肿瘤防治研究  2014, Vol.41 Issue (7): 794-798.   PDF    
细胞骨架蛋白4.1N与E-cadherin、β-catenin在胃癌中的表达及其临床意义
李春辉, 王竹君, 刘海旺, 程 玉    
067000 河北承德,承德医学院附属医院病理科
摘要目的 探讨胃癌组织、癌旁胃组织中细胞骨架蛋白4.1N与E-cadherin、β-catenin在胃癌转移 扩散中的作用及三者间的相互关系。方法 收集52例胃癌标本(腺癌)、30例距癌组织边缘10 cm以 上的癌旁胃组织标本作为对照。应用免疫组织化学Elivision法检测这些组织中的细胞骨架蛋白4.1N与 E-cadherin、β-catenin的蛋白表达情况。结果 胃癌组织中细胞骨架蛋白4.1N、E-cadherin及β-catenin 蛋白表达明显低于对照组(P<0.05);低分化胃癌组织中细胞骨架蛋白4.1N与E-cadherin、β-catenin的 蛋白表达较高-中分化胃癌组织表达显著降低(P<0.05);细胞骨架蛋白4.1N与E-cadherin、β-catenin 的蛋白在无淋巴结转移的胃癌组与有淋巴结转移的胃癌组间比较差异有统计学意义(P<0.05);细胞 骨架蛋白4.1N与E-cadherin、β-catenin的蛋白在胃癌组织中的IOD值随着TNM分期的增高而降低,组间 比较差异具有统计学意义(P<0.05),细胞骨架蛋白4.1N与E-cadherin、β-catenin的蛋白的表达与胃癌 患者的年龄、性别无关(P>0.05);细胞骨架蛋白4.1N与E-cadherin(r=0.381,P<0.05)、E-cadherin 与β-catenin(r=0.571,P<0.05)、细胞骨架蛋白4.1N与β-catenin(r=0.602,P<0.05)之间均呈正相关 关系。结论 细胞骨架蛋白4.1N与E-cadherin、β-catenin在胃癌中的表达呈正相关,三者在胃癌发生发 展中可能具有重要的协同作用。
关键词: 免疫组织化学     细胞骨架蛋白4.1N     E-钙黏着素     β-连环蛋白     免疫组织化学
Expression of Cytoskeletal Protein 4.1N, E-cadherin and β-catenin in Gastric Carcinoma and Their Clinical Significance
LI Chunhui,WANG Zhujun, LIU Haiwang, CHENG Yu    
Department of Pathology, The Affiliated Hospital of Chengde Mediecal College, Chengde 067000,China
AbstractObjective To explore the significance and interrelationship the protein expression of cyftoskeletal protein 4.1N, E-cadherin and β-catenin in the metastatic proliferation of gastric cancer. Methods We collected 55 cases of gastric carcinoma (adenocarcinoma) and 30 cases of gastric mucosa (distance from tumor edge ≥10 cm) as control study removed by surgical operation. The expressions of cytoskeletal protein 4.1N,E-cadherin and β-catenin protein were detected by Elivision immunohistochemicaly assay. Results The protein expression of cytoskeletal protein 4.1N, E-cadherin and β-catenin in gastric cancer group were significantly lower than that in control group (P<0.05), moreover, that in poorly-differentiated group was significantly lower than those in well- and moderately-differentiated groups (P<0.05). The protein expression of these three proteins between gastric cancer with and without lymph node metastasis group had significant difference (P<0.05). The IOD values of these three proteins were decreased with the increase of TNM stages in gastric cancer group. Similarly there was significant difference between the two groups (P<0.05). The expression of these proteins were not related with sex or age (P>0.05). There were positive correlation between cytoskeleton protein 4.1N and E-cadherin protein (r=0.381, P<0.05), E-cadherin protein and β-catenin (r=0.571, P<0.05), cytoskeleton protein 4.1N and β-catenin(r=0.602, P<0.05). Conclusion There were positive correlations among the expressions of cytoskeletal protein 4.1N, E-cadherin and β-catenin, indicating that important synergies exist among three proteins in promoting occurrence and development of gastric cancer.
Key words: Gastric cancer     Ctoskeletal protein 4.1N     E-cadherin     β-catenin     Imunohistochemis    
0 引言

细胞间黏附连接(adheren junction system,AJS) 结构的形成是通过相邻细胞表面的E-钙依赖性钙 黏着素(E-cadherin)受体的细胞外区域的相互作 用实现的,E-cadherin的细胞质区域与连环蛋白(β-catenin)连接,β-catenin再通过α-catenin与肌动 蛋白细胞骨架相连接,这种Cadherin的跨膜结构 与细胞骨架蛋白4.1N的连接对于细胞间连接的稳 定性及正常细胞生理功能的维持是必不可少的, 细胞的恶变通常表现为组织结构中细胞骨架的根 本改变,这种改变可能通过激活一些可阻断AJs聚 集的信号转导途径来实现,而细胞骨架蛋白4.1N 与E-cadherin、β-catenin在胃癌中相互关系的研究 目前尚未见报道,本实验通过比较细胞骨架蛋白 4.1N与E-cadherin、β-catenin在癌旁胃组织及胃癌 中的表达来分析三者与胃癌临床病理学指标(分 化程度、淋巴结转移、TNM分期)的关系及三者 之间的相互关系,为研究胃癌的发病机制提供一 些临床试验和理论依据,同时也为临床治疗胃癌 提供新的潜在的作用靶点。 1 资料和方法 1.1 病例资料

收集承德医学院附属医院2009年1月—2012年1 月手术切除经病理证实的胃腺癌组织52例,其中男 32例,女20例,年龄≤60岁的30例,>60岁的22例。 高-中分化者30例,低分化者22例;无淋巴结转移19 例,有淋巴结转移33例;TNM分期Ⅰ+Ⅱ期17例、 Ⅲ+Ⅳ期35例。同时取癌旁(距离肿瘤10 cm)并经 病理证实为无癌累及的胃黏膜组织30例作为对照 组,所有病例均未作任何放化疗治疗。 1.2 主要试剂

鼠抗人细胞骨架蛋白4 .1 N与E- cad h er in、 β-catenin抗体即用型免疫组织化学试剂盒由武汉博 士德生物技术公司提供。 1.3 实验方法

采用免疫组织化学Elivision法分别检测细胞 骨架蛋白4.1N与E-cadherin、β-catenin在癌旁胃组 织与胃癌组织中的表达。将癌旁胃组织与胃癌组 织常规石蜡包埋后,4 μm连续切片,常规脱蜡至 水,以3%H2O2室温孵育10 min,在微波炉中进行 抗原修复,加正常山羊血清工作液进行封闭,分 别加细胞骨架蛋白4.1N与E-cadherin、β-catenin抗 体在37℃湿盒中温育60 min后,4℃过夜,DAB 显色、蒸馏水冲洗终止显色、苏木精对比染色、 封片、观察。组织切片用PBS替代细胞骨架蛋白 4.1N与E-cadherin、β-catenin抗体作为阴性对照, 阳性对照为已知细胞骨架蛋白4.1N与E-cadherin、 β-catenin阳性的胃癌标本及已知阳性的胃黏膜组 织标本,细胞骨架蛋白4.1N免疫组织化学染色 阳性信号为在胞膜或胞质内出现棕褐色颗粒, E-cadherin、β-catenin免疫组织化学染色阳性信号 为在胞膜出现棕褐色颗粒。 1.4 结果判定

应用CMIAS真彩色医学图象分析系统,每张 切片随机选择5个高倍(×200)视野,分别对5个 不同视野中的各组免疫组织化学结果进行吸光度 值(integral optical density,IOD)测定,然后计算 平均IOD值。 1.5 统计学方法

采用SPSS11.5统计学软件进行统计学处理, 计量资料用x±s表示。两组间均数比较用t检验, 多组间均数的比较用方差分析。并将各因子吸光 度值进行相关性分析,以P<0.05为差异有统计学 意义。 2 结果 2.1 细胞骨架蛋白4.1N、E-cadherin 和 β-catenin 在癌旁胃黏膜和胃癌组织中的表达

细胞骨架蛋白4 .1 N在胃癌组、癌旁胃黏膜 组织中表达的IOD值分别为(7.98±2.28)和(10.03± 5.23),胃癌组明显低于对照组,差异有统计学 意义(P<0.05)。E-cadherin蛋白在胃癌组、对照组 中阳性表达的IOD值分别为(9.30±3.04)和(11.12± 4.68),胃癌组明显低于对照组(P<0.05)。β-catenin 蛋白在胃癌组、对照组中阳性表达的IOD值分别为 (10.39±2.57)和(14.11±5.12),胃癌组明显低于对照 组(P<0.05),见表 1

表 1 细胞骨架蛋白4.1N、E-cadherin和β-catenin 在癌旁胃黏膜和胃癌组织中的表达(x±s) Table 1 The expression of cytoskeletal protein 4.1N, E-cadherin and β-catenin in gastric mucosa and gastric carcinoma(x±s)
2.2 细胞骨架蛋白4.1N在不同组织中的表达及与临床生物学特性的关系

细胞骨架蛋白4.1N的表达在高-中分化胃癌 组织中IOD值是(8.96±5.13),在低分化胃癌组织 中IOD值是(6.42±3.46),低分化组较高-中分化组 的表达显著降低,两组比较差异有统计学意义 (P<0.05);细胞骨架蛋白4.1N在无淋巴结转移 的胃癌组中的IOD值是(9.10±4.78),在有淋巴结转移的胃癌组中的IOD值是(7.31±3.14),两组比较差 异有统计学意义(P<0.05);在Ⅰ+Ⅱ期IOD值为 (9.36±6.32),在Ⅲ~Ⅳ期为(7.29±3.12),两组之间 的表达比较差异均具有统计学意义(P <0.05); 与患病年龄及性别无关(P>0.05),见表 2图 1

A:strong positive expression in normal gastric mucosa;B:positive expression in well-and moderately-differentiated gastric carcinoma; C:negative expression in poorly-differentiated gastric carcinoma
图1 细胞骨架蛋白4.1N在不同组织中的表达 (Elivision ×200) Figure 1 Cytoskeletal 4.1N protein expression in different tissues (Elivision ×200)

表 2 细胞骨架蛋白4.1N、E-cadherin、β-catenin在胃癌组织中的表达及与临床生物学特性的关系(x±s) Table 2 Relationship between the expression of cytoskeletal protein 4.1N,E-cadherin,β-catenin and clinic biological characteristics of gastric carcinoma(x±s)
2.3 E-cadherin在不同组织中的表达与临床生物学特性的关系

E-cadherin蛋白的表达在高-中分化胃癌组织中 IOD值是(10.24±3.82),在低分化胃癌组织中IOD值 是(8.01±4.54),差异有统计学意义(P<0.05);无 淋巴结转移的胃癌组中的IOD值为(10.43±4.05), 在有淋巴结转移的胃癌组中的I OD值为( 8 .6 7 ± 3.35),两组比较差异有统计学意义(P<0.05); 在Ⅰ+Ⅱ期IOD值为(10.31±4.23),在Ⅲ+Ⅳ期为 (8.83±3.16),两组之间比较差异有统计学意义(P <0.05);与患病年龄、性别无关(P>0.05),见表 2图 2

A:strong positive expression in normal gastric mucosa;B:positive expression in well- and moderately-differentiated gastric carcinoma; C:negative expression in poorly-differentiated gastric carcinoma
图2 E-cadherin在不同组织中的表达 (Elivision ×200) Figure 2 E-cadherin protein expression in different tissues (Elivision ×200)
2.4 β-catenin表达与临床生物学特性的关系

β-catenin蛋白的表达在高-中分化胃癌组织中 IOD值是(11.15±4.21),在低分化胃癌组织中IOD值 是(9.19±3.21),高-中分化组β-catenin蛋白的表达 较低分化组显著高,差异有统计学意义(P<0.05); 在有淋巴结转移的胃癌组中的I OD值是( 9 .4 8 ± 4.05),在无淋巴结转移胃癌组中的IOD值是(11.76 ±4.51),两组比较差异有统计学意义(P<0.05);在 Ⅰ+Ⅱ期IOD值为(11.23±4.20),在Ⅲ+Ⅳ期为(9.86± 3.24),两组之间比较差异有统计学意义(P<0.05); 与患病年龄、性别无关(P>0.05),见表 2图 3

A:strong positive expression in normal gastric mucosa;B:positive expression in well-and moderately-differentiated gastric carcinoma; C: negative expression in poorly-differentiated gastric carcinoma
图3 β-catenin在不同组织中的表达 (Elivision ×200) Figure 3 β-catenin protein expression in different tissues (Elivision ×200)
2.5 细胞骨架蛋白4.1N与E-cadherin、β-catenin表达之间的相关分析

细胞骨架蛋白4.1N与E-cadherin之间的表达呈正 相关(r=0.381,P<0.05),与β-catenin之间的表达呈正 相关(r=0.602,P<0.05)。E-cadherin与β-catenin之间 的表达呈正相关(r=0.571,P<0.05),见表 3

表 3 胃癌组织中细胞骨架蛋白4 .1 N与E-cadherin、β-catenin之间的相关分析 Table 3 The correlation of cytoskeletal protein 4.1N,E-cadherin and β-catenin in gastric carcinoma
3 讨论

细胞骨架蛋白4.1N作为细胞膜的组成成分能 够将膜蛋白和细胞骨架蛋白连接起来,对维持细 胞膜的稳定性和完整性有重要作用。早期的研究 主要集中在其与不同的膜蛋白的相互作用关系 上。目前,国内外对4.1N的研究集中在其神经系 统中的功能,而在消化道肿瘤方面研究较少[1]。本 实验通过免疫组织化学法研究52例胃癌组织和30 例癌旁胃黏膜组织中细胞骨架蛋白4.1N的表达情 况,实验结果显示细胞骨架蛋白4.1N在癌旁胃组 织中的表达明显高于其在胃癌组织中的表达,且 与胃癌的病理分级、TNM分期有关。细胞骨架蛋 白4.1N作为重要的膜骨架成分,可能在细胞黏附 因子和细胞内信息转导中处于“信号中转站” 的关键性作用,并因此在肿瘤的发生、发展的过程中 可能起到重要作用。此外,本研究还发现在伴有 淋巴结转移的病例中,细胞骨架蛋白4.1N的表达 程度明显低于无淋巴结转移的病例,提示细胞骨 架蛋白4.1N可能参与胃癌的淋巴结转移过程。

E-cadherin是一种跨膜糖蛋白,可以与Catenin 结合而介导Ca 2+依赖性的细胞间黏附,这对于保 持组织结构的完整性和极性起着极其重要的作 用。Park等[2]研究认为E-cadherin表达下降是胃癌 发病机制的特征之一,如Becker等[3,4,5,6,7,8]研究发现早 期胃癌特别是弥漫型胃癌与E-cadherin表达下降相 关,用cDNA转染人类胃癌细胞系来重建cadherin 可以使癌细胞丧失浸润性。当细胞间黏附作用被 抗E-cadherin单克隆抗体抑制后,非转化上皮细 胞即获得去分化和浸润的表型。这些资料充分表 明E-cadherin能够抑制肿瘤的浸润过程。在大多 数其他上皮性肿瘤中E-cadherin表达下调被认为 是一种晚期事件,标志着其表达的变化可能是转 移征象。本研究发现E-cadherin蛋白阳性表达在 胃癌组明显低于癌旁胃黏膜组织组,高-中分化组 较低分化组增高,差异有统计学意义。在有淋巴 结转移的胃癌组较无淋巴结转移的胃癌组表达降 低,两者比较差异有统计学意义。从本结果可知 E-cadherin蛋白在胃癌组表达的IOD值随着TNM分期的升高而降低,Ⅲ+Ⅳ期与Ⅰ+Ⅱ期之间表达比 较差异有统计学意义。从本结果可知,E-cadherin 表达与胃癌的去分化程度、浸润能力、组织结构 完整性、破坏程度等生物学行为具有较显著相关 性,与文献报道一致。由此可见,E-cadherin表达 异常是胃癌重要的恶性生物学指标。对胃癌组织 进行E-cadherin的检测,有助于了解及判断胃癌的 去分化程度、浸润能力以及恶性程度,从而有助 于对患者的诊断与预后情况的评估。

β-catenin是Wnt/β-catenin信号转导途径的重要 调节因子。当信号转导过程发生异常或障碍,会导 致细胞生长、分化、代谢及生物学异常,从而引起 各种疾病甚至肿瘤的发生,因此胃癌的发生、发展 过程中可能也存在着上述信号转导通路的负性调 节[9]。本研究结果显示,β-catenin蛋白阳性表达在 胃癌组低于癌旁胃黏膜组。低分化组较高-中分组 显著降低,在有淋巴结转移组较无淋巴结转移胃癌 组显著降低。不同TNM分期的胃癌之间,β-catenin 的表达水平不同,在胃癌组表达的IOD值随着TNM 分期的升高而降低,结果提示,β-catenin与胃癌的 发生、转移和侵袭性密切相关,这一结果可能与 β-catenin涉及细胞生长信号的转导有关。β-catenin 的磷酸化可能会导致β-catenin不能参与形成E-cdcat复合体,进而使细胞间的黏附连接被破坏,促进 细胞的恶性转化,同时促进了肿瘤细胞的浸润与转 移。β-catenin与肿瘤转移的关系可能还源于其异常 表达导致的E-cd-cat系统功能异常,细胞黏附性下 降或丧失,从而促进了肿瘤的浸润与转移[10,11]

本研究对细胞骨架蛋白4.1N、E-cadherin及 β-catenin在胃癌组织中表达相关性的统计分析表 明,细胞骨架蛋白4.1N与E-cadherin、β-catenin 三者之间相互呈正相关关系,也就是说在胃癌 发生、发展过程中如果失去E-cadherin的正常表 达,可能意味着会同时失去β-catenin与细胞骨架 蛋白4.1N的正常表达,反之亦然[12]。导致这一结 果的原因可能是因为细胞骨架蛋白4.1N作为细胞 骨架蛋白与细胞膜之间的连接蛋白而存在能够与 β-catenin形成复合体在胃癌的发生、发展及转移 中发挥协同作用,同时E-cadherin与细胞骨架蛋 白4.1N有共同的定位[12],推测两种蛋白可能有直 接或者间接的联系,因此,细胞骨架蛋白4.1N、 E-cadherin及β-catenin三者在胃癌中的表达具有显 著相关性,其发生、发展及转移中可能发挥着协 同作用。

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