基质金属蛋白酶9在大肠癌中的表达及其与血管生成的相关性.doc

基质金属蛋白酶-9在大肠癌中的表达及其与血管生成的相关性【摘要】 目的 探讨基质金属蛋白酶-9(MMP-9)在大肠癌中的表达及其与血管生成关系的临床意义。方法 应用免疫组化SP法检测108例大肠癌组织中MMP-9、血管内皮生长因子(VEGF)的表达以及微血管密度(MVD)。结果 MMP-9、VEGF的表达和MVD值与肿瘤分化、淋巴结转移、Dukes分期明显相关；MMP-9、VEGF阳性表达组的MVD值显著高于阴性组；MMP-9与VEGF在大肠癌组织中表达呈正相关。结论 MMP-9与大肠癌血管生成有关，检测MMP-9的表达可作为反映大肠癌侵袭和转移的生物学指标。 【关键词】 大肠肿瘤基质金属蛋白酶-9血管内皮生长因子微血管密度血管生成免疫组织化学Expression of Matrix Metalloproteinases-9 and Its Relationship with Angiogenesis in Colorectal Carcinoma Abstract：Purpose To study the clinical significance and the relationship between the expression of matrix metalloproteinases-9 (MMP-9) and angiogenesis in colorectal carcinoma. Methods The expressions of MMP-9, vascular endothelial growth factor (VEGF) and microvessel density (MVD) in 108 cases with colorectal cancer were detected by S-P immunohistochemical method. Results The expressions of MMP-9 and VEGF were significantly correlated with the numbers of MVD and the differentiation, lymph node metastasis and Dukes stage in colorectal cancer. The value of MVD in cases with the positive expressions of MMP-9 and VEGF was higher than that in cases with the negative ones. There was a positive correlation between expressions of MMP-9 and VEGF in colorectal carcinoma. Conclusion There is a close relationship between the expression of MMP-9 and angiogenesis in colorectal carcinoma. The expression of MMP-9 can be used as a biological marker for cancer agreesiveness and metastasis in colorectal carcinoma. Key words: colorectal neoplasms; matrix metalloproteinase-9; vascular endothelial growth factor; microvessel density; angiogenesis; immunohistochemistry 大肠癌预后不良的主要原因为浸润转移和术后易复发，其浸润转移过程复杂，而血管生成起着重要的作用。血管生成不仅为肿瘤细胞增殖提供养分，而且是肿瘤细胞进一步侵袭的重要途径。基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）通过对细胞外基质（extracelluar matrix，ECM）和血管基底膜的降解，在许多恶性肿瘤血管生成中发挥重要作用1。我们通过免疫组化SP法检测大肠癌组织中基质金属蛋白酶9（matrix metalloproteinases-9，MMP-9）、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的表达以及微血管密度(microvessel density,MVD)，探讨MMP-9的表达与大肠癌血管生成的关系及其临床意义。 1 材料与方法 1.1 材 料 收集1996年10月2002年10月手术切除或活检的大肠癌标本108例，材料均经10%甲醛固定。男性60例，女性48例，年龄3175岁，中位年龄54.7岁。108例大肠癌中直肠癌73例，结肠癌35例；大体类型：肿块型30例，浸润型20例，溃疡型58例；组织学类型：乳头状腺癌14例，管状腺癌77例，黏液腺癌10例，印戒细胞癌7例；侵及肌层者42例，侵及浆膜层者66例；分化程度：高分化癌33例，中分化癌60例，低分化癌15例；淋巴结转移阳性者49例，淋巴结转移阴性者59例；Dukes分期：A期6例，B期53例，C期30例，D期19例；对其中70例进行了随访，随访时间860个月。 1.2 方 法 免疫组织化学染色采用SP法，MMP-9、VEGF单克隆抗体（即用型）和SP试剂盒均购自福州迈新生物技术公司，操作按试剂盒说明书进行。采用已知的阳性乳腺癌组织切片做阳性对照，以PBS代替一抗做阴性对照，DAB显色。 1.3 结果判断 MMP-9、VEGF阳性表达的判断，在显微镜下观察肿瘤细胞，以细胞质出现棕黄色颗粒为阳性细胞，高倍镜（400）下取5个视野中癌细胞总数以及MMP-9、VEGF阳性的癌细胞数，取阳性细胞所占百分比的平均数，1分为阳性细胞10%，2分为11%50%，3分为51%75%，4分为>75%；阳性癌细胞的着色强度为：0分为无着色，1分为黄色，2分为棕黄色，3分为棕褐色。染色强度与阳性细胞所占百分比的乘积>3分为免疫反应阳性。MVD计数，先在低倍镜(40)下选取5个微血管密集的部位，再在高倍镜(200)下进行观察，计数每个区域血管数量，以平均值表示每例的MVD值。 1.4 统计学处理 各组数据以xs表示，根据资料的性质分别采用t检验，2检验，相关分析用Spearman相关分析。 2 结 果 2.1 MMP-9、VEGF表达以及MVD与大肠癌临床 病理特征的关系 由表1可见，MMP-9表达和MVD与大肠癌的分化程度、Dukes分期、淋巴结转移密切相关（P<0.01或P<0.05）；VEGF表达与大肠癌的Dukes分期、淋巴结转移密切相关（P<0.01）。 2.2 MMP-9、VEGF表达与MVD的关系 由表2可见，大肠癌组织中MMP-9、VEGF阳性表达组的MVD显著高于阴性组（P<0.01）。 2.3 MMP-9与VEGF的相关性 108例大肠癌组织中，MMP-9与VEGF同为阳性表达有60例，同为阴性表达有34例，前者阳性而后者阴性有5例，前者阴性而后者阳性有9例，Spearman相关分析，两者的表达呈正相关（r=0.609，P<0.01）。 3 讨 论 肿瘤细胞对细胞外基质及基膜的降解是肿瘤侵袭转移的关键步骤，该步骤主要依靠蛋白水解酶的参与。基质金属蛋白酶是较为重要的一类蛋白水解酶，几乎能降解细胞外所有的基质成分，其中MMP-9因参与基膜的主要成分型胶原、型胶原、层黏连蛋白的降解而同肿瘤侵袭转移的关系更为密切2，3。本实验结果显示，MMP-9的表达有淋巴结转移者高于无淋巴结转移者，DukesC、D期明显高于A、B期，低分化癌高于高中分化癌，说明MMP-9在大肠癌的侵袭和转移过程中发挥了重要作用。这与国内外的研究报道一致4，5。目前认为MMP-9参与肿瘤侵袭和转移的主要机制是降解型胶原，可以通过影响细胞与细胞外基质、细胞与细胞的粘附性而促进肿瘤细胞的侵袭和转移。近年来一些研究还发现MMP-9在水解细胞外基质时使某些隐秘的生物活性片段释放，而在诱导肿瘤细胞的增殖和迁徙中具有一定的作用6。 血管生成是肿瘤生长和转移必备条件之一，新生血管不仅为肿瘤细胞的增殖提供营养，而且是肿瘤细胞进一步侵袭的重要途径7。本研究结果表明，大肠癌VEGF阳性表达与Dukes分期、淋巴结转移密切相关，与其分化程度无关，同样表明了VEGF表达与大肠癌的侵袭转移密切相关。我们应用大肠癌组织中的MVD计数来分析VEGF与MVD的关系，研究显示VEGF表达阳性大肠癌组织的MVD显著高于表达阴性者，证明VEGF在大肠癌组织中有促进新生血管形成的作用。MMP-9又是如何协同或促进VEGF的作用来促进肿瘤侵袭与转移的呢？进一步研究表明肿瘤血管形成过程中，不仅需要各种血管生成因子促进内皮细胞增生，还需要蛋白酶溶解血管的基膜，才能以出芽的方式新生，若要进一步在周围的空间内伸展仍需要溶解周边的基质，这一过程主要依靠MMPs完成8。本研究证明MMP-9阳性表达大肠癌组织的MVD同样显著高于表达阴性者，说明MMP-9在大肠癌侵袭转移中的作用是通过降解组织周边的基底膜和细胞外基质以及促进血管生成这一双重作用来实现。本组资料进一步分析显示，MMP-9与VEGF的表达存在正相关，MMP-9和VEGF协同参与血管生成，同时MMP-9能促进内皮细胞或肿瘤细胞VEGF表达上调，并能促进VEGF更有效地作用于受体，从而诱导血管生成。 以上提示，MMP-9与VEGF在大肠癌侵袭与转移过程中具有共同促进作用。测定大肠癌组织中MMP-9、VEGF与MVD可以作为反映大肠癌侵袭和转移的生物学指标。【参考文献】 1 Bergers G, Brekken R, McMahon G, et al. Matrix metalloproteinases-9 triggers the angiogenic switch during carcinogenesisJ. Nature Cell Biology, 2000,2(10):737-744.2 Waas ET, Wobbes T, Lomme RM, et al. Matrix metalloproteinases 2 and 9 activity in patients with colorectal cancer liver metastasisJ. Br J Surg,2003,90(12):1556-1564.3 范伟, 刘洪云, 卢丽艳. 大肠癌中p27kipl、MMP-9的表达及相关性J. 中国误诊学杂志, 2005,5(2):225-227.4 Collins HM, Morris TM, Watson SA. Spectrum of matrix metalloproteinases expression in primary and metastatic colon cancer. Relationship to the tissue inhibitors of metalloproteinase and membrance type-1-matrix metalloproteinaseJ. Br J Cancer,2001,84(12):1664-1670.5 赵勇, 蔡方, 陈罡. 基质金属蛋白酶-9和基质金属蛋白酶抑制剂-2对大肠癌浸润转移及预后的影响J.中国临床康复, 2005,9(6):112-113.6 Nelson AR,Fingleton B,Rothenberg ML, et al. Matrix metall