Galectin－3和MMP－14对膀胱尿路上皮癌血管生成作用的研究

王 晔，刘 岩，张志勇，吉日嗄拉

（1.唐山工人医院 泌尿外科，河北 唐山063000；2.内蒙古民族大学附属医院）

肿瘤中血管生成已经得到人们的普遍认可，但是引起肿瘤血管生成的因素很多，且其作用机理并不完全清楚。Galectin－3为凝集素蛋白家族成员之一，分子量31KD，其可参与许多生理和病理过程，主要包括细胞黏附、生长调节、肿瘤的转化和凋亡等［1，2］。基质金属蛋白酶－14（MMP－14）是基质金属蛋白酶家族的重要成员，也是最重要的激活MMP－2降解细胞外基质的成分，包括各种胶原、蛋白多糖和糖蛋白等，MMP－14的高表达在肿瘤进展中具有一定作用［3］。本实验通过免疫组织化学技术，检测膀胱尿路上皮癌中Galectin－3、MMP－14和CD34的表达特征，探讨其关系及对判断预后的意义，旨在为探讨肿瘤的发展提供理论支持。

1 材料和方法

1.1 临床材料

收集2003年1月至2006年10月在唐山市工人医院行膀胱尿路上皮癌根治术后存档的蜡块组织作为观察组。病例纳入标准：①符合WHO分类中泌尿系统肿瘤病理学和遗传学的诊断标准，并经病理学主治医师确诊。②纳入患者手术前均未进行任何放、化疗；③临床随访资料完整。本组共收集80例，其中男性50例，女性30例，年龄为38－78岁，平均59.7±7.0岁。本组中无淋巴结转移的为49例，有淋巴结转移的为31例。同时选择距肿物边缘＞5厘米处的癌旁正常黏膜组织50例作为对照组，其中男性31例，女性19例，年龄37－77岁，平均59.5±7.4岁。二组在常规指标的比较中，差异无统计学意义，具有可比性。

1.2 Galectin－3、MMP－14和CD34的检测方法

Galectin－3、MMP－14和 CD34的检测均采用免疫组织化学SP法，试剂均购自北京中杉金桥生物技术有限责任公司，具体操作严格按说明书进行，均由病理科专业技术人员完成，严格质控。

1.3 Galectin－3、MMP－14和 MVD的判断方法

所有切片均由病理科两位主治医师阅片并记录。Galectin－3和 MMP－14阳性表达部位为细胞浆，胞浆中有棕褐色颗粒染色为阳性；每个切片于高倍镜下随意取5个不重复视野阳性细胞，以阳性细胞所占百分比分为三级：阳性细胞＜5%为阴性，阳性细胞数≥5%为阳性，其中阳性细胞数＜25%为弱阳性（＋），≥25%为强阳性（＋＋）。CD34标记的微血管管计数（MVD）方法：先在低倍镜下观察染色的最丰富区，然后在高倍镜下分别计数，每个阳性染色的内皮细胞、内皮细胞簇或单个小脉管均视为1个微血管。每例计数4个视野，取其平均值作为MVD［3］。以 MVD≥25为阳性。

1.4 统计学方法

实验数据应用SAS6.12统计软件进行统计分析，两组间比较采用卡方检验或t检验，相关分析应用线性相关分析，并对患者进行生存分析，均以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 Galectin－3、MMP－14和 MVD在观察组与对照组中的表达

Galectin－3和MMP－14在观察组中表达的阳性率明显高于对照组，观察组中MVD明显高于对照组。见表1。

2.2 Galectin－3、MMP－14和 MVD在观察组不同临床病理特征中的表达差别

观察组中Galectin－3、MMP－14和 MVD的表达与肿瘤体积、有无浸润、分级及淋巴结转移密切相关。见表2。

表1 Galectin－3、MMP－14和MVD在观察组与对照组中的表达

表2 Galectin－3、MMP－14和MVD在观察组不同临床病理特征中的表达差别

2.3 观察组中 Galectin－3、MMP－14和 MVD表达的关系

经线性相关分析显示，观察组中Galectin－3和MMP－14的表达呈正相关（r＝0.41，P＝0.0423），Galectin－3和 MVD的表达呈正相关（r＝0.45，P＝0.0314），MMP－14和 MVD 的表达呈正相关（r＝0.47，P＝0.0240）。

2.4 观察组中 Galectin－3、MMP－14和 MVD的表达与患者预后的关系

本组患者随访时间为7－60个月，平均28.7个月。Galectin－3、MMP－14和 MVD阳性组和阴性组生存曲线如图1、2、3所示，经检验，膀胱尿路上皮癌中 Galectin－3（χ2＝18.7728，P＜0.05）、MMP－14（χ2＝23.8157，P＜0.05）和 MVD（χ2＝24.7380，P＜0.05）的表达与患者预后相关（P＜0.05），即 Galectin－3、MMP－14和MVD高表达患者的预后差。

图1 Galectin－3与膀胱癌生存的关系

图2 MMP－14与膀胱癌生存的关系

图3 MVD与膀胱癌生存的关系

3 讨论

肿瘤形成及发展过程中的生物学行为受到人们的广泛关注，而肿瘤转移作为肿瘤发展中的重要因素，成为了人们关注的热点。肿瘤中有血管新生，为其生长及血道播散提供了直接证据。Galectin－3是动物血凝素Lectin家族成员之一，因与含有β半乳糖苷残基的糖复合物具有很高的亲和力而得名［4］。Galectin－3的相对分子量约为31×103，编码基因位于染色体1p13及14q21－22，由6个外显子和5个内含子组成，因Galectin－3在结构上缺乏转移到内质网的信号序列，因此这种结构具有传递信号的作用。虽然Galectin－3有上述多种作用，但是有观点认为Galectin－3表达最主要的功能是参与细胞外黏附与基质的反应，其可能与 MMPs有协同作用［5，6］。由于Galectin－3是一种糖化蛋白，需要通过在碳氢识别位点与其配体的糖苷结合后，通过信号转导通路从而发挥一系列生物学功能［7］。基质金属蛋白酶家族是一组锌离子依赖性内切酶，与细胞外基质的降解和肿瘤的新生血管形成密切相关。MMP－14作为基质金属蛋白酶家族的重要成员，能够在细胞表面活化MMP－2等重要因子。而且有研究显示MMP－14也与肿瘤的血管新生有密切关系［6］。膀胱癌的侵袭和转移与基膜的粘附和细胞外基质的降解有关。MMP－14是膀胱癌细胞中产生的重要物质，作用于周围的间质细胞，诱导间质细胞产生MMP－14原酶，该酶激活后被肿瘤细胞摄取到细胞膜表面。而且激活的MMP－14不仅可以激活MMP－2降解周围的基质，而且自身也可以发挥降解细胞外基质的作用。而细胞外基质和基底膜是肿瘤生长和扩散的屏障，肿瘤细胞依靠 MMP－14降解细胞外基质，进而促进浸润和转移。CD34是特异性的血管内皮细胞标记物，能成功的标记肿瘤中的新生血管。

本实验通过免疫组化方法检测膀胱尿路上皮癌Galectin－3和 MMP－14的表达，关注其与 CD34标记的血管密度的关系，结果显示膀胱尿路上皮癌中Galectin－3和 MMP－14高表达，提示二者在膀胱尿路上皮癌的形成过程中起重要的促进作用。结果显示膀胱尿路上皮癌中MVD高表达，提示肿瘤中存在着血管新生，这为肿瘤的生长及血道播散提供了最便捷的条件。实验结果显示Galectin－3和MMP－14均与肿瘤体积、浸润、分级及淋巴结转移密切相关，提示Galectin－3和 MMP－14参与肿瘤的浸润、生长和转移。膀胱尿路上皮癌的生长及转移常常表现出高度的组织特异性，并非随意性，能转移到特定器官的恶性肿瘤均具有多种机制促进它们侵袭及繁殖。由于膀胱尿路上皮癌中 Galectin－3、MMP－14和MVD之间均呈正相关性，提示其可能存在着通路的作用，即三种蛋白形成独立的作用途径，其作用机理可能为Galectin－3作为上游蛋白，促进 MMP－14的表达［8，9］，进而促进 MVD的高表达使新生血管形成，但是其具体的调节机制尚需要更多实验证实。本实验的生存分析显示 Galectin－3、MMP－14和MVD高表达患者的预后差，因此术后对膀胱尿路上皮癌进行Galectin－3、MMP－14和CD34的免疫组化检测，对判断膀胱尿路上皮癌的预后及指导治疗有重要价值。

总之，膀胱尿路上皮癌中 Galectin－3、MMP－14具有协同作用，参与肿瘤中CD34阳性的血管生成，促进肿瘤的生长转移的发生，术后联合检测三种蛋白可能与膀胱患者的预后密切相关。

［1］Oka N，Nakahara S，Takenaka Y，et al.Galectin－3inhibits tumor necrosis factor－related apoptosis－inducing ligand－induced apoptosis by activating Akt in human bladder carcinoma cells［J］.Cancer Res，2005，65（17）：7546.

［2］Kramer MW，Kuczyk MA，Hennenlotter J，et al.Decreased expression of galectin－3predicts tumour recurrence in pTa bladder cancer［J］.Oncol Rep，2008，20（6）：1403.

［3］Chaffer CL，Dopheide B，McCulloch DR，et al.Upregulated MT1－MMP／TIMP－2axis in the TSU－Pr1－B1／B2model of metastatic progression in transitional cell carcinoma of the bladder［J］.Clin Exp Metastasis，2005，22（2）：115.

［4］Nangia－Makker P，Raz T，Tait L，et al.Galectin－3cleavage：a novel surrogate marker for matrix metalloproteinase activity in growing breast cancers［J］.Cancer Res，2007，67（24）：11760.

［5］Kobayashi T，Shimura T，Yajima T，et al.Transient gene silencing of galectin－3suppresses pancreatic cancer cell migration and invasion through degradation ofβ－catenin［J］.Int J Cancer，2011，129（12）：2775.

［6］廖紫琼，朱润庆，张 锴，等.Galectin－3与 MMP－2在乳腺癌中的表达意义［J］.武汉大学学报（医学版），2007，28（2）：166.

［7］Nangia－Makker P，Balan V，Raz A.Regulation of tumor progression by extracellular galectin－3［J］.Cancer Microenviron，2008，1（1）：43.

［8］Kim SJ，Shin JY，Lee KD，et al.Galectin－3facilitates cell motility in gastric cancer by up－regulating protease－activated receptor－1（PAR－1）and matrix metalloproteinase－1 （MMP－1）［J］.PLoS One，2011，6（9）：e25103.

［9］McClung HM，Thomas SL，Osenkowski P，et al.SPARC upregulates MT1－MMP expression，MMP－2activation，and the secretion and cleavage of galectin－3in U87MG glioma cells［J］.Neurosci Lett，2007，419（2）：172.