大肠癌组织β-连环蛋白的表达及其临床意义
作者：张明金 王强 王元和 许洪卫
单位：张明金(第二军医大学长征医院普通外科，上海 200003)；王强(第二军医大学长征医院普通外科，上海 200003)；王元和(第二军医大学长征医院普通外科，上海 200003)；许洪卫(第二军医大学长征医院普通外科，上海 200003)
关键词：细胞粘附分子；β-连环蛋白；大肠肿瘤
第二军医大学学报000313 【摘要】 目的：探讨大肠癌组织中β-连环蛋白(β-catenin)的表达是否与浸润、转移相关。方法：应用免疫组化方法检测44例大肠癌患者原发灶、临近非肿瘤大肠粘膜组织中的β-连环蛋白的表达情况。结果：正常大肠粘膜中β-连环蛋白强烈表达，而其在大肠癌原发灶中的染色特征发生改变，表达程度明显弱于临近非肿瘤大肠粘膜，且与大肠癌的生长方式、分化程度、淋巴结转移、Dukes分期等临床病理因素密切相关。结论：β-连环蛋白的表达水平可以作为预测大肠癌转移潜能的一个参考指标。
, http://www.100md.com
【中图分类号】 R 735.34 【文献标识码】 A 【文章编号】 0258-879X(2000)03-0239-03
Immunohistochemical detection and clinical significance of β-catenin
expression in human colorectal cancer
ZHANG Ming-Jin WANG Qiang WANG Yuan-He XU Hong-Wei
(Department of General Surgery，Changzheng Hospital，Second Military Medical University，Shanghai 200003，China)
, 百拇医药 【ABSTRACT】 Objective: To determine whether the expression level of β-catenin correlates with the invasion and metastasis of human colorectal cancer. Methods: Using immunohistochemical staining technique, expression of β-catenin were investigated in different tissues from 44 specimens of colorectal cancer, including the primary tumor and normal colorectal mucosa nearby the tumor. Results: Normal colorectal mucosa strongly expressed β-catenin. However, in the primary cancer, expression of β-catenin not only distributed disorderly but also was frequently reduced. The level of β-catenin expression was closely related with the growth pattern, cellular differentiation, lymphatic metastases and Dukes stage. Conclusion: The down-regulation of β-catenin expression might be a predictor indicating the metastatic potential of colorectal cancer.
, http://www.100md.com
【KEY WORDS】 cell adhesion molecules； β-catenin； colorectal neoplasms▲
[Acad J Sec Mil Med Univ, 2000, 21(3): 239-241]
上皮钙粘附素(E-cadherin,E-cd)作为钙依赖性同型细胞粘附分子，在组织结构的形成和维持中发挥重要作用。连环蛋白(catenins)介导E-cd与细胞骨架上微丝相连，对E-cd的功能发挥是必需的。据报道，不仅E-cd，而且α-连环蛋白在大肠癌的浸润、转移中扮演重要角色。连环蛋白家族的另一个成员β-连环蛋白，其基因定位于人染色体3 P21上，相对分子质量为9.5万，被认为是E-cd与α-连环蛋白相互作用的媒介[1]。尽管许多研究发现人类肿瘤细胞中β-连环蛋白的表达减弱，但其在人体中的重要性还不十分清楚[2]。鉴于此，我们应用β-连环蛋白的抗体，在44例大肠癌标本上进行免疫组化染色，以了解β-连环蛋白在大肠癌浸润、转移中的作用。
, 百拇医药
1 材料和方法
1.1 标本采集与处理 44例手术切除新鲜大肠癌标本取自1998年4月～10月间入住我院普通外科的大肠癌患者，每例包括原发灶、距肿瘤边缘5 cm以上的邻近正常大肠粘膜各1块。记录肿瘤部位、大小、大体类型、浆膜受浸润情况、淋巴结转移及邻近脏器转移等特征，并经常规病理报告证实。取材后经6%的甲醛溶液固定(不超过2 d)，石蜡包埋。
1.2 主要试剂与实验方法 兔抗人β-连环蛋白单克隆抗体C2206，购自美国Sigma 公司，工作浓度为1∶2 000；ABC试剂盒，购自美国Dkao公司，其中鼠抗兔IgG抗体和ABC溶液工作稀释浓度均为1∶100。每份标本制作石蜡切片，厚度4 μm，采用ABC(avidin biotin peroxidase complex)染色法染色。
1.3 判定标准及统计学处理 参照国外学者对组织中α-连环蛋白染色程度的判定标准[3]，根据组织中β-连环蛋白阳性表达细胞的比例划分：阳性细胞大于90%者，标记为“+”；10%～90%，标记为“±”；小于10%或完全消失，标记为“-”。所获半定量数据进行χ2检验。
, 百拇医药
2 结 果
正常大肠粘膜上皮细胞β-连环蛋白均强烈表达(图1)，44例大肠癌原发灶组织中β-连环蛋白(+)表达21例，(±)16例，(-)7例，未见完全缺失者。β-连环蛋白表达多位于细胞边缘，还可见大肠癌细胞浆中出现模糊、弥散的染色，偶见到β-连环蛋白在细胞核中聚集。β-连环蛋白(+)表达的大肠癌组织，细胞间连接较紧密(图2)， (-)表达者，细胞间连接较松散。依大肠癌的生长方式、分化程度、淋巴结转移、Dukes分期等临床病理因素的不同，β-连环蛋白的表达强度存在显著差别(表1)。
图1 正常大肠粘膜β-连环蛋白
强烈表达(ABC法×40)
Fig 1 Normal colorectal mucosa strongly expressed
, http://www.100md.com
β-catenin (ABC technique ×40)
图2 大肠癌β-连环蛋白表达(+) (ABC法×40)
Fig 2 Cancerous tissue β-catenin expression
(+)(ABC technique ×40)
表1 大肠癌原发灶组织β-连环蛋白表达
与临床、病理因素的关系
Tab 1 Relationship between clinical/pathological factors
, http://www.100md.com
and expression of β-catenin in colorectal carcinoma Clinical/
pathological
factors
n
Expression of
β-catenin
χ2
valuea
P
valuea
, http://www.100md.com
+
±～-
Growth pattern
expansive
9
8
1
ulcerative
23
11
12
10.75
<0.01
, http://www.100md.com
invasive
12
2
10
Differentiation grade
well(Ⅰ，Ⅱ)
32
20
12
8.21
<0.01
poor(Ⅲ，Ⅳ)
12
, http://www.100md.com
1
11
Dukes stage
A，B
22
17
5
13.12
<0.01
C，D
22
4
18
, 百拇医药
Lymph node metastasis
no
23
17
6
11.14
<0.01
yes
21
4
17
a: Positive expression vs negative expression
, 百拇医药
3 讨 论
E-cd作为一种钙依赖性的跨膜糖蛋白，介导同种亲和性的细胞-细胞间粘附,其功能的发挥需依赖一组细胞质蛋白，包括α-，β-，γ-连环蛋白和P120[1]。目前的研究表明E-cd及α-连环蛋白的表达与肿瘤的浸润、转移密切相关，而β-连环蛋白作为E-cd的相关蛋白之一，其上含有α-连环蛋白，E-cd等分子的连接位点，E-cd，α-，β-连环蛋白在细胞内形成E-cd/连环蛋白复合物[1]。据此推测，β-连环蛋白在肿瘤的浸润、转移中也扮演着重要角色。
我们发现，与E-cd，α-连环蛋白的染色特征相似，正常大肠粘膜均质性强烈表达β-连环蛋白，而大肠癌组织中β-连环蛋白呈异质性表达，偶可见细胞质中弥散、模糊的染色颗粒，这些特征提示，在癌组织中β-连环蛋白表达减弱的同时伴有结构和功能的紊乱，这与癌细胞的浸润、转移有关[2]。另外，我们还发现β-连环蛋白在细胞核内聚集的现象，这可能与细胞核中信息传导有关，Gumbiner[4]也有类似报道。
, http://www.100md.com
本研究结果表明，52.3%(23/44)的大肠癌原发灶组织中β-连环蛋白的表达减弱，并且与大肠癌的分化、生长方式、淋巴结转移及Dukes分期等表型密切相关，提示β-连环蛋白的表达减弱有利于癌细胞的浸润、转移[2]。Takayama等的报道也显示，β-连环蛋白表达减弱在分化较差的肿瘤中更为多见。另外，Oyama等[5]证实β-连环蛋白基因的移码突变产生不完整的β-连环蛋白，缺少与α-连环蛋白的连接位点，打破了E-cd与α-连环蛋白的连接，使癌细胞连接松散；同时发现同一患者腹水中的癌细胞也有β-连环蛋白的基因突变，提示β-连环蛋白基因突变与胃癌浸润性生长相关。还有报道，APC肿瘤抑制基因产物与E-cd竞争β-连环蛋白的连接位点，并保持动态平衡，APC肿瘤抑制基因的突变，会打破这种平衡，使E-cd介导的粘附系统功能紊乱，导致肿瘤浸润转移，而80%的大肠癌中可检测到APC肿瘤抑制基因的突变[6]。但也有报道，在肿瘤产生时，β-连环蛋白过量表达，而肿瘤浸润时，β-连环蛋白表达减少[7]。
, 百拇医药
总之，我们的实验发现β-连环蛋白的表达减弱与大肠癌的浸润转移有着密切关系，若在大肠癌患者的术前肠镜检查中，对活检组织进行β-连环蛋白染色，并分析其着色特征，能为患者治疗方案的选择、预后等提供一个新的参考指标。■
作者简介：张明金(1973-)，男(汉族)，硕士。
【参 考 文 献】
[1] Hinck L， Nathke IS, Papkoff J， et al. Dynamics of cadherin/catenin complex formation：novel protein interactions and pathways of complex assembly[J]. J Cell Biol， 1994，125(6)：1327-1340.
[2] Takayama T，Shiozaki H，Shibanoto S, et al.β-catenin expression in human cancers[J]. Am J Pathol,1996, 148(1)：39-46.
, 百拇医药
[3] Shiozaki H, Iihara K, Oka H, et al. Immunohistochemical detection of α-catenin expression in human cancers[J]. Am J Pathol,1994,144(4)：667-674.
[4] Gumbiner BM. Signal transduction of beta-catenin[J]. Curr Opin Cell Biol，1995,7(5)：634-640.
[5] Oyama T，Kanai Y,Ochiai A，et al. A truncated β-catenin disrupts the interaction between E-cadherin and α-catenin： a cause of loss of intercellular adhesiveness in human cancer cell lines[J]. Cancer Res, 1994, 54(23)：6282-6287.
, 百拇医药
[6] Ilyas M,Tomlinson IPM. The interactions of APC，E-cadherin and β-catenin in tumor development and progression[J]. J Pathol，1997, 182(2)：128-137.
[7] Inomata M，Ochiai A，Akimoto S， et al. Alteration of β-catenin expression in colonic epithelial cells of familial adenomatous polyposis patients[J]. Cancer Res，1996, 56(9)：2213-2217.
【收稿日期】 1999-09-10
【修回日期】 2000-01-05, 百拇医药
单位：张明金(第二军医大学长征医院普通外科，上海 200003)；王强(第二军医大学长征医院普通外科，上海 200003)；王元和(第二军医大学长征医院普通外科，上海 200003)；许洪卫(第二军医大学长征医院普通外科，上海 200003)
关键词：细胞粘附分子；β-连环蛋白；大肠肿瘤
第二军医大学学报000313 【摘要】 目的：探讨大肠癌组织中β-连环蛋白(β-catenin)的表达是否与浸润、转移相关。方法：应用免疫组化方法检测44例大肠癌患者原发灶、临近非肿瘤大肠粘膜组织中的β-连环蛋白的表达情况。结果：正常大肠粘膜中β-连环蛋白强烈表达，而其在大肠癌原发灶中的染色特征发生改变，表达程度明显弱于临近非肿瘤大肠粘膜，且与大肠癌的生长方式、分化程度、淋巴结转移、Dukes分期等临床病理因素密切相关。结论：β-连环蛋白的表达水平可以作为预测大肠癌转移潜能的一个参考指标。
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【中图分类号】 R 735.34 【文献标识码】 A 【文章编号】 0258-879X(2000)03-0239-03
Immunohistochemical detection and clinical significance of β-catenin
expression in human colorectal cancer
ZHANG Ming-Jin WANG Qiang WANG Yuan-He XU Hong-Wei
(Department of General Surgery，Changzheng Hospital，Second Military Medical University，Shanghai 200003，China)
, 百拇医药 【ABSTRACT】 Objective: To determine whether the expression level of β-catenin correlates with the invasion and metastasis of human colorectal cancer. Methods: Using immunohistochemical staining technique, expression of β-catenin were investigated in different tissues from 44 specimens of colorectal cancer, including the primary tumor and normal colorectal mucosa nearby the tumor. Results: Normal colorectal mucosa strongly expressed β-catenin. However, in the primary cancer, expression of β-catenin not only distributed disorderly but also was frequently reduced. The level of β-catenin expression was closely related with the growth pattern, cellular differentiation, lymphatic metastases and Dukes stage. Conclusion: The down-regulation of β-catenin expression might be a predictor indicating the metastatic potential of colorectal cancer.
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【KEY WORDS】 cell adhesion molecules； β-catenin； colorectal neoplasms▲
[Acad J Sec Mil Med Univ, 2000, 21(3): 239-241]
上皮钙粘附素(E-cadherin,E-cd)作为钙依赖性同型细胞粘附分子，在组织结构的形成和维持中发挥重要作用。连环蛋白(catenins)介导E-cd与细胞骨架上微丝相连，对E-cd的功能发挥是必需的。据报道，不仅E-cd，而且α-连环蛋白在大肠癌的浸润、转移中扮演重要角色。连环蛋白家族的另一个成员β-连环蛋白，其基因定位于人染色体3 P21上，相对分子质量为9.5万，被认为是E-cd与α-连环蛋白相互作用的媒介[1]。尽管许多研究发现人类肿瘤细胞中β-连环蛋白的表达减弱，但其在人体中的重要性还不十分清楚[2]。鉴于此，我们应用β-连环蛋白的抗体，在44例大肠癌标本上进行免疫组化染色，以了解β-连环蛋白在大肠癌浸润、转移中的作用。
, 百拇医药
1 材料和方法
1.1 标本采集与处理 44例手术切除新鲜大肠癌标本取自1998年4月～10月间入住我院普通外科的大肠癌患者，每例包括原发灶、距肿瘤边缘5 cm以上的邻近正常大肠粘膜各1块。记录肿瘤部位、大小、大体类型、浆膜受浸润情况、淋巴结转移及邻近脏器转移等特征，并经常规病理报告证实。取材后经6%的甲醛溶液固定(不超过2 d)，石蜡包埋。
1.2 主要试剂与实验方法 兔抗人β-连环蛋白单克隆抗体C2206，购自美国Sigma 公司，工作浓度为1∶2 000；ABC试剂盒，购自美国Dkao公司，其中鼠抗兔IgG抗体和ABC溶液工作稀释浓度均为1∶100。每份标本制作石蜡切片，厚度4 μm，采用ABC(avidin biotin peroxidase complex)染色法染色。
1.3 判定标准及统计学处理 参照国外学者对组织中α-连环蛋白染色程度的判定标准[3]，根据组织中β-连环蛋白阳性表达细胞的比例划分：阳性细胞大于90%者，标记为“+”；10%～90%，标记为“±”；小于10%或完全消失，标记为“-”。所获半定量数据进行χ2检验。
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2 结 果
正常大肠粘膜上皮细胞β-连环蛋白均强烈表达(图1)，44例大肠癌原发灶组织中β-连环蛋白(+)表达21例，(±)16例，(-)7例，未见完全缺失者。β-连环蛋白表达多位于细胞边缘，还可见大肠癌细胞浆中出现模糊、弥散的染色，偶见到β-连环蛋白在细胞核中聚集。β-连环蛋白(+)表达的大肠癌组织，细胞间连接较紧密(图2)， (-)表达者，细胞间连接较松散。依大肠癌的生长方式、分化程度、淋巴结转移、Dukes分期等临床病理因素的不同，β-连环蛋白的表达强度存在显著差别(表1)。
图1 正常大肠粘膜β-连环蛋白
强烈表达(ABC法×40)
Fig 1 Normal colorectal mucosa strongly expressed
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β-catenin (ABC technique ×40)
图2 大肠癌β-连环蛋白表达(+) (ABC法×40)
Fig 2 Cancerous tissue β-catenin expression
(+)(ABC technique ×40)
表1 大肠癌原发灶组织β-连环蛋白表达
与临床、病理因素的关系
Tab 1 Relationship between clinical/pathological factors
, http://www.100md.com
and expression of β-catenin in colorectal carcinoma Clinical/
pathological
factors
n
Expression of
β-catenin
χ2
valuea
P
valuea
, http://www.100md.com
+
±～-
Growth pattern
expansive
9
8
1
ulcerative
23
11
12
10.75
<0.01
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invasive
12
2
10
Differentiation grade
well(Ⅰ，Ⅱ)
32
20
12
8.21
<0.01
poor(Ⅲ，Ⅳ)
12
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1
11
Dukes stage
A，B
22
17
5
13.12
<0.01
C，D
22
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18
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Lymph node metastasis
no
23
17
6
11.14
<0.01
yes
21
4
17
a: Positive expression vs negative expression
, 百拇医药
3 讨 论
E-cd作为一种钙依赖性的跨膜糖蛋白，介导同种亲和性的细胞-细胞间粘附,其功能的发挥需依赖一组细胞质蛋白，包括α-，β-，γ-连环蛋白和P120[1]。目前的研究表明E-cd及α-连环蛋白的表达与肿瘤的浸润、转移密切相关，而β-连环蛋白作为E-cd的相关蛋白之一，其上含有α-连环蛋白，E-cd等分子的连接位点，E-cd，α-，β-连环蛋白在细胞内形成E-cd/连环蛋白复合物[1]。据此推测，β-连环蛋白在肿瘤的浸润、转移中也扮演着重要角色。
我们发现，与E-cd，α-连环蛋白的染色特征相似，正常大肠粘膜均质性强烈表达β-连环蛋白，而大肠癌组织中β-连环蛋白呈异质性表达，偶可见细胞质中弥散、模糊的染色颗粒，这些特征提示，在癌组织中β-连环蛋白表达减弱的同时伴有结构和功能的紊乱，这与癌细胞的浸润、转移有关[2]。另外，我们还发现β-连环蛋白在细胞核内聚集的现象，这可能与细胞核中信息传导有关，Gumbiner[4]也有类似报道。
, http://www.100md.com
本研究结果表明，52.3%(23/44)的大肠癌原发灶组织中β-连环蛋白的表达减弱，并且与大肠癌的分化、生长方式、淋巴结转移及Dukes分期等表型密切相关，提示β-连环蛋白的表达减弱有利于癌细胞的浸润、转移[2]。Takayama等的报道也显示，β-连环蛋白表达减弱在分化较差的肿瘤中更为多见。另外，Oyama等[5]证实β-连环蛋白基因的移码突变产生不完整的β-连环蛋白，缺少与α-连环蛋白的连接位点，打破了E-cd与α-连环蛋白的连接，使癌细胞连接松散；同时发现同一患者腹水中的癌细胞也有β-连环蛋白的基因突变，提示β-连环蛋白基因突变与胃癌浸润性生长相关。还有报道，APC肿瘤抑制基因产物与E-cd竞争β-连环蛋白的连接位点，并保持动态平衡，APC肿瘤抑制基因的突变，会打破这种平衡，使E-cd介导的粘附系统功能紊乱，导致肿瘤浸润转移，而80%的大肠癌中可检测到APC肿瘤抑制基因的突变[6]。但也有报道，在肿瘤产生时，β-连环蛋白过量表达，而肿瘤浸润时，β-连环蛋白表达减少[7]。
, 百拇医药
总之，我们的实验发现β-连环蛋白的表达减弱与大肠癌的浸润转移有着密切关系，若在大肠癌患者的术前肠镜检查中，对活检组织进行β-连环蛋白染色，并分析其着色特征，能为患者治疗方案的选择、预后等提供一个新的参考指标。■
作者简介：张明金(1973-)，男(汉族)，硕士。
【参 考 文 献】
[1] Hinck L， Nathke IS, Papkoff J， et al. Dynamics of cadherin/catenin complex formation：novel protein interactions and pathways of complex assembly[J]. J Cell Biol， 1994，125(6)：1327-1340.
[2] Takayama T，Shiozaki H，Shibanoto S, et al.β-catenin expression in human cancers[J]. Am J Pathol,1996, 148(1)：39-46.
, 百拇医药
[3] Shiozaki H, Iihara K, Oka H, et al. Immunohistochemical detection of α-catenin expression in human cancers[J]. Am J Pathol,1994,144(4)：667-674.
[4] Gumbiner BM. Signal transduction of beta-catenin[J]. Curr Opin Cell Biol，1995,7(5)：634-640.
[5] Oyama T，Kanai Y,Ochiai A，et al. A truncated β-catenin disrupts the interaction between E-cadherin and α-catenin： a cause of loss of intercellular adhesiveness in human cancer cell lines[J]. Cancer Res, 1994, 54(23)：6282-6287.
, 百拇医药
[6] Ilyas M,Tomlinson IPM. The interactions of APC，E-cadherin and β-catenin in tumor development and progression[J]. J Pathol，1997, 182(2)：128-137.
[7] Inomata M，Ochiai A，Akimoto S， et al. Alteration of β-catenin expression in colonic epithelial cells of familial adenomatous polyposis patients[J]. Cancer Res，1996, 56(9)：2213-2217.
【收稿日期】 1999-09-10
【修回日期】 2000-01-05, 百拇医药