临床研究 Open Access
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世界华人消化杂志. 2008-03-08; 16(7): 732-736
在线出版日期: 2008-03-08. doi: 10.11569/wcjd.v16.i7.732
结肠癌组织中整合素α3的表达与侵袭转移性的关系
姚立彬, 赵金鹏, 陈一尘, 杨松林, 苑海刚
姚立彬, 陈一尘, 徐州医学院附属淮安市二院普外科 江苏省淮安市 223002
赵金鹏, 苑海刚, 哈尔滨医科大学附属第四医院普外科 黑龙江省哈尔滨市 150001
杨松林, 哈尔滨医科大学附属第一医院ICU 黑龙江省哈尔滨市 150000
姚立彬, 2004年哈尔滨医科大学硕士, 主要从事结直肠肿瘤诊断和治疗的研究.
作者贡献分布: 姚立彬与赵金鹏对此文所作贡献均等; 此课题由姚立彬, 赵金鹏及苑海刚设计; 研究过程由姚立彬操作完成; 研究所用试剂及分析工具由杨松林提供; 数据分析由姚立彬, 赵金鹏, 陈一尘及杨松林完成; 本论文写作由姚立彬, 赵金鹏及陈一尘完成.
通讯作者: 赵金鹏, 150001, 黑龙江省哈尔滨市颐园街37号, 哈尔滨医科大学附属第四医院普外科. yaolibin_123@126.com
电话: 0451-86853623
收稿日期: 2007-09-07
修回日期: 2008-02-05
接受日期: 2008-02-15
在线出版日期: 2008-03-08

目的: 探讨整合素α3在结肠癌组织中表达的临床病理学意义. 

方法:  手术切除病理学诊断的结肠癌标本80例(男47例, 女33例)及淋巴结60枚, 淋巴结转移灶40枚和未转移淋巴结20枚. 非肿瘤结肠黏膜组织12 例作对照, 采用免疫组化方法检测整合素α3的表达情况. 

结果: 结肠癌原发灶及淋巴结转移灶中α3亚单位整合素的染色特征发生明显改变, 表达程度明显弱于邻近非肿瘤结肠黏膜组和未转移淋巴结(52/80 vs 12/12, 24/40 vs 18/20, P<0.05). 其表达与患者性别和年龄无关, 但随肿瘤Dukes分期增加及癌组织分化程度降低其表达逐渐减弱. 此外, 在发现有淋巴结转移与肝转移病例中, 其原发灶整合素α3表达弱于无淋巴结转移与无肝转移病例(25/49 vs 27/31, 1/16 vs 51/64, P<0.05).

结论:  整合素α3与结肠癌淋巴结转移程度和病期等生物学行为密切相关.

关键词: 整合素α3; 结肠癌; 整合素; 免疫组织化学
引文著录: 姚立彬, 赵金鹏, 陈一尘, 杨松林, 苑海刚. 结肠癌组织中整合素α3的表达与侵袭转移性的关系. 世界华人消化杂志 2008; 16(7): 732-736
Expression of integrin α3 in colon cancer and its relationship with invasion and metastasis
Li-Bin Yao, Jin-Peng Zhao, Yi-Chen Chen, Song-Lin Yang, Hai-Gang Yuan
Li-Bin Yao, Yi-Chen Chen, Department of General Surgery, Huaian Hospital Affiliated to Xuzhou Medical College (the Second People's Hospital of Huaian), Huaian 223002, Jiangsu Province, China
Jin-Peng Zhao, Hai-Gang Yuan, Department of General Surgery, the Fourth Affiliated Hospital of Harbin Medical University, Harbin 150001, Heilongjiang Province, China
Song-Lin Yang, Intensive Care Unit, the First Affiliated Hospital of Harbin Medical University, Harbin 150000, Heilongjiang Province, China
Correspondence to: Jin-Peng Zhao, Department of General Surgery, the Fourth Affiliated Hospital of Harbin Medical University, 37 Yiyuan Street, Harbin 150001, Heilongjiang Province, China. yaolibin_123@126.com
Received: September 7, 2007
Revised: February 5, 2008
Accepted: February 15, 2008
Published online: March 8, 2008

AIM: To investigate the expression of integrin α3 in colon cancer and its biological significance.

METHODS: Eighty specimens (male: 47 cases; female: 33 cases) of excised colon cancer, 60 lymph nodes, 40 lymph node metastasis tissues (40 cases) and 20 non-metastatic lymph nodes (20 cases) were selected. All specimens were examined through pathological method. Twelve non-tumorous colon mucosal tissues were chosen as controls. Immunohistochemical assay was used to determine the expression of integrin α3.

RESULTS: The positive rates of integrin α3 expression in the primary lesions of colon cancer and lymph node metastasis tissues were obviously lower than those in the non-tumorous colon mucosa and non-metastatic lymph nodes (52/80 vs 12/12; 24/40 vs 18/20, P < 0.05). The expression of integrin α3 in colon cancer had no correlation with the sex and age of patients, but it was weakened gradually with the increasing of Dukes staging and decreasing of tumor differentiation (P < 0.05). In addition, integrin α3 expression in the primary cases with the metastases of lymph node or liver was significantly weaker than that without metastases (25/49 vs 27/31; 1/16 vs 51/64, P < 0.05).

CONCLUSION: The expression of integrinα3 is correlated with the biological behavior of colon cancer.

Key Words: Integrin α3; Colon cancer; Integrin; Immunohistochemistry
0 引言

结肠癌浸润、转移等恶性表型是目前结肠癌治疗的最大障碍, 绝大多数结肠癌患者虽然经积极的常规治疗和手术切除, 但最终仍难免死于肿瘤复发和转移[1]. 近年国外学者通过对胃癌和乳腺癌及脑胶质瘤等肿瘤恶性演进的分子细胞学、分子生物学机制研究发现, 肿瘤细胞表面的α3β1和α5β1等整合素(integrins)细胞黏附受体(cell adhesion receptors)与细胞外基质(extracellular matrix, ECM)成分黏附所导致的肿瘤细胞游离出基底膜过程, 是肿瘤浸润性生长和远处转移的始动步骤[2-3]. 整合素在肿瘤中的表达及其与肿瘤临床生物学行为、诊断和预后的关系正受到人们日益密切的关注[4-10]. 有关结肠癌与整合素关系的研究很少. 我们应用免疫组化方法研究了结肠癌患者原发灶80例、转移或非转移性淋巴结及邻近非肿瘤结肠黏膜等不同组织的整合素α3亚单位表达情况, 旨在探讨整合素α3亚单位的表达与结肠癌侵袭性的关系.

1 材料和方法
1.1 材料

手术切除病理学诊断的结肠癌原发灶标本80例及60例淋巴结取自2004-07/2006-12哈尔滨医科大学, 男47例, 女33例. 年龄28-81(平均54.5)岁. 全部标本均经证实. Dukes A期6例, B期 23例, C期32例, D期19例. 高分化腺癌13例, 中分化腺癌52例, 低分化腺癌15例; 伴淋巴结转移49例, 肝转移16例. 距肿瘤边缘5 cm以上的邻近正常结肠黏膜组织12例作为对照. 癌转移的局部淋巴结40枚及未转移淋巴结20枚. 以40 g/L多聚甲醛固定后常规石蜡包埋. 兔抗人整合素α3 mAb、APES防脱片剂及SABC试剂盒均购于武汉博士德生物工程有限公司, DAB显色试剂盒购于北京中山生物技术有限公司.

1.2 方法

石蜡切片厚4 μm, 丙酮固定后进行免疫组化SABC法染色: 抗原微波修复后加一抗置4 ℃冰箱过夜, 滴加生物素化Ⅱ抗(羊抗兔), 室温反应45 min, PBS冲洗后滴加试剂SABC 20 ℃-30 ℃ 20 min DAB试剂盒显色, 脱水、透明、封片、镜检. 整合素α3免疫组化DAB显色为棕黄色颗粒, 分布于肿瘤细胞膜及细胞质, 结果判定: (-)示阳性着色细胞低于或等于4%, (+)示着色淡或着色细胞在4%-25%者, (++)示着色适中或着色细胞占25%-50%者, (+++)示着色深或着色细胞大于50%者, 凡(+)或(+)以上者均视为阳性表达.

统计学处理 所获半定量数据进行χ2检验和Wilcoxon秩和检验.

2 结果

整合素α3在正常结肠黏膜中的表达(12/12)明显强于癌组织(52/80, P<0.05, 图1), 其表达与患者性别和年龄无关, 但随肿瘤Dukes分期增加及癌组织分化程度降低其表达逐渐减弱, 此外, 在发现有淋巴结转移与肝转病例其原发灶整合素α3表达(25/49, 1/16)弱于无淋巴结转移(27/31)与无肝转移(51/64)的病例(表1). 实验结果表明: 整合素α3表达的减弱提示结肠癌细胞向远处转移侵袭能力增强. 而其表达与患者性别和年龄无统计学差异.

表1 结肠癌组织整合素α3亚单位表达与临床病理的关系.
临床病理n整合素a3亚单位表达
+++++～+-
年龄≥603751913
<604352315
性别男4762516
女3341712
Dukes分期A-B297202
C-D5132226a
分化13751
5233514a
150213
淋巴结转移有4932224
无317204a
肝转移有160115
无64104113a
aP<0.05.
图1
图1 整合素α3在不同组织中的表达. A: 正常结肠黏膜; B: 结肠癌组织; C: 未转移淋巴结; D: 转移淋巴结.
3 讨论

整合素系指存在于细胞膜上的一类跨膜糖蛋白, 属于细胞黏附分子, 他是由一个α链和一个β链非共价连接而成的异二聚体[11], 他主要介导细胞之间及细胞与细胞外基质与ECM之间的黏附反应. 其配体分别是Ⅰ型和Ⅳ型胶原、层黏连蛋白(laminin, LN)、纤维黏连蛋白(fibronectin, FN)、玻璃体结合蛋白(vit-ronectin, VN)、纤维蛋白原(fibrinogen, FG)等[12]. 迄今为止已发现有18种不同的α链和8种不同的β链组成至少20多种不同的整合素分子, 决定了配体的特异性, 这些分子在肿瘤生长、侵袭和转移中的作用已成为当今热点研究课题[13-18]. 整合素表达的变化与人类原发肿瘤及其转移灶的预后及生物学行为关系密切, 同一种整合素在不同肿瘤中的表达不同: 整合素β4在乳腺癌中表达减少, 在乳头状甲状腺癌中的表达却异常升高. 本研究结果显示整合素α3在正常结肠黏膜中的表达明显强于癌组织. 人黑色素瘤细胞注入裸鼠体内的实验中整合素αvβ3与肿瘤的侵袭有关, αvβ3与转移有关[19]. Schirner et al[20]报道用整合素α5β1的cDNA转染结肠癌HT-29细胞, 高表达的α5β1可抑制HT-29细胞的肺转移, 提示这种细胞表面的α5β1的表达可能不利于其增殖、转移. 此外Van Waes[21]研究证实, 整合素分子在止血、血管形成、肿瘤、瘢痕、骨形成及受精、着床中也都起重要作用. 并且可像座桥梁双向转导细胞内外的信号, 广泛影响细胞的生存、生长、增殖、分化、侵袭和转移等生物学行为[22-23]. 目前多种研究方法、检测手段和染色法已被用于对整合素的研究, 如动物实验、成功的腹膜模型、免疫组化、免疫细胞化学、流式细胞仪、扫描电子显微镜及HE染色法、结晶紫染色法、荧光染色法[24]等分子生物学理论和技术的进步, 对整合素结构、功能、表达等进一步深入研究提供了可靠保证.

结肠癌是一种常见的恶性肿瘤, 近年来其发病率有逐年上升的趋势. 随着肿瘤分子生物学的进展, 对结肠癌分子水平的认识逐步深入. 最近, 细胞内信号转导已成为普遍关注的生物学问题, 他调节着多细胞生物的生长、发育、分裂及死亡等生物学行为, 并且与结肠癌等恶性肿瘤的发生发展密切相关. 近年来的研究表明, 整合素还可作为介导信号传递的膜分子, 通过独特的途径转导信号, 参与细胞多种生理功能和病理变化, 如细胞分化、增殖、伸展和迁移, 以及肿瘤的侵袭和转移等. 结肠癌治疗的最大障碍是结肠癌的浸润、转移, 绝大多数结肠癌患者虽然经积极的常规治疗和手术切除, 但最终仍难免死于肿瘤复发和转移. 肿瘤的转移是一个多阶段的复杂过程, 其中细胞间的黏附是一个重要的前提条件[25], 在肿瘤播散的过程中肿瘤细胞的黏附性质发生了改变, 原发肿瘤细胞内的黏附作用减弱可能起到重要的作用, 整合素α3是一类重要的肠黏膜细胞表面受体, 主要分布于肠黏膜绒毛底部[26]. 作为一种细胞黏附分子他能够调节细胞与基质和细胞与细胞之间的相互作用[27], 在肿瘤转移过程中起着重要作用, 其表达减弱使癌细胞间黏附力降低, 利于癌细胞从原发灶脱落、转移, 这可能是促使肿瘤转移的原因之一. 本实验结果亦提示整合素α3表达的减少或缺失与结肠癌的侵袭转移能力呈正相关, 众多报导揭示了无论在体内或体外整合素α3的表达都与肿瘤的恶性行为相关, 如在高侵袭和转移前列腺癌细胞中整合素α3的表达减弱[28], 此外整合素α3在肺腺癌中的阴性表达是一个预后不良的重要因素[29]. 这些发现均提示了整合素α3的表达下降防碍组织的完整性使细胞更容易扩散.

目前结肠癌的治疗仍遵循以手术为主的综合治疗, 除手术外我们比较常用的措施为术前或术后辅助化疗, 许多随机临床试验已经证实对于一些结肠癌患者辅助性化疗能够提高他们的生存率[30]. 但是对于具有哪些临床特征的患者决定行辅助性化疗有意义还不是很清楚. 本研究发现结肠癌组织中整合素α3的表达除明显弱于邻近非肿瘤结肠黏膜外, 还与多种临床病理因素有关, 即随Dukes分期增加、癌组织分化程度降低以及伴淋巴结或肝脏转移的癌灶组织所表达的整合素α3分别明显弱于临近非肿瘤结肠黏膜、不伴淋巴结或肝脏转移者. 这提示整合素α3亚单位的低表达与结肠癌细胞的浸润性、低分化趋向和转移潜能密切相关. 通过本实验结果我们认为对于癌组织中整合素α3表达阴性的结肠癌患者, 即使肿瘤局限在肠壁内, 可能也具有很强的远处转移侵袭趋向, 因此术后辅助性化疗可否在身体条件允许情况下延长化疗周期、增加化疗疗程以达到良好的治疗效果, 其可行性有待于探讨. 对整合素α3表达阳性的病例, 我们可考虑适当缩短化疗周期, 在达到良好治疗效果同时尽量减轻化疗药物对患者所造成的全身副反应, 虽然整合素α3在实体瘤中的具体作用机制尚有待于进一步阐明, 但本实验结果提示整合素α3表达的减少或缺失与结肠癌的转移密切相关, 是其恶性表型的一个重要特征, 他可能作为判定结肠癌预后的一个有价值的标记. 因此, 对于结肠癌患者, 术前经肠镜检查取病理或手术切除的标本做病理行免疫组化检查整合素α3对指导术前及术后辅助性治疗可能有着重要意义.

评论
背景资料

整合素指存在于细胞膜上的一类跨膜糖蛋白, 属于细胞黏附分子, 研究表明, 他与多种肿瘤的发生、发展和预后密切相关, 整合素在肿瘤中的表达及其与肿瘤临床生物学行为和预后的关系正受到人们密切的关注.

同行评议者

王健生, 副教授, 西安交通大学医学院第一附属医院肿瘤外科

研发前沿

整合素α3作为整合素家族中一个亚单位在胃癌、肺癌及脑胶质瘤等中的表达均有较透彻的研究, 通过其在不同肿瘤中表达情况来阐述其与各种肿瘤的生物学行为关系, 而他在结肠癌中的表达情况及与浸润转移、预后的关系报道较少. 此外整合素各亚单位之间的相互作用及其在肿瘤发生、发展过程中的作用机制还有待于进一步研究.

相关报道

Van Waes的一项研究证实, 整合素分子在止血、血管形成、肿瘤、瘢痕、骨形成及受精、着床中也都起重要作用, 并且可像座桥梁双向转导细胞内外的信号, 广泛影响细胞的生存、生长、增殖、分化、侵袭和转移等生物学行为.

创新盘点

本研究通过整合素α3在癌和正常组织及已转移和未转移的淋巴结中的表达并对已经有肝转移和淋巴结转移的病例原发病灶进行分类, 更系统的研究了整合素α3与结肠癌侵袭转移的关系.

应用要点

本研究显示整合素α3表达的减少或缺失与结肠癌的转移密切相关, 是其恶性表型的一个重要特征, 他可能作为判定结肠癌预后的一个有价值的标志.

同行评价

本文对整合素α3的表达与结肠癌生物学行为之间的相关性进行了初步研究, 结果显示具有一定的临床价值.

编辑: 程剑侠 电编: 郭海丽

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