淋巴结转移组MMP2阳性表达率与无淋巴结转移组比较，差异有显著性(χ2=4.381,P<0.05);喉鳞癌组织中有淋巴结转移组uPA阳性表达率与无淋巴结转移组比较，差异有显著性(χ2=5.452,P<0.05)。MMP2和uPA表达与喉鳞癌的T分期和病理分级无关。见表2。
2.3 喉鳞癌组织中MMP2和uPA表达的相关性
MMP2和uPA表达呈正相关(χ2=8.186,P<0.01)。见表3。
表1 MMP2、uPA在喉鳞癌组织及癌旁正常组织中的表达(略)
表2 喉鳞癌组织中MMP2和uPA的表达与肿瘤T分期、分级和淋巴结转移的关系(略)
表3 喉癌组织中MMP2和uPA表达的相关性(略)
3 讨论
ECM是在细胞表面或细胞之间分布的一组大分子蛋白，在组织间形成广泛的水性胶状物，维持细胞的形态和结构,调节细胞的功能、分化、增殖和迁移，在生理和病理状态下发挥作用。BM则是由Ⅳ型胶原纤维和层粘连蛋白等组成的细胞外基质的网状结构, 位于内皮细胞和间质之间， BM 在组织中是稳定连续的结构, 对细胞的分化和迁移亦起重要作用。正常组织中基质成分不仅起营养和支持作用,而且在某种程度上起屏障作用, 并可阻止癌细胞的浸润。肿瘤组织中ECM和BM的降解是肿瘤侵袭转移的关键因素之一。恶性肿瘤中出现BM缺损, 部分是由于肿瘤细胞合成BM减少或分泌障碍所致, 同时也是由于肿瘤细胞和(或) 宿主细胞产生了能特异性地降解BM 骨架的蛋白酶[4]。MMP就是降解ECM的重要酶，几乎能降解ECM的所有成分。MMP家族成员中可根据其作用底物敏感性的不同分为间质胶原酶、明胶酶和间质溶解素三种。MMP2属于明胶酶类，主要通过降解BM中的Ⅳ、Ⅴ型胶原蛋白，在肿瘤的侵袭转移中起重要作用。已经证明MMP2的过度表达与许多肿瘤的侵袭转移有关[5]。我们的研究显示，MMP2在喉鳞癌组织中呈高表达，而且其表达与喉鳞癌的T分期和病理分级无关，却与区域淋巴结转移状况明显相关，这与文献报道结果基本一致[6]。说明MMP2在喉鳞癌的侵袭转移中起一定的作用。
uPA系统是细胞外环境中最活跃的蛋白水解酶系统之一,近年来的研究表明, 肿瘤的侵袭转移与局部的纤溶酶活性增强有关[7]。uPA以一种非活化的形式从肿瘤细胞中释放出来, 与细胞表面的尿激酶型纤溶酶原激活剂受体(uPAR)结合后转化为活化性的uPA，从而引起细胞外基质中纤维连接蛋白、层粘连蛋白和胶原等成分的降解, 在肿瘤的侵袭转移过程中起着重要作用。大量的研究表明，恶性肿瘤组织uPA和uPAR的表达高于正常组织，而且高水平表达的uPA和uPAR与不良预后有关。本研究显示uPA也在喉鳞癌组织中呈高表达，且其表达亦与喉鳞癌的T分期和病理分级无关，而与区域淋巴结转移状况明显相关，说明uPA在喉鳞癌的侵袭转移中同样起一定的作用。
颈淋巴结转移是影响喉鳞癌预后的最重要的因素之一, 常规检查难以发现颈淋巴结的微转移,因此，寻找有效的分子生物学指标对辅助诊断、估计预后及指导治疗具有参考价值。本文结果表明，在喉鳞癌病人中颈淋巴结转移者的MMP2和uPA同时阳性率较高,提示MMP2和uPA协同表达时,肿瘤细胞具有更强的侵袭力,病人预后可能较差。检测喉鳞癌中MMP2和uPA的表达水平,对预测喉鳞癌细胞发生侵袭转移的可能性有一定价值。
【参考文献】
[1]田英,田清武. 喉癌病人外周血单个核细胞中MMP9 mRNA的表达[J]. 青岛大学医学院学报, 2003,39(4)：446449.
[2]VISSE R, NAQASE H. Matrix metalloproteinase and tissue inhibitors of metalloproteinase: structure, function, and biochemistry[J]. Circ Res, 2003,92(8):827839.
[3]DUFFY M J, MAGUIRE T M, HILL A, et al. Metalloproteinases: role in breast carcinogenesis, invasion and metastasis[J]. Bre Can Res, 2000,2(4):252257.
[4]WISSCHER D W, HOYHTAYA M, OTTOSEN S K, et al. Enhanced expression of tissue inhibitor of metalloproteinase2 (TIMP2) in the stroma of breast carcinomas correlates with tumor recurrence[J]. Int J Cancer, 1994,59(3):339344.
[5]PARSONS S L, WATSON S A, COLLINS H M, et al. Gelatinase (MMP2 and 9) expression in gastrointestinal malignancy[J]. Br J Cancer, 1998,78(11):14951502.
[6]肖宽林,王薇,王纾宜,等. MMP2与TIMP2的比值与喉癌转移的关系[J]. 临床耳鼻咽喉科杂志, 2000,14,(9):422423.
[7]TANAKA Y, KOBAYASHI H, SUZUKE M, et al. Transforming growth factor beta1 dependent urokinase upregulation and promotion of invasion are involved in SrcMAPKdependent signaling in human ovarian cancer cells[J]. J Biol Chem, 2004,279(10):85678576.
