玄基澤,陳丹,時暢,溫志紅,王輝
(1.大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院病理科,遼寧大連116011;2.大連市第五人民醫(yī)院放射線科,遼寧大連116021;3.大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院超聲科,遼寧大連116011)
血管內(nèi)皮生長因子和E-cadherin在胃癌組織中的表達(dá)及臨床意義
玄基澤1,陳丹1,時暢1,溫志紅2,王輝3
(1.大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院病理科,遼寧大連116011;2.大連市第五人民醫(yī)院放射線科,遼寧大連116021;3.大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院超聲科,遼寧大連116011)
目的檢測血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)及E-cadherin在胃癌組織中的表達(dá),探討其臨床意義。方法采用熒光定量實時PCR定量分析病灶細(xì)胞中VEGF及E-cadherinmRNA轉(zhuǎn)錄量,Western blot分析VEGF及E-cadherin蛋白表達(dá)量,并采用免疫組化方法分析表達(dá)陽性率。結(jié)果胃癌組織和無癌胃黏膜組織中VEGF蛋白的陽性表達(dá)率分別為78.6%(44/70)和14.3%(4/34),E-cadherin蛋白的陽性表達(dá)率分別為22.9%(16/70)和91.4%(32/34)。VEGFmRNA在胃癌組織中的表達(dá)量高于無癌胃黏膜組織(P<0.01),E-cadherinmRNA則相反(P<0.01),且二者的表達(dá)量與腫瘤分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、浸潤深度、TNM分期有關(guān)(P<0.04)。結(jié)論胃癌組織中VEGFmRNA和蛋白的表達(dá)增加,E-cadherinmRNA和蛋白則減少;提示VEGF和E-cadherin的表達(dá)與胃癌的生物學(xué)行為有關(guān),可能參與胃癌的發(fā)生、發(fā)展和侵襲轉(zhuǎn)移。
胃癌;細(xì)胞增殖;細(xì)胞侵襲;血管內(nèi)皮因子;E-cadherin
胃癌是消化系統(tǒng)中最常見的惡性腫瘤,嚴(yán)重威脅人類的健康,其發(fā)病率和死亡率較高,4年生存率較低。胃癌早期無特異的癥狀,難以診斷。胃癌致死病因大多是由于胃癌的侵襲和轉(zhuǎn)移,約半數(shù)以上的患者在確診時已經(jīng)為晚期,四分之三以上的患者治療后發(fā)生復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。由于黏附因子的降解和癌細(xì)胞的黏附是導(dǎo)致腫瘤浸潤和轉(zhuǎn)移的主要原因[1,2],因此本研究探討血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)和E-cadherin在胃癌中的表達(dá),評價VEGF和E-cadherin表達(dá)的檢測在診斷胃癌浸潤、轉(zhuǎn)移和評價預(yù)后中的臨床價值。
1.1 標(biāo)本來源
胃癌組織標(biāo)本取材于2009-2013年于大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院行胃癌手術(shù)的70例患者,其中男43例,女17例,年齡27~80歲,平均(46.4±4.7)歲。所有患者均行D2胃癌根治術(shù),并且在術(shù)前未進(jìn)行其他放化療和抗腫瘤治療。其中高、中分化腺癌24例,低分化腺癌44例。取上述標(biāo)本中距癌組織10 cm以上切緣,免疫組化證實組織無癌浸潤的無癌胃黏膜組織34例作為對照組。所有標(biāo)本均經(jīng)過4%中性甲醛固定,石蠟包埋,4 μm厚度切片,并經(jīng)病理確診。
1.2 實驗儀器
高速臺式離心機(jī)(德國Sigma公司);310型CO2培養(yǎng)箱(美國Thermo公司);蛋白電泳及電轉(zhuǎn)系統(tǒng)、680型酶標(biāo)儀(美國Bio-Rad公司);倒置相差顯微鏡(日本Nikon公司)。
1.3 實驗方法
1.3.1 實時PCR(real-time PCR,RT-PCR)檢測VEGF和E-cadherin的表達(dá):實驗用Trizol總RNA抽提純化及RT-PCR試劑盒購自大連寶生物工程有限公司。利用GenBank檢索及Primer 4.0軟件設(shè)計引物,引物購自上海生工生物工程股份有限公司。VEGF上游引物:4′-TGGCACCCAGCACAATGAA-3′,下游引物:4′-CTAAGTCATAGTCCGCCTAGAAG CA-3′,產(chǎn)物260 bp;E-cadherin上游引物:4′-TACAC TGCCCAGGAGCCAGA-3′,下游引物:4′-TGGCACC AGTGTCCGGATTA-3′,產(chǎn)物960 bp。退火溫度分別為43℃和48℃,反應(yīng)條件均為94℃下預(yù)變性4 min 30 s;94℃變性30 s;72℃延伸3 min,34個循環(huán);最后72℃延伸10 min。PCR產(chǎn)物利用瓊脂糖電泳鑒定,采集后應(yīng)用分析軟件對PCR產(chǎn)物進(jìn)行光密度分析,以目的條帶灰度值為指標(biāo)評價胃癌組織及無癌胃黏膜組織的VEGF或E-cadherin的表達(dá)量。
1.3.2 Western blot:收集胃癌細(xì)胞并提取總蛋白。電泳(12%SDS-PAGE凝膠)、轉(zhuǎn)?。?0 V,120 min),4%正常小牛血清封閉,抗VEGF(1:1 000)、抗E-cadherin(1:800)及抗β-actin(1:200),4℃孵育過夜,分別于各自對應(yīng)的二抗(1:2 400)室溫孵育2 h,加入ECL顯影劑,經(jīng)自動電泳凝膠成像分析儀采集,進(jìn)行灰度值測定。
1.3.3 免疫組化染色:采用SP試劑盒(美國Maxin公司)檢測。石蠟切片在二甲苯及不同濃度的乙醇中常規(guī)脫蠟水化,切片浸泡在枸緣酸鹽緩沖液中,置于水浴加熱后室溫冷卻,之后用PBS漂洗。在過氧化氫中孵育后用PBS漂洗,封閉血清室溫封閉后用PBS漂洗。滴加稀釋的一抗,4℃孵育過夜后用PBS漂洗;用生物素標(biāo)記的二抗室溫孵育后用PBS漂洗;用HRP-Avdin室溫孵育后用PBS漂洗。用DAB顯色后鏡下觀察,待充分顯色后終止反應(yīng),蘇木素復(fù)染后用乙醇脫水,再用中性樹脂封片。
1.4 結(jié)果判定
以PBS代替一抗作陰性對照,用已知陽性的胃癌組織切片作陽性對照。每張切片由2位不知曉患者臨床病理資料的病理醫(yī)師分別對染色結(jié)果進(jìn)行判讀,依照Fromowitz綜合計分法,將陽性細(xì)胞百分?jǐn)?shù)與細(xì)胞著色強(qiáng)度綜合判定,陽性細(xì)胞百分?jǐn)?shù)為10個視野陽性細(xì)胞數(shù)占細(xì)胞總數(shù)的百分比:<4%計0分,4%~24%計1分,26%~40%計2分,41%~74%計3分,>74%計4分;細(xì)胞著色強(qiáng)度:不著色計0分,淡黃色計1分,棕黃色計2分,棕褐色計3分。二者積分相加:0~2分為陰性,>2分為陽性,并計算陽性百分率。
1.5 統(tǒng)計學(xué)處理
采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,計量資料以表示。胃癌組織與無癌胃黏膜組織間的比較采用t檢驗,P<0.04為差異統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1VEGF和E-cadherinmRNA的表達(dá)
VEGFmRNA在胃癌組織(0.79±0.13)中的表達(dá)量高于無癌胃黏膜組織(0.39±0.04),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);E-cadherinmRNA的表達(dá)則呈相反趨勢,即在無癌胃黏膜組織(0.87±0.14)中的表達(dá)量高于胃癌組織(0.07±0.02)(P<0.01)。見圖1。
圖1 VEGF和E-cadherin mRNA的表達(dá)Fig.1 Expression of VEGF and E-cadherin mRNA
2.2 VEGF和E-cadherin蛋白的表達(dá)
VEGF在胃癌組織細(xì)胞核染色呈強(qiáng)陽性;在無癌胃黏膜細(xì)胞核中呈陰性或者弱陽性(圖2)。胃癌組織中VEGF的陽性表達(dá)率明顯高于無癌胃黏膜組織(P<0.01),陽性表達(dá)率分別為78.6%(44/70)和14.3%(4/34)。E-cadherin在無癌胃黏膜組織中的表達(dá)呈強(qiáng)陽性,而在胃癌組織中呈陰性。無癌胃黏膜組織中E-cadherin的陽性表達(dá)率明顯高于胃癌組織,陽性表達(dá)率分別為91.4%(32/34)和22.9%(16/ 70),兩者差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。見圖3。
圖2 正常組織和胃癌組織中E-cadherin和VEGF的表達(dá)情況免疫組化×400Fig.2 VEGF and E-cadherin expression in normal tissue and gastric cancer tissue Immunohistochemistry×400
圖3 VEGF和E-cadherin蛋白的表達(dá)Fig.3 Expression of VEGF and E-cadherin protein
2.3VEGF和E-cadherinmRNA表達(dá)與臨床病理指標(biāo)的關(guān)系
VEGFmRNA表達(dá)水平在細(xì)胞分化程度高、存在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤浸潤T3、T4及TNM分期Ⅲ~Ⅳ期患者的腫瘤組織中較細(xì)胞分化程度低、無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤浸潤T1、T2及TNM分期Ⅰ~Ⅱ期患者顯著升高(P<0.04);而E-cadherinmRNA(P<0.04)則相反。而且二者與患者性別、年齡及腫瘤大小均無關(guān)(P>0.04)。見表1。
表1 VEGF和E-cadherin mRNA表達(dá)與臨床病理指標(biāo)的關(guān)系Tab.1 Relationship of VEGF and E-cadherin mRNA expression and clinicopathological parameters
侵襲和轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤的主要致死原因,因此對侵襲和轉(zhuǎn)移的相關(guān)因子進(jìn)行研究對腫瘤的治療有著十分重大的意義。腫瘤的侵襲過程極其復(fù)雜,也是發(fā)生遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移的起始。它主要與腫瘤細(xì)胞的黏附、運(yùn)動、增殖以及腫瘤血管的形成有關(guān)。
在腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移過程中,腫瘤新生血管的形成過程是其中的關(guān)鍵因子之一。VEGF可以促進(jìn)血管的形成,為腫瘤細(xì)胞提供營養(yǎng)物質(zhì),為侵襲和轉(zhuǎn)移創(chuàng)造了適宜條件。VEGF作用于內(nèi)皮細(xì)胞,主要通過以下3個方面的作用調(diào)控體內(nèi)腫瘤血管的形成:促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖,刺激內(nèi)皮細(xì)胞使血漿蛋白形成蛋白凝塊,提高血管的管壁通透性。之前已有研究表明,VEGF在胃癌中呈高表達(dá),而在正常胃黏膜上皮的表達(dá)呈陰性。研究表明,隨著胃癌的分期和轉(zhuǎn)移情況,VEGF呈不同程度的表達(dá)[3,4]。T3、T4期的表達(dá)高于T1、T2期,淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組的表達(dá)高于非淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組[4,6]。這都提示VEGF在胃癌的新生血管表現(xiàn)活躍,為腫瘤生長及轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)。而相應(yīng)的腫瘤的發(fā)生和發(fā)展也會促進(jìn)VEGF的表達(dá)過量,因此VEGF的表達(dá)與胃癌的侵襲和轉(zhuǎn)移有著密不可分的相關(guān)性[7,8]。
此外,細(xì)胞的黏附系統(tǒng)也對癌細(xì)胞脫離原發(fā)灶有著重要的作用,癌細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)發(fā)生黏附是腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的起始步驟。正常的細(xì)胞必須通過細(xì)胞黏附維持生長,而許多癌細(xì)胞可以無需黏附而呈現(xiàn)散落狀態(tài),并且不發(fā)生凋亡。導(dǎo)致這種狀態(tài)的原因是因為癌細(xì)胞能誘導(dǎo)免疫細(xì)胞的凋亡。而細(xì)胞的運(yùn)動、侵襲和轉(zhuǎn)移是因為黏附與非黏附過程失去了平衡。當(dāng)腫瘤發(fā)生局部浸潤時,癌細(xì)胞之間的黏附能力降低。E-cadherin是介導(dǎo)黏附作用的因子之一,屬于細(xì)胞膜的整合蛋白,在上皮細(xì)胞中分布廣泛。它參與細(xì)胞間及細(xì)胞與基質(zhì)間的作用,其表達(dá)異常會導(dǎo)致癌細(xì)胞脫離原發(fā)灶,發(fā)生轉(zhuǎn)移和局部浸潤。有研究表明,E-cadherinmRNA在胃癌中的表達(dá)明顯低于正常胃黏膜上皮細(xì)胞[9~11]。并且其低表達(dá)與TNM分期、胃癌組織分化程度低及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的差異比較呈高度相關(guān)。還有文獻(xiàn)報道E-cadherin基因(CDH1)與晚期胃癌中常見的雜合性缺失有關(guān),與生存率低、預(yù)后較差緊密聯(lián)系。該基因的異常表達(dá)主要與CDH1發(fā)生基因突變、異常的轉(zhuǎn)錄功能和翻譯功能、甲基化的啟動緊密相關(guān),因此研究E-cadherin在組織中的表達(dá)可為臨床分析腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移提供可靠的診斷依據(jù)。
本研究檢測胃癌組織和無癌胃黏膜組織中VEGF和E-cadherinmRNA和蛋白的表達(dá)情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn)胃癌組織中VEGF的陽性表達(dá)率明顯高于無癌胃黏膜組織(P<0.01),無癌胃黏膜組織中E-cadherin的陽性表達(dá)率明顯高于胃癌組織(P<0.01)。為了進(jìn)一步證實VEGF和E-cadherin在胃癌組織和無癌胃黏膜組織中的表達(dá)情況,又采用RT-PCR法對二者mRNA含量進(jìn)行檢測,結(jié)果發(fā)現(xiàn)VEGFmRNA在胃癌組織中的表達(dá)量高于無癌胃黏膜組織,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);E-cadherinmRNA在無癌胃黏膜組織中的表達(dá)量高于胃癌組織(P<0.01)。
結(jié)合以往及本研究結(jié)果,推測在胃癌的發(fā)生發(fā)展過程中有可能刺激了腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖,而細(xì)胞的黏附作用降低,所以導(dǎo)致了細(xì)胞的持續(xù)增殖和侵襲、轉(zhuǎn)移。有關(guān)VEGF和E-cadherin與胃癌臨床病理特征關(guān)系的研究較少。有研究表明,二者與胃癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、臨床分期等有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn),VEGF和E-cadherin的表達(dá)與腫瘤的分化程度、有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、浸潤程度和分期有關(guān)(P<0.04),而與年齡、性別、腫瘤大小無關(guān)(P>0.04),這可能是因為VEGF的增殖為腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移提供了有利的條件,而E-cadherin在胃癌組織中表達(dá)減少,導(dǎo)致細(xì)胞失去黏附能力而產(chǎn)生了高度的侵襲性,更易于轉(zhuǎn)移。
綜上,胃癌的侵襲和轉(zhuǎn)移過程是一個多步驟、多因素的復(fù)雜的動態(tài)生物學(xué)過程,涉及到多種基因的細(xì)胞生物學(xué)行為的改變[12,13]。至今,相關(guān)的侵襲和轉(zhuǎn)移機(jī)制取得了巨大的進(jìn)展,但細(xì)胞內(nèi)皮血管生長因子和細(xì)胞的黏附過程的機(jī)制尚不明了[14,14]。研究相關(guān)基因的功能為今后的靶點基因治療提供了重要依據(jù)。
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(編輯 陳姜)
Expression of Vascular EndothelialGrowth Factor and E-cadherin in Gastric Cancerand the ClinicalSignificance
XUANJi-ze1,CHENDan1,SHIChang1,WENZhi-hong2,WANGHui3
(1.DepartmentofPathology,The FirstAffiliated HospitalofDalian MedicalUniversity,Dalian 116011,China;2.DepartmentofRadiology,The Fifth People’s HospitalofDalian,Dalian 116021,China;3.DepartmentofUltrasound,The FirstAffiliated HospitalofDalian MedicalUniversity,Dalian 116011,China)
ObjectiveTo investigate the expression and clinical significance of vascular endothelial growth factor(VEGF)and E-cadherin in gastric cancer,and explore its clinicalsignificance.MethodsReal-time PCR and Western blotwere used to detectthe mRNA and protein expressions of VEGF and E-cadherin,and immunohistochemical method was used to analyze the positive rate.ResultsVEGF protein expression rates of gastric cancer tissue and normal tissue were 78.6%(44/70)and 14.3%(4/34),and the positive expression rates of E-cadherin protein were 22.9%(16/70)and 91.4%(32/34)respectively.The expression levels ofVEGFmRNA and protein were remarkably higher than those in control group(P<0.01),and E-cadherin was opposed(P<0.01).Moreover,the expression levels were correlated with tumor differentiated degree,lymphatic metastasis,depth of invasion and TNM staging(P<0.04).ConclusionIn gastric cancer,the expression levels of VEGF was obviously increased and E-cadherin was decreased.Both VEGF and E-cadherin are involved in the appearance,progress and migration ofgastric cancer.
gastric cancer;cell proliferation;cell migration;vascular endothelial growth factor;E-cadherin
R734.2
A
0248-4646(2014)04-0324-04
遼寧省科學(xué)技術(shù)計劃(2012224020)
玄基澤(1964-),男,副主任醫(yī)師,碩士.
王輝,E-mail:lndlnsd@163.com
2014-01-20
網(wǎng)絡(luò)出版時間: