子宮頸癌組織中CXCL12-CXCR4生物軸及MMP2-TIMP2的表達(dá)及意義

郭清　呂英璞　張瑋璨　楊艷景　宋玉霞

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子宮頸癌組織中CXCL12-CXCR4生物軸及MMP2-TIMP2的表達(dá)及意義

郭清呂英璞張瑋璨楊艷景宋玉霞

【摘要】目的探討人子宮頸癌(宮頸癌)組織CXCL12-CXCR4生物軸及MMP2-TIMP2的表達(dá)，進(jìn)一步研究宮頸癌發(fā)病的過程和轉(zhuǎn)移機(jī)制。方法運(yùn)用免疫組化法檢測23例人宮頸癌患者(試驗組)和因多發(fā)性子宮肌瘤行全子宮切除的患者25例(對照組)宮頸組織標(biāo)本中CXCL12-CXCR4和MMP2-TIMP2的表達(dá)，研究其與子宮頸癌發(fā)病的相關(guān)性。結(jié)果與對照組相比宮頸癌組織中CXCL12及CXCR4陽性表達(dá)較多(P＜0.05) ;與對照組相比，宮頸癌組織中CXCL12及CXCR4呈現(xiàn)高表達(dá)，二者與對照組比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。與對照組相比宮頸癌組織中MMP-2及TIMP-2陽性表達(dá)較多(P＜0.05)，與對照組相比，宮頸癌組織中MMP-2及TIMP-2呈現(xiàn)高表達(dá)(P＜0.05)。CXCL12與MMP2呈正相關(guān)(r=0.452，P＜0.05) ; CXCL12與TIMP2呈正相關(guān)(r=0.533，P＜0.05)。結(jié)論宮頸癌發(fā)病和轉(zhuǎn)移可能與CXCL12-CXCR4生物軸及MMP2-TIMP2密切相關(guān)，CXCL12是在其中起著重要作用。

【關(guān)鍵詞】趨化因子; CXCL12; CXCL12-CXCR4; MMP2-TIMP2;宮頸腫瘤

子宮頸癌是常見的婦科惡性腫瘤，高發(fā)年齡為50～55歲，嚴(yán)重影響女性的健康和壽命［1］。宮頸癌的轉(zhuǎn)移表現(xiàn)出高度的組織特異性。趨化因子具有趨化、上調(diào)整合素的表達(dá)，活化白細(xì)胞，促進(jìn)細(xì)胞脫顆粒和生物活性物質(zhì)釋放和調(diào)節(jié)血管生成作用，其在腫瘤向骨、淋巴結(jié)等器官轉(zhuǎn)移中起到重要作用。CXCL12-CXCR4生物軸在腫瘤細(xì)胞增殖、腫瘤血管生長和腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移過程中起重要作用，它通過多種信號通路的激活而介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生多種生物學(xué)行為，并在其中起重要作用［1］。腫瘤細(xì)胞在轉(zhuǎn)移過程中必須突破由細(xì)胞外基質(zhì)和基膜組成的細(xì)胞外基質(zhì)屏障，腫瘤細(xì)胞本身可以產(chǎn)生和分泌降解細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrixc，ECM)成分的蛋白水解酶，因此它與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移關(guān)系密切。其中基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMP)是最重要的一類，MMP活性又可被金屬基質(zhì)蛋白酶抑制因子(tissue inhibitor of metalloproteinases，TIMP)所抑制［2］。因此，本研究利用免疫組化的方法，通過對人宮頸癌組織中的趨化因子受體CXCR4及其配體CXCL12以及MMP2-TIMP2進(jìn)行研究，探尋其在宮頸癌發(fā)病中的臨床意義。

1　資料與方法

1.1一般資料選擇2013年6月至2015年6在我院婦產(chǎn)科就診的宮頸癌患者23例為癌癥組(包括鱗癌18例，腺癌5例;ⅠA1期2例，ⅠA2期5例，ⅠB2 期5例，ⅡA1期6例，ⅡA2期5例)，平均年齡(51± 5)歲;平均病程(250±189) d;根據(jù)《婦產(chǎn)科學(xué)》第8版子宮頸癌診斷標(biāo)準(zhǔn)及臨床分期［3］。手術(shù)范圍依據(jù)臨床分期來決定。術(shù)中取宮頸癌組織，術(shù)后由病理科做出病理診斷。病程以既往有體檢報告或陰道異常分泌物或不適癥狀來確定。取因多發(fā)性子宮肌瘤行全子宮切除的患者宮頸組織25例為對照組，平均年齡(53± 5)歲;平均病程(612±465) d;根據(jù)《婦產(chǎn)科學(xué)》［3］子宮肌瘤診斷標(biāo)準(zhǔn)做診斷。術(shù)前宮頸細(xì)胞學(xué)檢查，排除宮頸上皮內(nèi)瘤變或子宮頸癌，術(shù)后取宮頸組織做病理檢查進(jìn)一步明確診斷。入選病例均不伴有其他良、惡性腫瘤疾病。病程以既往有體檢報告或發(fā)現(xiàn)子宮肌瘤病史來確定。

1.2入選與排除標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1入選標(biāo)準(zhǔn):嚴(yán)格按照《婦產(chǎn)科學(xué)》［3］第8版疾病診斷標(biāo)準(zhǔn)及手術(shù)指征、手術(shù)范圍來診斷。試驗組門診行陰道鏡檢查及活檢，有病理診斷結(jié)果。術(shù)前2組均行常規(guī)檢查，心、肝、腎功能無異常可手術(shù)。

1.2.2排除標(biāo)準(zhǔn):均排除其他免疫性疾病、宮頸糜爛及宮頸息肉等，排除其他良、惡性腫瘤疾病。

1.3方法2組所取標(biāo)本，用無菌0.9%氯化鈉溶液漂洗干凈，4%多聚甲醛固定。常規(guī)石蠟包埋切片，用免疫組化方法檢測CXCL12-CXCR4和MMP2-TIMP2的表達(dá)情況。免疫組化試劑均購自北京中山生物技術(shù)有限公司。

1.4結(jié)果判斷陽性信號定位于細(xì)胞漿或細(xì)胞膜，無棕黃色為陰性，計0分，淺棕色為弱陽性，計1分，棕黃色為陽性，計2分，深棕色為強(qiáng)陽性，計3分。著色細(xì)胞占視野中細(xì)胞百分比若＜10%計0分，10%～49% 計1分，50%～74%計2分，≥75%計3分。將著色及細(xì)胞百分比兩部分得分相加之和若1～3分為低表達(dá)，4～6分為高表達(dá)。閱片評分工作由兩位有經(jīng)驗的病理科醫(yī)生完成。

1.5統(tǒng)計學(xué)分析應(yīng)用SPSS 15.0統(tǒng)計軟件，計量資料以±s表示，采用t檢驗，計數(shù)資料采用χ2檢驗，兩變量間的相關(guān)性采用Pearson等級相關(guān)分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1CXCL12-CXCR4的表達(dá)與對照組相比，宮頸癌組織中CXCL12及CXCR4陽性表達(dá)較多(P＜0.05) ;與對照組相比，宮頸癌組織中CXCL12及CXCR4呈現(xiàn)高表達(dá)，二者與對照組比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。見表1、2。

2.2MMP2-TIMP2的數(shù)值與對照組相比，宮頸癌組織中MMP-2及TIMP-2陽性表達(dá)較多(P＜0.05) ;與對照組相比，宮頸癌組織中MMP-2及TIMP-2呈現(xiàn)高表達(dá)(P＜0.05)。見表3、4。

2.3CXCL12與MMP2-TIMP2相關(guān)性CXCL12與MMP-2呈正相關(guān)(r=0.452，P＜0.05) ; CXCL12與TIMP-2呈正相關(guān)(r=0.533，P＜0.05)。見表5。

表1　CXCL12-CXCR4在3組陽性表達(dá)情況　例

表2　CXCL12-CXCR4在2組的表達(dá)　例

表3　MMP2-TIMP2在3組的表達(dá)　例

表4　MMP2-TIMP2在2組的表達(dá)　例

表5　CXCL12-CXCR4與MMP2-TIMP2相關(guān)系數(shù)

3　討論

趨化因子可以根據(jù)半胱氨酸(Cys)的不同位置進(jìn)行分型［CXC(a)、CC(b)、C(g)和CX3C(d)］。CXC 和CC趨化因子受體在腫瘤中表達(dá)較多。趨化因子(chemokines，chemoattractant cytokines)是能使細(xì)胞發(fā)生趨化運(yùn)動的小分子細(xì)胞因子，根據(jù)來源和功能分為:組成性/淋巴組織/自穩(wěn)性趨化因子和誘導(dǎo)性表達(dá)趨化因子/炎性趨化因子，前者胸腺、淋巴結(jié)、脾臟中高表達(dá)，淋巴細(xì)胞的發(fā)育、成熟、歸巢和再循環(huán)過程中發(fā)揮重要作用;后者在LPS、IL-1、TNF-α等刺激下產(chǎn)生，具有防御功能。趨化因子可以與多種受體和趨化因子結(jié)合。但CXCL12只能與CXCR4結(jié)合，具有惟一性［4］，故CXCL12-CXCR4生物軸具有較高的親和力。

MMPs是一組重要的蛋白水解酶。TIMPs可與MMPs的酶原以活化形式相結(jié)合，常常由分泌金屬蛋白酶的同一細(xì)胞所合成。根據(jù)作用的特異性底物不同，可分為: (1)間質(zhì)膠原酶(MMP-1、8、13) ; (2)明膠酶(MMP-2、9) ; (3)基質(zhì)溶解酶(MMP-3、7、10、11) ; (4)膜型金屬蛋白酶類(MMP-14、15、16、17)。MMP-2 和MMP-9能特異性降解基底膜的主要成分-Ⅳ型膠原。MMPs在腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用有: (1)破壞局部組織結(jié)構(gòu)，促進(jìn)腫瘤生長; (2)破壞基底膜屏障，利于腫瘤轉(zhuǎn)移; (3)通過對ECM的改進(jìn)，促進(jìn)腫瘤新血管的形成。但MMPs的活性可被其抑制劑TIMPs所抑制。TIMPs在體內(nèi)分布廣泛。目前已發(fā)現(xiàn)四種(KUGLER A，1999)，其中TIMP-2對MMP-2有很強(qiáng)的親和力，主要抑制MMP-2的活性，對MMPs家族其他成員也有抑制作用，能阻礙所有被激活的MMPs水解酶的活性。TIMP-2還可以抑制堿性成纖維生長因子(bEGF)刺激的人微血管內(nèi)皮細(xì)胞增生。

3.1趨化因子CXCL12-CXCR4在宮頸癌中的作用趨化因子CXCL12與其特異性受體CXCR4所構(gòu)成的CXCL12-CXCR4生物軸的實質(zhì)在于CXCR4對其配體CXCL12的高度親和力和絕對特異性。趨化因子CXCL12-CXCR4在腫瘤轉(zhuǎn)移中發(fā)揮多種作用［5］。有研究表明下調(diào)CXCR4的表達(dá)可以減少宮頸癌細(xì)胞的粘附能力［6］。有報道CXCL12-CXCR4的高表達(dá)與宮頸癌的疾病進(jìn)展相關(guān)［7］。本研究發(fā)現(xiàn)宮頸癌組織中CXCL12及CXCR4陽性表達(dá)較多，并且將著色及細(xì)胞百分比兩部分得分和與對照組相比，宮頸癌組織中CXCL12及CXCR4呈現(xiàn)高表達(dá)，這說明CXCL12-CXCR4生物軸參與宮頸癌的發(fā)病。

3.2MMP-2-TIMP-2在宮頸癌中的作用腫瘤浸潤轉(zhuǎn)移中細(xì)胞外基質(zhì)降解、基底膜破壞是前提條件。細(xì)胞外基質(zhì)的降解主要由蛋白水解酶來完成，而MMPs是蛋白水解酶中較重要的一類。MMP-2是在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移過程中最直接和最重要的MMPs。研究顯示: MMP-2高表達(dá)導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)和血管基底膜加快降解，增加血管通透性，使腫瘤細(xì)胞透壁進(jìn)入血液，導(dǎo)致其發(fā)生轉(zhuǎn)移和侵襲［7］。TIMP-2可特異性結(jié)合MMP-2，抑制MMP-2的活性?；罨腗MP與TIMP平衡被打破能促使腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移［8］，有研究表明MMP-2在宮頸癌轉(zhuǎn)移中起重要作用［9］。

本研究結(jié)果顯示:與對照組相比，宮頸癌組織中MMP-2及TIMP-2陽性表達(dá)較多;并且與對照組相比，宮頸癌組織中MMP-2及TIMP-2呈現(xiàn)高表達(dá);這表明MMP-2-TIMP-2生物軸參與宮頸癌的發(fā)病。由此可知，MMP-2、TIMP-2參與了在宮頸癌的發(fā)生發(fā)展、侵襲。MMP-2高表達(dá)可以使腫瘤細(xì)胞具有降解基底膜及細(xì)胞外基質(zhì)的能力，能夠使腫瘤細(xì)胞具有突破上皮細(xì)胞、血管等屏障的能力，同時，TIMP-2的表達(dá)水平雖然也相對升高，但仍不能達(dá)到抑制MMP-2的水平，上述原因易使腫瘤細(xì)胞發(fā)生浸潤、轉(zhuǎn)移。

3.3趨化因子CXCL12-CXCR4和MMP-2-TIMP-2的相互作用對宮頸癌的影響CXCL12-CXCR4軸影響腫瘤血管生長，血管新生是腫瘤發(fā)展過程中的重要環(huán)節(jié)，主要包括血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移及降解細(xì)胞外基質(zhì)等過程［10］。CXCL12促進(jìn)MMP-2的表達(dá)增強(qiáng)，同時可以誘導(dǎo)微血管的形成，從而間接調(diào)節(jié)血管生成。本研究發(fā)現(xiàn)CXCL12-CXCR4與MMP-2-TIMP-2呈正相關(guān)，表明趨化因子誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移時MMP-2表達(dá)增加，二者的相互作用在宮頸癌的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。CXCL12-CXCR4軸具有增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞降解細(xì)胞外基質(zhì)和破壞基膜的能力，表現(xiàn)在趨化因子誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移時MMP-2表達(dá)增加，MMP-2可降解細(xì)胞外基質(zhì)，同時趨化因子可聚集大量的單核細(xì)胞，在局部分泌蛋白酶和上調(diào)其蛋白酶活性，使腫瘤局部微環(huán)境中MMP-2增多，降解細(xì)胞外基質(zhì)，從而增強(qiáng)了腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移能力。CXCL12可通過誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)鈣離子動員，激活細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶，增加MMP-2的分泌，降解膠原纖維，破壞基膜，表明CXCL12有利于腫瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移局部微環(huán)境的重建，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長。

綜上所述，趨化因子CXCL12和MMP-2水解細(xì)胞外基質(zhì)是宮頸癌侵襲的前提條件，CXCL12-CXCR4生物軸及MMP2-TIMP2與宮頸癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，揭示宮頸癌的發(fā)病和轉(zhuǎn)移機(jī)制。

參考文獻(xiàn)

1謝江柳，師水生.CXCL12/CXCR4軸與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移關(guān)系的研究進(jìn)展.醫(yī)學(xué)綜述，2014，20:4269-4271.

2魏梅，梁立治，張昌卿，等.宮頸腺癌細(xì)胞CXCR4/CXCLl2過表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和慢性炎癥的關(guān)系.癌癥，2007，26:298-302.

3謝幸，茍文麗主編.婦產(chǎn)科學(xué).第8版.北京:人民衛(wèi)生出版社，2013.304-309.

4郭清，吳小華.腹腔微環(huán)境與卵巢上皮性癌腹腔轉(zhuǎn)移關(guān)系的研究進(jìn)展.中華婦產(chǎn)科雜志，2013，48:388-390.

5 Liekens S，Schols D，Hatse S.CXCL12-CXCR4 axis in angiogenesis，metastasis and stem cell mobilization.Curr pharm Des，2010，16: 3903 3920.

6 Yadav SS，Prasad SB，Das M，et al.Epigenetic silencing of CXCR4 promotes loss of cell adhesion in cervical cancer.Biomed Res Int，2014，14: 581403.

7 Huang Y，Zhang J，Cui ZM，et al.Expression of the CXCL12/CXCR4 and CXCL16/CXCR6 axes in cervical intraepithelial neoplasia and cervical cancer.Chin J Cancer，2013，32:289-296.

8 Cardeal LB，Boccardo E，Termini L，et al.HPV16 oncoproteins induce MMPs/RECK-TIMP-2 imbalance in primary keratinocytes: possible implications in cervical carcinogenesis.PLoS One，2012，7: e33585.

9游泳，杜瑩瑩，曹媛，等.基質(zhì)金屬蛋白酶及其抑制因子在宮頸癌中的表達(dá)及臨床意義.中國實用醫(yī)刊，2014，41:1-5.

10郭清，吳小華，呂英璞，等.CXCL12-CXCR4趨化因子軸與卵巢上皮性癌關(guān)系的實驗研究.中華醫(yī)學(xué)雜志，2013，93:1677-1680.

·論著·

Expression and significance of CXCL12-CXCR4 and MMP2-TIMP2 in cervical cancer

GUO Qing，LV Yingpu，ZHANG Weican，et al.
Department of Obstetrics and Gynecology，The First Hospital of Shijiazhuang City，Shijiazhaung 050011，China

【Abstract】ObjectiveTo investigate the expression and significance of CXCL12-CXCR4 and MMP2-TIMP2 in cervical cancer tissues in order to explore the pathogenesis process and metastasis mechanism of cervical cancer.Methods The expression levels of CXCL12-CXCR4 and MMP2-TIMP2 were detected by immunohistochemistry in 23 patients with cervical cancer (experimental group) and 25 patients who underwent whole hysterectomy because of multiple myomata (control group).The correlation between the expressions of CXCL12-CXCR4，MMP2-TIMP2 and pathogenesis of cervical cancer was analyzed.Results As compared with those in control group，the expression levels of CXCL12-CXCR4 as well as MMP2-TIMP2 were significantly increased (P＜0.05).The expressions of CXCL12 were positively correlated to those of MMP2 (r=0.452，P＜0.05)，so were between CXCL12 and TIMP2 (r=0.533，P＜0.05) in cervical cancer.ConclusionThe pathogenesis and metastasis of cervical cancer may be closely correlated to CXCL12-CXCR4 and MMP2-TIMP2，moreover，CXCL12 may play an important role in the process.

【Key words】chemokines; CXCL12; CXCL12-CXCR4; MMP2-TIMP2; cervical cancer

(收稿日期:2015－10－28)

doi:10.3969/j.issn.1002－7386.2016.05.004

【中圖分類號】R 711.74

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】1002－7386(2016) 05－0656－03

作者單位: 050011河北省石家莊市第一醫(yī)院婦產(chǎn)科