基质金属蛋白酶_7及其组织抑制因子_1在胃癌中的表达与浸润、转移的关系研究

                作者：孙淑明，卢晓峰，吴丽娥，林小红，林豪雨

【摘要】  目的：探讨基质金属蛋白酶_7(MMP_7及其组织抑制因子_1(TIMP_1在胃癌中的表达与浸润、转移的关系。方法：应用免疫组化检测36例胃癌标本中肿瘤组织及癌旁组织中MMP_7和TIMP_1的表达，并进行回顾性随访。结果：胃癌组织中MMP_7阳性表达率(58.3%明显高于癌旁组织(5.6%，P<0.01，胃癌组织中TIMP_1阳性表达率(44.4%与癌旁组织(50.0%无统计学意义。胃癌中MMP_7和TIMP_1之间表达强度关系无明显相关性。TIMP_1表达随胃癌TNM分期增加而减少(P<0.05。结论：MMP_7表达与胃癌组织学行为有关，TIMP_1可能抑制胃癌的浸润、转移。

【关键词】  胃癌；基质金属蛋白酶_7；基质金属蛋白酶抑制因子_1

   ［Abstract］Objective：To investigate the expression of matrix metalloproteinase_7(MMP_7and tissue inhibitor of metalloproteinase_1(TIMP_1in gastric carcinoma and their relationship with tumor cell invasion and metastasis. Methods：The immunohistochemistry was used to detect the expression of MMP_7 and TIMP_1 in 36 patients with gastric carcinoma. Results: The positive expression rate of MMP_7(58.3%in gastric carcinoma was higher than that of paracarcinoma mucosa(5.6%(P<0.05，there was no difference of the expression of TIMP_1 between gastric cancer(44.4%and paracarcinoma mucosa(50.0%. The expression of TIMP_1 decreased with the increase of TNM staging(P<0.05. Conclusion: The expression of MMP_7 is related to the behavior of gastric carcinoma，and the expression of TIMP_1 probably inhibits tumor cell metastasis.

    ［Key Words］gastric carcinoma，matrix metalloproteinase_7，tissue inhibitor of metalloproteinase_1

    据统计，约有80%以上的肿瘤病人死于肿瘤的侵袭与转移，其过程虽很复杂，但其基本步骤包括压力作用、癌组织粘附性降低、癌细胞迁移、细胞粘附分子作用和细胞外基质降解。基质金属蛋白酶(MMP能有效降解细胞外基质，在肿瘤生长、转移过程中均起着重要作用。MMP_7是MMP家族中最小的成员，可降解各种细胞外基质成分。为研究胃癌发生浸润、转移的分子机制，本研究应用免疫组化检测胃癌组织中MMP_7和其组织抑制因子_1(TIMP_1的表达，探讨其在胃癌发生、中的作用。

    1  资料与方法

    1.1  一般资料

    选取2004_01—2006_12汕头大学医学院第一附属有完整资料的原发性胃癌手术切除标本的存档蜡块36例(男性32例，女性4例。年龄44～81岁，平均60.2岁。所有患者术前均未接受放、化疗，并进行随访。病理组织分型：标本经病理证实为腺癌，其中低分化腺癌11例,高、中分化腺癌25例。采用国际抗癌联盟1987年公布的胃癌TNM分期：Ⅰ期2例，Ⅱ期8例，Ⅲ期20例，Ⅳ期6例。其中有、无淋巴结转移分别为24和12例。

    1.2  检测方法

    手术标本常规福尔马林固定，24h内取材，石蜡包埋，连续切片(厚4μm，苏木精_伊红染色。MMP_7和TIMP_1免疫组化染色。本实验采用链霉素_生物素(S_P免疫组化技术,MMP_7和TIMP_1单克隆抗体及免疫组化试剂盒(福州迈新生物技术公司，。按说明书操作。用已知的乳腺癌阳性片作阳性对照，同时用PBS替代一抗作阴性对照。根据细胞膜或胞浆的染色程度及染色细胞百分率进行判定：细胞膜或胞浆中有棕黄色颗粒沉着为阳性。基本不着色或着色细胞占计数细胞<5%为“_”，着色淡或着色细胞占5%～25%为“+”，着色深或着色细胞占26%～50%为“++”，着色细胞计数>50%为“+++”。

    1.3  统计学处理

    各样本计数资料采用SPSS10.0软件包统计处理，组间计数资料差异比较采用χ2检验。

    2  结果

    MMP_7在胃癌组织中的阳性表达率(58.3%(21/36显著高于癌旁组织(5.6%(2/36(P<0.01；TIMP_1在胃癌组织中的阳性表达率(44.4%(16/36低于癌旁组织(50.0%(18/36，但无统计学意义(表1。MMP_7在胃癌组织中的表达呈细胞膜分布，阳性信号为棕黄色颗粒(图1，封3，MMP_7在癌旁组织中呈阴性表达，少部分为弱阳性，染色较浅(图2，封3。TIMP_1在胃癌组织及癌旁组织中的表达呈细胞膜分布，阳性信号为棕黄色颗粒(图3、4，封3。MMP_7的阳性表达与胃癌TNM分期(P<0.01及淋巴结转移(P<0.05均显著相关。但与肿瘤大小、部位、脉管侵犯、分化程度、浸润深度等无相关。MMP_7在Ⅰ、Ⅱ期及Ⅲ、Ⅳ期的阳性表达率分别为20.0%和73.1%，分期越晚，表达越强。MMP_7在有、无淋巴结转移的阳性表达率分别为70.8%和33.3%，淋巴结转移越多，表达越强；TIMP_1的阳性表达与胃癌TNM分期显著相关(P<0.05。但与肿瘤大小、部位、脉管侵犯、分化程度、浸润深度、淋巴结转移等无相关。TIMP_1在Ⅰ、Ⅱ期及Ⅲ、Ⅳ期的阳性表达率分别为80.0%和30.8%，分期越早，表达越强(表2。 表1  胃癌及癌旁组织中MMP_7和TIMP_1的表达表2  MMP_7和TIMP_1的表达与相关因素

    3  讨论

    我国胃癌的死亡率一直居恶性肿瘤第一位。胃癌的浸润、转移是造成胃癌患者死亡的主要原因。胃癌患者的预后与肿瘤的分化、浸润程度及是否有转移存在着密切相关性，其中浸润和转移是恶性肿瘤重要的生物学特征，也是影响预后的主要因素。基底膜和细胞外基质的降解是恶性肿瘤浸润和转移的首要环节。LIOTTA等［6］提出肿瘤侵袭三步(粘附、降解和运动理论。明确肯定了蛋白水解酶在肿瘤侵袭和转移中发挥重要作用。研究发现，MMPs是降解细胞外基质蛋白的最主要的蛋白水解酶，其活性被体内天然存在的TIMPs所抑制，与肿瘤的浸润与转移密切相关。MMP_7属MMPs家族成员，能降解基底膜和细胞外基质的多种成分，且是降解基底膜的酶中最重要的一种［2］，在肿瘤过程中起重要作用。MMP_7可表达于多种组织的病理和生理过程中，但主要表达于某些肿瘤细胞或肿瘤浸润边缘的细胞胞浆中。MMP_7对基底膜和基质的降解作用有两面性：①有助于病理损伤和生理生长过程中组织的修复和塑形；②有助于肿瘤细胞的扩散、转移以及肿瘤的血管生长。MMP_7是通过降解细胞外基质而促进肿瘤转移的［3］。MMP_7还参与恶性肿瘤转移的其它关键环节，如促进肿瘤的血管和淋巴管生成，为肿瘤细胞转移提供门户等［2］。MMP_7随胃癌的进展而表达增高，有淋巴结转移胃癌组中阳性率显著高于无淋巴结转移组，表明MMP_7表达与肿瘤的转移有关，而肿瘤的转移与肿瘤患者的预后密切相关，所以MMP_7的检测有可能成为评价胃癌恶性行为的生物学标记物［4］。彭芳等报道［5］MMP_7的表达水平与浸润程度和淋巴结转移状况和TNM分期密切相关。MMP_7在浅层浸润组和深层组的阳性率分别为20.0%和70.0%(P<0.01，转移组和无转移组的阳性率分别为73.5%和46.2%(P<0.05。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ期的阳性表达率分别为22.7%、66.7%、31.3%、90.0%，可见MMP_7高表达是胃癌预后差的标志之一。本研究结果中胃癌组织的MMP_7阳性表达率为58.3%，癌旁组织5.6%(P<0.01，MMP_7在Ⅰ、Ⅱ期及Ⅲ、Ⅳ期的阳性表达率分别为20.0%和73.1%，分期越晚，表达越强。MMP_7在有、无淋巴结转移的阳性表达率分别为70.8%和33.3%，淋巴结转移越多，表达越强。说明MMP_7的阳性表达与胃癌TNM分期(P<0.01及淋巴结转移(P<0.05均显著相关。MMP_7在胃癌的浸润和转移中起重要作用，MMP_7的高表达可致细胞外基质降解加快，促进癌细胞的浸润性生长，提示MMP_7的表达增高与胃癌的预后有关。

    TIMPs是MMPs的天然抑制剂，它可与活化状态的MMPs以1∶1分子比例非共价结合，这种结合是不可逆且稳定的，从而使MMPs不能发挥其作用，是MMPs的负调控因子。MMPs与TIMPs之间的平衡关系失调是导致肿瘤转移的一个重要因素，TIMPs通过下调MMPs的降解活性而抑制肿瘤的浸润和转移［6］。在所有的TIMPs中，TIMP_1作用最强，对于所有类型MMPs均有抑制作用［7］。TIMP_1在胃癌中的表达较少报道，李莉等［8］发现，TIMP_1与胃癌浸润、转移和TNM分期呈负相关。TIMP_1可通过其N端功能区的半胱氨酸与活化形式MMP_7的锌离子活性中心结合，其碳端功能区与MMP_7的其他部位结合，以1∶1的比例形成MMP_7－TIMP_1复合体，从而阻断MMP_7与底物结合，使MMP_7失去生物学活性，是一种转录后的调节机制［9］。本研究结果显示胃癌组织中TIMP_1的阳性表达率为44.4%，癌旁组织50.0%，这可能与我们研究的例数偏少有关。但TIMP_1的表达随胃癌TNM分期增加而减少(P<0.05。TIMP_1在Ⅰ、Ⅱ期及Ⅲ、Ⅳ期的阳性表达率分别为80.0%和30.8%，分期越早，表达越强，而胃癌中MMP_7和TIMP_1之间表达强度无明显相关性，提示TIMP_1能抑制胃癌的浸润、转移。因此，MMP_7的表达与胃癌组织学行为有关，TIMP_1可能抑制胃癌的浸润、转移。

【】
  ［1］潘留兰, 鲍晓蕾, 陈永胜, 等. MMP_2、MMP_7蛋白在胃癌组织中表达的意义［J］. 实验诊断学, 2007, 11(1: 84-86.

［2］YAMASHITA K, AZUMANO I, MAI M, et al. Expression and tissue localization of matrixmetalloproteinase_7(matrilysinin human gastric carcinomas implications for vessel invasion and metastasis［J］. Cancer, 1998, 79(2: 187-194.

［3］LIU X P, KAWAUCHI S, OGA A, et al. Prognostic signifi_cance of matrix metalloproteinase_7(MMP_7expression at the invasive front in gastric carcinoma［J］. Jpn J Cancer Res, 2002, 93(3: 291-295.

［4］胡端敏, 冯一中, 王少峰. COX_2与MMP_7蛋白在胃癌组织中的表达及临床意义［J］. 苏州大学学报: 医学版, 2008, 28(1: 82-84, 87.

［5］彭芳, 陈丽荣. MMP_26和MMP_7在胃腺癌中表达的临床意义研究［J］. 实用肿瘤杂志, 2008, 23(2: 116-120.

［6］LIOTTA L A, STEEG P A, STEVENSON W G. Cancer metastasis and angiogenesis: An imbalance of positive and ne_gative regulation［J］. Cell, 1991, 64: 327-336.

［7］DENHARDT D T, FENG B, EDWARDS D R, et al. Tissue inhibitor of metalloproteinases(TIMP, aka EPA: structure, control of expression and biological functions［J］. Pharmac Ther, 1993, 59: 329-341.

［8］李莉, 张声, 林化, 等. 基质金属蛋白酶和组织金属蛋白酶抑制剂表达失衡与胃癌浸润转移关系［J］. 癌症, 2002, 21(3: 305-310.

［9］HUO N, ICHIKAWA Y, KAMIYAMA M, et al. MMP_7(matrilysinaccelerated growth of human umbilical vein endothelial cells［J］. Cancer Lett, 2002, 177(1: 95-100.