子宫颈癌组织中CXCL12-CXCR4生物轴及MMP2-TIMP2的表达及意义

郭清　吕英璞　张玮璨　杨艳景　宋玉霞



子宫颈癌组织中CXCL12-CXCR4生物轴及MMP2-TIMP2的表达及意义

郭清吕英璞张玮璨杨艳景宋玉霞

【摘要】目的探讨人子宫颈癌(宫颈癌)组织CXCL12-CXCR4生物轴及MMP2-TIMP2的表达，进一步研究宫颈癌发病的过程和转移机制。方法运用免疫组化法检测23例人宫颈癌患者(试验组)和因多发性子宫肌瘤行全子宫切除的患者25例(对照组)宫颈组织标本中CXCL12-CXCR4和MMP2-TIMP2的表达，研究其与子宫颈癌发病的相关性。结果与对照组相比宫颈癌组织中CXCL12及CXCR4阳性表达较多(P＜0.05) ;与对照组相比，宫颈癌组织中CXCL12及CXCR4呈现高表达，二者与对照组比较，差异有统计学意义(P＜0.05)。与对照组相比宫颈癌组织中MMP-2及TIMP-2阳性表达较多(P＜0.05)，与对照组相比，宫颈癌组织中MMP-2及TIMP-2呈现高表达(P＜0.05)。CXCL12与MMP2呈正相关(r=0.452，P＜0.05) ; CXCL12与TIMP2呈正相关(r=0.533，P＜0.05)。结论宫颈癌发病和转移可能与CXCL12-CXCR4生物轴及MMP2-TIMP2密切相关，CXCL12是在其中起着重要作用。

【关键词】趋化因子; CXCL12; CXCL12-CXCR4; MMP2-TIMP2;宫颈肿瘤

子宫颈癌是常见的妇科恶性肿瘤，高发年龄为50～55岁，严重影响女性的健康和寿命［1］。宫颈癌的转移表现出高度的组织特异性。趋化因子具有趋化、上调整合素的表达，活化白细胞，促进细胞脱颗粒和生物活性物质释放和调节血管生成作用，其在肿瘤向骨、淋巴结等器官转移中起到重要作用。CXCL12-CXCR4生物轴在肿瘤细胞增殖、肿瘤血管生长和肿瘤侵袭转移过程中起重要作用，它通过多种信号通路的激活而介导肿瘤细胞发生多种生物学行为，并在其中起重要作用［1］。肿瘤细胞在转移过程中必须突破由细胞外基质和基膜组成的细胞外基质屏障，肿瘤细胞本身可以产生和分泌降解细胞外基质(extracellular matrixc，ECM)成分的蛋白水解酶，因此它与肿瘤侵袭转移关系密切。其中基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMP)是最重要的一类，MMP活性又可被金属基质蛋白酶抑制因子(tissue inhibitor of metalloproteinases，TIMP)所抑制［2］。因此，本研究利用免疫组化的方法，通过对人宫颈癌组织中的趋化因子受体CXCR4及其配体CXCL12以及MMP2-TIMP2进行研究，探寻其在宫颈癌发病中的临床意义。

1　资料与方法

1.1一般资料选择2013年6月至2015年6在我院妇产科就诊的宫颈癌患者23例为癌症组(包括鳞癌18例，腺癌5例;ⅠA1期2例，ⅠA2期5例，ⅠB2 期5例，ⅡA1期6例，ⅡA2期5例)，平均年龄(51± 5)岁;平均病程(250±189) d;根据《妇产科学》第8版子宫颈癌诊断标准及临床分期［3］。手术范围依据临床分期来决定。术中取宫颈癌组织，术后由病理科做出病理诊断。病程以既往有体检报告或阴道异常分泌物或不适症状来确定。取因多发性子宫肌瘤行全子宫切除的患者宫颈组织25例为对照组，平均年龄(53± 5)岁;平均病程(612±465) d;根据《妇产科学》［3］子宫肌瘤诊断标准做诊断。术前宫颈细胞学检查，排除宫颈上皮内瘤变或子宫颈癌，术后取宫颈组织做病理检查进一步明确诊断。入选病例均不伴有其他良、恶性肿瘤疾病。病程以既往有体检报告或发现子宫肌瘤病史来确定。

1.2入选与排除标准

1.2.1入选标准:严格按照《妇产科学》［3］第8版疾病诊断标准及手术指征、手术范围来诊断。试验组门诊行阴道镜检查及活检，有病理诊断结果。术前2组均行常规检查，心、肝、肾功能无异常可手术。

1.2.2排除标准:均排除其他免疫性疾病、宫颈糜烂及宫颈息肉等，排除其他良、恶性肿瘤疾病。

1.3方法2组所取标本，用无菌0.9%氯化钠溶液漂洗干净，4%多聚甲醛固定。常规石蜡包埋切片，用免疫组化方法检测CXCL12-CXCR4和MMP2-TIMP2的表达情况。免疫组化试剂均购自北京中山生物技术有限公司。

1.4结果判断阳性信号定位于细胞浆或细胞膜，无棕黄色为阴性，计0分，浅棕色为弱阳性，计1分，棕黄色为阳性，计2分，深棕色为强阳性，计3分。着色细胞占视野中细胞百分比若＜10%计0分，10%～49% 计1分，50%～74%计2分，≥75%计3分。将着色及细胞百分比两部分得分相加之和若1～3分为低表达，4～6分为高表达。阅片评分工作由两位有经验的病理科医生完成。

1.5统计学分析应用SPSS 15.0统计软件，计量资料以±s表示，采用t检验，计数资料采用χ2检验，两变量间的相关性采用Pearson等级相关分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1CXCL12-CXCR4的表达与对照组相比，宫颈癌组织中CXCL12及CXCR4阳性表达较多(P＜0.05) ;与对照组相比，宫颈癌组织中CXCL12及CXCR4呈现高表达，二者与对照组比较，差异有统计学意义(P＜0.05)。见表1、2。

2.2MMP2-TIMP2的数值与对照组相比，宫颈癌组织中MMP-2及TIMP-2阳性表达较多(P＜0.05) ;与对照组相比，宫颈癌组织中MMP-2及TIMP-2呈现高表达(P＜0.05)。见表3、4。

2.3CXCL12与MMP2-TIMP2相关性CXCL12与MMP-2呈正相关(r=0.452，P＜0.05) ; CXCL12与TIMP-2呈正相关(r=0.533，P＜0.05)。见表5。

表1　CXCL12-CXCR4在3组阳性表达情况　例

表2　CXCL12-CXCR4在2组的表达　例

表3　MMP2-TIMP2在3组的表达　例

表4　MMP2-TIMP2在2组的表达　例

表5　CXCL12-CXCR4与MMP2-TIMP2相关系数

3　讨论

趋化因子可以根据半胱氨酸(Cys)的不同位置进行分型［CXC(a)、CC(b)、C(g)和CX3C(d)］。CXC 和CC趋化因子受体在肿瘤中表达较多。趋化因子(chemokines，chemoattractant cytokines)是能使细胞发生趋化运动的小分子细胞因子，根据来源和功能分为:组成性/淋巴组织/自稳性趋化因子和诱导性表达趋化因子/炎性趋化因子，前者胸腺、淋巴结、脾脏中高表达，淋巴细胞的发育、成熟、归巢和再循环过程中发挥重要作用;后者在LPS、IL-1、TNF-α等刺激下产生，具有防御功能。趋化因子可以与多种受体和趋化因子结合。但CXCL12只能与CXCR4结合，具有惟一性［4］，故CXCL12-CXCR4生物轴具有较高的亲和力。

MMPs是一组重要的蛋白水解酶。TIMPs可与MMPs的酶原以活化形式相结合，常常由分泌金属蛋白酶的同一细胞所合成。根据作用的特异性底物不同，可分为: (1)间质胶原酶(MMP-1、8、13) ; (2)明胶酶(MMP-2、9) ; (3)基质溶解酶(MMP-3、7、10、11) ; (4)膜型金属蛋白酶类(MMP-14、15、16、17)。MMP-2 和MMP-9能特异性降解基底膜的主要成分-Ⅳ型胶原。MMPs在肿瘤转移中的作用有: (1)破坏局部组织结构，促进肿瘤生长; (2)破坏基底膜屏障，利于肿瘤转移; (3)通过对ECM的改进，促进肿瘤新血管的形成。但MMPs的活性可被其抑制剂TIMPs所抑制。TIMPs在体内分布广泛。目前已发现四种(KUGLER A，1999)，其中TIMP-2对MMP-2有很强的亲和力，主要抑制MMP-2的活性，对MMPs家族其他成员也有抑制作用，能阻碍所有被激活的MMPs水解酶的活性。TIMP-2还可以抑制碱性成纤维生长因子(bEGF)刺激的人微血管内皮细胞增生。

3.1趋化因子CXCL12-CXCR4在宫颈癌中的作用趋化因子CXCL12与其特异性受体CXCR4所构成的CXCL12-CXCR4生物轴的实质在于CXCR4对其配体CXCL12的高度亲和力和绝对特异性。趋化因子CXCL12-CXCR4在肿瘤转移中发挥多种作用［5］。有研究表明下调CXCR4的表达可以减少宫颈癌细胞的粘附能力［6］。有报道CXCL12-CXCR4的高表达与宫颈癌的疾病进展相关［7］。本研究发现宫颈癌组织中CXCL12及CXCR4阳性表达较多，并且将着色及细胞百分比两部分得分和与对照组相比，宫颈癌组织中CXCL12及CXCR4呈现高表达，这说明CXCL12-CXCR4生物轴参与宫颈癌的发病。

3.2MMP-2-TIMP-2在宫颈癌中的作用肿瘤浸润转移中细胞外基质降解、基底膜破坏是前提条件。细胞外基质的降解主要由蛋白水解酶来完成，而MMPs是蛋白水解酶中较重要的一类。MMP-2是在肿瘤侵袭转移过程中最直接和最重要的MMPs。研究显示: MMP-2高表达导致细胞外基质和血管基底膜加快降解，增加血管通透性，使肿瘤细胞透壁进入血液，导致其发生转移和侵袭［7］。TIMP-2可特异性结合MMP-2，抑制MMP-2的活性。活化的MMP与TIMP平衡被打破能促使肿瘤侵袭转移［8］，有研究表明MMP-2在宫颈癌转移中起重要作用［9］。

本研究结果显示:与对照组相比，宫颈癌组织中MMP-2及TIMP-2阳性表达较多;并且与对照组相比，宫颈癌组织中MMP-2及TIMP-2呈现高表达;这表明MMP-2-TIMP-2生物轴参与宫颈癌的发病。由此可知，MMP-2、TIMP-2参与了在宫颈癌的发生发展、侵袭。MMP-2高表达可以使肿瘤细胞具有降解基底膜及细胞外基质的能力，能够使肿瘤细胞具有突破上皮细胞、血管等屏障的能力，同时，TIMP-2的表达水平虽然也相对升高，但仍不能达到抑制MMP-2的水平，上述原因易使肿瘤细胞发生浸润、转移。

3.3趋化因子CXCL12-CXCR4和MMP-2-TIMP-2的相互作用对宫颈癌的影响CXCL12-CXCR4轴影响肿瘤血管生长，血管新生是肿瘤发展过程中的重要环节，主要包括血管内皮细胞增殖、迁移及降解细胞外基质等过程［10］。CXCL12促进MMP-2的表达增强，同时可以诱导微血管的形成，从而间接调节血管生成。本研究发现CXCL12-CXCR4与MMP-2-TIMP-2呈正相关，表明趋化因子诱导肿瘤细胞侵袭转移时MMP-2表达增加，二者的相互作用在宫颈癌的发生发展中起着重要作用。CXCL12-CXCR4轴具有增强肿瘤细胞降解细胞外基质和破坏基膜的能力，表现在趋化因子诱导肿瘤细胞侵袭转移时MMP-2表达增加，MMP-2可降解细胞外基质，同时趋化因子可聚集大量的单核细胞，在局部分泌蛋白酶和上调其蛋白酶活性，使肿瘤局部微环境中MMP-2增多，降解细胞外基质，从而增强了肿瘤的侵袭转移能力。CXCL12可通过诱导细胞内钙离子动员，激活细胞外信号调节激酶，增加MMP-2的分泌，降解胶原纤维，破坏基膜，表明CXCL12有利于肿瘤细胞侵袭转移局部微环境的重建，促进肿瘤细胞的生长。

综上所述，趋化因子CXCL12和MMP-2水解细胞外基质是宫颈癌侵袭的前提条件，CXCL12-CXCR4生物轴及MMP2-TIMP2与宫颈癌的发生发展密切相关，揭示宫颈癌的发病和转移机制。

参考文献

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3谢幸，苟文丽主编.妇产科学.第8版.北京:人民卫生出版社，2013.304-309.

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9游泳，杜莹莹，曹媛，等.基质金属蛋白酶及其抑制因子在宫颈癌中的表达及临床意义.中国实用医刊，2014，41:1-5.

10郭清，吴小华，吕英璞，等.CXCL12-CXCR4趋化因子轴与卵巢上皮性癌关系的实验研究.中华医学杂志，2013，93:1677-1680.

·论著·

Expression and significance of CXCL12-CXCR4 and MMP2-TIMP2 in cervical cancer

GUO Qing，LV Yingpu，ZHANG Weican，et al.
Department of Obstetrics and Gynecology，The First Hospital of Shijiazhuang City，Shijiazhaung 050011，China

【Abstract】ObjectiveTo investigate the expression and significance of CXCL12-CXCR4 and MMP2-TIMP2 in cervical cancer tissues in order to explore the pathogenesis process and metastasis mechanism of cervical cancer.Methods The expression levels of CXCL12-CXCR4 and MMP2-TIMP2 were detected by immunohistochemistry in 23 patients with cervical cancer (experimental group) and 25 patients who underwent whole hysterectomy because of multiple myomata (control group).The correlation between the expressions of CXCL12-CXCR4，MMP2-TIMP2 and pathogenesis of cervical cancer was analyzed.Results As compared with those in control group，the expression levels of CXCL12-CXCR4 as well as MMP2-TIMP2 were significantly increased (P＜0.05).The expressions of CXCL12 were positively correlated to those of MMP2 (r=0.452，P＜0.05)，so were between CXCL12 and TIMP2 (r=0.533，P＜0.05) in cervical cancer.ConclusionThe pathogenesis and metastasis of cervical cancer may be closely correlated to CXCL12-CXCR4 and MMP2-TIMP2，moreover，CXCL12 may play an important role in the process.

【Key words】chemokines; CXCL12; CXCL12-CXCR4; MMP2-TIMP2; cervical cancer

(收稿日期:2015－10－28)

doi:10.3969/j.issn.1002－7386.2016.05.004

【中图分类号】R 711.74

【文献标识码】A

【文章编号】1002－7386(2016) 05－0656－03

作者单位: 050011河北省石家庄市第一医院妇产科