β－葡萄糖醛酸苷酶的表达与大肠癌病理学特性的关系
作者：冯树 杨军 宋今丹
单位：冯树 中国科学院沈阳应用生态研究所微生物工程室(沈阳市 110015)；杨军 沈阳医学院第二附属医院外科；宋今丹 中国医科大学细胞生物学卫生部重点实验室
关键词：β-葡萄糖醛酸苷酶；大肠癌；侵袭
中国肿瘤临床000403
摘要 目的：研究β-葡萄糖醛酸苷酶与人大肠癌分化、侵袭和转移间的关系。方法：链酶卵白素-过氧化物酶免疫组化法检测β-葡萄糖醛酸苷酶在大肠癌组织中的表达。结果：β-葡萄糖醛酸苷酶的增强表达与大肠癌Dukes分期的进展相关(P<0.05).随着侵袭深度的加深,癌组织中β-葡萄糖醛酸苷酶的表达增强(P<0.05).该酶在低分化大肠癌中的表达旨于高分化大肠癌,但无统计学意义.结论:β-葡萄糖醛酸苷酶的表达与大肠癌的侵袭力成正相关,其免疫组化染色可能成为诊断大肠癌侵袭力的有用指标.
, http://www.100md.com
The Relationship between Expression of β-glucuronidase and
Pathological Features of Human Colorectal Carcinoma
Feng Shu Yang Jun Song Jindan
(Microbial Engineering Department, Institute of Applied Ecology, Chinese Academy of Sciences, Shenyang)
Abstract Objective: To study the relationship between β-glucuronidase expression and pathological features of human colorectal carcinoma.Methods: The expression of β-glucuronidase in human colorectal cancer tissue was determined with streptovidin- peroxidase immunohistochemical method. Results: Compared with well differentiated colorectal cancer, β-glucuronidase expression was higher in poorly differentiated tumors. In colorectal cancer, the overexpression of β-glucuronidase parallelled with the advancing Dukes′ stage and the depth of tumor (P<0.05,P<0.05).Conclusion:β-glucuronidase expeession has a positive correlation with tumor invasion and immunohistochemical staining for β-glucuronidase might be as a helpful index in diagnosing the invasiveness of colorectal cancer.
, 百拇医药
Key Words β-glucuronidase Colorectal carcinoma Invasion
肿瘤侵袭的第一步即穿透由Ⅳ型胶原网状结构和层粘蛋白、硫酸肝素蛋白多糖等特异性 糖蛋白构成的基底膜，该过程中基质降解酶对基底膜的降解发挥了很大作用[1,2]。β-葡萄糖醛酸苷酶(β-G)即为一种参与肿瘤侵袭和转移过程的基质降解酶，但目前对该酶 与肿瘤病理特征间的关系研究甚少。本研究以免疫组化法检测了β-G在人大肠癌中的表达 ，藉以理解该酶与大肠癌分化及侵袭间的关系。
1 材料与方法
1.1 材料
63例大肠癌组织取自中国医科大学病理学系。40例直肠癌，23例结肠癌；男性33例，女 性30例；年龄26～72岁。组织在10%中性福尔马林中固定，石蜡包埋。切5μm厚切片，供HE 染色和免疫组化染色。
, 百拇医药
1.2 免疫组化染色
以链霉卵白素-过氧化物酶免疫组化方法用β-G单克隆抗体检测了β-G在大肠癌组织中的表达。SP试剂盒为ZYMED公司产品，鼠抗人β-G单克隆抗体为美国亚拉巴马大学医学中心何康杰教授惠赠。抗体工作浓度为1:50。以PBS代替β-G抗体做阴性对照。染色结果依染色深度和范围判别，分为：阴性(-)、弱黄色(+)、黄棕色(++)和深黄色(+++ )。(-)和(+)定为非增强表达，(++)和(+++)为增强表达。结果统计采用卡方检验，当P<0.05时，结果有显著性差别。
2 结果
2.1 β-葡萄糖醛酸苷酶的表达与肿瘤分化程度间的关系
癌周正常大肠粘膜显示β-G阴性或弱阳性。相反，大部分大肠癌组织显示β-G异质性 增强表达(++～+++)。在高分化肿瘤中，β-G常呈极性分布于近腺腔面的胞质中( 图1)，而在低分化肿瘤中β-G表现为非极性、弥漫性地分布于癌细胞中(图2)。部分病 例亦可见间质中β-G染色。
, 百拇医药
图1 β-葡萄糖醛酸苷酶在高分化大肠癌中的表达
(SP免疫组化染色×200)
图2 β-葡萄糖醛酸苷酶在低分化大肠癌中的表达
(SP免疫组化染色×400)
表1为β-G在不同分化程度大肠癌中的表达。50%的高分化和66.7%的中分化大肠癌表 现为β-G增强表达，而大多数低分化大肠癌(77.3%)显示β-G增强表达，但无统计学意 义(P>0.05)。
表1 肿瘤分化程度与β-葡萄糖醛酸苷酶表达 例(%) 肿瘤分化程度
n
, 百拇医药
β-G表达
-～+
++～+++
高分化
20
10(50.0)
10(50.0)
中分化
21
7(33.3)
14(66.7)
低分化
22
, 百拇医药
5(22.7)
17(77.3)
2.2 β-葡萄糖醛酸苷酶在大肠癌的表达与肿瘤侵袭间的关系
大肠癌Dukes分期和β-G表达的关系见表2。由表2可见83.3%(5/6)的DukesB期和85.7% (18/21)的DukesC期癌组织表现为β-G增强表达。而只有50%(18/36)的DukesA期的癌组 织表现为β-G增强表达，统计学分析有显著意义(P<0.05)。由表3可见，随着癌侵袭深度的 加深，β-G的增强表达愈加显著，β-G在侵袭至肌层、浆膜、浆膜下层癌组织中的表达与 侵袭至粘膜层、粘膜下层癌组织中的表达有显著性差异(P<0.05)。
表2 肿瘤Dukes分期与β-葡萄糖醛酸苷酶表达 例(%) 肿瘤分化程度
n
, http://www.100md.com
β-G表达
-～+
++～+++
Dukes stage A
36
18(50.0)
18(50.0)
Dukes stage B
6
1(16.7)
5(83.3)*
Dukes stage C
, http://www.100md.com
21
3(14.3)
18(85.7)*
*P<0.05与Dukes A期肿瘤比较表3 肿瘤侵袭深度与β-葡萄糖醛酸苷酶表达 例(%) 肿瘤分化程度
n
β-G表达
-～+
++～+++
粘膜、粘膜下层
4
3(75.0)
1(25.0)
, 百拇医药
肌层
32
15(46.9)
17(53.1)*
浆膜、浆膜下层
27
4(14.8)
23(85.2)*
*P<0.05与粘膜、粘膜下层比较
3 讨论
肿瘤转移包括下列多步过程:1)肿瘤细胞通过特殊受体附着于细胞外基质;2)肿瘤细胞分 泌特殊的基质降解酶降解细胞外基质;3)肿瘤细胞从被降解的基质处迁移,发生转移[3]。基质降解酶如Ⅳ型胶原酶、尿激酶、β-G及组织蛋白酶B等在侵袭过程中起着重要的作用。尽管对Ⅳ型胶原酶和尿激酶等在肿瘤侵袭和转移中的作用已做了大量工作，关于β-G在大 肠癌侵袭和转移中的作用还鲜有报道。β-G是一中酸性溶酶体酶，可水解基底膜中的主要成分—蛋白多糖，因而参与肿瘤 的侵袭和转移。Murdter等[4]报道很多癌组织中的β-G水平较高。戴冬秋等[5]报道胃 癌组织中的β-G活力高于正常组织。Nicolson等[6]证实高侵袭力的鼠黑色素瘤细胞分泌 β-G的水平显著高于低侵袭力的鼠黑色素瘤细胞，且其降解内膜下基底膜的速度明显快于 低侵袭力细胞。我们曾经以生物化学方法检测4个人大肠癌细胞系培养上清的β-G活力，结 果显示低分化、高侵袭力的细胞系分泌的β-G活力显著高于高分化、低侵袭力细胞系[7]。
, http://www.100md.com
本研究首次以免疫组化方法检测了β-G在大肠癌组织中的表达，发现多数癌组织中β- G呈增强表达，低分化癌中的β-G表达强于高分化癌，但无统计学意义；β-G增强表达与 大肠癌Dukes分期的进展相关；随着癌侵袭深度的加深，β-G的增强表达愈加显著。该结果 表明，β-G的表达与大肠癌的侵袭和转移密切相关，进一步证实β-G增强表达可能是肿瘤 转移表型相关的细胞特性之一。
本文课题受国家自然科学基金重大项目资助(No3904005)
参考文献
[1]Tryggvason K, Hoyhtya M, Salo T. Proteolytic degradation of extracellular matrix in tumor invasion. Biochem Biophysica Acta, 1987;907(1):191
, 百拇医药 [2]Liotta LA. Cancer cell invasion and metastasis. Scientific Am, 1992;266(2):34
[3]Liotta LA.Tumor invasion and metastasis- role of the extracellular matrix. Cancer Res,1986;46(1):1
[4]Murdter TE. Enhanced uptake of doxorubicin into bronchial carcinoma: β - glucuronidase mediates release of doxorubicin from a glucuronidase mediating prodrug at the tumor site. Cancer Res,1997;57(12):2440
[5]戴冬秋，陈峻青，任常山,等.β-葡萄糖醛酸苷酶、酸性磷酸酶、乳脱氢酶与胃癌的关系.中国医科大学学报，1991;20(1):23
, 百拇医药
[6]Nicolson GL,Nakajima M,Herrmann JL,et al. Malignant melanoma metastasis to brain:role of degradative enzymes and responses to paracrine growth factors. J Neuro- Oncology, 1993; 18(2):139
[7]冯树，宋今丹.大肠癌细胞分泌的β-葡萄糖醛酸苷酶与其侵袭力间关系的研究.细胞生 物学杂志，1996；18(4)：183
(1999-04-12收稿)
(1999-08-02修回), 百拇医药
单位：冯树 中国科学院沈阳应用生态研究所微生物工程室(沈阳市 110015)；杨军 沈阳医学院第二附属医院外科；宋今丹 中国医科大学细胞生物学卫生部重点实验室
关键词：β-葡萄糖醛酸苷酶；大肠癌；侵袭
中国肿瘤临床000403
摘要 目的：研究β-葡萄糖醛酸苷酶与人大肠癌分化、侵袭和转移间的关系。方法：链酶卵白素-过氧化物酶免疫组化法检测β-葡萄糖醛酸苷酶在大肠癌组织中的表达。结果：β-葡萄糖醛酸苷酶的增强表达与大肠癌Dukes分期的进展相关(P<0.05).随着侵袭深度的加深,癌组织中β-葡萄糖醛酸苷酶的表达增强(P<0.05).该酶在低分化大肠癌中的表达旨于高分化大肠癌,但无统计学意义.结论:β-葡萄糖醛酸苷酶的表达与大肠癌的侵袭力成正相关,其免疫组化染色可能成为诊断大肠癌侵袭力的有用指标.
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The Relationship between Expression of β-glucuronidase and
Pathological Features of Human Colorectal Carcinoma
Feng Shu Yang Jun Song Jindan
(Microbial Engineering Department, Institute of Applied Ecology, Chinese Academy of Sciences, Shenyang)
Abstract Objective: To study the relationship between β-glucuronidase expression and pathological features of human colorectal carcinoma.Methods: The expression of β-glucuronidase in human colorectal cancer tissue was determined with streptovidin- peroxidase immunohistochemical method. Results: Compared with well differentiated colorectal cancer, β-glucuronidase expression was higher in poorly differentiated tumors. In colorectal cancer, the overexpression of β-glucuronidase parallelled with the advancing Dukes′ stage and the depth of tumor (P<0.05,P<0.05).Conclusion:β-glucuronidase expeession has a positive correlation with tumor invasion and immunohistochemical staining for β-glucuronidase might be as a helpful index in diagnosing the invasiveness of colorectal cancer.
, 百拇医药
Key Words β-glucuronidase Colorectal carcinoma Invasion
肿瘤侵袭的第一步即穿透由Ⅳ型胶原网状结构和层粘蛋白、硫酸肝素蛋白多糖等特异性 糖蛋白构成的基底膜，该过程中基质降解酶对基底膜的降解发挥了很大作用[1,2]。β-葡萄糖醛酸苷酶(β-G)即为一种参与肿瘤侵袭和转移过程的基质降解酶，但目前对该酶 与肿瘤病理特征间的关系研究甚少。本研究以免疫组化法检测了β-G在人大肠癌中的表达 ，藉以理解该酶与大肠癌分化及侵袭间的关系。
1 材料与方法
1.1 材料
63例大肠癌组织取自中国医科大学病理学系。40例直肠癌，23例结肠癌；男性33例，女 性30例；年龄26～72岁。组织在10%中性福尔马林中固定，石蜡包埋。切5μm厚切片，供HE 染色和免疫组化染色。
, 百拇医药
1.2 免疫组化染色
以链霉卵白素-过氧化物酶免疫组化方法用β-G单克隆抗体检测了β-G在大肠癌组织中的表达。SP试剂盒为ZYMED公司产品，鼠抗人β-G单克隆抗体为美国亚拉巴马大学医学中心何康杰教授惠赠。抗体工作浓度为1:50。以PBS代替β-G抗体做阴性对照。染色结果依染色深度和范围判别，分为：阴性(-)、弱黄色(+)、黄棕色(++)和深黄色(+++ )。(-)和(+)定为非增强表达，(++)和(+++)为增强表达。结果统计采用卡方检验，当P<0.05时，结果有显著性差别。
2 结果
2.1 β-葡萄糖醛酸苷酶的表达与肿瘤分化程度间的关系
癌周正常大肠粘膜显示β-G阴性或弱阳性。相反，大部分大肠癌组织显示β-G异质性 增强表达(++～+++)。在高分化肿瘤中，β-G常呈极性分布于近腺腔面的胞质中( 图1)，而在低分化肿瘤中β-G表现为非极性、弥漫性地分布于癌细胞中(图2)。部分病 例亦可见间质中β-G染色。
, 百拇医药
图1 β-葡萄糖醛酸苷酶在高分化大肠癌中的表达
(SP免疫组化染色×200)
图2 β-葡萄糖醛酸苷酶在低分化大肠癌中的表达
(SP免疫组化染色×400)
表1为β-G在不同分化程度大肠癌中的表达。50%的高分化和66.7%的中分化大肠癌表 现为β-G增强表达，而大多数低分化大肠癌(77.3%)显示β-G增强表达，但无统计学意 义(P>0.05)。
表1 肿瘤分化程度与β-葡萄糖醛酸苷酶表达 例(%) 肿瘤分化程度
n
, 百拇医药
β-G表达
-～+
++～+++
高分化
20
10(50.0)
10(50.0)
中分化
21
7(33.3)
14(66.7)
低分化
22
, 百拇医药
5(22.7)
17(77.3)
2.2 β-葡萄糖醛酸苷酶在大肠癌的表达与肿瘤侵袭间的关系
大肠癌Dukes分期和β-G表达的关系见表2。由表2可见83.3%(5/6)的DukesB期和85.7% (18/21)的DukesC期癌组织表现为β-G增强表达。而只有50%(18/36)的DukesA期的癌组 织表现为β-G增强表达，统计学分析有显著意义(P<0.05)。由表3可见，随着癌侵袭深度的 加深，β-G的增强表达愈加显著，β-G在侵袭至肌层、浆膜、浆膜下层癌组织中的表达与 侵袭至粘膜层、粘膜下层癌组织中的表达有显著性差异(P<0.05)。
表2 肿瘤Dukes分期与β-葡萄糖醛酸苷酶表达 例(%) 肿瘤分化程度
n
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β-G表达
-～+
++～+++
Dukes stage A
36
18(50.0)
18(50.0)
Dukes stage B
6
1(16.7)
5(83.3)*
Dukes stage C
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21
3(14.3)
18(85.7)*
*P<0.05与Dukes A期肿瘤比较表3 肿瘤侵袭深度与β-葡萄糖醛酸苷酶表达 例(%) 肿瘤分化程度
n
β-G表达
-～+
++～+++
粘膜、粘膜下层
4
3(75.0)
1(25.0)
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肌层
32
15(46.9)
17(53.1)*
浆膜、浆膜下层
27
4(14.8)
23(85.2)*
*P<0.05与粘膜、粘膜下层比较
3 讨论
肿瘤转移包括下列多步过程:1)肿瘤细胞通过特殊受体附着于细胞外基质;2)肿瘤细胞分 泌特殊的基质降解酶降解细胞外基质;3)肿瘤细胞从被降解的基质处迁移,发生转移[3]。基质降解酶如Ⅳ型胶原酶、尿激酶、β-G及组织蛋白酶B等在侵袭过程中起着重要的作用。尽管对Ⅳ型胶原酶和尿激酶等在肿瘤侵袭和转移中的作用已做了大量工作，关于β-G在大 肠癌侵袭和转移中的作用还鲜有报道。β-G是一中酸性溶酶体酶，可水解基底膜中的主要成分—蛋白多糖，因而参与肿瘤 的侵袭和转移。Murdter等[4]报道很多癌组织中的β-G水平较高。戴冬秋等[5]报道胃 癌组织中的β-G活力高于正常组织。Nicolson等[6]证实高侵袭力的鼠黑色素瘤细胞分泌 β-G的水平显著高于低侵袭力的鼠黑色素瘤细胞，且其降解内膜下基底膜的速度明显快于 低侵袭力细胞。我们曾经以生物化学方法检测4个人大肠癌细胞系培养上清的β-G活力，结 果显示低分化、高侵袭力的细胞系分泌的β-G活力显著高于高分化、低侵袭力细胞系[7]。
, http://www.100md.com
本研究首次以免疫组化方法检测了β-G在大肠癌组织中的表达，发现多数癌组织中β- G呈增强表达，低分化癌中的β-G表达强于高分化癌，但无统计学意义；β-G增强表达与 大肠癌Dukes分期的进展相关；随着癌侵袭深度的加深，β-G的增强表达愈加显著。该结果 表明，β-G的表达与大肠癌的侵袭和转移密切相关，进一步证实β-G增强表达可能是肿瘤 转移表型相关的细胞特性之一。
本文课题受国家自然科学基金重大项目资助(No3904005)
参考文献
[1]Tryggvason K, Hoyhtya M, Salo T. Proteolytic degradation of extracellular matrix in tumor invasion. Biochem Biophysica Acta, 1987;907(1):191
, 百拇医药 [2]Liotta LA. Cancer cell invasion and metastasis. Scientific Am, 1992;266(2):34
[3]Liotta LA.Tumor invasion and metastasis- role of the extracellular matrix. Cancer Res,1986;46(1):1
[4]Murdter TE. Enhanced uptake of doxorubicin into bronchial carcinoma: β - glucuronidase mediates release of doxorubicin from a glucuronidase mediating prodrug at the tumor site. Cancer Res,1997;57(12):2440
[5]戴冬秋，陈峻青，任常山,等.β-葡萄糖醛酸苷酶、酸性磷酸酶、乳脱氢酶与胃癌的关系.中国医科大学学报，1991;20(1):23
, 百拇医药
[6]Nicolson GL,Nakajima M,Herrmann JL,et al. Malignant melanoma metastasis to brain:role of degradative enzymes and responses to paracrine growth factors. J Neuro- Oncology, 1993; 18(2):139
[7]冯树，宋今丹.大肠癌细胞分泌的β-葡萄糖醛酸苷酶与其侵袭力间关系的研究.细胞生 物学杂志，1996；18(4)：183
(1999-04-12收稿)
(1999-08-02修回), 百拇医药