β-catenin和APC蛋白在胃癌、胃腺瘤中的表达及意义

论文摘要

背景Wnt基因于1982年发现,最初是作为小鼠乳腺肿瘤病毒优先整合的位点而被鉴定的,当时被命名为Int基因。随后,发现它与果蝇的无翅基因（Wingless）有高度同源性,而将二者结合命名为Wnt基因。Wnt基因编码的Wnt蛋白,可启动细胞内信号传导途径,传导生长刺激信号,参与不同发育机制,故命名为Wnt信号途径。正常情况下,调控细胞生长发育和分化;当异常激活时,可导致细胞恶性转变和肿瘤发生。至1996年该途径相关成员被相继确定和克隆。目前,Wnt途径总的框架已经基本了解,分别为Wnt/β-catenin途径、平面细胞的极性途径和Wnt/Ca2+途径。其中,Wnt/β-catenin途径称为经典的Wnt途径,该途径通过β-cateni的核易位,激活靶基因的转录活性。研究表明,该途径参与肿瘤的发生、发展。因此,我们重点研究Wnt/β-catenin途径:作为启动因子的Wnt蛋白与其胞膜受体（Frizzled）结合后,将信号由胞外传至胞内,使APC（adenomatous polyposis coli）、GSK3（glycogen synthase kinase3）和Axin复合体结构发生改变,致胞浆内游离的β-catenin不能发生磷酸化,而非磷酸化的β-catenin因不能被蛋白酶降解而在胞浆内积聚,进而通过其胞浆-胞核的易位,使核内转录因子TCF/LEF（T cell factor/lymphoid enhancer factor）活化而启动Wnt途径的生物学效应。Wnt途径的靶基因包括细胞周期和凋亡相关基因（如c-myc、cyclinD1）、生长因子（如VEGF、胃泌素、HGF、c-met）、参与肿瘤进展因子（如MMP7、MMP26、CD44等）、转录因子（如ITF2）及其他靶基因（如COX-2）。因此,Wnt途径对多种肿瘤的形成起关键作用,如:乳腺癌、结直肠癌、胃癌、肝癌、甲状腺癌、前列腺癌、子宫内膜癌等。目前备受关注的Wnt信号传导途径在调控细胞增殖、分化、运动性以及形态学等方面起重要作用,而β-catenin和APC是Wnt信号途径异常激活的关键环节。β-catenin基因是第一个被确认的Wnt的成员,位于3p2.1,由16个外显子组成,外显子3的突变或缺失导致β-catenin降解受阻。APC基因是与结肠癌发生有关的抑癌基因,定位于5q2.1,促进β-catenin磷酸化而降解,其突变可发生于任何外显子,阻止β-catenin结合复合体。大量研究表明许多肿瘤存在不同程度β-catenin和APC基因的变异。胃癌是严重危害人类健康的常见恶性肿瘤之一,其发生的分子机制研究取得了令人瞩目的进展,许多研究结果提示多基因变异是细胞发生癌变的内因。目前,国内尚未见有Wnt/β-catenin途径中的重要成员β-catenin和APC蛋白在胃腺瘤和胃腺癌中表达的报道。腺瘤定义为一种由管状和（或）绒毛状结构组成,显示上皮内瘤变的境界清楚的良性病变。腺瘤好发于结直肠,也可以发生于小肠、阑尾、胃、胆囊、胰腺等处。2000年WHO肿瘤分类对上皮组织癌前病变的诊断名称、定义和标准作了一些新的规定,提出了“上皮内瘤变”的概念。癌前上皮改变一直是病理学家所关注的问题,癌前病变上皮所呈现的细胞和结构改变曾被赋予不同的名称,如“不典型增生”、“异型增生”等,目前“上皮内瘤变”可看作“异型增生”的同义词,但异型增生侧重于形态学改变,上皮内瘤变则更强调肿瘤的演进过程。上皮内瘤变的范围较异型增生更为广泛。异型增生通常分为轻、中、重度三级;上皮内瘤变则分为低级别和高级别两级,低级别上皮内瘤变指结构和细胞学异常限于上皮的下半部,相当于轻度和中度异型增生;高级别上皮内瘤变指结构和细胞学异常扩展至上皮的上半部乃至全层,相当于重度异型增生和原位癌。腺瘤进展为腺癌的发生率与其大体类型、大小和组织学结构有关,高级别上皮内瘤变较低级别者更易进展为腺癌。在一定意义上可以认为胃腺瘤是胃癌的早期事件。通过观察β-catenin和APC蛋白在正常胃黏膜-胃腺瘤-胃腺癌中的表达变化,有利于发现其在胃癌发生、发展中的作用。目的本文通过观察β-catenin和APC在胃腺瘤和胃癌中的表达情况,探讨β-catenin和APC在胃癌发生、发展中的作用及意义。为进一步研究Wnt通路在胃癌发生、发展中的作用提供理论依据。方法本文采用MaxVision快捷免疫组织化学方法,检测30例胃腺癌组织、24例胃瘤、24例正常胃黏膜组织中β-catenin和APC蛋白的表达情况。标本系我科1999-02/2006-03胃镜活检的病理标本78例,其中包括男性42例,女性36例,年龄26-87岁,平均45岁。经病理学诊断证实,按世界卫生组织（WHO）分类,胃腺瘤24例,其中低级别上皮内瘤变14例,高级别上皮内瘤变10例;胃癌30例,其中低分化腺癌、中分化腺癌及高分化腺癌各10例。24名无胃癌家族史的正常人,其胃黏膜经病理学诊断为非胃肿瘤,作为正常对照。结果1.正常胃粘膜β-catenin表达呈清晰的棕黄色染色,阳性表达几乎全部定位于细胞膜上100%（24/24）,仅有个别标本细胞浆有极弱的染色（2/24）,未见细胞核表达。胃腺瘤组织的β-catenin主要在细胞浆异位表达41.7%（10/24）,个别标本细胞核有极弱染色（2/24）。胃癌组织的β-catenin细胞浆和细胞核表达明显增加100%（30/30）,细胞膜表达有不同程度的减少。β-catenin异常表达在正常胃粘膜、胃腺瘤和胃癌3组间均有显著差异。在低级别上皮内瘤变的胃腺瘤中,β-catenin主要在细胞膜表达（14/14）;高级别上皮内瘤变的胃腺瘤和胃高、中分化腺癌中,β-catenin的异位表达率达100%（20/20）,但均在细胞浆中表达,其中2例细胞核有极弱染色;在胃低分化腺癌中,β-catenin的异位表达均在细胞浆和细胞核。同时,胃癌伴有细胞膜表达缺失约76.7%（23/30）。2.24例正常胃黏膜APC阳性表达21例,阳性率为87.5%;24例胃腺瘤APC阳性表达11例,阳性率为45.8%;30例胃癌阳性表达3例,阳性率为10%。结果显示正常对照组、胃腺瘤、胃癌组织APC阳性表达率呈递减趋势,正常胃黏膜、胃腺瘤和胃癌组织阳性表达率两两比较,差异均有统计学意义。高级别上皮内瘤变APC阳性表达率虽然低于低级别上皮内瘤变,但差异无统计学意义。3.在胃癌病例中,β-catenin异常表达与患者性别、年龄、肿瘤大小、肿瘤部位、分化程度无关（P＞0.05）。而APC阴性表达也与患者性别、年龄、肿瘤大小、肿瘤部位、分化程度无关（P＞0.05）。结论1.正常胃黏膜β-连环蛋白为胞膜表达,胃腺瘤主要为胞质表达,胃癌为胞质/胞核表达,异常表达率分别为0%、41.7%和100%,组间差异均有统计学意义。其中,高级别上皮内瘤变胃腺瘤和高、中分化腺癌主要为胞质表达,低分化腺癌胞质、胞核均有表达。提示β-连环蛋白从胞膜到胞核的转移与胃癌的发生密切相关,是胃癌发生的早期事件。低级别上皮内瘤变胃腺瘤组织中β-连环蛋白主要表达于细胞膜（100%）,高级别上皮内瘤变胃腺瘤和高、中分化腺癌的胞质异位表达率达100%,低分化腺癌均表达于细胞质和细胞核。提示β-连环蛋白的表达变化在一定程度上反映了胃上皮组织的恶变程度,高级别上皮内瘤变胃腺瘤在一定程度上已具备胃癌的某些特征。β-连环蛋白异常表达与胃癌的发生、发展密切相关,可能是胃癌发生的早期事件。2.APC基因在胃腺瘤及胃癌组织中表达均明显低于正常胃黏膜,表明在癌前病变胃黏膜组织中APC基因表达已出现异常,可见APC基因在胃癌的早期阶段即参与了胃癌的发生。在低级别和高级别上皮内瘤变的胃腺瘤中,APC蛋白的阳性表达率无明显差异,也提示免疫组化方法对胃腺瘤APC蛋白产物进行检测不具有特异性,故不能单独用于胃肿瘤的早期诊断。在胃腺瘤组织中APC基因表达已出现异常,该基因的失活在胃癌的发生、发展中及胃腺瘤的发生中起重要作用,但在胃腺瘤癌变中的具体机制仍需进一步研究。3.在正常胃黏膜-胃腺瘤-胃腺癌组织中β-连环蛋白异常表达与APC蛋白阴性表达呈显著正相关,β-连环蛋白异常表达可能与APC蛋白基因突变有关。联合检测β-连环蛋白与APC蛋白的表达情况可能有助于早期胃癌的诊断。4.Wnt通路中的2个关键环节-β-连环蛋白和APC蛋白在胃腺瘤和胃癌中都呈现出异常表达情况。说明Wnt通路在胃癌发生、发展中扮演一定的角色,但具体机制仍待进一步研究。

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