喉鳞状细胞癌组织中MMP-11、COL11A1 mRNA的表达变化及其意义

陈平，钟琦，李祖飞，陈学军，张洋，黄志刚

(首都医科大学附属北京同仁医院，北京100730)



喉鳞状细胞癌组织中MMP-11、COL11A1 mRNA的表达变化及其意义

陈平，钟琦，李祖飞，陈学军，张洋，黄志刚

(首都医科大学附属北京同仁医院，北京100730)

目的观察喉鳞状细胞癌(LSCC)组织中基质金属蛋白酶11(MMP-11)及COL11A1基因的表达变化，并探讨其意义。方法 行手术治疗的LSCC患者45例，术中留取LSCC组织及癌旁正常组织，采用real-time PCR检测MMP-11 mRNA及COL11A1 mRNA，分析MMP-11、COL11A1 mRNA与LSCC临床病理参数及患者预后的关系。结果 LSCC组织、癌旁正常组织中MMP-11 mRNA表达上调分别为39、13例，COL11A1 mRNA表达上调分别为45、41例。LSCC组织、癌旁正常组织中MMP-11 mRNA相对表达量分别为2.226±0.143、0.892±0.036，COL11A1 mRNA相对表达量分别为2.842±0.218、1.493±0.063，两种组织相比，P均<0.05。LSCC组织中MMP-11 mRNA与COL11A1 mRNA表达呈正相关关系(r=0.648，P<0.05)。不同年龄、TNM分期患者肿瘤组织中MMP-11 mRNA表达上调情况相比，P均<0.05。不同临床分期、分化程度、淋巴结转移情况的LSCC患者肿瘤组织中COL11A1 mRNA表达上调情况相比，P均<0.05。MMP-11 mRNA表达上调组5年生存率为55.5%，MMP-11 mRNA表达下调组为83.3%，两组相比，P<0.05。COL11A1 mRNA表达上调组5年生存率为53.7%，COL11A1 mRNA表达下调组为80.0%，两组相比，P<0.05。结论 LSCC组织中MMP-11、COL11A1 mRNA表达均上调，二者可能协同参与了LSCC的发生与发展。

喉癌；鳞状细胞；基质金属蛋白酶11基因；COL11A1基因

喉鳞状细胞癌(LSCC)是头颈部常见的恶性肿瘤，标化死亡率约为1.1/10万。局部浸润和远处转移是LSCC患者生存率低的主要原因[1]。许多基因的异常表达与肿瘤的浸润转移有关[2]。肿瘤细胞在侵袭、转移过程中要突破细胞外基质(ECM)这一天然屏障，而基质金属蛋白酶(MMPs)是降解ECM最主要的酶[3]。MMP-11是基质金属蛋白酶家族成员之一，现已发现其在早期乳腺癌[4]、结肠癌[5]、肺癌[6]等多种恶性肿瘤组织中表达。MMP-11能抑制肿瘤细胞凋亡，其作用机制可能与转录因子SP1能够结合到MMP-11近端启动子区域内的GC盒从而上调MMP-11基因的表达有关[7]。最新研究发现，转录因子SP1能够正调节COL11A1基因的近端启动子活动[8]。COL11A1基因编码胶原Ⅺ的α1链，COL11A1基因突变可导致Ⅱ型Stickler综合征[9]、骨关节炎[10]等疾病。胶原Ⅺ通过活化局部粘着斑激酶(FAK)导致E-钙黏蛋白(E-cadherin)黏连复合物解聚，抑制细胞之间黏附，影响组织的完整性从而有利于肿瘤细胞的转移和扩散[11]。但是关于MMP-11及COL11A1与LSCC发生发展的关系目前少有报道。为此，本研究观察了LSCC组织中MMP-11、COL11A1 mRNA的表达变化，探讨两者表达与LSCC临床病理参数的关系，分析二者在LSCC发生发展中的作用，现报告如下。

1　资料与方法

1.1临床资料2009年10月～2013年9月于北京同仁医院耳鼻咽喉头颈外科住院手术的LSCC患者45例。经组织病理检查确诊为鳞状细胞癌，未接受放化疗，无其他肿瘤病史，参与研究前均签署知情同意书。患者均为男性，年龄41～72岁，早期(TNM分期Ⅰ～Ⅱ期)19例、晚期(Ⅲ～Ⅳ期)26例，高分化12例、中分化28例、低分化5例，声门上型24例、声门型19例、声门下型2例，有淋巴结转移18例、无淋巴结转移27例。取患者手术切除的LSCC组织及癌旁正常组织(距离肿瘤组织>1 cm)，一部分立即置于液氮中速冻，保存于-80 ℃冰箱中待测。

1.2LSCC组织中MMP-11、COL11A1 mRNA检测用TRIzol通用型RNA快速提取试剂盒提取组织标本中的总RNA，使用M-MLV-转录酶进行反转录，2×Ex TaqMix试剂盒进行扩增。以GAPDH mRNA作为内参，上游引物序列为5′- CACCCTTTCTTGACAAAACCT-3′，下游引物序列为5′-AGTGGGGTGGCTTTTAGGA-3′；MMP-11 mRNA上游引物序列为5′-TGAGTGCCCGCAACCG-3′，下游引物序列为5′-GGCGTCACATCGCTCCATA-3′；COL11A1 mRNA上游引物序列为5′-GGAGCAAAAGGGGATGGG-3′，下游引物序列为5′-TTGGAGGACAAGATTGGTAAAGG-3′。PCR反应条件：95 ℃预变性5 min，95 ℃ 30 s，60 ℃ 30 s，反应40个循环。以2-ΔΔCt表示目的基因相对表达量，>1为表达上调，<1为表达下调。

2　结果

2.1LSCC组织中MMP-11、COL11A1 mRNA表达变化LSCC组织、癌旁正常组织中MMP-11 mRNA表达上调分别为39、13例，COL11A1 mRNA表达上调分别为45、41例。LSCC组织、癌旁正常组织中MMP-11 mRNA相对表达量分别为2.226±0.143、0.892±0.036，COL11A1 mRNA相对表达量分别为2.842±0.218、1.493±0.063，两种组织相比，P均<0.05。LSCC组织中MMP-11 mRNA与COL11A1 mRNA表达呈正相关关系(r=0.648，P<0.05)。

2.2MMP-11、COL11A1 mRNA表达与LSCC临床病理参数的关系不同年龄、TNM分期患者肿瘤组织中MMP-11 mRNA表达上调情况相比，P均<0.05。不同临床分期、分化程度、淋巴结转移情况的LSCC患者肿瘤组织中COL11A1 mRNA表达上调情况相比，P均<0.05。

2.3MMP-11、COL11A1 mRNA表达与LSCC患者预后的关系随访截至2016年3月，45例患者均无失访，死亡16例。至随访结束时，MMP-11 mRNA表达上调组有15例死亡、生存时间为(33.6±2.3)个月，而MMP-11 mRNA表达下调组仅有1例死亡、生存时间为(60.6±3.7)个月。COL11A1表达上调组有15例死亡、生存时间为(33.5±2.4)个月，而COL11A1表达下调组仅有1例死亡、生存时间为(58.1±3.7)个月。MMP-11 mRNA表达上调组5年生存率为55.5%，MMP-11 mRNA表达下调组为83.3%，两组相比，P<0.05。COL11A1 mRNA表达上调组5年生存率为53.7%，COL11A1 mRNA表达下调组为80.0%，两组相比，P<0.05。

表1　 MMP-11、COL11A1 mRNA表达与LSCC临床病理参素的关系(例)

注：与年龄>60岁者相比，*P<0.05；与Ⅰ～Ⅱ期者相比，#P<0.05；与高分化者相比，△P<0.05；与有淋巴结转移者相比，☆P<0.05。

3　讨论

在呼吸道肿瘤中，LSCC的发病率仅次于肺癌，并且容易发生局部浸润和转移[1]。恶性肿瘤的浸润、转移可分为几个步骤:细胞黏附性改变、基底膜及细胞外基质降解、新生血管形成及肿瘤细胞运动。

MMP-11是肿瘤细胞主动配体，在肿瘤侵袭、进展中发挥重要作用[12,13]。相关研究发现MMP-11在肺癌、乳腺癌和结肠癌等恶性肿瘤中表达上调[4～6]。在头颈肿瘤中也发现MMP-11过表达，但对于MMP-11与头颈肿瘤临床病理参数的关系尚无定论[14]。本研究结果显示，MMP-11 mRNA在LSCC组织中呈过表达状态，此外，随患者年龄、肿瘤分期增加，MMP-11表达逐渐增高，说明MMP-11的异常表达可能与LSCC的发展有关。

胶原Ⅺ是较小的纤维状胶原，最常见于软骨中，是一个由定位于不同的染色体上α1、α2、α3链组成的异源三聚体，胶原Ⅺ合成为原胶原并且蛋白水解产生成熟的三聚体[8]。COL11A1基因位于染色体1p21区域，编码Ⅺ型胶原α1亚基，而Ⅺ型胶原遍布体内各种器官和组织，是细胞外基质中的框架结构[15]。COL11A1基因编码的胶原Ⅺ的α1链基因突变与许多肌肉骨骼疾病有关，如Stickler综合征[9]、骨关节炎[10]等。COL11A1基因在头颈肿瘤组织中也有过表达的相关报道，但作用机制仍有待研究[16]。因此，有学者[17]推测COL11A1基因过表达在肿瘤的形成和进展中都起重要作用。本研究结果显示，COL11A1 mRNA在LSCC组织中呈现过表达状态，并与LSCC临床分期、分化程度和淋巴结转移有关，提示COL11A1 mRNA基因过表达可能是肿瘤早期侵袭的标志[18]。

本研究还发现，MMP-11 mRNA与COL11A1 mRNA在LSCC组织中的表达呈正相关关系，推测MMP-11、COL11A1的作用机制与共同受Sp1的调控有关。生存分析结果显示，MMP-11 mRNA表达上调组、COL11A1 mRNA表达上调组患者的生存率均低于表达下调组，提示MMP-11与COL11A1基因高表达可能与LSCC的不良预后有关。Sp1在上皮细胞G1期中的转录因子，可调控细胞的增殖和分化过程[10]。MMP-11上游-25 bp和-68 bp处存在GC-盒(GCBox)，而转录因子Sp1通过GCbox正调控肿瘤组织中MMP-11的表达[10]；同时，虽然COL11A1基因上游缺少GCBox，但Sp1可与九核蛋白结合区域相结合从而增强COL11A1基因的转录[8]。

结合上述研究结果，我们认为，MMP-11 mRNA、COL11A1 mRNA在LSCC组织中呈过表达状态，二者可能协同参与了LSCC的发病和进展。然而，本研究纳入病例数较少，且均为男性患者，上述结论仍需进一步验证。

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北京市医管局临床医学发展专项扬帆计划(XMLX201507)；北京市教委科技发展计划(KZ201310025025)。

黄志刚(E-mail: enthzg@trhos.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.31.023

R76

B

1002-266X(2016)31-0072-03

2016-04-18)