徐小艷,徐憲偉,王 慧,楊金花
肺腺癌中CD147、MMP-9和VEGF的表達及臨床意義
徐小艷1,徐憲偉1,王 慧2,楊金花1
目的 觀察肺腺癌中CD147、MMP-9和VEGF蛋白表達,并分析三者表達的相關(guān)性。方法 采用免疫組化SP法檢測90例肺腺癌、10例肺良性病變和10例相對正常肺組織中CD147、MMP-9和VEGF蛋白表達,用Imagepro Plus圖像分析軟件測試3種蛋白在肺腺癌中的陽性強度。結(jié)果 CD147、MMP-9和VEGF蛋白表達的陽性單位(positive unit, PU)值在肺腺癌組織中均顯著高于相對正常肺組織和肺良性病變組織(P均<0.001)。在90例肺腺癌中,CD147、MMP-9和VEGF的陽性率分別為88.89%(80/90)、84.44%(76/90)、80%(72/90)。CD147、MMP-9和VEGF均分別與肺腺癌組織學(xué)分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及TNM分期有關(guān)(P均<0.001),三者與肺腺癌患者年齡、吸煙史、大體類型均無關(guān)(P均>0.05)。CD147表達和MMP-9、VEGF表達均呈顯著正相關(guān)(rp=0.992,rp=0.984,P均<0.001)。結(jié)論 CD147、MMP-9和VEGF可能在肺腺癌發(fā)生、發(fā)展中起重要作用,推測CD147刺激腫瘤細胞產(chǎn)生MMP-9和VEGF,進而促進肺腺癌的浸潤和轉(zhuǎn)移,可以作為肺腺癌免疫治療的潛在靶點。
肺腫瘤;腺癌;CD147;MMP-9;VEGF;相關(guān)性
肺腺癌發(fā)病率在肺癌中占有很大比例,肺腺癌組織病理形態(tài)多樣,其發(fā)病機制是人們關(guān)注的焦點。CD147是免疫球蛋白超家族的一種跨膜糖蛋白,在多種惡性腫瘤中均高表達,表達越高,腫瘤的侵襲性越強。由于CD147能夠刺激腫瘤周圍間質(zhì)的纖維母細胞產(chǎn)生基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase, MMP),而MMP能夠在降解腫瘤基膜和腫瘤間質(zhì)的過程中誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細胞生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)的產(chǎn)生,MMP-9和VEGF在惡性腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移中扮演重要角色。因此,本實驗對90例肺腺癌中CD147、MMP-9和VEGF的表達進行免疫組化檢測,用定量測試法對三種蛋白進行定量測試,并分析三者與肺腺癌臨床病理參數(shù)的關(guān)系以及三者的相關(guān)性,以期為肺腺癌的發(fā)病機制提供一定的理論依據(jù)。
1.1 材料 收集鄭州市人民醫(yī)院病理科2012年6月~2015年8月存檔的病理活檢標本,包括90例肺腺癌原發(fā)灶;10例距腫物5 cm處相對正常成人肺組織;10例成人肺良性病變組織,包括2例結(jié)核、2例支氣管擴張癥及6例肺大皰,標本結(jié)果均經(jīng)病理科確診。按照(2015)WHO/國際肺癌研究聯(lián)合會肺癌組織病理分級分類法將肺腺癌組織按形態(tài)分為附壁為主型、腺腔為主型、乳頭為主型、實性為主伴黏液產(chǎn)生型、微乳頭為主型,本實驗將附壁為主型視為高分化,腺腔為主型和乳頭為主型視為中分化,實性為主伴黏液產(chǎn)生型和微乳頭為主型視為低分化?;颊叩钠渌Y料均來自住院病歷,術(shù)前均未行化、放療。
1.2 免疫組化 CD147、MMP-9和VEGF一抗兔抗人單克隆抗體(即用型)、二抗及DAB均為福州邁新公司。免疫組化采用SP法,主要步驟如下:石蠟組織切片、烤片、脫蠟并水化;抗原修復(fù);一抗37 ℃孵育2 h;二抗37 ℃孵育20~30 min;DAB顯色5~10 min;脫水、透明和封片。用已知CD147、MMP-9和VEGF陽性的肺腺癌組織和PBS分別代替一抗作為陽性和空白對照。
1.3 免疫組化定量測試 用Imagepro Plus圖像分析軟件分別測試CD147、MMP-9和VEGF表達強度的陽性單位(positive unit, PU)[1]。具體步驟如下:(1)萊卡顯微鏡在40倍物鏡下進行拍照;(2)將照片導(dǎo)入Imagepro Plus圖像分析軟件;(3)對于陰性切片從每個視野隨機選取1個細胞進行測試,對陽性切片從每例切片中選取陽性細胞圖片輸入計算機,測試每個陽性細胞的灰度Gα,同時在相應(yīng)的視野中測試背景灰度Gβ;(4)按參考文獻[1]公式計算每張切片細胞的PU值。本實驗中測試軟件設(shè)定的Gmax為256。
1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。用方差分析對多樣本均數(shù)之間進行比較。組間多重比較,如方差不齊,采用DunnettT3檢驗;如方差齊,采用LSD檢驗。采用Spearman法進行相關(guān)分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 CD147、MMP-9、VEGF在肺腺癌、肺良性病變及相對正常肺組織中的表達 免疫組化結(jié)果顯示CD147在肺腺癌組織中的表達主要定位于細胞膜和(或)胞質(zhì),為粗細相對均勻的黃褐色顆粒,其在肺良性病變及相對正常肺組織中幾乎不表達或低表達(圖1、2)。MMP-9(圖3)和VEGF(圖4)主要定位于肺腺癌細胞胞質(zhì),兩者在肺腺癌間質(zhì)的纖維細胞中也有一定的表達,兩者在肺良性病變及正常肺組織中幾乎不表達或低表達。90例肺腺癌中CD147、MMP-9和VEGF的陽性率分別為88.89%(80/90)、84.44%(76/90)和80%(72/90)。
①②③④
圖1 CD147在相對正常肺組織中幾乎不表達,SP法 圖2 CD147在肺腺癌中的表達,SP法 圖3 MMP-9在肺腺癌中的表達,SP法 圖4 VEGF在肺腺癌中的表達,SP法
2.2 CD147、MMP-9、VEGF在肺腺癌、肺良性病變及相對正常肺組織中的表達 肺腺癌組織中CD147、MMP-9和VEGF蛋白PU值均顯著高于相對正常肺組織和肺良性病變組織,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.001);三種蛋白陽性強度在相對正常肺組織和肺良性病變組織中基本相同,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05,表1)。
表1 CD147、MMP-9和VEGF在相對正常肺組織、肺良性病變及肺腺癌中的PU值差異
2.3 CD147、MMP-9、VEGF與肺腺癌臨床病理特征的關(guān)系 CD147、MMP-9、VEGF在肺腺癌高分化組、中分化組和低分化組中的表達依次升高,差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.001)。CD147、MMP-9、VEGF蛋白表達在肺腺癌TNM分期Ⅲ+Ⅳ期比Ⅰ+Ⅱ高,差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.001);CD147、MMP-9、VEGF蛋白的陽性強度在肺腺癌伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移原發(fā)灶中均高于不伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的原發(fā)灶,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.001)。CD147、MMP-9、VEGF的PU值與肺腺癌患者性別、年齡、吸煙史及大體類型均無關(guān)(P均>0.05,表2)。
2.4 肺腺癌中CD147、MMP-9和VEGF表達的相關(guān)性 Spearman相關(guān)性分析顯示:90例肺腺癌中,CD147蛋白表達和MMP-9蛋白表達呈顯著正相關(guān)(rp=0.992,P<0.001),CD147和VEGF的表達呈顯著正相關(guān)(rp=0.984,P<0.001)。
文獻報道[2-4]CD147在肝癌、前列腺癌、非小細胞肺癌等來源于上皮性惡性腫瘤組織中高表達,在正常組織或胚胎性組織中幾乎不表達,其高表達與腫瘤預(yù)后不良有關(guān)。MMP主要通過降解細胞外基質(zhì)這一作用在腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移中扮演重要角色,上述結(jié)論已在多種腫瘤如結(jié)直腸癌、腎癌、涎腺腺樣囊性癌等中得到證實[5-7]。腫瘤的生長、浸潤和轉(zhuǎn)移離不開新生毛細血管的形成。VEGF能夠作用于血管內(nèi)皮細胞,促進細胞分裂和毛細血管出芽生長,為腫瘤的增殖和轉(zhuǎn)移提供相對有利的微環(huán)境[8]。
臨床病理參數(shù)nCD147P值MMP?9P值VEGFP值性別 男6213.11±4.740.82112.75±4.810.79612.64±4.770.919 女2813.38±5.2213.03±4.9012.75±4.71年齡(歲) ≥605412.75±4.210.29012.49±4.260.41712.39±4.210.481 <603613.86±5.7013.35±5.5613.10±5.43吸煙史 否3612.91±4.560.65412.79±4.620.94012.81±4.620.824 是5413.39±5.0912.87±4.9012.59±4.88大體類型 周圍性5813.13±4.460.85512.96±4.430.73912.93±4.360.502 中央型3213.32±5.6012.61±5.5012.22±5.36腫瘤直徑(cm) ≤34313.82±5.130.24913.46±4.900.24213.24±4.640.279 >34712.63±4.5912.27±4.7112.16±4.79分化程度 高309.57±2.339.32±2.269.18±2.34 中3912.24±2.85<0.00111.92±3.15<0.00111.81±3.10<0.001 低2120.15±3.1319.58±2.9719.29±2.70淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移 無5410.73±3.32<0.00110.42±3.24<0.00110.32±3.23<0.001 有3616.90±4.6916.46±4.5316.21±4.42TNM分期 Ⅰ+Ⅱ5010.20±2.63<0.0019.92±2.87<0.0019.87±2.93<0.001 Ⅲ+Ⅳ4016.94±4.4016.48±4.2416.19±4.17
CD147在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮重要作用,主要是能夠刺激腫瘤間質(zhì)的纖維母細胞產(chǎn)生MMP[9]。MMP在降解基膜和細胞間質(zhì)的過程中,在使內(nèi)皮細胞移動的同時,又釋放出一些血管生成分子如VEGF[10],促進新生血管形成,直接或間接刺激腫瘤細胞的生長。
本實驗對90例肺腺癌組織中CD147、MMP-9和VEGF的表達進行檢測,結(jié)果顯示CD147在相對正常肺組織和肺良性病變組織中幾乎不表達或低表達,而在肺腺癌組織中高表達,且其表達越高,腫瘤分化越差,淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率越高,腫瘤分期越晚,對肺腺癌的病理診斷有一定的價值。MMP-9和VEGF的表達也出現(xiàn)了相似的結(jié)果。相關(guān)分析結(jié)果顯示,肺腺癌中CD147表達越高,MMP-9和VEGF表達也越高,CD147蛋白表達分別與MMP-9和VEGF表達呈顯著正相關(guān),提示在肺腺癌組織學(xué)水平,CD147的高表達可能促進MMP-9和VEGF的高表達,進一步促進了腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。以往研究顯示[4],在肺腺癌A549細胞水平,CD147 mRNA的表達分別與MMP-9、VEGF的mRNA呈正相關(guān),但是三者在組織學(xué)蛋白水平的表達文獻甚少報道。
目前,人們對于CD147調(diào)控MMPs和VEGF機制的研究也很多,觀點也不一。有文獻報道[11]SiRNA下調(diào)CD147的表達能夠阻止MMP-2、actin和FAK的表達,這一過程可能通過ERK1/2通路。有研究認為CD147可能通過如MAPK、PKC、PKA等信號干擾細胞內(nèi)NO/cGMP調(diào)節(jié)的Ca2+發(fā)揮其活化和表達MMPs[12],進而促進腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。另外有研究發(fā)現(xiàn)CD147還可直接促進腫瘤本身VEGF或間接通過MMPs促進腫瘤細胞和周圍基質(zhì)細胞中VEGF表達增高,從而促進血管新生[4]。也有研究發(fā)現(xiàn)CD147可能通過核因子κB受體活化因子配體激動劑對MMP-9和VEGF進行調(diào)節(jié)[13]。
綜上所述,CD147蛋白在肺腺癌組織中高表達,在相對正常肺組織和肺良性病變組織中幾乎不表達,其高表達可能提示腫瘤惡性增殖、分化差、淋巴結(jié)易轉(zhuǎn)移和較高的臨床分期,CD147表達與MMP-9和VEGF表達呈顯著相關(guān),推測CD147的高表達促進了MMP-9和VEGF的高表達,進一步促進了腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。CD147蛋白在肺腺癌中調(diào)控MMP-9和VEGF的具體機制可作為后續(xù)的研究。
[1] 徐小艷, 郅 程, 李玉梅, 等. 肝細胞膜表面相關(guān)抗原與非小細胞肺癌臨床病理特征和預(yù)后的關(guān)系[J]. 中華病理學(xué)雜志, 2012,41(3):151-155.
[2] Lee A, Rode A, Nicoll A,etal. Circulating CD147 predicts mortality in advanced hepatocellular carcinoma[J]. J Gastroenterol Hepatol, 2016,31(2):459-466.
[3] Kaira K, Arakawa K, Shimizu K,etal. Relationship between CD147 and expression of amino acid transporters (LAT1 and ASCT2) in patients with pancreatic cancer[J]. Am J Transl Res, 2015,7(2):356-363.
[4] Xu X, Liu S, Lei B,etal. Expression of HAb18G in non-small lung cancer and characterization of activation, migration, proliferation, and apoptosis in A549 cells following siRNA-induced downregulation of HAb18G[J]. Mol Cell Biochem, 2013,383(1-2):1-11.
[5] 郭 穎, 顧 鑫, 張林西, 等. 結(jié)直腸腺癌中Cox-2、MMP-9和E-cadherin的表達及臨床意義[J]. 臨床與實驗病理學(xué)雜志, 2015,37(7):810-812.
[6] Lin Y W, Lee L M, Lee W J,etal. Melatonin inhibits MMP-9 transactivation and renal cell carcinoma metastasis by suppressing Akt-MAPKs pathway and NF-κB-DNA-binding activity[J]. J Pineal Res, 2016,60(3):277-290.
[7] Zhao L, Jiang L, Du P,etal. Expression of SKA1 and MMP-9 in primary salivary adenoid cystic carcinoma: correlation with tumor progression and patient prognosis[J]. Acta Otolaryngol, 2016,136(6):575-579.
[8] Bekes I, Friedl T W , K?hler T,etal. Does VEGF facilitate local tumor growth and spread into the abdominal cavity by suppressing endothelial cell adhesion, thus increasing vascular peritoneal permeability followed by ascites production in ovarian cancer[J]? Mol Cancer, 2016,15(1):1-13.
[9] Xiong L, Edwards CK 3rd, Zhou L. The biological function and clinical utilization of CD147 in human diseases: a review of the current scientific literature[J]. Int J Mol Sci, 2014,15(10):17411-17441.
[10] Sounni N E, Roghi C, Chabottaux V,etal. Up-regulation of VEGF-A by active MT1-MMP through activation of srctyrosine kinases[J]. J Biol Chem, 2004,279(14):13564-13574.
[11] Xu H Y, Qian A R, Shang P,etal. siRNA targeted against HAb18G/CD147 inhibits MMP-2 secretion, actin and FAK expression in hepatocellular carcinoma cell line via ERK1/2 pathway[J]. Cancer Lett, 2007,247(2):336-344.
[12] Jiang J L, Zhou Q, Yu M K,etal. The involvement of HAbl8G/CD147 in regulation of store-operated calcium entry and metastasis of human hepatoma cells[J]. J Biol Chem, 2001,276(50):46870-46877.
[13] Nadia R, Danilo M, Marianna M,etal. Receptor activator of NF-κB ligand enhances breast cancer induced osteolytic lesions through upregulation of extracellular matrix metalloproteinase inducer/cd147[J]. Cancer Res, 2010,70(15):6150-6160.
Quantitative expression of CD147, MMP-9 and VEGF in lung adenocarcinoma and their clinical significance
XU Xiao-yan1, XU Xian-wei1, WANG Hui2, YANG Jin-hua1
(1DepartmentofPathology,2AcademyofSciencesExpertWorkstation,People’sHospitalofZhengzhou,Zhengzhou450000,China)
Purpose To investigate the expression of CD147, MMP-9 and VEGF and their relationships in lung adenocarcinoma. Methods The expression of CD147, MMP-9 and VEGF proteins was examined in 90 lung adenocarcinoma tissues by SP immunohistochemical method. The positive unit (PU) of CD147, MMP-9 and VEGF was assessed quantitatively using Imagepro Plus image analysis software. Results Positive intensity of CD147, MMP-9 and VEGF in lung adenocarcinoma was significantly higher than that in non-neoplastic internal controls and benign control tissues (P<0.001). The positive rates of CD147, MMP-9 and VEGF were 88.89% (80/90), 84.44% (76/90), and 80% (72/90), respectively. The expression of CD147, MMP-9 and VEGF was positively correlated with the degree of histologic differentiation,lymph node metastasis status and TNM stage (P<0.001). CD147 was correlated positively with MMP-9 and VEGF expression (rp=0.992,rp=0.984,P<0.001). Conclusion CD147, MMP-9 and VEGF may play an important role in the pathogenesis and progression of lung adenocarcinoma; CD147 may induce tumor invasion and metastasis by stimulating production of MMP-9 and VEGF, which is expected to be a potential promising target for immunotherapy.
lung neoplasms; adenocarcinoma; CD147; MMP-9;VEGF; correlation
鄭州市普通科技攻關(guān)計劃(20150076)
鄭州人民醫(yī)院1病理科、2院士工作站,鄭州 450000
徐小艷,女,碩士,主治醫(yī)師。Tel: (0371)67077128, E-mail: xxy123com@sina.com 楊金花,女,主任醫(yī)師,通訊作者。Tel: (0371)67077350,E-mail: jinhuay65@sina.com
時間:2017-4-17 18:19
http://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1073.R.20170417.1819.007.html
R 734.2
A
1001-7399(2017)04-0384-04
10.13315/j.cnki.cjcep.2017.04.007
接受日期:2017-01-10