胃黏膜上皮异型增生及胃癌中线粒体超微结构的变化

刘瑞瑞殷 实丁西平

据统计，目前胃癌(Gastric cancer,GC)是世界范围内发病率最高的第五大癌症和第三大癌症死亡的原因[1]。胃癌的发生率与胃黏上皮膜异型增生的严重程度呈正相关，且胃黏膜上皮异型增生经治疗减退或消失的比率随着异型增生的严重程度的增高而下降[2]。因此阻断或逆转胃黏膜异型增生的发展是降低胃癌发病率及死亡率的有效措施之一，对胃黏膜异型增生发生发展机制的深入研究显得尤为重要。线粒体是参与生物能量代谢和细胞稳态的真核细胞细胞内的细胞器，线粒体的功能主要包括通过呼吸和氧化磷酸化（OXPHOS）产生ATP，活性氧（ROS）的产生，细胞凋亡的启动和执行。近些年来，有越来越多的证据表明mtDNA的突变或线粒体功能障碍在胃癌中的发生发展中具有重要的意义，ROS的增加引起的线粒体功能障碍可能参与了胃癌的恶性变化。但是，mtDNA突变的具体机制和线粒体功能障碍影响胃癌进展仍不清楚[3]。细胞内80%以上的ATP由线粒体合成，线粒体在细胞存活和凋亡中发挥重要的作用。线粒体发生肿胀、空泡变性等退行性变可导致ATP生成减少，进而可引起胃黏膜细胞的功能下降，胞体变小，致使胃黏膜变薄、萎缩。

在本研究中，我们用透射电镜观察了人胃黏膜上皮异型增生和胃癌黏膜细胞中线粒体超微结构的变化，进一步探讨人胃黏膜上皮异型增生及胃癌的发生发展的分子机制。

1　资料与方法

1.1临床资料 选择安徽省立医院2016年1月-2017年9月接受胃镜及病理活检的年龄在18～75周岁的患者，内镜检查前4周无服用损害胃黏膜的药物及抗凝、抗血小板药物，无胃溃疡及其他影响胃黏膜的严重合并症，无心脑血管、呼吸、肾脏等其他系统严重疾病者。

1.2方法 根据2017年慢性胃炎及上皮性肿瘤胃黏膜活检病理诊断共识[4]，收集胃镜及病理结果一致的慢性浅表性胃炎（CSG）、胃黏膜上皮轻中度异型增生、胃黏膜上皮重度异型增生及GC患者的胃黏膜标本，标本直径约5mm，取出后的标本立即置于2.5%戊二醛溶液中固定，用磷酸缓冲液浸洗后乙醇梯度脱水，环氧树脂浸透包埋聚合，用超薄切片机做半超薄切片，甲苯胺蓝染色后在光学显微镜下定位，经醋酸铀、柠檬酸铅双重染色后用透射电镜（日本电子JEOL—1230型）观察各组胃黏膜中线粒体超微结构的变化，7200倍拍摄图片分别进行线粒体计数。

1.3统计学分析 采用SPSS 22.0软件对实验数据进行统计学处理，计量资料均采用平均值±标准差（± s）的形式表示，用t检验比较两组之间的差异，P＜0.05为差异具有统计学意义。

2　结 果

2.1一般资料 选择安徽医科大学附属省立医院消化内科内镜室2016年12月-2017年9月胃镜及病理活检诊断为CSG、胃黏膜上皮轻中度异型增生、胃黏膜上皮重度异型增生及GC患者共60例,每组各15例。CSG组男7例，女8例，年龄26～67岁，平均年龄（49.93±11.39）岁，其中合并Hp感染者2例；轻中度异型增生组男9例，女6例，年龄28～69岁，平均年龄（56.20±11.31）岁，合并Hp感染7例，萎缩13例，肠化14例；重度异型增生组男12例，女3例，年龄31～69岁，平均年龄（56.20±11.23）岁，合并Hp感染6例，萎缩4例，肠化4例，8例已有癌变；GC组男12例，女3例，年龄45～74岁，平均年龄（60.67±7.38）岁，其中中低分化腺癌6例，低分化腺癌9例，9例有淋巴结转移。见表1。

表1　患者的一般资料比较

2.2各组胃黏膜的透射电镜结果 CSG组胃黏膜上皮细胞中线粒体大多为圆形或椭圆型，线粒体的形态基本正常，合并Hp感染的胃黏膜上皮可见少量线粒体发生空泡变性；轻中度异型增生组、重度异型增生组和GC组与CSG组相比线粒体的数目减少，线粒体发生肿胀、空泡变性、基质变淡、固缩、线粒体嵴断裂与排列紊乱等退变表现，且统计学分析结果发现在轻中度异型增生组、重度异型增生组和GC组中胃黏膜细胞中线粒体的数目减少和空泡变性的发生率与CSG组相比差异有统计学意义（P＜0.05），而轻中度异型增生组、重度异型增生组和GC组间差异无统计学意义（P＞0.05）。电镜结果还发现在非胃癌组，合并Hp感染、萎缩、肠化的胃黏膜上皮细胞中线粒体发生退变的程度更重。见表2和图1。

表2　各组胃黏膜线粒体的超微结构变化

图1　各组胃黏膜上皮细胞中线粒体的超微结构

3　讨 论

在过去的研究[5]中发现线粒体DNA的突变介导线粒体功能障碍在胃癌的发生和发展中有重要作用。我们的研究发现在CSG组、轻中度异型增生组、重度异型增生组及GC组中可见线粒体发生肿胀、空泡变性、基质变淡、固缩、线粒体嵴断裂与排列紊乱等退变表现。因时间、经费等多种原因我们仅对部分病例中线粒体数目及空泡变性发生率进行了统计，统计学结果发现与CSG组相比，线粒体数目和空泡变性的发生率在轻中度异型增生组、重度异型增生组和GC组中差异有统计学意义，提示线粒体发生退行性变可能参与胃癌前病变以及胃癌的发生和发展。

我们还发现在非胃癌组中合并Hp感染、萎缩、肠化的胃黏膜上皮细胞线粒体发生退变的程度更重，这与Feichtinger RG等[6]研究认为Hp感染对线粒体能量代谢有重要影响一致。本研究分析结果显示线粒体退变率在轻中度异型增生组、重度异型增生组和GC组间差异无统计学意义（P＞0.05）。考虑这一方面可能与我们的样本量少、电镜结果观察者的个体差异有关，另一方面可能因为轻中度异型增生组合并Hp感染、萎缩、肠化的比例以及重度异型增生组合并癌变的比例过高而影响结果的判断。

综上所述，我们认为线粒体退变参与胃黏膜上皮异型增生及胃癌的发生和发展，可能是胃黏膜恶性转化中的重要发生机制，但介导线粒体发生退行性改变参与胃癌前病变及胃癌发生和发展的具体分子机制尚不清楚，有待进一步研究明确。