COX-2和iNOS在大腸腺瘤癌變過程中的表達(dá)及意義

趙振亞，姚冬穎，齊 蕾，劉曉麗，李元棟

(邢臺市人民醫(yī)院 1.病理科；2.腫瘤外一科，河北 邢臺054001)

大腸癌是一種胃腸道中常見的惡性腫瘤之一，發(fā)病率和死亡率逐年上升，居全球惡性腫瘤發(fā)病率的第3位。大腸腺瘤是一種具有癌變潛能的良性病變，發(fā)病率較高，而且是大腸癌主要的癌前病變[1]，是發(fā)展成癌的首要危險(xiǎn)因素。但對其癌變機(jī)制的研究很少，且其癌變機(jī)制尚不明確。

本文在既往研究的基礎(chǔ)上，采用病理形態(tài)學(xué)觀察、免疫組織化學(xué)相結(jié)合的方法，研究COX-2、iNOS在大腸腺瘤癌變過程中的表達(dá)情況，以探討其在大腸腺瘤癌變中的可能作用及相互關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 資料

選取河北邢臺市人民醫(yī)院病理科2000年12月至2008年1月期間存檔蠟塊，除外家族性結(jié)腸多發(fā)息肉病、幼年性息肉。所有病例全部切片均由兩位高年資病理醫(yī)師進(jìn)行明確診斷復(fù)核，按照病史及病理資料選擇伴有不同程度(輕、中重度)異型增生的大腸腺瘤92例，大腸腺瘤癌變病例110例(均選自癌旁可見明確大腸腺瘤成分的大腸腺癌標(biāo)本)作為研究對象，同時(shí)以40例大腸黏膜作為對照，(均取自正常體檢人群腸鏡活檢黏膜)。本組研究病例中，男性134例，女性108例；年齡22-85，平均年齡53.6歲；55歲以下者114例，55歲以上者128例。92例大腸腺瘤組中，輕度異型增生38例，中重度異型增生54例。

1.2 方法

采用免疫組織化學(xué)ElivisionTMplus兩步法進(jìn)行免疫組化染色。選用鼠抗人COX-2、iNOS單克隆抗體，購自北京中山金橋生物科技有限公司。用已確定為陽性的胃癌作為陽性對照。

1.3 免疫組化結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn)

COX-2、iNOS蛋白的評定標(biāo)準(zhǔn)：陽性表達(dá)主要定位于細(xì)胞漿,表現(xiàn)為胞漿內(nèi)有棕黃色顆粒。免疫組織化學(xué)染色結(jié)果采用以下判斷標(biāo)準(zhǔn)。首先將染色程度評分：無色記0分、淡黃色記1分、棕黃色記2分和棕褐色記3分；再將陽性細(xì)胞所占的百分比評分：0分為陰性、陽性細(xì)胞數(shù)≤10%記1分、11%-50%記2分、51%-75%記3分、>75%記4分,然后計(jì)算兩者的乘積。乘積<3分為陰性，≥3分為陽性。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS13.0軟件，數(shù)據(jù)采用χ2檢驗(yàn)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果

2.1 COX-2蛋白在大腸腺瘤癌變中的表達(dá)情況

在大腸黏膜、大腸腺瘤及大腸腺瘤癌變中COX-2蛋白陽性表達(dá)率分別為7.5%、57.6%、73.6%。其陽性表達(dá)率隨病變程度的加深而增高(P<0.05)(圖1-2)，且不同的組別之間存在顯著差異(P<0.05)(表1)。在大腸腺瘤中，COX-2的陽性表達(dá)率分別為44.7%(輕度)、66.7(中重度)，存在顯著差異(P<0.05)(表2)。

表1 COX-2在不同大腸組織的表達(dá)情況

△P=0.000<0.05與大腸黏膜比較;▲P=0.016<0.05與大腸腺瘤比較

表2 COX-2在大腸腺瘤中的表達(dá)情況

Note:★P=0.036<0.05與輕度異型比較

2.2 iNOS蛋白在大腸腺瘤癌變中的表達(dá)情況

在大腸黏膜、大腸腺瘤及大腸腺瘤癌變中iNOS蛋白陽性表達(dá)率分別為5.0%、48.9%、80.9%。其陽性表達(dá)率隨病變程度的加深而增高(P<0.05)(圖3-4)，且不同的組別之間存在顯著差異(P<0.05)(表3)。在大腸腺瘤中，iNOS的陽性表達(dá)率分別為26.3%(輕度)、64.8(中重度)，存在顯著差異(P<0.05)。(表4)。

表3 iNOS在不同大腸組織的表達(dá)情況

△P=0.000<0.05與大腸黏膜比較;▲P=0.000<0.05與大腸腺瘤比較

表4 iNOS在大腸管狀腺瘤中的表達(dá)情況

Note:★P=0.000<0.05與輕度異型比較

2.3 COX-2、iNOS在各組病例中的相關(guān)性

在大腸黏膜、大腸腺瘤、腺瘤癌變中，COX-2、iNOS共陽性表達(dá)率分別為0、31%、70%，呈逐漸增高趨勢，大腸腺瘤癌變組明顯高于大腸腺瘤組(P<0.05)，大腸腺瘤組明顯高于大腸黏膜組(P<0.05)(表5)。從大腸黏膜到大腸管狀腺瘤癌變中COX-2呈陽性表達(dá)的137例病例中iNOS陽性表達(dá)101例，陰性表達(dá)36例；COX-2呈陰性表達(dá)的105例病例中iNOS陽性表達(dá)35例，陰性表達(dá)70例。COX-2、iNOS在大腸腺瘤癌變過程中的表達(dá)呈正相關(guān)關(guān)系，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(r=0.403，P=0.000)(表6)。

表5 COX-2、iNOS在大腸腺瘤癌變過程中共同陽性表達(dá)率

◆P=0.000<0.05與大腸黏膜比較；●P=0.000<0.05與大腸腺瘤比較

表6 在大腸黏膜、大腸腺瘤及大腸腺瘤癌變中COX-2、iNOS表達(dá)的關(guān)系

r=0.403,P=0.000

圖1COX-2在大腸腺瘤中的表達(dá)圖2COX-2在大腸腺瘤癌變中的表達(dá)

圖3iNOS在大腸腺瘤中的表達(dá)圖4iNOS在大腸腺瘤癌變中的表達(dá)

圖放大倍數(shù)均為10x10倍

3 討論

環(huán)氧合酶(COX)是催化花生四烯酸產(chǎn)生前列腺素(PGs)的關(guān)鍵酶。它有2種亞型：COX-1和COX-2。COX-1參與機(jī)體正常的生理功能，在大多數(shù)組織中均有表達(dá)。COX-2在正常生理狀態(tài)下不表達(dá)[2]，當(dāng)受到包括生長因子、細(xì)胞因子、炎性介質(zhì)、化學(xué)藥物、物理因素、一氧化氮NO及各種促癌劑等刺激因素作用時(shí)，COX-2過度表達(dá)[3]。COX-2的過度表達(dá)可使(PGs)合成增多，PGs可結(jié)合于轉(zhuǎn)錄因子(PPARγ)，激活靶基因的轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)腫瘤的惡變過程；COX-2的過氧化酶活性還可催化一系列氧化反應(yīng)，有利于致癌物的活化。近年來發(fā)現(xiàn)，COX-2在前列腺癌、肺癌、乳腺癌、胃癌等多種腫瘤中過度表達(dá)[4][5]。本文結(jié)果表明：大腸黏膜―腺瘤―腺瘤癌變過程中，腺瘤癌變組、腺瘤組均顯著高于大腸黏膜組，提示：COX-2的高表達(dá)是大腸腺癌發(fā)展過程中的早期事件。田慧軍[6]等人研究發(fā)現(xiàn)COX-2在大腸癌中表達(dá)明顯高于正常組織，本文結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道相似。

一氧化氮(NO)作為一種新發(fā)現(xiàn)的信使分子和生物活性因子，在腫瘤發(fā)生、腫瘤血管形成及演進(jìn)過程中扮演重要角色。一氧化氮合酶(NOS)有原生型NOS(eNOS)和誘導(dǎo)型NOS(iNOS)。在正常生理情況下，iNOS在各種組織中均不表達(dá)；在病理情況下，在炎癥、細(xì)胞因子、免疫反應(yīng)、催化左旋精氨酸產(chǎn)生高濃度的NO可通過以下作用參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展[7]。(1)產(chǎn)生有致癌物亞硝胺，誘發(fā)DNA堿基脫氨基和基因突變；(2)過量NO可引起膜脂質(zhì)過氧化的細(xì)胞毒性作用；(3)NO在VEGF促血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖和遷移中起重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，iNOS可以促進(jìn)細(xì)胞因子合成，并誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞黏附于血管內(nèi)皮，NO可以增加血管通透性。腫瘤細(xì)胞可借助iNOS黏附于內(nèi)皮細(xì)胞并通過內(nèi)皮細(xì)胞之裂隙向遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。Zafirellis等[8]報(bào)道iNOS的表達(dá)與大腸癌的轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，在大腸黏膜、大腸腺瘤及大腸腺瘤癌變中陽性表達(dá)率逐漸增高，且不同的組別之間存在顯著差異。

COX-2和iNOS能夠共同促進(jìn)腫瘤的生長、侵襲和轉(zhuǎn)移。腫瘤血管形成是腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)，但是iNOS不能直接促進(jìn)腫瘤血管生成，而是通過內(nèi)源性NO/CAMP路徑上調(diào)COX-2的表達(dá)，再通過COX-2/CAMP路徑上調(diào)VEGF的表達(dá)來實(shí)現(xiàn)促血管生成的作用[9]。COX-2通過P53途徑[10]等多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路直接調(diào)控血管內(nèi)皮生長因子VEGF，促進(jìn)腫瘤血管生成。iNOS/COX-2通過啟動血管生成通路，共同促進(jìn)腫瘤的生成和發(fā)展。iNOS的產(chǎn)物NO是誘導(dǎo)COX-2表達(dá)得重要介質(zhì)，COX-2的產(chǎn)物PGS又可促進(jìn)iNOS的表達(dá)[11]。我們的研究發(fā)現(xiàn)在大腸腺瘤癌變過程中，COX-2 和iNOS蛋白存在很高的共陽性表達(dá)率，且兩者之間具有正相關(guān)關(guān)系。說明COX-2 和iNOS的協(xié)同表達(dá)促進(jìn)了大腸腺瘤癌變。

惡性腫瘤的發(fā)生是多基因、多階段、多步驟的復(fù)雜過程，本研究表明COX-2 和iNOS蛋白的過度表達(dá)參與了大腸腺瘤癌變的過程，進(jìn)一步探討了二者在此過程中的作用，希望通過抑制COX-2/iNOS的表達(dá)為抗腫瘤提供新的研究思路。

作者簡介：趙振亞(1977-)，女，碩士，主治醫(yī)師，主要研究方向：腫瘤病理。

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