基质金属蛋白酶-2及组织抑制因子在结肠腺瘤癌变过程中的表达及意义▲

张瑜红 谭至柔 黄 雪 李素艳

(广西医科大学第一附属医院消化内科，南宁市 530021)

结肠癌是发生于结肠部位的常见消化道恶性肿瘤之一。近年来，随着我国饮食结构的变化，大肠癌的发病率及病死率逐年增高［1］。正常黏膜→腺瘤→癌演变学说是目前比较公认的大肠癌发生学说，但大肠腺瘤癌变是一个多基因改变、多阶段综合作用累积的复杂过程，其确切机制仍不明确，因此对大肠腺瘤癌变机制的研究对于大肠癌的预防具有重要意义。本文通过研究MMP-2、TIMP-2在正常结肠黏膜、结肠腺瘤性息肉(colonic adenoma，CA)和结直肠癌(colorectal cancer，CRC)组织中的表达，探讨MMP-2及TIMP-2在腺瘤癌变这一病理形成过程中的可能作用及相互关系。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取广西医科大学内镜中心内镜取材结肠组织石蜡包埋标本，选择伴有不同程度(低级别上皮内瘤变、高级别上皮内瘤变、结肠腺瘤癌变)病变的病例90例，其中结肠腺瘤低级别上皮内瘤变(low-grade intraepithelial neoplasia，LGIN)35例，高级别上皮内瘤变(high-grade intraepithelial neoplasia，HGIN)27 例，大肠腺瘤癌变28例。同时以20例正常大肠黏膜者作为对照。本研究中男性47例，女63例，年龄20～77岁，平均年龄43岁。全部切片均由两位高年资病理医师进行复核明确诊断。在结肠癌病灶中病理检查发现合并腺瘤成分，即属于腺瘤癌变。腺瘤癌变病理诊断标准［2］:在腺瘤不典型增生基础上，部分区域出现细胞核增大、变成圆形或卵圆形;同时核染色质变粗并出现明显核仁，或出现病理性核分裂相;核的极性紊乱，上皮细胞缺乏黏液分泌，腺管不规则，排列紧密，出现共壁、筛状结构，或腺管上皮细胞增生，连接成网状(细胞搭桥)。凡出现上述情况者，诊断为结肠腺瘤癌变。

1.2 方法 研究病例为在广西医科大学内镜中心接受电子肠镜检查的患者，对肠镜下发现的黏膜局限性隆起病变，予活检钳进行多点取材，对组织易破碎、表面有糜烂或溃疡、组织僵硬腺瘤、侧向发育性肿瘤有癌变倾向的区域重点取材，采用包括活检钳深挖、内镜下黏膜剥离切除术、内镜黏膜下剥离术等方式。标本取材后及时予10%的甲醛(福尔马林)固定，并予脱水、切片、染色及镜下观察，选取伴有不同程度病变的病例。采用S-P免疫组化法，以PBS代替一抗作阴性对照，已知阳性切片作为阳性对照。具体操作均按试剂说明书进行。MMP-2、TIMP-2鼠抗人单克隆抗体试剂购自美国Santa Cruz公司，S-P试剂盒购自福州迈新生物技术公司。

1.3 判断方法 判读根据染色程度和染色细胞百分率进行评定和分析。染色程度:基本不着色为0分，着色淡为1分，着色适中为2分，着色深为3分;染色细胞百分率:无为0分，＜25%为1分，25%～50%为2分，＞50%为3分。每张切片的染色程度得分与染色细胞百分率得分各自相乘，为其最后得分;0～1分为阴性(－);2～3分为(+);4～6分为(2+)，6分以上为(3+)。

1.4 统计学处理 应用SPSS17.0统计软件分析，计数资料的比较采用χ2检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

MMP-2和TIMP-2蛋白主要定位于细胞质和细胞膜，表现为棕黄色颗粒状。本研究表明，MMP-2及TIMP-2在正常结肠黏膜、结肠腺瘤组织及结直肠癌组织中均有表达，其中结直肠癌组织中 MMP-2的表达量明显高于正常组织及腺瘤组织，差异有统计学意义(P＜0.05)，腺瘤性息肉中高级别上皮内瘤变组的MMP-2表达高于低级别组(P＜0.05)。TIMP-2表达在腺瘤组织中与正常组织组无差别，在结肠腺癌组织中的表达较正常组织中降低(P＜0.05)。见表1、表2。

表1 MMP-2在结直肠不同病理类型的表达(n)

表2 TIMP-2在结直肠不同病理类型的表达(n)

3 讨 论

MMP-2是MMPs家族中最主要且分布最广的成员，其主要作用是降解细胞外基质，包括多种胶原蛋白、纤维连接蛋白和弹性蛋白等血管基膜和基质结构。因其能够降解细胞基底膜和基质、突破细胞外基质屏障，在肿瘤细胞的侵袭转移上发挥重要作用。TIMs是天然内源性的MMPs特异性抑制剂，广泛存在于组织及体液中，主要由结缔组织、巨噬细胞产生，TIMPs与活化的MMPs有高度亲和性，TIMPs特异性抑制MMPs对细胞外基质的降解，阻碍新生血管形成，从而影响着肿瘤的浸润和转移。TIMP-2是大多数MMPs的抑制因子，其对MMP-2特异性抑制作用最强［3］。在结肠癌出现之前，常经过一段较长的癌前演变期，由正常黏膜依次演变为上皮增生、腺瘤伴上皮内瘤变、原位癌、浸润性癌，即所谓“结肠腺瘤－腺癌”序列［4，5］。Wang等［6］采用一种新型的荧光纳米探针测定人血清样品中MMP2，结果表明大肠癌患者血清MMP2水平高于正常人2倍。实验室研究亦表明，MMP-2主要与IV型胶原有关，在胃癌、胰腺癌和结肠癌中存在过度表达，与肿瘤的侵袭和转移关系最为密切［7，8］。

本研究发现，MMP-2在正常结直肠黏膜、腺瘤及腺瘤癌变中的阳性表达率逐渐增高，且在腺瘤不同级别上皮内瘤的组别之间存在显著差异。MMP-2表达率在结肠腺瘤息肉演变为癌的过程中逐渐增高，表明MMP-2参与肿瘤细胞逐渐获得具有侵袭性、生物学行为的过程，在结肠腺瘤癌变过程主动扮演重要角色，与结直肠腺癌的发生有一定关系。MMP-2主要分布在肿瘤细胞的胞浆中，间质细胞内也有少量表达，说明大肠癌中MMP-2的细胞来源是多源性的。结直肠癌细胞可以通过自身合成和分泌MMP-2，而且还能诱导间质细胞产生MMP-2，两者共同作用于细胞外基质，促进细胞外基质的崩解。研究表明MMP-2还通过刺激新生血管的形成，促使肿瘤细胞之间及肿瘤细胞与宿主细胞之间的粘附，激活其他MMPs，形成“瀑布效应”［9］，并通过介导肿瘤信号通路调控肿瘤相关因子导致细胞转化等多种方式参与癌变的过程［10］。

TIMPs是一组能抑制MMP活性的多功能因子，其以1∶1的形式与活化的MMPs结合。TIMP-2是人体内MMP-2的特异性抑制剂，可与MMP-2的酶原或活性形式以非共价的形式结合，抑制酶原的活化及催化活性，在肿瘤侵袭和转移过程中起抗侵袭和抗转移的作用，对肿瘤有抑制作用［11］。此外，TIMP-2可以增加E-Cadherin的表达，抑制EGF诱导的EMT，抑制肿瘤的发生［12］。但亦有研究发现TIMP-2具有促进肿瘤发展的作用［13］。我们的研究显示TIMP-2在腺瘤组织与正常组织中的表达无差别，其在结肠腺癌组织中的表达较正常组织中降低。这表明正常组织及结肠腺瘤组织中MMP-2和TIMP-2之间保持着一种动态的平衡，而进入结直肠癌变阶段后，表现为MMP-2增加、TIMP-2减少，从而打破这一平衡，使细胞外基质的降解增加，表现出肿瘤细胞的生物学行为。

本研究通过组织免疫组化的方法检测结直肠腺瘤癌变过程中MMP-2及TIMP-2的表达情况，证实了在结肠腺瘤癌变过程中，MMP-2的过度表达在腺瘤细胞演进成具有恶性生物学行为的细胞中起重要作用。同时MMP-2与TIMP-2的表达失衡提示腺瘤细胞向恶性细胞进展，逐步具有侵袭性。因此，通过检测结直肠腺瘤组织MMP-2及其抑制物的表达水平，对结直肠腺瘤进行风险分级，以制定内镜治疗方案及随访方案，有可能减少癌变风险，并降低结直肠癌的发病率。

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