论文部分内容阅读
【摘要】 目的 研究胃癌组织中巨噬细胞抑制细胞因子-1(MIC-1)蛋白的表达特点和意义。 方法 常规石蜡包埋行MIC-1免疫组织化学染色。结果 MIC-1在Ⅲ/Ⅳ期、癌细胞侵润浆膜层和淋巴结转移的胃癌组织中的阳性表达明显高于Ⅰ/Ⅱ期、癌细胞未侵润至浆膜层和淋巴结未转移的胃癌组织,组间比较差异均有显著性(P<0.01);复发组与非复发组胃癌组织MIC-1的表达之间存在差异(P<0.01)。结论 MIC-1表达与胃癌的发生发展、生物学行为和预后可能有关,可作为重要的生物学标记物。
【关键词】 胃肿瘤;巨噬细胞抑制细胞因子-1;免疫组织化学
Expression of macrophage inhibitory cytokine-1 in gastric cancer tissue and its biological significance
LI Yang-fan,XU Chun-jin,ZHANG Xi-liang,et al.Department of Gastroenterology,The First People’s Hospital of Shangqiu City,Shangqiu 476100,China
【Abstract】 Objective To examine the expression macrophage inhibitory cytokine-1(MIC-1)in gastric cancer tissue and its biological significance.Methods MIC-1 was detected by immunohistochemical method of strept audin-biotin complex in formalin-fixed specimens of 70 gastric cancer patients.Results The positive expression rates of MIC-1 were significantly higher in the tissues of advanced TNM staging、with infiltration into serous layer and with lymphnode metastasis than that of early TNM staging、without infiltration into serous layer and without lymphnode metastasis.The MIC-1 expression is much higher in recurrent gastric carcinoma than that in non-recurrent(P<0.01).Conclusion MIC-1 may be associated with the carcinogenesis、biological behaviors and prognosis of gastric cancer.This factor may be used as important biological markers in gastric cancer.
【Key words】 Gastric neoplasma;Macrophage inhibitory cytokine-1;Immunohisto-chemistry
胃癌是最常见的恶性肿瘤之一。据统计中国胃癌患者的死亡率占全部恶性肿瘤的首位。与其他恶性肿瘤一样,胃癌的发生机制不明。胃癌的发生发展是一个多基因多阶段的过程,其中一些细胞因子的表达对肿瘤细胞侵袭转移能力的影响越来越受到重视。TGF-β家族与肿瘤的发生发展有关系密切,巨噬细胞抑制细胞因子-1(macrophage inhibitory cytokine-1,MIC-1)是TGF-β超家族的新成员[1]。本研究采用免疫组织化学的方法检测MIC-1蛋白在正常胃黏膜和胃癌组织中的表达,旨在探讨其与胃癌浸润、转移及复发的关系,以期为胃癌的诊断和治疗提供有参考价值的分子生物学指标
1 材料与方法
1.1 组织材料 选取2004年4月至2008年4月商丘市第一人民医院胃镜室70例胃癌切除术后复查患者(至少术后1年)的胃癌根治术标本为实验组,其中39例胃癌复发的标本为复发组,31例胃癌无复发的标本为未复发组;另选取距肿瘤边缘大于5 cm的正常胃黏膜组织30例为对照组。全部病例均经手术和病理证实。所有标本经常规甲醛固定,石蜡包埋。每例选择有代表性的组织蜡块连续切片2张,切片厚4 μm,一张切片HE染色作复查诊断和组织学分级,另一张行MIC-1免疫组化染色。 以上所有标本均有完整的临床病理资料,所有胃癌患者术前均未行放疗和化疗。
1.2 临床资料 本组70例胃癌病例中男42例,女28例;年龄38~77岁。30例对照组中男17例,女13例;年龄32~75岁。病理类型包括腺癌40例,粘液腺癌17例,印戒细胞癌13例。组织学分级为:高分化15例,中分化20例,低分化35例;按癌细胞浸润深度,分癌细胞浸润至浆膜层者39例,未浸润至浆膜层者31例;临床病理证实有区域淋巴结转移者39例,无区域淋巴结转移者31例;TNM分期:Ⅰ期9例,Ⅱ期10例,Ⅲ期40例,Ⅸ期11例;肿瘤大小:直径<5 cm的36例,直径≥5 cm的34例。
2 方法
2.1 试验方法 一抗为兔抗人MIC-1单克隆抗体,为美国 USBIO公司产品,购自北京华美生物技术有限公司;即用型SABC试剂盒和DAB染色试剂盒均购自武汉博士德生物工程有限公司。严格按SABC染色步骤操作。以PBS液代替一抗作为阴性对照,已知阳性标本作阳性对照。
2.2 结果判断 MIC-1蛋白的阳性表达部位主要分布在肿瘤细胞胞浆中,胞核不着色(见图1-2)。结果分析参照 Bauskin等[2]的标准进行。阳性:胞浆内有棕黄色颗粒且染色强度高于背景的非特异性着色;阴性:细胞浆无染色或与阴性对照一致。每例随机观察5个高倍视野,每个视野100个细胞,计数500个细胞中棕色阳性细胞数,求出阳性率。根据阳性率分为:(-)阳性细胞<1%;(+)阳性细胞数在1%~25%之间;(++)阳性细胞数在26%~75%之间;(+++)阳性细胞数>76%。切片均采用同济千屏影像工程公司HPIA2000型图像分析软件进行定量分析。
2.3 统计学方法 所有数据应用SPSS13.0统计软件处理,采用χ2检验,以P<0.05为有统计学意义。
2 结果
2.1 MIC-1蛋白在正常胃黏膜及胃癌组织中的表达 MIC-1在正常胃黏膜及胃炎组织中有少量表达,多位于上皮细胞的基底部位,在胃癌组织中MIC-1阳性抗原物质呈棕黄色或棕褐色颗粒状,主要分布在肿瘤细胞胞浆中,胞核不着色。本组70例胃癌标本中,MIC-1蛋白的阳性表达率为70%(49/70),明显高于正常胃黏膜组的10%(3/30),两者之间存在显著性差异(χ2=30.290,P<0.01)。
2.2 MIC-1蛋白表达与胃癌主要临床病理特征的关系 70例胃癌标本中,癌细胞浸润至浆膜、有淋巴结转移和III/IV期胃癌组MIC-1蛋白阳性表达率明显高于未浸润至浆膜、无淋巴结转移和I/II期胃癌组,组间比较差异显著(P<0.01);与性别、年龄、肿瘤大小及组织学分级无关,见表1。
2.3 MIC-1蛋白表达与胃癌复发的关系 MIC-1在复发组和非复发组的阳性表达率分别为87.2%(34/39)和48.4%(15/31),两组之间存在显著性差异(χ2=12.3766,P<0.01)。
3 讨论
MIC-1是 TGF-β超家族的新成员[1]。MIC-1的主要功能和生物特征目前尚未完全明了,最近的研究表明在许多病理状态下,如急性损伤、炎症、肿瘤发生时,MIC-1的蛋白表达及血清水平会明显增高,提示MIC-1可能是巨噬细胞活性的自分泌调节物,是多种应激反应主要的分泌因子。MIC-1在肿瘤发生发展过程中的作用主要是生长抑制、诱导凋亡、促进肿瘤细胞分离转移及增强肿瘤细胞侵袭能力等[3]。国外文献报道,在前列腺癌、结肠癌、胰腺癌等[4-6]的肿瘤组织中发现MIC-1表达上调。我们从蛋白水平检测了胃癌组织中MIC-1的表达,结果显示MIC-1在正常胃黏膜组织中有少量表达,而在胃癌组织中高表达,两组比较有统计学差异(P<0.01),与文献报道一致[7],提示MIC-1在胃癌发生发展过程中可能起一定作用。
以往研究表明,MIC-1促使SNU-216胃癌细胞株内 uPA 及uPAR的活性明显提高[8];MIC-1抑制了cyclinD1癌基因的表达,并可增强蛋白水解酶活性,增加间质胶原的降解,从而降低瘤细胞黏附力,促进癌细胞的分离,迁移和转移[9];MIC-1还可以激活ERK增加肿瘤细胞的侵袭能力[10],激活的ERK与胃癌的发生、发展、肿瘤细胞的增殖及转移密切相关[11]。我们对MIC-1在胃癌组织中的表达情况研究发现,其阳性表达率有淋巴结转移的胃癌高于无淋巴结转移胃癌;癌细胞浸润至浆膜的胃癌高于癌细胞未浸润至浆膜胃癌;III/IV期胃癌高于I/II期胃癌;同时,复发和非复发胃癌组织中的MIC-1表达也有差异(P<0.01)。提示MIC-1可能在胃癌的发生、发展、侵袭和转移过程中扮演部分角色,也可能对胃癌的复发起一定作用。MIC-1有望成为对判断胃癌生物学特征的分子生物学指标之一。
MIC-1在胃癌中高表达的特征,反映了胃癌演进过程中众多基因变化的一部分,有可能为胃癌的诊断和治疗提供一个新的标志,提示阻断或拮抗MIC-1的活性,有助于阻止或延缓肿瘤的发生发展,这也为临床治疗胃癌提供了新的思路。
总之,MIC-1与胃癌的生物学行为和预后密切相关,有作为重要的生物学标记物的潜能。
图1 MIC-1在高分化胃癌中的阳性表达(200×)
图2 MIC-1在低分化胃癌中的阳性表达(200×)
参考文献
[1] Bootcov MR,Bauskin AR,Valenzuela SM,et al.MIC-1,a novel macrophage inhibitory cytokine,is a divergent member of the TGF-beta superfamily.Proc Natl Acad Sci U S A,1997,94(21):11514-11519.
[2] Bauskin AR,Brown DA,Junankar S,et al.The propeptide mediates formation of stromal stores of PROMIC-1:role in determining prostate cancer outcome.Cancer Res,2005,65(6):2330-2336.
[3] Bauskin AR,Brown DA,Kuffner T,et al.Role of macrophage inhibitory cytokine-1 in tumorigenesis and diagnosis of cancer.Cancer Res,2006,6(10):4983-4986.
[4] Brown DA,Stephan C,Ward RL,et al.Measurement of serum levels of macrophage inhibitory cytokine 1 combined with prostate-specific antigen improves prostate cancer diagnosis.Clin Cancer Res,2006,12(1):89-96.
[5] Brown DA,Ward RL,Buckhaults P,et al.MIC-1 serum level and genotype:associations with progress and prognosis of colorectal carcinoma.Clin Cancer Res,2003,9(7):2642-2650.
[6] Koopmann J,Rosenzweig CN,Zhang Z,et al.Serum markers in patients with resectable pancreatic adenocarcinoma:macrophage inhibitory cytokine 1 versus CA19-9.Clin Cancer Res,2006,12(2):442-446.
[7] 栾天燕,刘巍,杨渤彦,等.MIC-1、uPA蛋白在胃癌中的表达及临床意义.肿瘤学杂志,2008,14(4):267-269.
[8] Lee DH,Yang Y,Lee SJ,et al.Macrophage inhibitory cytokine-1 induces the invasiveness of gastric cancer cells by up-regulating the urokinase-type plasminogen activator system.Cancer Res,2003,63(15):4648-4655.
[9] Liu T,Bauskin AR,Zaunders J,et al.Macrophage inhibitory cytokine 1 reduces cell adhesion and induces apoptosis in prostate cancer cells.Cancer Res,2003,63(16):5034-5040.
[10] Kim KK,Lee JJ,Yang Y,et al.Macrophage inhibitory cytokine-1 activates AKT and ERK-1/2 via the transactivation of ErbB2 in human breast and gastric cancer cells.Carcinogenesis,2008,29(4):704-712.
[11] 许春进,陈玉龙,韩敏,等.转化生长因子β1和磷酸化细胞外信号调节激酶在胃癌中的表达和意义.中华内科杂志,2006,45(7):586-587.
【关键词】 胃肿瘤;巨噬细胞抑制细胞因子-1;免疫组织化学
Expression of macrophage inhibitory cytokine-1 in gastric cancer tissue and its biological significance
LI Yang-fan,XU Chun-jin,ZHANG Xi-liang,et al.Department of Gastroenterology,The First People’s Hospital of Shangqiu City,Shangqiu 476100,China
【Abstract】 Objective To examine the expression macrophage inhibitory cytokine-1(MIC-1)in gastric cancer tissue and its biological significance.Methods MIC-1 was detected by immunohistochemical method of strept audin-biotin complex in formalin-fixed specimens of 70 gastric cancer patients.Results The positive expression rates of MIC-1 were significantly higher in the tissues of advanced TNM staging、with infiltration into serous layer and with lymphnode metastasis than that of early TNM staging、without infiltration into serous layer and without lymphnode metastasis.The MIC-1 expression is much higher in recurrent gastric carcinoma than that in non-recurrent(P<0.01).Conclusion MIC-1 may be associated with the carcinogenesis、biological behaviors and prognosis of gastric cancer.This factor may be used as important biological markers in gastric cancer.
【Key words】 Gastric neoplasma;Macrophage inhibitory cytokine-1;Immunohisto-chemistry
胃癌是最常见的恶性肿瘤之一。据统计中国胃癌患者的死亡率占全部恶性肿瘤的首位。与其他恶性肿瘤一样,胃癌的发生机制不明。胃癌的发生发展是一个多基因多阶段的过程,其中一些细胞因子的表达对肿瘤细胞侵袭转移能力的影响越来越受到重视。TGF-β家族与肿瘤的发生发展有关系密切,巨噬细胞抑制细胞因子-1(macrophage inhibitory cytokine-1,MIC-1)是TGF-β超家族的新成员[1]。本研究采用免疫组织化学的方法检测MIC-1蛋白在正常胃黏膜和胃癌组织中的表达,旨在探讨其与胃癌浸润、转移及复发的关系,以期为胃癌的诊断和治疗提供有参考价值的分子生物学指标
1 材料与方法
1.1 组织材料 选取2004年4月至2008年4月商丘市第一人民医院胃镜室70例胃癌切除术后复查患者(至少术后1年)的胃癌根治术标本为实验组,其中39例胃癌复发的标本为复发组,31例胃癌无复发的标本为未复发组;另选取距肿瘤边缘大于5 cm的正常胃黏膜组织30例为对照组。全部病例均经手术和病理证实。所有标本经常规甲醛固定,石蜡包埋。每例选择有代表性的组织蜡块连续切片2张,切片厚4 μm,一张切片HE染色作复查诊断和组织学分级,另一张行MIC-1免疫组化染色。 以上所有标本均有完整的临床病理资料,所有胃癌患者术前均未行放疗和化疗。
1.2 临床资料 本组70例胃癌病例中男42例,女28例;年龄38~77岁。30例对照组中男17例,女13例;年龄32~75岁。病理类型包括腺癌40例,粘液腺癌17例,印戒细胞癌13例。组织学分级为:高分化15例,中分化20例,低分化35例;按癌细胞浸润深度,分癌细胞浸润至浆膜层者39例,未浸润至浆膜层者31例;临床病理证实有区域淋巴结转移者39例,无区域淋巴结转移者31例;TNM分期:Ⅰ期9例,Ⅱ期10例,Ⅲ期40例,Ⅸ期11例;肿瘤大小:直径<5 cm的36例,直径≥5 cm的34例。
2 方法
2.1 试验方法 一抗为兔抗人MIC-1单克隆抗体,为美国 USBIO公司产品,购自北京华美生物技术有限公司;即用型SABC试剂盒和DAB染色试剂盒均购自武汉博士德生物工程有限公司。严格按SABC染色步骤操作。以PBS液代替一抗作为阴性对照,已知阳性标本作阳性对照。
2.2 结果判断 MIC-1蛋白的阳性表达部位主要分布在肿瘤细胞胞浆中,胞核不着色(见图1-2)。结果分析参照 Bauskin等[2]的标准进行。阳性:胞浆内有棕黄色颗粒且染色强度高于背景的非特异性着色;阴性:细胞浆无染色或与阴性对照一致。每例随机观察5个高倍视野,每个视野100个细胞,计数500个细胞中棕色阳性细胞数,求出阳性率。根据阳性率分为:(-)阳性细胞<1%;(+)阳性细胞数在1%~25%之间;(++)阳性细胞数在26%~75%之间;(+++)阳性细胞数>76%。切片均采用同济千屏影像工程公司HPIA2000型图像分析软件进行定量分析。
2.3 统计学方法 所有数据应用SPSS13.0统计软件处理,采用χ2检验,以P<0.05为有统计学意义。
2 结果
2.1 MIC-1蛋白在正常胃黏膜及胃癌组织中的表达 MIC-1在正常胃黏膜及胃炎组织中有少量表达,多位于上皮细胞的基底部位,在胃癌组织中MIC-1阳性抗原物质呈棕黄色或棕褐色颗粒状,主要分布在肿瘤细胞胞浆中,胞核不着色。本组70例胃癌标本中,MIC-1蛋白的阳性表达率为70%(49/70),明显高于正常胃黏膜组的10%(3/30),两者之间存在显著性差异(χ2=30.290,P<0.01)。
2.2 MIC-1蛋白表达与胃癌主要临床病理特征的关系 70例胃癌标本中,癌细胞浸润至浆膜、有淋巴结转移和III/IV期胃癌组MIC-1蛋白阳性表达率明显高于未浸润至浆膜、无淋巴结转移和I/II期胃癌组,组间比较差异显著(P<0.01);与性别、年龄、肿瘤大小及组织学分级无关,见表1。
2.3 MIC-1蛋白表达与胃癌复发的关系 MIC-1在复发组和非复发组的阳性表达率分别为87.2%(34/39)和48.4%(15/31),两组之间存在显著性差异(χ2=12.3766,P<0.01)。
3 讨论
MIC-1是 TGF-β超家族的新成员[1]。MIC-1的主要功能和生物特征目前尚未完全明了,最近的研究表明在许多病理状态下,如急性损伤、炎症、肿瘤发生时,MIC-1的蛋白表达及血清水平会明显增高,提示MIC-1可能是巨噬细胞活性的自分泌调节物,是多种应激反应主要的分泌因子。MIC-1在肿瘤发生发展过程中的作用主要是生长抑制、诱导凋亡、促进肿瘤细胞分离转移及增强肿瘤细胞侵袭能力等[3]。国外文献报道,在前列腺癌、结肠癌、胰腺癌等[4-6]的肿瘤组织中发现MIC-1表达上调。我们从蛋白水平检测了胃癌组织中MIC-1的表达,结果显示MIC-1在正常胃黏膜组织中有少量表达,而在胃癌组织中高表达,两组比较有统计学差异(P<0.01),与文献报道一致[7],提示MIC-1在胃癌发生发展过程中可能起一定作用。
以往研究表明,MIC-1促使SNU-216胃癌细胞株内 uPA 及uPAR的活性明显提高[8];MIC-1抑制了cyclinD1癌基因的表达,并可增强蛋白水解酶活性,增加间质胶原的降解,从而降低瘤细胞黏附力,促进癌细胞的分离,迁移和转移[9];MIC-1还可以激活ERK增加肿瘤细胞的侵袭能力[10],激活的ERK与胃癌的发生、发展、肿瘤细胞的增殖及转移密切相关[11]。我们对MIC-1在胃癌组织中的表达情况研究发现,其阳性表达率有淋巴结转移的胃癌高于无淋巴结转移胃癌;癌细胞浸润至浆膜的胃癌高于癌细胞未浸润至浆膜胃癌;III/IV期胃癌高于I/II期胃癌;同时,复发和非复发胃癌组织中的MIC-1表达也有差异(P<0.01)。提示MIC-1可能在胃癌的发生、发展、侵袭和转移过程中扮演部分角色,也可能对胃癌的复发起一定作用。MIC-1有望成为对判断胃癌生物学特征的分子生物学指标之一。
MIC-1在胃癌中高表达的特征,反映了胃癌演进过程中众多基因变化的一部分,有可能为胃癌的诊断和治疗提供一个新的标志,提示阻断或拮抗MIC-1的活性,有助于阻止或延缓肿瘤的发生发展,这也为临床治疗胃癌提供了新的思路。
总之,MIC-1与胃癌的生物学行为和预后密切相关,有作为重要的生物学标记物的潜能。
图1 MIC-1在高分化胃癌中的阳性表达(200×)
图2 MIC-1在低分化胃癌中的阳性表达(200×)
参考文献
[1] Bootcov MR,Bauskin AR,Valenzuela SM,et al.MIC-1,a novel macrophage inhibitory cytokine,is a divergent member of the TGF-beta superfamily.Proc Natl Acad Sci U S A,1997,94(21):11514-11519.
[2] Bauskin AR,Brown DA,Junankar S,et al.The propeptide mediates formation of stromal stores of PROMIC-1:role in determining prostate cancer outcome.Cancer Res,2005,65(6):2330-2336.
[3] Bauskin AR,Brown DA,Kuffner T,et al.Role of macrophage inhibitory cytokine-1 in tumorigenesis and diagnosis of cancer.Cancer Res,2006,6(10):4983-4986.
[4] Brown DA,Stephan C,Ward RL,et al.Measurement of serum levels of macrophage inhibitory cytokine 1 combined with prostate-specific antigen improves prostate cancer diagnosis.Clin Cancer Res,2006,12(1):89-96.
[5] Brown DA,Ward RL,Buckhaults P,et al.MIC-1 serum level and genotype:associations with progress and prognosis of colorectal carcinoma.Clin Cancer Res,2003,9(7):2642-2650.
[6] Koopmann J,Rosenzweig CN,Zhang Z,et al.Serum markers in patients with resectable pancreatic adenocarcinoma:macrophage inhibitory cytokine 1 versus CA19-9.Clin Cancer Res,2006,12(2):442-446.
[7] 栾天燕,刘巍,杨渤彦,等.MIC-1、uPA蛋白在胃癌中的表达及临床意义.肿瘤学杂志,2008,14(4):267-269.
[8] Lee DH,Yang Y,Lee SJ,et al.Macrophage inhibitory cytokine-1 induces the invasiveness of gastric cancer cells by up-regulating the urokinase-type plasminogen activator system.Cancer Res,2003,63(15):4648-4655.
[9] Liu T,Bauskin AR,Zaunders J,et al.Macrophage inhibitory cytokine 1 reduces cell adhesion and induces apoptosis in prostate cancer cells.Cancer Res,2003,63(16):5034-5040.
[10] Kim KK,Lee JJ,Yang Y,et al.Macrophage inhibitory cytokine-1 activates AKT and ERK-1/2 via the transactivation of ErbB2 in human breast and gastric cancer cells.Carcinogenesis,2008,29(4):704-712.
[11] 许春进,陈玉龙,韩敏,等.转化生长因子β1和磷酸化细胞外信号调节激酶在胃癌中的表达和意义.中华内科杂志,2006,45(7):586-587.