胃癌组织SDF1及其受体CXCR4表达和临床意义

【摘要】  　　目的 探讨基质细胞衍生因子1（SDF1）及其受体CXCR4在胃癌发生和浸润转移中的作用及临床意义。方法 应用免疫组织化学SP法检测60例胃癌、30例正常胃黏膜组织中SDF1和CXCR4的蛋白表达情况。结果 胃癌组织中SDF1和CXCR4蛋白的阳性表达均高于正常胃黏膜组织，差异有显著性（uc=4.013、3.694，P<0.001）。胃癌组织SDF1及CXCR4阳性表达与癌组织有无淋巴结转移有关（uc=3.032、2.427，P<0.05），而与病人的性别、年龄及癌组织的分化程度、浸润深度无关（uc=0.109～1.673，P>0.05）。胃癌组织中SDF1和CXCR4的表达呈正相关（r=0.310,P<0.05）。结论 SDF1及其受体CXCR4在胃癌发生和浸润转移中发挥着重要作用。

【关键词】  胃肿瘤；基质细胞衍生因子；CXCR4；肿瘤转移

　　EXPRESSION OF STROMAL CELL DERIVED FACTOR1 AND ITS RECEPTOR CXCR4 IN GASTRIC CARCINOMA AND THEIR CLINICAL SIGNIFICANCE

　　WANG JIANWEI, ZHENG SHUFANG, ZHAN XIAOHONG, et al

　　 (Department of Pathology, Qingdao University Medical College, Qingdao 266071, China);

　　［ABSTRACT］ Objective To evaluate the effect and clinical significance of stromal cell derived factor1 (SDF1) and its receptor CXCR4 in the occurrence, infiltration and metastasis of gastric carcinoma.  Methods The expressions of SDF1 andCXCR4 proteins were detected by SP immunohistochemical method in 60 cases of gastric carcinoma, 30 cases of normal gastric mucosa. Results The positive expressions of SDF1 and CXCR4 in gastric carcinoma tissue were significantly higher than that in the normal gastric mucosa (uc=4.013,3.694;P<0.001). Their expressions were closely correlated with whether or not a metastasis of lymph nodes was involved (uc=3.032,2.427;P<0.05), but not associated with gender and age of the patients, as well as the histological differentiation and depth of invasion of the cancer (uc=0.109-1.673,P>0.05).  There was a positive correlation between the expressions of SDF1 and CXCR4 in the cancer (r=0.310,P<0.05).  Conclusion SDF1 and CXCR4 play an important role in the occurrence, infiltration and metastasis of gastric carcinoma.
   
　　［KEY WORDS］ stomach neoplasms; stromal cell derived factor1; CXCR4; neoplasms metastasis
   
　　胃癌是胃肠道最常见的恶性肿瘤，其发病率居世界恶性肿瘤的第二位，居消化道恶性肿瘤的第一位，死亡率也居各种癌症之首。我国是胃癌的高发区，其发病率有增高趋势。胃癌病人虽多能选择手术及化学治疗，但5年生存率仍在50%左右，其死亡主要原因之一是癌组织的浸润、转移。故了解与胃癌发生、浸润转移相关的分子调控机制并早期干预，对提高其治疗效果具有重要意义。趋化因子是一类能吸引或激活白细胞的促炎细胞因子，新近研究显示，趋化因子特别是基质细胞衍生因子1（SDF1）及其受体CXCR4所构成的信号转导通路与肿瘤细胞的增殖潜能和靶器官转移密切相关，但其在胃癌组织中的表达及其与肿瘤浸润转移的关系，相关文献报道极少。本实验应用免疫组织化学方法检测SDF1和CXCR4在胃癌及正常胃黏膜组织中的表达情况，探讨其与胃癌发生及浸润转移的关系。现将结果报告如下。

　　1  材料与方法

　　1.1  标本
   
　　2007年7月—2008年12月，选取青岛市海慈医院手术切除胃腺癌标本60例，男40例，女20例；年龄24～89岁，中位年龄62岁。病人术前均未行放疗和化疗。同时，选取距上述胃腺癌组织5 cm以上的正常胃黏膜组织30例（经病理切片证实无增生性及肿瘤性病变）作为对照。

　　1.2  SDF1和CXCR4表达检测
   
　　采用免疫组织化学方法。标本均经40 g/L中性甲醛固定，石蜡包埋，每个蜡块行4 μm连续切片4张，其中1张行苏木精伊红（HE）染色，其余均黏附于经APES胶预处理的切片上备做免疫组化检测。HE染色切片由两名高年资病理医师双盲法复核病理诊断，并明确分级、浸润深度及淋巴结转移情况，有争议者请第三者复核。免疫组化采用SP两步法。SDF1一抗为兔抗人多克隆抗体（Santa Cruz公司，稀释度1∶100）；CXCR4一抗为兔抗人多克隆抗体（R&D公司，稀释度1∶200）。二抗选用SP 9001（北京中山金桥生物技术有限公司）。实验中以PBS液代替一抗作为阴性对照，以试剂公司提供的阳性对照片（乳癌组织）作为阳性对照。

　　1.3  SDF1和CXCR4阳性判断标准
   
　　SDF1和CXCR4阳性染色呈黄色细颗粒状，均表达于肿瘤细胞的胞质，部分间质细胞、淋巴细胞、血管内皮细胞也有SDF1和CXCR4的阳性表达，本文对其不予计数。参照文献[1,2]，SDF1和CXCR4阳性判断标准为：每张切片于肿瘤区域随机取10个高倍视野（400倍，避开大血管和大面积间质），每个视野按白细胞计数法计数100个细胞，按其着色强度与着色细胞数赋分并求其均值。着色强度计分：所计数细胞无着色为0分，淡黄色为1分，棕黄色为2分，棕褐色为3分；阳性细胞所占百分比：0～5％为0分，6％～25％为1分，26％～50％为2分，51％～75％为3分，76％～100％为4分。两者积分乘积为0者为阴性（-），≥1者为阳性，其中1～3为弱阳性（+），4～7为阳性（），8～12为强阳性（）。

　　1.4  统计学方法
   
　　采用SPSS 16.0和PPMS 1.5[3]统计学软件进行数据处理，等级资料比较采用非参数统计秩和检验（MannWhitney Test），相关性采用Spearman等级相关性检验。

　　2  结果

　　2.1  不同组织中SDF1和CXCR4表达的比较
   
　　胃癌组织SDF1和CXCR4的阳性表达均高于正常胃黏膜组织，差异有显著性（uc=4.013、3.694，P<0.001）。见表1。表1  不同组织中SDF1和CXCR4表达的比较（略）

　　2.2  胃癌组织中SDF1和CXCR4表达与临床病理指标的关系
   
　　胃癌组织中SDF1及CXCR4的阳性表达与癌组织有无淋巴结转移有关（uc=3.032、2.427，P<0.05），而与病人的性别、年龄及癌组织的分化程度、浸润深度无关（uc=0.109～1.673，P>0.05）。且有淋巴结转移组癌组织中SDF1和CXCR4的阳性表达均高于无淋巴结转移组。见表2。表2  胃癌组织SDF1和CXCR4表达与临床病理特征的关系（略）

　　2.3  胃癌组织中SDF1与CXCR4表达的相关性
   
　　胃癌组织中SDF1与CXCR4表达呈正相关（r=0.310，P<0.05）。见表3。表3  胃癌组织中SDF1与CXCR4表达的相关性（略）

　　3  讨论
   
　　SDF1又名前B细胞刺激因子（PBSF），属于趋化因子CXC亚家族，系统命名为CXCL12，是一个由68个氨基酸（相对分子质量为8 000）组成的小分子氨基酸残基多肽。CXCR4是SDF1的受体，编码352个氨基酸，是一个高度保守的7次跨膜的G蛋白耦联受体[4]。SDF1与CXCR4具有高度的亲和力，两者特异性结合，形成SDF1/CXCR4轴，启动细胞内信号转导系统，发挥多种生物学功能，与胚胎发育、炎症反应、HIV感染、造血细胞调控以及肿瘤细胞的迁移等有密切关系。

　　3.1  SDF1/CXCR4与胃癌的发生
   
　　本文结果显示，SDF1与CXCR4在胃癌组织的阳性表达均高于正常胃黏膜组织，提示SDF1和CXCR4与胃癌发生有关，但其机制尚未见确切报道。BRIGATI 等[5]研究显示，幽门螺杆菌感染的胃黏膜上皮组织内CXC家族的趋化因子表达增高，吸引大量白细胞在局部聚集，白细胞在杀灭病原菌的同时导致胃黏膜的炎性损伤，增加了损伤黏膜的癌变概率。我们推测，SDF1和CXCR4作为趋化因子家族的重要成员，其分泌增高可能在趋化白细胞参与炎症反应过程中造成过度的组织损伤，增加癌变的概率。另外，SDF1和CXCR4结合还可上调血管内皮生长因子（VEGF）的表达。VEGF是一类血小板源性蛋白，能选择性地促进血管内皮细胞分裂进而促进血管新生，同时还具有增加血管尤其是微血管渗透性的功能。VEGF的高表达可以刺激血管内皮细胞增殖、迁移并以出芽的方式形成新生血管，给肿瘤细胞提供营养，促进肿瘤的生长和增殖。已有文献报道，VEGF的高表达与胃癌的发生密切相关[6]。这些机制尚有待于进一步探讨。

　　3.2  SDF1/CXCR4与胃癌的转移
   
　　本文结果显示，SDF1和CXCR4表达均与病人年龄、性别、癌组织的分化程度及浸润深度无关，而与癌组织的淋巴结转移有关，即有淋巴结转移癌组织中的SDF1和CXCR4阳性表达均高于无淋巴结转移组织，提示SDF1和CXCR4均参与了胃癌的淋巴结转移。这与SUMIYA等[7]的研究结果一致。有关SDF1和CXCR4促进胃癌转移的分子机制尚不清楚，但依据本实验结果及相关研究报道推测其可能的机制如下。① SDF1/CXCR4可以诱导细胞骨架重排，促进肿瘤细胞的运动迁移。SDF1与CXCR4结合后可激活黏附斑激酶（FAK），FAK活化后激活一系列肌动蛋白结合蛋白(如辅肌动蛋白、黏附斑蛋白和张力蛋白等)，使细胞内骨架蛋白丝状肌动蛋白（F肌动蛋白）束数量和厚度增加，引起肿瘤细胞内骨架蛋白的聚合与再分布, 从而调节细胞的运动和迁移。MULLER等[8]研究结果显示，100 nmol/L的SDF1在20 s内便可使乳癌细胞内的F肌动蛋白增加2.2倍，20 min后可观察到乳癌细胞形成伪足，乳癌细胞发生侵袭和定向迁移。②SDF1/CXCR4还有调节细胞表面整合素分子表达和功能的作用，可以通过上调细胞表面整合素分子，促进肿瘤的黏附，有利于转移的形成[9]。③SDF1和CXCR4结合后还可使肿瘤细胞分泌更多的基质金属蛋白酶（MMP），如MMP2和MMP9，促进Ⅳ型、Ⅴ型胶原和层粘连蛋白等的降解，破坏细胞外基质及基膜的完整性，实现肿瘤的浸润转移[10]。另外， YASUMOTO等[11]的研究也显示，CXCR4表达阳性的原发性胃癌与胃癌腹膜转移有高度相关性，应用CXCR4拮抗剂AMD3100可有效抑制胃癌细胞的腹膜转移及腹水生成。齐鲁医学杂志2010年6月第25卷第3期  Med J Qilu, June 2010, Vol.25, No.3

　　3.3  SDF1和CXCR4表达相关性
   
　　关于SDF1和CXCR4在肿瘤组织中的相关性少见报道。本文结果显示，SDF1和CXCR4在胃癌组织中的阳性表达呈显著正相关。提示SDF1和CXCR4在胃癌的发生和浸润转移中有协同作用且可能相互依赖。一方面，CXCR4作为SDF1的特异性配体，两者的表达量存在着天然的平行关系；另一方面，SDF1和CXCR4的表达量也可能与其他调节因子如NFκB等的相互作用有关。相关研究表明，编码趋化因子及其受体的基因都是NFκB调节的目标基因。而CXCR4基因启动子上存在着多个NFκB的结合位点：-897区域、-209区域、-66～+7区域[12]，高表达的SDF1可使第二信使磷脂酰肌醇3 激酶(PI3K)活化[13]，通过PI3K→AKT→NFκB途径，激活NFκB，使其与CXCR4启动子上的-66～+7区域结合而激活转录，从而明显上调CXCR4的表达量；CXCR4表达量的增高又可正反馈促进SDF1的表达并增强两者相互作用的敏感性。总之，SDF1和CXCR4两者相互作用，相互影响，它们与NFκB等调节因子间可以构成环路，进而调节各自的生物学功能。而这种环路和作用机制可能会成为进一步研究的热点。
   
　　综上所述，SDF1和CXCR4的过度表达与胃癌的发生和浸润转移密切相关，其作用机制有待进一步深入探讨。

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