COX-2、MMP-9与PTEN在结肠腺癌组织中的表达及意义

李志锋,刘进忠,石荣亚,霍 曼,赵小利

(河北省保定市第一医院普外科 071000)

论著·临床研究

COX-2、MMP-9与PTEN在结肠腺癌组织中的表达及意义

李志锋,刘进忠,石荣亚,霍 曼,赵小利

(河北省保定市第一医院普外科 071000)

目的探讨环氧合酶-2(COX-2)、基质金属蛋白酶-9(MMP-9)和PTEN在结肠腺癌组织中的表达及意义。方法收集该院2014年3月至2016年5月结肠腺癌根治术后病理存档的石蜡标本72例，30例结肠腺瘤组织及30例正常结肠黏膜组织为对照。采用免疫组化SP法检测COX-2、MMP-9和PTEN的表达情况，分析COX-2、MMP-9和PTEN与结肠腺癌临床病理特征的相关性。结果COX-2、MMP-9在结肠腺癌组织中表达阳性率明显高于结肠腺瘤组织、正常结肠黏膜组织(Plt;0.05)，PTEN的表达阳性率明显低于结肠腺瘤组织、正常结肠黏膜组织(Plt;0.05)。COX-2、MMP-9和PTEN在结肠腺癌的表达与肿瘤浸润深度、有无淋巴结转移及TNM分期相关(Plt;0.05)，与性别、年龄、肿瘤形态、肿瘤直径、分化程度无关(Pgt;0.05)。COX-2、MMP-9与PTEN表达均呈负相关(r=-0.260、-0.282，Plt;0.05)，COX-2与MMP-9表达呈正相关(r=0.335，Plt;0.05)。结论COX-2、MMP-9与PTEN的异常表达和相互作用与结肠腺癌的发生、侵袭转移密切相关，联合检测对结肠腺癌早期诊断、预后评估具有重要意义。

基质金属蛋白酶-9；结肠腺癌；淋巴结转移；环氧合酶-2；PTEN

结肠癌是常见的消化道恶性肿瘤之一，发病率呈逐年递增趋势，其晚期疗效不佳，发生腹腔、肝脏、肺等处转移则预后极差。结肠癌的病理类型以腺癌为主，占结肠癌的85%～90%[1]。探讨结肠腺癌的分子标志物与临床病理资料的关系，有助于更好地了解结肠腺癌的生物学行为。环氧合酶-2(COX-2)是花生四烯酸代谢过程中的限速酶之一，研究发现，COX-2在胃癌、乳腺癌、前列腺癌等多种恶性肿瘤组织高表达，参与肿瘤发生、侵袭和转移等多个环节[2-3]。基质金属蛋白酶-9(MMP-9)是降解Ⅳ型胶原及弹性蛋白等细胞外基质的主要成分，可促进肿瘤细胞的侵袭、转移。PTEN是一种抑癌基因，该基因可调控细胞的增殖与凋亡，并影响肿瘤细胞的侵袭和转移，它的表达缺失与多种肿瘤密切相关。本文通过免疫组化检测COX-2、MMP-9和PTEN在结肠腺癌组织中表达情况，探讨其与结肠腺癌发生、发展的关系。

1 资料与方法

1.1一般资料 收集本院2014年3月至2016年5月结肠腺癌根治术后病理存档的石蜡标本72例，男39例，女33例；年龄34～82岁，中位年龄64.5岁；肿块型22例，浸润型31例，溃疡型19例；≥5 cm 40例，lt;5 cm 32例；高分化腺癌26例，中分化腺癌29例，低分化腺癌17例；T1～T227例，T3～T445例；有淋巴结转移38例，无淋巴结转移34例；Ⅰ期14例，Ⅱ期26例，Ⅲ期22例，Ⅳ期10例。同时选取结肠腺瘤组织和正常结肠黏膜组织各30例作为对照。所有病例术前未行化、放疗,近期均未使用非甾体抗炎药物和糖皮质激素药物。

1.2方法 组织标本经中性福尔马林固定,常规石蜡包埋，4 μm厚连续切片。石蜡切片经脱蜡、水化，按免疫组化SP法染色，显微镜下观察切片染色。COX-2兔抗人单克隆抗体、MMP-9鼠抗人单克隆抗体、PTEN鼠抗人单克隆抗体、免疫组化试剂盒及DAB显色试剂盒均购自福州迈新生物技术公司。

1.3结果判断 COX-2、MMP-9阳性染色定位于细胞质，PTEN阳性染色定位于细胞核，以出现黄色、棕黄色或褐色颗粒为表达阳性。根据染色强度、阳性细胞数所占比例综合评分，由两位高年资病理医师盲法判读。着色强度：无着色为0分，浅黄色为1分，棕黄色为2分，褐色为3分；阳性细胞百分率：≤5%为0分，gt;5%～25%为1分，gt;25%～50%为2分，gt;50%为3分；两项得分相加，0～2分为阴性(-)，≥3分为阳性(+)。

1.4统计学处理 采用SPSS17.0统计软件进行分析。计数资料以率表示，采用χ2检验，当某一个理论数1lt;T≤5时，须对χ2进行连续性校正，相关性分析采用 Spearman 检验，以Plt;0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1COX-2、MMP-9和PTEN在各组织中表达情况 COX-2、MMP-9在结肠腺癌组织中表达阳性率明显高于结肠腺瘤组织、正常结肠黏膜组织(Plt;0.05)，PTEN的表达阳性率明显低于结肠腺瘤组织、正常结肠黏膜组织(Plt;0.05)。见表1、图1。

2.2COX-2、MMP-9和PTEN在结肠腺癌表达情况与临床病理特征的关系 COX-2、MMP-9和PTEN在结肠腺癌的表达与患者性别、年龄、肿瘤形态、肿瘤直径、分化程度无相关性(Pgt;0.05)，而与肿瘤浸润深度、有无淋巴结转移及TNM分期相关(Plt;0.05)。见表2。

A：COX-2；B：MMP-9；C：PTEN

图1 COX-2、MMP-9和PTEN在结肠腺癌组织中的阳性表达(Elivision法×200)表1 COX-2、MMP-9和PTEN在各组织中的表达情况[n(%)]

表2 COX-2、MMP-9和PTEN在结肠腺癌的表达与临床病理特征的关系

续表2 COX-2、MMP-9和PTEN在结肠腺癌的表达与临床病理特征的关系

2.3COX-2、MMP-9和PTEN在结肠腺癌组织中表达的相关性分析 COX-2、MMP-9与PTEN表达均呈负相关(r=-0.260、-0.282，Plt;0.05),见表3;COX-2与MMP-9表达呈正相关(r=0.335，Plt;0.05),见表4。

表3 结肠腺癌组织中COX-2、MMP-9与 PTEN表达相关性

表4 结肠腺癌组织中COX-2与MMP-9表达相关性

3 讨 论

COX是一种膜结合蛋白，是前列腺素(PGs)生物合成过程中的关键限速酶。COX-1和COX-2是其两种同工酶，COX-1属于结构基因产物，能够恒定表达，参与稳定内环境和维持细胞正常生理功能；COX-2 属于诱导基因产物，正常状态下，除在中枢神经系统、肾脏组织少量表达，其他多数组织几乎不表达，但在细胞内外广泛的刺激因素如生长因子、炎症因子、癌基因及促肿瘤剂等诱导下可迅速产生，参与炎症反应等过程。研究发现，COX-2在多种肿瘤组织中参与肿瘤细胞的发生、浸润转移等过程，其作用包括：促进肿瘤细胞增殖，抑制肿瘤细胞凋亡，促进肿瘤细胞迁移，增加肿瘤细胞黏附和侵袭能力，参与致癌物的活化、肿瘤血管及淋巴管的形成，抑制机体抗肿瘤的免疫反应等[4-6]。而有学者研究证实，COX-2表达下调可使肿瘤细胞的增殖、侵袭能力明显降低[7-8]。本研究中COX-2在结肠腺癌组织中高表达，表达水平与肿瘤浸润深度、有无淋巴结转移及临床分期关系密切，COX-2在结肠腺癌发生、发展过程中发挥重要作用。

MMP-9又称明胶酶B，是MMPs家族的重要成员，主要来源于巨噬细胞，以酶原形式分泌，经活化后发挥作用，其主要功能是降解Ⅳ型、V 型胶原和明胶。MMP-9通过降解细胞外间质和基底膜而促进肿瘤侵袭和转移，被认为是肿瘤侵袭和转移的重要分子标记之一[9-10]。MMP-9在肿瘤细胞浸润及转移中的作用机制包括：降解细胞外基质的分子物质，调节细胞的黏附性，协助降解血管基底膜和血管周围基质。体外实验发现，通过上调MMP-9的表达能够明显增强细胞的迁移、侵袭能力[11]。王玲等[12]通过检测MMP-9与血管内皮生长因子(VEGF)在肺腺癌组织中的表达证实，MMP-9可通过调节VEGF 来参与肿瘤血管的生成。本研究中MMP-9在结肠腺癌组织中的表达与肿瘤浸润深度、有无淋巴结转移及临床分期密切相关，因此认为，MMP-9在结肠腺癌的侵袭、转移过程中具有促进作用。

PTEN是一个抑癌基因，定位于人类染色体的10q23，含8个内含子和9个外显子。PTEN基因编码的蛋白具有脂质磷酸酶和蛋白磷酸酶双重特异性磷酸酶活性的多功能蛋白质，可通过多种途径调控细胞周期，调节细胞粘连、迁移和分化，抑制血管的生成，从而抑制肿瘤细胞生长、侵袭转移，并诱导肿瘤细胞凋亡。任荣等[13]研究发现，通过上调PTEN蛋白的表达，可将人肝癌细胞株HepG2细胞阻滞于G0/G1期，进而抑制肿瘤细胞的增殖。有学者通过实验将结肠癌细胞转染过表达PTEN的质粒后，细胞活性、侵袭和迁移能力减弱，而抑制 PTEN蛋白的表达结肠癌细胞的增殖、侵袭和迁移明显增强[14-15]。本研究中PTEN在结肠腺癌组织中表达明显降低，与肿瘤浸润深度、有无淋巴结转移及临床分期相关，提示PTEN的低表达可能促进结肠癌的进展，检测PTEN的表达可能有助于结肠腺癌的预后评估。

结肠腺癌的发生、发展是多个基因异常调控的复杂过程。本试验Spearman相关分析发现，COX-2、MMP-9与PTEN表达呈负相关，COX-2与MMP-9表达呈正相关。PTEN可通过调控核因子-κB(NF-κB)和AP-1基因下调MMP-9的表达，并增加MMP-9的抑制物金属蛋白酶组织抑制剂1(TIMP1)的分泌，PTEN表达水平降低促使MMP-9的高表达[16]。PTEN的低表达通过调控AKT/PKB信号通路，上调了COX-2蛋白的表达，抑制肿瘤细胞凋亡，促进肿瘤细胞增殖和侵袭转移[17]。COX-2可诱导MMP-9的表达水平上调，增强细胞的侵袭能力；应用COX-2抑制剂可同时抑制MMP-9的表达，同时升高PTEN蛋白表达，降低癌细胞的增殖能力[18]。因此认为，COX-2与MMP-9协同表达，并下调PTEN蛋白的表达水平，促进了结肠腺癌的发生、侵袭转移。

综上所述，COX-2、MMP-9与PTEN的异常表达和相互作用促进了结肠腺癌的发生、浸润及转移等过程。COX-2、MMP-9、PTEN与结肠腺癌的发生、发展密切相关，可作为结肠腺癌重要的生物学参考指标，联合检测对于结肠腺癌诊断、鉴别及预后评估具有重要指导意义。

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ExpressionandsignificanceofCOX-2，MMP-9andPTENincolonicadenocarcinomatissues

LiZhifeng,LiuJinzhong,ShiRongya,HuoMan,ZhaoXiaoli

(DepartmentofGeneralSurgery,BaodingMunicipalFirstHospital,Baoding,Hebei071000，China)

ObjectiveTo explore the expression and significance of COX-2，MMP-9 and PTEN in colonic adenocarcinoma tissues.MethodsSeventy-two cases of pathologically archived paraffin specimens after colonic adenocarcinoma radical operation in the hospital from March 2014 to May 2016 were collected,30 cases of colonic adenoma tissues and 30 cases of normal mucosal membrane tissues served as the controls.The expressions of COX-2，MMP-9 and PTEN were detected by adopting the immunohistochemical SP method.Then the correlation between COX-2，MMP-9 and PTEN with clinicopathological features of colonic adenocarcinoma was analyzed.ResultsThe positive expression rate of COX-2 and MMP-9 in colonic adenocarcinoma tissues was significantly higher than that in colonic adenoma tissues and normal colon mucosal membrane tissues(Plt;0.05);the positive expression rate of PTEN was significantly lower than that in colonic adenoma tissues and normal colon mucosal membrane tissues(Plt;0.05).The expression of COX-2,MMP-9 and PTEN in colonic adenocarcinoma was correlated with the tumor invasive depth，lymph node metastasis and TNM staging(Plt;0.05),while had no correlation with sex，age，tumor morphology，tumor size and differentiation degree(Pgt;0.05).COX-2，MMP-9 and PTEN expressions showed negative correlation(r=-0.260,-0.282,Plt;0.05),COX-2 and MMP-9 expression showed a positive correlation(r=0.335，P=0.004).ConclusionThe abnormal expression and interaction of COX-2,MMP-9 and PTEN are closely correlated with the occurrence,invasion and metastasis of colonic adenocarcinoma.Their combined detection has an important significance for early diagnosis and prognosis assessment of colonic adenocarcinoma.

matrix metalloproteinase 9;colonic adenocarcinoma；lymph node metastasis；COX-2；PTEN

李志锋(1978-)，副主任医师，硕士，主要从事普外科疾病研究。

10.3969/j.issn.1671-8348.2017.33.024

R735.3+5

A

1671-8348(2017)33-4676-04

2017-05-18

2017-08-06)