IGF-1、IGFBP-3在结肠癌中的表达及临床意义

康军朋 李志红 郭宏英 李菲 殷俏 马朝朋 程晓东

·论著·

IGF-1、IGFBP-3在结肠癌中的表达及临床意义

康军朋 李志红 郭宏英 李菲 殷俏 马朝朋 程晓东

目的探讨IGF-1、IGFBP-3在结肠癌发生过程中所起的作用。方法应用免疫组化方法分别检测IGF-1、IGFBP-3在78例结肠癌和78例正常结肠黏膜中的表达情况。结果IGF-1在结肠癌中的阳性率为57.7%显著高于对照组25.6%(P<0.01)，IGFBP-3在CRC中的阳性率73.1%显著低于对照组89.7%(P=0.007)；IGF-1在结肠癌中的表达与浸润深度、TNM分期、淋巴结转移的表达有关(P<0.05)；IGFBP-3在结肠癌中的表达与TNM分期、淋巴结转移、远处转移有关(P<0.05)，二者与其他因素均无关(P>0.05)。IGF-1与IGFBP-3的表达呈负相关(P=0.012)。结论IGF-1和IGFBP-3在结肠癌中发生发展过程中起了重要作用，与其多项预后指标具有相关性，联合检测IGF-1、IGFBP-3可能成为结肠癌预后评估新的生物学指标之一。

结肠癌；IGF-1；IGFBP-3； 免疫组织化学

大肠癌是消化道最常见的恶性肿瘤之一，目前发病率逐年上升，尽管治疗手段不断更新，但其5年生存率并没有明显提升，严重危害人类健康[1]。胰岛素生长因子1(IGF-1)具有强烈的促增殖和抗凋亡作用，目前研究发现IGF-1在人类乳腺癌、大肠癌、胃癌、卵巢癌等多种恶性肿瘤中存在着过表达，并发现其与恶性肿瘤的细胞转化、转移有关[2]。本研究通过检测IGF-1和IGFBP-3 在结肠癌中的表达及与其临床病理参数间的关系，探讨IGF系统对结肠癌发生发展可能起到的作用。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取保定市第一中心医院2005年6月至2012年12月所有临床病理资料完整的结肠癌石蜡包埋组织，全部病例均经外科手术切除后送检病理检查，证实为原发性结肠癌，术前均未行任何抗癌治疗，共计78例，同时取同病例癌旁正常组织(距离肿瘤至少5 cm经镜下病理证实未被肿瘤细胞侵及的正常结肠黏膜组织)作为对照组。本组男37例，女41例；年龄29～85岁，中位年龄55.7岁；结肠癌TNM分期参考 AJCC/UICC分期系统第七版标准。

1.2 试剂与方法 试剂：兔抗人IGF-1多克隆抗体，工作浓度为1∶100；兔抗人IGFBP-3多克隆抗体，工作浓度为1∶80，二抗为快捷型酶标羊抗鼠/兔IgG聚合物，均购自福建迈新公司，免疫组化检测试剂盒、浓缩型DAB试剂盒也购自福建迈新生物技术有限公司。方法：采用免疫组化SP法，参照试剂盒说明操作，以磷酸盐缓冲液组代替一抗为阴性对照组，已知阳性切片为阳性对照，光镜下观察染色结果。

1.3 结果判定 IGF-1和IGFBP-3阳性表达均定位于以细胞质，呈黄色-棕黄色-棕褐色颗粒为阳性表达。每张切片随机选取5个视野,每个视野计数200个细胞,取平均值；采用半定量积分法,分别评估阳性细胞数和染色强度,总分为两者之积，阳性细胞数<5%为0分,5%～25%为1分,26%～50%为2分,51%～75%为3分,>75%为4分；染色强度,淡黄色为1分,棕黄色为2分,棕褐色为3分；总分0分为阴性(-),1～4分为弱阳性(+),5～8分为阳性(++),9～12分为强阳性(+++),将阴性和弱阳性视为阴性表达,阳性和强阳性视为阳性表达。

1.4 统计学分析 应用SPSS 17.0统计软件，计数资料采用χ2检验，相关性采用Spearman相关分析，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 IGF-1、IGFBP-3在结肠癌组与对照组中的表达情况 IGF-1阳性着色定位于细胞质，呈黄色-棕褐色颗粒，IGFBP-3阳性着色定位于细胞质，多呈黄色-棕黄色。78例结肠癌中IGF-1、IGFBP-3阳性率分别为57.7%(45/78)、73.1%(57/78)，78例正常结肠黏膜组织中IGF-1、IGFBP-3阳性率分别为25.6%(20/78)、89.7%(70/78)，2组比较差异均有统计学意义(P<0.01)。见图1、2，表1。

图1 IGF⁃1在结肠癌中呈阳性表达(SP×100)

图2 IGFBP⁃3在结肠癌中呈阳性表达(SP×100)

表1 IGF-1 和IGFBP-3 在结肠癌组和正常结肠黏膜组中的表达 n=78，例

2.2 IGF-1、IGFBP-3的表达与结肠癌临床病理参数的关系 结肠癌中IGF-1与肿瘤的浸润深度、TNM分期、淋巴结转移有关(P<0.05)；IGFBP-3与TNM分期、淋巴结转移、远处转移有关(P<0.05)；两者均与患者的年龄、性别、肿瘤大小、组织学分级等因素均无明显相关性(P>0.05)。见表2。

表2 结肠癌中IGF-1和IGFBP-3的表达情况及

注：* 表示：数据经Fisher确切概率法计算，故前无χ2值

2.3 结肠癌中IGF-1与IGFBP-3的表达的相关性 IGF-1阳性表达45例中，IGFBP-3阳性表达率为62.2%(28/45)，IGF-1阴性表达33例中，IGFBP-3阳性率为 87.8%(29/33)，两者差异有统计学意义(P<0.05)，IGF-1表达与IGFBP-3的表达呈负相关(r=-0.286，P=0.012)。

3 讨论

IGF-1是一种对正常细胞和肿瘤细胞均具有很强有丝分裂效应的多肽类生长因子，主要由肝脏合成，其他某些组织如骨髓、脑、肿瘤细胞等也能通过自分泌和(或)旁分泌的方式产生一部分，IGF-1对细胞的促增长、抑制凋亡的作用，主要通过与胰岛素样生长因子1受体(insulin-like growth factors，IGF-1R)的结合实现，二者结合后，激活其内在酪氨酸激酶活性，启动2个重要的信号转导通路：MAPK信号通路和PI3K/AKT信号通路，进而起到影响细胞的生长与分化的作用[3]。胰岛素样生长因子结合蛋白3(insulin-like growth factor binding protein,IGFBP-3)是一种重要的调节因子，IGFBP-3能与循环中绝大部分IGF-1合成复合物，一方面能通过竞争性结合IGF-1，阻断其与IGF-1R结合后产生的抑制肿瘤细胞凋亡作用；另一方面还能发挥非依赖IGF-1机制的直接抑制细胞生长、诱导其凋亡的作用[4]。故本研究重点观察IGF-1和IGFBP-3在结肠癌中的表达，探讨二者与结肠癌发生发展的关系，以达到为结肠癌的临床治疗提供新的思路与策略。

关于IGF-1和IGFBP-3与肿瘤的关系，目前研究存在较大差异。Peters等[5]通过对713例大肠癌患者的研究结果显示：IGF-I的表达仅在癌组织的浸润深度中有显著性差异，但与大肠癌的预后无关。而Chi等[6]结果显示，循环中高水平的IGF-1会显著增加大肠癌的发生风险。杨琳等[7]对40例大肠癌的研究结果则显示，IGF-1在癌组织中的高表达与Dukes分期及淋巴结转移有关，Dukes分期晚期组和淋巴结转移组中IGF-1的阳性表达率显著高于对照组，与本研究结果较为一致。本研究显示IGF-1与结肠癌的浸润深度、淋巴结转移、TNM分期有关，与其他因素无关。关于IGFBP-3在大肠癌中的表达的研究较少，Huynh 等[8]通过对肝癌组织IGFBP-3的研究结果显示，其在癌组织中的表达显著低于癌旁组织和正常组织。Torng等[9]对卵巢子宫内膜癌的研究结果显示，IGFBP-3在卵巢子宫内膜样癌的侵袭转移抑制中起着重要的作用，IGFBP-3的低表达与较高的肿瘤病理分级有着显著性差异，而IGFBP-3的高表达则能有效的抑制细胞迁移、侵袭和转移，但却丝毫不影响细胞增殖。对于IGFBP-3与结肠癌的关系，一部分学者是通过检测血液中IGF-1、IGFBP-3表达浓度研究其与大肠癌之间的关系。Soubry等[10]发现循环中IGF-1的浓度和IGF-1/IGFBP-3与大肠腺瘤存在着正相关关系，而大肠腺瘤作为癌前病变，提示二者的升高可能增加了大肠癌的发生风险。Wei等[11]也通过病例对照研究发现，IGF-1/IGFBP-3升高显著增加了结肠癌的发生风险，而IGF-1/IGFBP-3和C肽的低水平表达则减弱了这种风险。

本研究结果显示IGF-1、IGFBP-3与大肠癌的分期和转移有关，IGF-1的过高表达和IGFBP-3的过低表达与TNM分期较晚、淋巴结转移率高相关，且二者呈负相关关系，提示联合检测IGF-1和IGFFBP-3，有可能成为新的指标用于预测大肠癌的高危人群，并对预后评估提供参考价值。

1 陈万青，张思维，郑荣寿，等.中国2009年恶性肿瘤发病和死亡分析.中国肿瘤杂志，2013,26：587-589.

2 Baserga R.Customizing the targeting of IGF-1 receptor.Future Oncol,2009,5：43-50.

3 Annenkov A.The insulin-like growth factor (IGF) receptor type1 (IGF1R) as an essential component of the signaling network regulating neurogenesis.Mol Neurobiol,2009,40:195-215.

4 Georges RB,Adwan H,Hamdi H,et al.The insulin-like growth factor binding proteins 3 and 7 are associated with colorectal cancer and liver metastasis.Cancer Biol Ther,2011,12:69-79.

5 Peters G,Gongoll S,Langner C,et al.IGF-1R,IGF-1 and IGF2 expression as potential prognostic and predictive markers in colorectal cancer.Virchows Arch,2003,443:139-145.

6 Chi F,Wu R,Zeng YC,et al.Circulationinsulin-like growth factor peptides and colorectal cancer risk：an updated systematic review and meta-analysis.Mol Biol Rep,2013,40:3583-3590.

7 杨琳，郭宝文，赵魁.IGF-I、IGF-Ⅱ在大肠癌中的表达及临床意义.山东医药，2005，45：35-36.

8 Huynh H,Chow PK,Ooi LL,et al.A possible role for insulin-like growth factor-binding protein-3 autocrine/paracrine loops in controlling hepatocellular carcinoma cell proliferation.Cell Growth Differ,2002,13:115-122.

9 Torng PL,Lee YC,Huang CY,et al.Insulin-like growth factor binding protein-3(IGFBP-3) acts as an invasion-metastasis suppressor in ovarian endometrioid carcinoma.Oncogene,2008,27:2137-2147.

10 Soubry A,Il’yasova D,Sedjo R,et al.Increase in circulating levels of IGF-1 and IGF-1/IGFBP-3 molar ratio over a decade is associated with colorectal adenomatous polyps.Int J Cancer，2012,131:512-517.

11 Wei EK,Ma J,Pollak MN,et al.A prospective study of C-peptide,insulin-like growth factor-I,insulin-like growth factor binding protein-1,and the risk of colorectal cancer in women.Cancer Epidemiol Biomarkers Prev,2005,14:850-855.

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本刊编辑部

ExpressionsandclinicalsignificanceofIGF-1andIGFBP-3incoloncancer

KANGJunpeng*,LIZhihong*,GUOHongying,etal.

*DepartmentofEndocrinology,TheFirstCentralHospitalofBaodingCity,Hebei,Baoding071000,China

ObjectiveTo investigate the roles and the clinical significance of IGF-1 and IGFBP-3 in the pathogenesis of colon cancer.MethodsThe expression levels of IGF-1 and IGFBP-3 were detected by immunohistochemistry (SP) in 78 cases of colorectal carcinoma tissues (CRC group) and 78 cases of normal colon mucosa tissues (control group).ResultsThe positive expression rate of IGF-1 was 57.7% in colon cancer group,which was significantly higher than that (25%) in control group (P<0.01).However the positive expression rate of IGFBP-3 was 73.1% in CRC group,which was significantly lower than that ( 89.7%) in control group (P<0.01).The expression of IGF-1in colon cancer tissues was closely correlated to infiltration depth of tumor,TNM staging and lymph node metastasis (P<0.05),and the expression of IGFBP-3 in colon cancer was related with TNM staging,lymph node metastasis as well as distant metastasis (P<0.05),however,the expressions of both IGF-1 and IGFBP-3 were not correlated to the other factors (P>0.05).The expression of IGF-1 was negatively related with that of IGFBP-3 (P<0.05).ConclusionIGF-1and IGFBP-3 play an important role in the pathogenesis and development of colon cancer,and the two factors are related with multi-parameters about prognosis.The combined detection of IGF-1 and IGFBP-3 may become one of biological indexes for evaluating prognosis of patients with colon cancer.

colon cancer;IGF-1;IGFBP-3;immunohistochemistry

10.3969/j.issn.1002-7386.2014.21.003

071000 河北省保定市第一中心医院内分泌科(康军朋、李志红、李菲、殷俏、马朝朋、程晓东)；承德医学院附属医院内分泌科(郭宏英)

程晓东，071000 河北省保定市第一中心医院； E-mail：xiaodongcheng2011@163.com

R 735.35

A

1002-7386(2014)21-3211-03

2014-04-11)