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c-Met在人乳腺癌组织中的表达及其与明胶酶的关系

2012-07-05陈婷婷吴正升虞红珍

关键词:组织化学生存期乳腺癌

陈婷婷 吴正升 王 弦 虞红珍 孟 刚

(安徽医科大学病理学教研室,合肥 230032)

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一,肿瘤的侵袭性生长、转移和复发是其难以根治和导致乳腺癌患者死亡的主要原因。因此,理解乳腺癌侵袭转移背后的分子机制,发掘有效的肿瘤侵袭转移标志物,对判定患者的预后、及时治疗,从而提高患者的疗效和预后有着十分重要的意义。c-Met基因是编码肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor,HGF)受体蛋白的原癌基因,广泛存在于包括肿瘤细胞在内的多种上皮细胞,其通过与HGF结合,而在肿瘤细胞的播散、侵袭、迁移及转移中发挥着重要作用。明胶酶(MMP-2,-9)是基质金属蛋白酶(metrix metalloproteinases,MMPs)家族重要成员,能够特异性降解基底膜的主要成分IV型胶原和细胞外基质,从而在肿瘤的侵袭转移过程中发挥十分重要的作用。目前,关于c-Met与明胶酶在人乳腺癌侵袭转移过程中的关系似未见报道,两者之间是否相互作用尚不明朗。本研究首先利用免疫组织化学方法检测人乳腺癌组织c-Met的表达及其与明胶酶表达的相关性,然后通过体外实验和siRNA干扰技术,分析两者之间的关系,力图探讨c-Met在人乳腺癌侵袭转移过程中可能的角色及其分子机制。

材料和方法

1.材料

收集安徽医科大学第一附属医院乳腺癌病例86例乳腺癌组织。所有标本均以4%甲醛固定,石蜡包埋,常规做苏木精-伊红(HE)染色,组织病理学确诊。所有病例以3μm厚度连续切片,敷贴于10%多聚赖氨酸预先处理的载玻片上,备用。人乳腺癌细胞株 MDA-MB-231购自美国ATCC细胞库。

2.试剂

兔抗人c-Met多克隆抗体均购于Santa Cruz公司,beta-actin单克隆抗体购于Neomark公司产品。通用型两步法免疫组织化学试剂盒及DAB显色剂均购于福州迈新公司。南美胎牛血清和L15培养基均为Gibco公司产品。Lipofectamine 2000为Invitrogen公司产品。RIPA细胞裂解蛋白提取试剂、BCA-100法蛋白质定量测定试剂盒为上海申能博彩生物科技公司产品。特异性c-Met siRNA购自上海吉玛生物技术公司,序列为5'-GCCCAACUACAGAAAUGGUTT-3' (sense) and 5'-ACCAUUUCUGUAGUUGGGCTT-3'(antisense)。

3.方法

3.1 免疫组织化学两步法染色

切片经柠檬酸钠缓冲液加热抗原修复,DAB显色,苏木素复染。具体操作按说明书染色步骤进行。以PBS缓冲液代替一抗作阴性对照,用已知阳性切片作为阳性对照。

3.2 细胞培养

MDA-MB-231细胞应用L15培养基(含10%胎牛血清,但不添加抗生素),置于含5%CO2,37℃的细胞培养箱中培养。

3.3 细胞的siRNA转染

3.3.1 细胞准备

MDA-MB-231细胞在转染前一天,分细胞至6孔板,每孔细胞数为1×106个/孔,每孔中加入不加抗生素的培养基1.5ml,使转染时的细胞密度能够达到30%-50%。

3.3.2 转染

用前轻轻摇匀转染试剂Lipo,然后在不含血清的培养基250μl中稀释3μl的转染试剂Lipofectamine至1.5ml的EP管中。轻轻混和且在室温孵育5min。在另一个1.5ml的EP管中,在不含血清的培养基250μl中稀释siRNA 50nmol,轻轻混和。经过5min的室温孵育后,将稀释的siRNA和稀释的Lipofectamine轻轻混和,室温孵育20min以形成FAM-siRNA-Lipo混和物。将siRNA-Lipo混和液均匀滴入每个含有细胞及培养液的孔中。轻轻左右、上下摇晃孔板,使混和。在含5%CO2,37℃的细胞培养箱中培养。在培养48h收集细胞,RIPA法提取总蛋白,-80℃冰箱保存备用。

3.3.3 实验分组

阴性siRNA对照组和c-Met siRNA实验组,每组重复3孔。

3.4 Western blotting(SDS-PAGE电泳)

检测转染细胞中c-Met蛋白表达水平,以betaactin为内参照。c-Met一抗浓度为1∶1000,二抗浓度为1∶10000,电泳100V 恒压,电转100V,100min。

4.免疫组织化学结果判定

c-Met蛋白以细胞浆出现明显的黄色或棕黄色颗粒视为阳性着色,按Graveel等[1]评分标准进行半定量分析,大于等于10%的细胞染色视为阳性表达。ER、PR阳性定位于细胞核,出现棕黄色颗粒,大于等于10%的细胞染色视为阳性表达。C-erbB-2以细胞膜出现棕黄色颗粒为判断标准,细胞膜未着色或10%的着色为(﹣),>10%细胞呈微弱且不完整着色为(+),>10%细胞呈弱-中等强度完全着色为(++),>10%细胞呈强的完全着色为(+++)。

5.统计学处理

采用SPSS(10.0for window)软件进行统计学处理。样本率之间比较采用χ2检验,两变量间的相关分析采用Spearman等级相关分析,P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

1.c-Met、MMP-2和MMP-9蛋白的表达和分布

c-Met、MMP-2和MMP-9蛋白阳性信号均呈黄色或棕黄色颗粒状,主要定位于细胞浆,三者在乳腺癌细胞中染色较强,分布呈异质性,间质成纤维细胞和血管内皮细胞也可见少许表达。c-Met、MMP-2和MMP-9蛋白表达情况如图(图1-3)。86例乳腺癌组织中,c-Met、MMP-2和MMP-9蛋白阳性率分别为58.1%、69.8%和62.8%。

图1 乳腺癌c-Met蛋白阳性表达(免疫组化两步法×400)Fig.1 The positive expression of c-Met protein in breast cancer(immuno histochemical technique of two steps×400)

图2.乳腺癌MMP-2蛋白阳性表达(免疫组化两步法×400)Fig.2 The positive expression of MMP-2protein in breast cancer(immuno histochemical technique of two steps×400)

图3.乳腺癌MMP-9蛋白阳性表达(免疫组化两步法×400)Fig.3 The positive expression of MMP-9protein in breast cancer(immuno histochemical technique of two steps×400)

2.c-Met蛋白表达与乳腺癌患者临床病理特征和预后的关系

由表1所示:乳腺癌组织c-Met蛋白表达与肿瘤的淋巴结转移和临床分期均呈显著正相关(P<0.01),而与患者年龄、性别、肿瘤大小、组织学分级、雌孕激素和c-erbB-2表达均无显著相关性(P>0.05)。我们进一步分析c-Met表达与乳腺癌患者预后关系:采用Kaplan-Meier曲线法和Log-rank检验对乳腺癌c-Met表达与患者五年总生存期(OS)和无复发生存期(RFS)关系进行单因素生存分析:c-Met蛋白阳性患者OS显著低于阴性患者(52.8月和60.5月,P=0.018),并且c-Met蛋白阳性患者RFS也显著低于阴性患者(44.6月和56.0月,P=0.024)。

3.乳腺癌c-Met与 MMP-2及MMP-9的关系

我们采用了Spearman相关性分析检测乳腺癌组织中c-Met与 MMP-2及MMP-9的关系。相关性分析显示:乳腺癌c-Met和MMP-2及MMP-9表达均呈显著正相关(r=0.314和0.322,均P<0.01)。同时,我们通过体外实验结合siRNA技术检测了乳腺癌细胞中c-Met与 MMP-2及MMP-9的关系。Western blot结果显示转染了c-Met siRNA的乳腺癌 MDA-MB-231细胞的 MMP-2和MMP-9表达量较对照组明显下调(图4)。

图4 western blot法检测MDA-MB-231细胞实验组和对照组c-Met、MMP-2和MMP-9蛋白表达Figure 4.The expression of c-Met,MMP-2and MMP-9in MDA-MB-231cells between experimental group and control group by western blot assay

表1 c-Met蛋白在乳腺癌组织中的表达及与临床病理参数的关系Table1 Association of c-Met expression withclinicopathologic parameters from breast cancer patients

讨 论

恶性肿瘤的侵袭转移是一个复杂的多阶梯瀑布进程,经过肿瘤细胞间的粘附力减少、肿瘤细胞与基底膜的紧密附着、细胞外基质的降解以及肿瘤细胞的迁移等一系列过程,最终使得肿瘤细胞从原发部位游走,在继发处形成转移灶。在这些过程中肿瘤细胞迁移能力的增强是重要的一个环节。

c-Met原癌基因位于人类7号染色体长臂(7q31),主要存在于上皮细胞的胞膜和胞浆中,是受体酪氨酸蛋白激酶家族中的成员,也是肝细胞生长因子(HGF)的单一受体。HGF具有很强的促进有丝分裂的作用,通过作用于c-Met受体可以诱导上皮细胞和成纤维细胞发生细胞离散和迁移。研究发现,c-Met和HGF信号传导通路对恶性肿瘤组织的许多生物学行为产生影响,特别是能够促进肿瘤细胞的局部浸润和远处转移[3,4]。在乳腺癌研究中,Lindemann等[5]使用免疫组织化学技术检测了39例乳腺导管原位癌的c-Met表达,发现癌组织c-Met表达显著高于癌旁正常乳腺组织;Garcia等[6]大样本检测了930乳腺癌c-Met蛋白表达,发现c-Met过表达与乳腺癌患者生存期呈显著负相关;国内王承正[7]等研究也发现,乳腺癌c-Met蛋白表达与肿瘤临床分期和淋巴结转移均呈正相关。本研究发现:乳腺癌组织c-Met蛋白表达与肿瘤的淋巴结转移和临床分期均呈显著正相关,而与患者的总生存期和无复发生存期均呈负相关,结果与文献报道一致,提示c-Met在乳腺癌发生和发展过程中发挥了重要作用。

MMP-2和MMP-9是明胶酶的两个成员,由于它们能够特异性降解基底膜和细胞外基质,从而在乳腺癌的侵袭转移过程了直接发挥了的重要作用[8,9]。鉴于c-Met也参与乳腺癌细胞侵袭转移的过程,因此,我们推测MMP-2和MMP-9可能是c-Met下游的基因,即c-Met可能通过调控MMP-2和MMP-9的表达发挥其促进乳腺癌侵袭转移的作用。为此,我们同时也检测了乳腺癌组织中 MMP-2和MMP-9的表达。通过相关性分析,我们发现乳腺癌c-Met蛋白表达与MMP-2和MMP-9均呈显著正相关,提示三者之间可能关系密切。进一步,我们使用特异性靶向c-Met基因的siRNA在体外转染乳腺癌细胞,发现外源性下调乳腺癌细胞c-Met表达后,MMP-2和MMP-9的表达也相应下调,结果证实了乳腺癌组织中的结果。目前关于乳腺癌c-Met与 MMP-2和MMP-9关系的研究似未见报道。在其它肿瘤中,Naka等[10]使用免疫组化技术检测了脊索瘤中c-Met和MMP-2的表达,发现两者呈正相关。Zhou等[11]对人卵巢癌细胞株进行体外研究发现,MMP-9参与了HGF/c-Met介导的肿瘤细胞侵袭和迁移的过程。这些研究结果我们的结果提示c-Met可能参与了乳腺癌细胞MMP-2和MMP-9的调控通路。

综上所述,我们研究发现c-Met与乳腺癌局部侵袭和转移关系密切,是辅助判断乳腺癌患者预后的标志物之一。并且c-Met可能是通过调控MMP-2和MMP-9表达参与了乳腺癌细胞的侵袭和转移。

[1]Graveel CR,DeGroot JD,Su Y,et al.Met induces diverse mammary carcinomas in mice and is associated with human basal breast cancer.Proc Natl Acad Sci USA,2009,106:12909-12914

[2]Bircheneier C,Birchmeier W,Gherardi E,et al.Met,metastasis,motility and more.Nat Rev.Mol Cell Biol,2003,4:915-925

[3]Liu X,Newton RC,Scherle PA.Developing c-MET pathway inhibitors for cancer therapy:progress and challenges.Trends Mol Med,2010,16:37-45

[4]Eder JP,Vande Woude GF,Boerner SA,et al.Novel therapeutic inhibitors of the c-Met signaling pathway in cancer.Clin Cancer Res,2009,15:2207-2214

[5]Lindemann K,Resau J,Nährig J,et al.Differential expression of c-Met,its ligand HGF/SF and HER2/neu in DCIS and adjacent normal breast tissue.Histopathology,2007,51:54-62

[6]Garcia S,Dales JP,Charafe-Jauffret E,et al.Overexpression of c-Met and of the transducers PI3K,FAK and JAK in breast carcinomas correlates with shorter survival and neoangiogenesis.Int J Oncol,2007,31:49-58

[7]王承正,昊军召,毛书明,等.在乳腺癌组织中的表达及临床意义.医学论坛杂志,2009,29:25-27

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