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编号:10226802
基质金属蛋白酶-2与肝细胞癌侵袭转移性的关系
http://www.100md.com 《中国医学杂志》 1997年第9期
     作者:卜 文 黄晓武 汤钊猷

    单位:200032 上海医科大学中山医院 肝癌研究所

    关键词:金属蛋白酶类;肝肿瘤;肿瘤转移

    中华医学杂志970908 目的 揭示基质金属蛋白酶-2(MMP-2)与肝细胞癌(HCC)侵袭转移性的关系。并探索以MMP-2来判断肝细胞癌侵袭转移性的可能性及方法。方法 通过酶谱法和免疫组织化学法对正常肝 、HCC及其癌旁肝组织中的MMP-2表达进行定量和细胞来源的研究,并与HCC侵袭转移的病理指标进行统计学分析。结果 正常肝、HCC及其癌旁肝组织均有MMP-2表达;HCC组织中MMP-2含量升高及其活性形式的出现与HCC侵袭转移性有关;HCC癌组织MMP-2含量高于其癌旁肝组织含量,是通过MMP-2判断HCC侵袭转移性的重要指标;MMP-2阳性细胞可见于正常肝细胞、胆管上皮细胞、Ito细胞、再生肝细胞、新生胆管细胞和HCC细胞。结论 MMP-2与HCC侵袭转移有关;HCC癌组织MMP-2含量是否高于其癌旁肝组织含量可作为通过MMP-2判断HCC侵袭转移性的指标。
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    The role of MMP-2 in the invasion and metastasis of hepatocellular carcinoma (HCC) Bu Wen, Huang Xiaowu, Tang Zhaoyou. Liver Cancer Institute and Zhongshan Hospital, Shanghai Medical University, Shanghai, 200032

    Objectives To get insights into the role of MMP-2 in the invasion and metastasis of hepatocellular carcinoma (HCC), and to find a method to judge the invasion and metastasis of HCC through MMP-2. Methods Zymograph and immunohistochemistry were used to study the content and types of positive cells of MMP-2 in the HCC, and statistical methods were used to analyse the association between the content of MMP-2 and the pathological indexes of HCC. Resultes MMP-2 was expressed by all the normal liver, HCC and surrounding liver parenchyma. The increase of MMP-2 and the presence of the active type of MMP-2 were related to the invasion and metastasis of HCC. The content of MMP-2 in HCC being higher than that in surrounding liver parenchyma was an important index to judge the invasion and metastasis of the HCC. The positive cells of MMP-2 found in immunohistochemistry were normal hepatocytes, cholangioepithelial cells, Ito cells, regenerated hepatocytes, new generated cholangioepithelial cells, and HCC cells. Conclusion MMP-2 was related to the invasion and metastasis of HCC. The content of MMP-2 in HCC being higher than that in surrounding liver parenchyma could be bused as an important index to judge the invasion and metastasis of HCC.
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    Key words Metalloproteinase Liver Neoplasm Neoplasm metastasis

    (Natl Med J China, 1997, 77:661-664)

    大量研究显示MMP-2与 多种肿瘤的侵袭转移有关[1],然而,MMP-2与肝细胞癌(HCC)侵袭转移性的关系目前国内外研究的还很少,意见尚不一致[2,3],尤其是如何用MMP-2来判断HCC是否具有侵袭转移性尚少报道。我们利用酶谱法(Zymograph)及免疫组织化学方法对MMP-2在HCC中的表达进行定量与定位研究,以揭示MMP-2与HCC侵袭转移性的关系,并探索以MMP-2来判断肝细胞癌侵袭转移性的可能性及方法。

    对象和方法

    一、对象
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    HCC标本取自1995年12月至1996年4月在上海医科大学肝癌研究所接受手术切除并经病理证实为HCC的患者,共32例。7例正常肝标本中,3例取自同期手术的非HCC患者(2例肝血管瘤,1例炎性假瘤),4例为意外死亡的健康人。

    二、方法

    1.标本处理:标本离体后迅速置液氮中,然后放入-85℃冰箱储存备用。免疫组织化学切片为常规石蜡切片。

    2.MMP-2的酶谱法测定[4]:组织经常规匀浆、离心制备组织蛋白抽提液,取5 μl提取液上样于含0.1%明胶的8%聚丙烯酰胺凝胶进行 SDS-PAGE电 泳,电泳结束后,将凝胶置于洗脱液(2.5% Triton X-100,50 mmol/L Tris-HCl,5 mmol/L CaCl2,1 umol/L ZnCl2, pH7.6)中振荡洗脱2次,每次45分钟,然后用漂洗液(除不含Triton X-100外其余同洗脱液)漂洗2次,每次20分钟,以上各步均在4℃进行。接着,将凝胶置于孵育液(50 mmol/L Tris-HCl,5 mmol/CaCl2,1 umol/ZnCl2,0.02%Brij-35,pH7.6)中37℃孵育42小时。孵育结束后经染色液(0.5%考马斯亮蓝、30%甲醇、10%乙酸)染色3小时,及脱色液A、B、C(甲醇浓度分别为30%、20%、10%,乙酸浓度分别为10%、10%、5%)分别脱色0.5、1、2小时后,显示出MMP-2为位于蓝色背景上的透亮带。此凝胶经2038 Image System(日本Appligene公司)成象并以反转模式打印,使酶解活性表现为白色背景上的黑色条带,经图象分析系统(上海医科大学图象分析中心)读取条带面积和灰度。条带酶解量=条带面积×(条带灰度-背景灰度),以比活(比活=酶解量÷样品蛋白浓度,单位:灰度面积*g-1/L)反映酶的含量。蛋白浓度测定用改良lowerys法,蛋白分子量用含分子量分别为97 400(兔碳酸化酶)、66 200(牛血清白蛋白)、43 000(兔肌动蛋白)、31 000(牛碳酸酐酶)、2 100(胰蛋白酶抑制剂)、14 400(鸡蛋清融菌酶)的低分子量标准蛋白。
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    3.免疫组织化学:用常规ABC法。石蜡切片经常规脱蜡、0.3% H2O2甲醇去除内源性过氧化物酶及正常兔血清(1∶20)封闭后,一抗用10 ug/ml的鼠抗人MMP-2单抗(美国Oncogen公司产品),二抗用生物素标记兔抗鼠IgG(1∶100),显色用DAB。阴性对照用10 ug/ml的正常鼠IgG代替一抗。

    4.统计学处理:结果以±s表示,两组间均数采用t检验,两组间率采用χ2检验。

    结果

    一、MMP-2酶活性条带的鉴定

    如图1所示,根据分子量鉴定MMP-2非活性形式为B带(72 000),MMP-2活性形式为C带(62 000)。C带几乎总是见于癌组织样品中,而且总是出现在B带较强时,C带含量均数为B带的24.5%。图中所示A带为MMP-9(92 000),D带为MMP-1(54 000)。
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    1,2分别为同一例肝细胞癌及其癌旁肝组织;3为一例正常肝组织

    图1 酶谱法所显示的肝癌、癌旁肝组织和正常肝组织中酶的活性条带

    二、MMP-2在正常肝、癌及癌旁肝组织中的含量

    32例HCC中有18例癌组织MMP-2含量高于癌旁肝组织,另外14例为癌组织中MMP-2含量低于癌旁肝组织,分别占56.3%和 43.8%。MMP-2在正常肝、癌和癌旁肝组织中均有表达,含量分别为:22±6、84±13和28±3(灰度面积*g-1/L),表达例数分别为7,32及32。癌组织中MMP-2含量明显高于正常肝及癌旁肝组织(P<0.01)。

    三、HCC癌组织中MMP-2含量与病理指标之间的关系

    HCC癌组织中MMP-2含量与肿瘤直径及癌栓形成有关;与有无包膜及分化好坏无明显关系(附表)。
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    附表 HCC病理指标与癌组织中MMP-2含量之间的关系(±s,灰度面积.g-1/L) 病理指标

    例数

    MMP-2含量

    P值

    肿瘤直径

    ≤5cm

    16

    44±16

    <0.01

    >5cm
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    16

    125±43

    有癌栓

    9

    179±39

    <0.01

    无癌栓

    23

    47±11

    有包膜

    12

    52±21

    >0.05
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    无包膜

    20

    104±24

    病理分化

    好

    23

    83±20

    >0.05

    差

    9

    87±34

    注:病理分化好为Edmondson I,II级;病理分化差为Edmondson III,IV级
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    四、MMP-2活性形式出现与病理指标间的关系

    将32例HCC以有无MMP-2活性形式出现分为两组,与肿瘤直径作两组均数间t检验,与癌栓、包膜和病理分化间作χ2检验,发现MMP-2活性形式出现与肿瘤直径及癌栓形成相关(P值分别为0.002和 0.015)。

    五、HCC癌组织MMP-2含量高于与低于其癌旁组织情况下的癌栓发生率

    癌组织MMP-2含量高于其癌旁肝组织的癌栓发生率为 50%(9/18),而癌组织MMP-2含量低于其癌旁肝组织组的癌栓发生率为0(0/14),两组比较χ2=9.740,P<0.01。有癌栓组有100%病例的癌组织MMP-2高于其癌旁肝组织,而无癌栓组只有39%病例其癌高于癌旁,两组比较χ2=9.740,P<0.01。

    六、在正常肝、HCC及其癌旁肝组织中MMP-2免疫组织化学阳性细胞类型
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    MMP-2免疫组织化学显示,在正常肝组织中肝细胞、胆管上皮细胞及类似Ito细胞的细胞呈阳性;在HCC组织中肝癌细胞呈阳性;而癌旁肝组织多为肝硬化,硬化结节中的再生肝细胞呈阳性,位于癌与癌旁肝交界处的纤维间隔中的再生胆管也呈阳性。阳性细胞染色均位于细胞浆中。阴性对照组未见阳性染色(图2,3)。

    图2 为肝细胞癌组织mmP-2免疫组织化学结果 ×100 图3 为癌旁肝组织化学结果 ×100

    讨论

    一、MMP-2表达升高与HCC侵袭转移性相关

    本研究显示,HCC组织中MMP-2含量升高与癌栓形成相关,而癌栓形成是HCC侵袭转移性最为可靠的指标之一,从而说明MMP-2与HCC侵袭转移相关。HCC的癌细胞在进入血窦然后进入门静脉或肝静脉内形成癌栓时,必须穿过狄氏间隙,在狄氏间隙中有由多种胶原纤维组成的网状结构,肝癌细胞在穿过此结构时有必要释放酶来破坏它,MMP-2可能就在此过程中起重要作用。
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    本研究还显示HCC组织中MMP-2含量与肿瘤大小相关。这可能是由于瘤体增大时,瘤体的血供相对不足,癌细胞为了适应血供不足的环境而使与侵袭相关的功能基因表达增加,以便逃离血供不足的环境而向远处血供丰富的地方侵犯,而MMP-2基因是重要的与侵袭相关的功能基因,因此MMP-2表达随着HCC瘤体的增大而增加。对这点的认识将有助于进一步增强我们对HCC早发现、早诊断、早治疗重要性的认识。

    本研究表明,MMP-2表达与肿瘤包膜完整性及Edmondson分级没有显著相关性,这似乎与以往的以HCC包膜完整性及Edmondson分级来判断HCC恶性程度的论点不一致[5]。然而,鉴于在判断肿瘤包膜是否完整时因观察者的经验及仔细程度等原因而存在很大出入,因此,出现这一结果也不难理解,它从一个侧面反应,用肿瘤包膜完整性来判断HCC侵袭转移性时要注意对包膜完整性判断的可靠性。

    二、MMP-2活性形式的出现与HCC侵袭转移相关
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    本研究显示在酶谱法检测时,MMP-2活性形式的出现也与癌栓及肿瘤大小相关。进一步分析发现,MMP-2活性形式的出现几乎都是那些MMP-2含量升高的癌组织,MMP-2活性形式约为其非活性形式的24.5%,说明MMP-2活性形式的出现可能是因为MMP-2表达增高时伴随着被激活的量也增加所致,但也不能排除肿瘤细胞不但利用使MMP-2表达增加,而且利用增加膜型MMP(MT-MMP)表达从而增加激活MMP-2的力度来增加侵袭性的可能[6]。总之,MMP-2活性形式的出现与HCC侵袭转移相关。

    三、利用MMP-2来判断HCC的侵袭转移性

    本研究显示正常肝、HCC及其癌旁肝组织均有MMP-2表达,而且在43.8%的HCC病理中,癌旁肝组织反而比HCC组织表达的高,因此,并不能以有无MMP-2表达来判断HCC有无侵袭性,而应以HCC癌组织中MMP-2表达升高来判断。那么,升高到何种程度才具有侵袭性呢?本研究显示,如果以癌组织中MMP-2含量高于其癌旁肝组织作为标准,那么,发生癌栓的机会至少为50%,虽然此比率不是很高,但与此相比,当癌组织中MMP-2含量低于癌旁肝组织时癌栓发生率为0,因此以这一标准来判断HCC是否有侵袭转移性还是有相当大的参考价值的。
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    四、MMP-2在不同细胞中的作用

    免疫组织化学显示,正常肝细胞、胆管上皮细胞、Ito细胞、肝硬化再生肝细胞、新生胆管细胞及HCC细胞均表达MMP-2。正常肝细胞、Ito细胞及胆管细胞表达MMP-2的功能尚不清楚;肝硬化再生肝与新生胆管细胞表达MMP-2可能与组织重建过程中破坏、改建基质有关。

    本工作得到了上海医科大学病理学教研室张月娥教授、张秀荣副主任技师等的热情帮助,特此志谢 注:本课题为上海市医学领先学科基金及美国纽约中华医学基金会基金资助项目

    参考文献

    1 Aznavoorian S, Murphy A, Stetler-Stevenson W G, et al. Molecular aspects of tumor cell invasion and metastasis. Cancer, 1993, 71:1368.
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    2 Grigioni WF, Garvisa S, Errico A, et al. Evaluation of hepatocellular carcinoma aggressivenesss by a panel of extracellular matrix antigens. Am J Pathol, 1991, 138:647.

    3 Lichtinghagen R, Helmbrecht T, Arndt B, et al. Expression pattern of matrix metalloproteinases in human liver. Eur J Clin Chem Clin Biochem, 1995, 33:65.

    4 Kleiner D E, Stetler-Stevenson W G. Quantitative zymography: detection of picogram quantities of gelatinases. Anal Biochem, 1994, 218:325.
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    5 Okuda K, Nakashima T, Obata H, et al. Clinicopathologic features of encapsulated hepatocellular carcinoma. Gastroenterology, 1977, 73:109.

    6 Sato H, Takino T, Okada Y, et al. A matrix metalloproteinase expressed on the surface of invasive tumour cells. Nature, 1994, 370:61.

    (收稿:1996-10-16 修回:1997-06-10), 百拇医药