Wnt信號(hào)通路中GSK-3β和CD44v6在人結(jié)直腸腫瘤組織中的表達(dá)及意義

吳紅霞，鄭繪霞，梁建芳(山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院西院病理科，太原 03000;山西醫(yī)科大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院病理科;通訊作者，E-mail:liangjianfang000@63．com)

Wnt信號(hào)通路異常激活在結(jié)直腸癌(colorectal cancer，CRC)中被確認(rèn)為是與腫瘤相關(guān)的一個(gè)關(guān)鍵性信號(hào)通路，大約90%的結(jié)直腸癌存在Wnt信號(hào)通路的異常激活，Wnt信號(hào)通路過度激活也常引起腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移能力的增強(qiáng)［1，2］。GSK-3β 為 Wnt信號(hào)通路中重要的負(fù)向調(diào)節(jié)因素，黏附分子CD44v6是Wnt信號(hào)通路突出的靶基因，本文通過研究二者在結(jié)直腸癌中的表達(dá)情況，探討GSK-3β及CD44v6在結(jié)直腸癌發(fā)生發(fā)展中的的作用及二者相互作用關(guān)系，為臨床預(yù)后及治療提供一定的依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 臨床資料

選擇山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院西院病理科2014-01～2015-07間的石蠟包埋標(biāo)本，包括20例正常結(jié)直腸腸黏膜、19例結(jié)直腸腺瘤和45例結(jié)直腸腺癌。正常腸黏膜組均為距腫瘤大于5 cm的切緣正常組織，男性10例，女性10例，年齡22-82歲，中位數(shù)65歲。腺瘤組，男性12例，女性7例，年齡30-80歲，中位數(shù)50歲。結(jié)直腸腺癌組，男性21例，女性24例，年齡22-82歲，中位數(shù)66．5歲。所有入選病例術(shù)前均未做過放、化療。所有標(biāo)本重新切片，HE染色形態(tài)學(xué)符合結(jié)直腸腺瘤與腺癌的特點(diǎn)。

1．2 實(shí)驗(yàn)方法

采用免疫組織化學(xué)EnVision兩步法，鼠抗人GSK-3β多克隆抗體試劑購自Santa cruz biotechnology，Inc，鼠抗人CD44v6單克隆抗體試劑購自北京中杉金橋生物科技有限公司，DAB顯色試劑購自福州邁新生物技術(shù)有限公司，用已知陽性的切片作陽性對照，PBS液代替一抗作為陰性對照，實(shí)驗(yàn)步驟按試劑說明書進(jìn)行。

1．3 免疫組化判定標(biāo)準(zhǔn)

GSK-3β以細(xì)胞胞質(zhì)出現(xiàn)棕黃色顆粒為陽性，CD44v6陽性表達(dá)定位于胞膜。免疫組化判讀:隨機(jī)選擇10個(gè)高倍鏡(400倍)視野，每個(gè)視野計(jì)數(shù)100個(gè)細(xì)胞，以陽性細(xì)胞比率(無著色為0分，＜1/3為1分，1/3-2/3為2分，＞2/3為3分)與染色強(qiáng)度(無著色、黃色、棕黃和棕褐色分別為0，1，2，3分)的乘積綜合判斷，0-4分為陰性(-)，5-7分為陽性(+)，8-10分為強(qiáng)陽性(++)。

1．4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

所有資料均采用SPSS11．5統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行分析，組間比較及各指標(biāo)臨床病理參數(shù)的比較采用χ2檢驗(yàn)，P＜0．05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2．1 GSK-3β在各組織中的表達(dá)情況

正常結(jié)直腸黏膜中GSK-3β表達(dá)陽性率5．0%(1/20)，腺瘤中 GSK-3β表達(dá)陽性率42．1%(8/19)，CRC中GSK-3β表達(dá)陽性率77．8%(35/45)。CRC組GSK-3β表達(dá)顯著高于腺瘤組和正常黏膜組，差異有顯著性(P ＜0．05，見表1)。

CRC組GSK-3β表達(dá)與Dukes分期、分化程度、有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移均無關(guān)(P＞0．05，見表2，圖1)。

2．2 CD44v6在各組織中的表達(dá)情況

CD44v6在正常黏膜及腺瘤組織中均不表達(dá)，陽性率為0。在CRC中陽性率為55．6%(25/45，見圖2)。CRC組CD44v6的表達(dá)顯著高于腺瘤組和正常黏膜組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0．05，見表1)。

在CRC組中，CD44v6的表達(dá)與Dukes分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)(P＜0．05)，而與分化程度無關(guān)(P＞0．05，見表2，圖2)。

表1 GSK-3β和CD44v6在結(jié)直腸正常黏膜、腺瘤及CRC中的表達(dá) (例)Table 1 The expression of GSK-3β and CD44v6 protein in the normal intestinal mucosa，colorectal adenomas and colorectal carcinoma (cases)

圖1 GSK-3β在結(jié)直腸腺癌、腺瘤及正常腸黏膜的表達(dá) (EnVision，×200)Figure 1 GSK-3β protein expression in the colorectal carcinoma，colorectal adenomas and normal intestinal mucosa(EnVision method，×200)

表2 GSK-3β和CD44v6在CRC中的表達(dá)與臨床病理參數(shù)的關(guān)系Table 2 Relationship of GSK-3β and CD44v6 protein expression with clinicopathological characteristics in colorectal carcinoma

圖2 CD44v6在結(jié)直腸腺癌、腺瘤及正常腸黏膜的表達(dá) (EnVision，×200)Figure 2 CD44v6 protein expression in colorectal carcinoma，colorectal adenomas and normal intestinal mucosa(EnVision method，×200)

2．3 GSK-3β和CD44v6在CRC中表達(dá)的相關(guān)性

GSK-3β與CD44v6在CRC中表達(dá)共同陽性21例，共同陰性6例，經(jīng)Spearman秩相關(guān)分析二者表達(dá)無相關(guān)性(r=0．167，P ＞0．05，見表 3)。

表3 CD44v6和GSK-3β表達(dá)在CRC中的相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis of GSK-3β and CD44v6 protein expression in colorectal carcinoma

3 討論

CRC是全球人類主要的惡性腫瘤之一，嚴(yán)重威脅著人類的健康。目前認(rèn)為CRC發(fā)生的機(jī)制有四種:經(jīng)腺瘤癌變通路，鋸齒狀病變通路，潰瘍性結(jié)腸炎相關(guān)的大腸癌通路及幼年性息肉病-癌途徑。其中經(jīng)腺瘤癌變途徑的散發(fā)性CRC多認(rèn)為與Wnt信號(hào)通路異常激活有關(guān)。

糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)是Wnt信號(hào)通路中重要的負(fù)向調(diào)節(jié)因子。GSK-3β是一種多功能的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，人類多種疾病如糖尿病、腫瘤、神經(jīng)退行性疾病、情感障礙和炎癥等疾病的發(fā)生都與GSK-3β活性調(diào)節(jié)異常有關(guān)，在許多腫瘤組織中呈高表達(dá)［3-5］。GSK-3β作為Wnt信號(hào)通路中 APC-β-catenin-GSK-3β-Axin多聚蛋白復(fù)合體的重要一份子，是Wnt信號(hào)通路的負(fù)向調(diào)節(jié)因素，可磷酸化β-catenin的絲氨酸和蘇氨酸位點(diǎn)，促使βcatenin的降解;亦可經(jīng)Axin磷酸化APC，磷酸化的APC會(huì)增加其與β-catenin的結(jié)合，繼而降解β-catenin，從而使Wnt信號(hào)通路保持沉默。GSK-3β也可直接調(diào)節(jié)β-catenin目的基因cyclin D1的降解，影響細(xì)胞的增殖［6］。在我們研究的45例 CRC中，GSK-3β在三組病例中的表達(dá)，無論是陽性病例數(shù)還是強(qiáng)陽性病例數(shù)都是正常黏膜→腺瘤→癌顯著增高，意味著GSK-3β參與正常黏膜→瘤變→癌變通路，參與了CRC的發(fā)生，影響細(xì)胞的增殖和分化。在食管癌中，GSK-3β在組織中的表達(dá)明顯高于正常食管上皮及非典型增生病變，但與臨床病理參數(shù)如腫瘤分級(jí)、浸潤深度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移均無關(guān)［7］，但在子宮內(nèi)膜癌中，GSK-3β在癌組織中的表達(dá)明顯高于正常內(nèi)膜組織，且與臨床病理參數(shù)腫瘤分級(jí)、分期，肌層浸潤程度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，其過表達(dá)與子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生發(fā)展及轉(zhuǎn)移密切相關(guān)［8］。

我們的研究顯示，GSK-3β在CRC中表達(dá)與臨床病理參數(shù)的Dukes分期、分化程度、淋巴結(jié)有無轉(zhuǎn)移均不相關(guān)，表明GSK-3β在參與腫瘤細(xì)胞的增殖方面有一定的作用，但與腫瘤的浸潤轉(zhuǎn)移無明顯相關(guān)性，即與腫瘤的惡性進(jìn)展可能無多大關(guān)系，對評價(jià)患者的預(yù)后意義較小。

Wnt信號(hào)通路的過度激活常引起腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移能力的增強(qiáng)，黏附分子CD44作為Wnt信號(hào)通路上突出的靶基因，其過度表達(dá)是影響腫瘤轉(zhuǎn)移的一個(gè)重要機(jī)制［9］。CD44是目前發(fā)現(xiàn)的五類細(xì)胞黏附分子之一(整合素、免疫球蛋白超基因家族、選擇素、鈣黏附素和CD44)，CD44基因的表達(dá)產(chǎn)物是一種細(xì)胞表面的跨膜糖蛋白，能與多種配體分子結(jié)合，參與細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與基質(zhì)之間特異性粘連。

CD44基因的外顯子按表達(dá)方式分為兩種類型:標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)型CD44s和變異型CD44v。CD44v6為CD44v亞型之一，在肺癌、乳腺癌、膀胱癌、肝癌、宮頸癌、腎癌和非霍奇金淋巴瘤等多種腫瘤組織中均有顯著高表達(dá)，并與惡性腫瘤進(jìn)展程度、轉(zhuǎn)移及預(yù)后密切相關(guān)［10］。在胃癌中的研究發(fā)現(xiàn)，CD44v6在組織中呈顯著過表達(dá)，且與腫瘤的部位、浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及TNM分期均有關(guān)，并且是胃癌預(yù)后的重要標(biāo)記物［11］。在乳腺癌中，CD44v6同樣呈高表達(dá)，并且與腫瘤大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及TNM分期有關(guān)［12］。本研究通過檢測不同結(jié)直腸組織中CD44v6的蛋白表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)在正常黏膜和結(jié)直腸腺瘤中其表達(dá)缺失，而在CRC組織中顯著高表達(dá)，陽性率為55．6%，提示CD44v6可能在一定程度上參與了CRC的進(jìn)程。Jurrit等［13］研究發(fā)現(xiàn) C57BL/6J-CD44-/-APCMin/+小鼠腸腺瘤的形成較C57BL/6J-CD44+/+APCMin/+小鼠減少50%，暗示CD44參與了腸腺瘤的啟動(dòng)。本實(shí)驗(yàn) CD44v6在腺瘤組織中表達(dá)缺失，提示CD44v6對人結(jié)直腸腺瘤的發(fā)生并無直接影響，可能是CD44的其他亞型參與該過程。本研究還發(fā)現(xiàn)CD44v6在CRC中的表達(dá)與腫瘤的大小及腫瘤細(xì)胞的分化程度不相關(guān)，而與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。23例有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的病例，17例檢測到CD44v6陽性表達(dá)，陽性率高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的病例，由此可見，CD44v6的表達(dá)與腫瘤的轉(zhuǎn)移相關(guān)聯(lián)。Amirghofran等［14］研究表明，有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的 CRC患者血清CD44v6水平顯著增高，并與腫瘤組織中的高表達(dá)呈正相關(guān)，表明CD44v6在CRC的浸潤轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮著重要作用，做為CRC預(yù)后檢測的腫瘤標(biāo)志物尚需更多實(shí)驗(yàn)來證實(shí)。

Wnt信號(hào)通路的持續(xù)異常激活，一方面導(dǎo)致GSK-3β的功能失活引起異常表達(dá)，最終引起細(xì)胞的增殖，CRC的形成;另一方面，通過激活Wnt信號(hào)特定靶基因CD44等的轉(zhuǎn)錄，調(diào)控細(xì)胞的遷移，而CD44v6 直接參與腫瘤的浸潤轉(zhuǎn)移過程［15，16］。經(jīng)Spearman秩相關(guān)分析，GSK-3β和CD44v6在CRC中的表達(dá)并無顯著相關(guān)性，提示二者可能作為Wnt通路上兩個(gè)獨(dú)立的調(diào)控因子分別參與CRC的發(fā)生發(fā)展。

由此可見，GSK-3β在正常黏膜、腺瘤及CRC中均有表達(dá)，并呈階梯式增高趨勢，但其表達(dá)與CRC各臨床病理參數(shù)無關(guān)，提示其參與了結(jié)直腸腫瘤的發(fā)生，而與CRC的轉(zhuǎn)移進(jìn)展無關(guān)。CD44v6在正常黏膜及腺瘤中不表達(dá)，在CRC組織中呈高表達(dá)，并與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，意味著CD44v6并不參與結(jié)直腸腫瘤的發(fā)生，而與CRC的轉(zhuǎn)移進(jìn)展有關(guān)。當(dāng)然，由于本研究例數(shù)的限制，可能對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成誤差，目前還在收集病例及新鮮標(biāo)本做進(jìn)一步的研究，希望能對二者在結(jié)直腸癌中的表達(dá)進(jìn)行更深入的研究，為結(jié)直腸癌的預(yù)后及靶向治療提供一定的依據(jù)。

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