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编号:10228881
血管内皮生长因子和基质金属蛋白酶-9在原发性肝癌中的表达及其临床意义
http://www.100md.com 《癌症》 2000年第1期
     作者:蒋扬富 杨治华 胡敬群 蔡建强 杨晓洁

    单位:蒋扬富 杨治华 胡敬群 蔡建强 杨晓洁(中国医学科学院中国协和医科大学肿瘤研究所,北京100021)

    关键词:肝肿瘤;血管内皮生长因子;基质金属蛋白酶

    癌症000104

    摘要:目的:研究血管内皮生长因子(VEGF)与基质金属蛋白酶9(MMP-9)在原发性肝癌中的表达与肝癌复发、转移的关系。方法:采用逆转录聚合酶链式反应技术,对39例原发性肝癌的手术切除标本(包括癌组织及癌旁肝组织)中的VEGF及MMP-9基因表达进行了检测。结果:VEGF分别在92%(36/39)的肝癌组织、79%(26/33)的肝硬变组织和57.1%(4/7)的正常肝组织中表达,MMP-9分别在69%(27/39)的肝癌组织和35.9%(14/39)的肝硬变组织中表达。39例患者中已有16例转移、复发,MMP-9基因表达与肝癌复发、转移关系密切,复发、转移组癌组织MMP-9/β2-MG值为0.75±0.56,未复发、转移组癌组织MMP-9/β2-MG值为0.34±0.29(P<0.05)。 VEGF基因表达与肝癌复发、转移尚未见显著相关性,复发、转移组与未复发、转移组癌组织MMP-9/β2-MG值分别为1.08±0.68和 0.92±0.63(P>0.05)。结论:VEGF及MMP-9基因在肝癌及肝硬变组织中均有差异性表达,VEGF与肝癌生长关系密切;MMP-9基因表达与肝癌侵袭、转移有关,可作为反映肝癌复发、转移潜能的生物学指标。
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    分类号:R735.7 文献标识码:A

    文章编号:1000-467X(2000)01-0017-03

    Expression of vascular endothelial growth factor and

    matrix metalloproteinase-9 in hepatocellular carcinoma

    JIANG Yang-fu, YANG Zhi-hua, HU Jing-qun, et al.

    Cancer Institute, Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 100021,P.R. China

    Abstract:Objective:To investigate the relationship between the expression of vascular endothelial growth factor (VEGF) or matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) and recurrence or metastasis of hepatocellular carcinoma (HCC). Methods:VEGF and MMP-9 gene expression in 39 pairs of HCC tissues and nontumorous liver tissues with or without liver cirrhosis were examined by reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) . Results:VEGF messenger RNA (mRNA) expression was present in 36 of 39 (92% ) resected HCCs, the degree of VEGF expression in 23 HCCs was higher than that in corresponding nontumorous liver tissues. MMP-9 mRNA expression was found in 27 of 39 (69% ) cases, and 18 of 27 these samples showed stronger expression in the tumorous tissues than that in the nontumorous tissues. The level of MMP-9 expression correlated significantly with intra-or extra-hepatic metastasis, and the patients with high degree of MMP-9 mRNA expression in HCC were more susceptible to postoperative recurrence or metastasis. Conclusions: Expression of MMP-9 correlates closely with the recurrence or metastasis of HCC. High level of both VEGF and MMP-9 expression is a predictor for poor prognosis of HCC.
, 百拇医药
    Key words:Hepatocellular carcinoma; Vascular endothelial growth factor; Matrix metalloproteinase ▲

    肿瘤血管形成与肿瘤生长密切相关,而肿瘤血管形成与多种细胞因子的作用有关,血管内皮细胞生长因子(VEGF)是目前所知的作用最强的一种促血管生长因子。基质金属蛋白酶是一种与肿瘤转移密切相关的物质,近来发现它也与肿瘤血管形成有关。本研究同时检测VEGF和基质金属蛋白酶9(MMP-9)基因在肝癌及肝硬变或正常肝组织中的表达,前瞻性地研究它们与肝癌复发、转移等生物学行为的关系。

    1材料和方法

    1.1病例和组织标本

    共收集39例手术切除的肝癌及肝硬变或正常肝组织。男性患者32例,女性7例。年龄35~71岁(中位年龄54岁)。合并肝硬化者占82%(32/39)。TNM分期:Ⅱ期26例,Ⅲ期13例。19例肿瘤直径小于5cm,20例肿瘤直径大于5cm。术后均经病理证实为肝细胞肝癌,高分化5例,中分化16例,低分化12例,分化程度不明确6例。16例在术后最长随访时间20个月内复发、转移。
, 百拇医药
    1.2逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)

    采用TRIzol(GibcoBRL公司)试剂提取组织总RNA,然后逆转录为cDNA,30μl反应体积中含5倍第一链缓冲液6μl,dGTP、dATP、dTTP、dCTP各0.5mmol/L,10mmol/LDTT,10μg/mloligo(dT)1218,24URNAsin,200μmol/LMMLV(GibcoBRL公司)逆转录酶,6μg总RNA,37℃反应1小时,95℃5分钟终止反应。25μlPCR反应体系中含dGTP、dATP、dTTP、dCTP各200mmol/L,1.5mmol/LMgCl2,2.5μl10倍缓冲液,正、反义引物(由生工公司合成)各15pmol,1.5μl逆转录产物,Taq酶1单位。反应条件为:94℃预变性2min,92℃30s,62℃30s,72℃1min,30循环后于72℃延伸5min。

    PCR所用的引物序列如下:
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    靶基因

    正义引物

    反义引物

    VEGF

    5′-TTGCTGCTCTACCTCCAC-3′

    5′-AATGCTTTCTCCGCTCTG-3′

    MMP-9

    5′-CGGAGCAGGAGACGGGTAT-3′

    5′-TGAAGGGGAAGACGCACAGC-3′

    β2-MG

    5′-ACCCCCACTGAAAAAGATGA-3′
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    5′-ATCTTCAAACCTCCATGATG-3′

    VEGF引物可扩增出165及189两种剪接变异体,扩增产物大小分别为417及490bp,MMP-9扩增产物长537bp,β2-MG扩增产物长121bp。

    1.3PCR产物的相对定量

    PCR产物于1.5%琼脂糖凝胶电泳,然后行光密度扫描,以VEGF或MMP-9的光密度值与内参照β2-MG的光密度值之比值作为相互间比较的参数。

    1.4统计分析

    计数资料采用χ2检验,计量资料采用t检验。

    2结果

, 百拇医药     2.1VEGF基因在肝癌及肝硬变或正常肝组织中的表达

    39例肝癌组织中有36例(92%)扩增出VEGFcDNA即VEGF表达阳性,33例肝硬变组织中26例VEGF表达(79%),7例正常肝组织4例VEGF表达(57.1%)。36例VEGF表达阳性的肝癌组织中23例(63.9%)VEGF表达水平高于癌旁组织(图1),癌组织与癌旁组织的VEGF/β2-MG值分别为1.57±0.95和0.62±0.56。

    图1VEGF的RT-PCR产物琼脂糖凝胶电泳

    M:PGEM7ZF/HaeⅢ分子量参照物T:癌组织N:癌旁肝组织

    2.2MMP-9基因在肝癌及肝硬变或正常肝组织中的表达
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    39例肝癌组织中27例(69%)MMP-9mRNA表达阳性,肝硬变组织中MMP-9基因表达阳性率为40.6%(13/32),7例正常肝组织中1例MMP-9表达阳性。12例仅在癌组织中表达而肝硬变组织无表达;13例在癌及肝硬变组织中均有表达,这13例中6例癌组织MMP-9表达水平高于肝硬变组织,癌组织和癌旁肝组织的MMP-9/β2-MG比值分别为1.1±0.48和0.35±0.20。因此,39例肝癌组织中共有18例MMP-9表达水平明显高于癌旁肝组织。12例癌与肝硬变组织均无MMP-9mRNA表达。39例癌组织MMP-9/β2-MG比值为0.57±0.56,39例癌旁肝组织MMP-9/β2-MG比值为0.25±0.45,两者有显著性差异(P<0.05)。MMP-9与VEGFmRNA在肝癌中表达的相互关系见表1。

    表1 VEGF与MMP-9mRNA在肝癌组织中的表达 VEGF表达

    n
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    MMP-9表达

    阳性

    阴性

    阳性

    36

    25

    11

    阴性

    3

    2

    1

    2.3VEGF及MMP-9mRNA表达与临床病理特征的关系

    VEGF及MMP-9mRNA表达与患者年龄、性别、肿瘤大小、临床分期等均无显著相关性(P>0.05)。16例已经复发、转移的患者癌组织MMP-9/β2-MG比值平均为0.75±0.56,23例尚未复发、转移的患者癌组织MMP-9/β2-MG比值平均为0.34±0.29,两者有显著性差异(P<0.05)。15例癌组织MMP-9/β2-MG比值大于0.34及18例癌组织MMP-9表达水平高于癌旁肝组织2倍以上的患者中分别有11例和13例发生肿瘤复发、转移,23例癌组织MMP-9/β2-MG比值小于0.34及21例癌组织MMP-9表达水平近似于或低于癌旁肝组织的患者中分别有5例和3例发生肿瘤复发、转移,MMP-9表达水平与肝癌复发、转移密切相关。16例肿瘤复发、转移的患者癌组织VEGF/β2-MG比值平均为1.08±0.68,23例尚未复发、转移的患者癌组织VEGF/β2-MG比值平均为0.92±0.63,两者无显著性差异(P>0.05);20例癌组织VEGF/β2-MG比值大于1及23例癌组织VEGF表达水平高于癌旁肝组织2倍以上的患者中分别有7例和10例发生肿瘤复发、转移,19例癌组织VEGF/β2-MG比值小于1及16例癌组织MMP-9表达水平近似于或低于癌旁肝组织的患者中分别有9例和6例发生肿瘤复发、转移(见表2)。根据目前的资料,VEGF表达水平与肝癌复发、转移无显著相关性。这些病例仍在继续随访之中。此外,11例VEGF与MMP-9表达水平均上调(T>N)的患者中已有9例复发、转移,而7例VEGF与MMP-9表达水平均下调的患者中1例复发、转移,提示MMP-9与VEGF联合检测将更有助于肝癌预后的判断。表2VEGF及MMP-9表达与临床病理特征的关系 因素
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    n

    VEGF

    MMP-9

    P值

    T>N

    T>N

    肿瘤大小

    ≤5cm

    19

    12

    8

    >0.05

    >5cm
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    20

    11

    10

    分化程度

    高分化

    5

    1

    1

    >0.05

    中分化

    16

    11

    9

    低分化
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    12

    9

    6

    不确定

    6

    2

    2

    临床分期

    Ⅱ期

    26

    16

    10

    >0.05

    Ⅲ期
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    13

    7

    8

    复发、转移

    已发生

    16

    10

    13

    末发生

    23

    13

    5

    注:▲指P>0.05,△指P<0.05,与未发生复发、转移组比较
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    3讨论

    肝癌术后或介入治疗后的复发、转移率较高,因此很有必要研究与肝癌生长、侵袭和转移有关的因素,寻找更有效的预测肝癌复发、转移潜能的生物学指标。肿瘤血管既是肿瘤生长的基础,又是转移的重要途径[1]。血管内皮细胞生长因子(VEGF)是促进血管生长的重要因子,它有四种剪接变异体即VEGF121、165、189、206,分别含121、165、189及206个氨基酸[2]。本研究结果表明VEGF在肝癌组织中的阳性表达率为92%,肝硬变组织中的表达率为79%,正常肝组织的表达率为57%,均以VEGF165表达为主。就同一患者的肝癌组织与肝硬变组织VEGF的表达水平而言,69.4%的肝癌组织VEGF表达水平高于癌旁组织,54%(21/39)的肝癌组织VEGF高表达,而癌旁组织VEGF高表达者仅占8%(3/39)。由此可见,在由肝硬变发展为肝癌的过程中,VEGF的表达水平呈上调趋势。此外,我们采用具有中和活性的VEGF抗体治疗人肝癌BEL7402裸小鼠移植瘤,结果也表明VEGF抗体可抑制肿瘤生长。以上结果表明VEGF与肝癌生长、演进关系密切,是一个治疗肝癌的靶点。根据目前的临床资料,复发、转移组与尚未复发、转移组VEGF表达尚未见显著差异,因此,VEGF能否作为独立的肝癌预后指标,尚有待根据进一步的随访资料判定。
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    研究表明,细胞外基质也与肿瘤血管生长有关,并与肿瘤转移关系密切。新生血管的形成不仅需要血管基底膜的降解,而且需要降解细胞外基质蛋白[3]。MMP能够降解基底膜糖蛋白及细胞外基质成分,因此MMP可促进肿瘤血管生长[4]。本研究结果表明MMP-9基因不仅在肝癌与肝硬变组织中有差异性表达并且与肝癌复发、转移关系密切,MMP-9高表达者复发、转移率较高,预后不良。正是因为MMP-9还能降解细胞外基质,因此,MMP-9高表达的肿瘤细胞在侵袭、转移过程中突破各种屏障如基底膜的能力也较高,这样的肿瘤细胞易于发生转移。本研究结果证实MMP-9可作为一种独立的预测肝癌复发、转移的生物学指标,MMP-9基因表达水平较高的肝癌预后差。此外,实验结果还表明,MMP-9与VEGF表达水平均上调的肝癌患者复发、转移潜能很大,而MMP-9与VEGF表达水平均不高的肝癌患者复发、转移潜能较小,因此,若将VEGF与MMP-9的检测结合起来分析,则更将有助于肝癌预后的判断。

    *通讯作者:Tel:86-10-67781331-8439
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    Fax:86-10-67709001

    Email:zhyang@public.bta.ent.cn

    参考文献:

    [1]Blood CH, Zetter BR. Tumor interactions with the vasculature: angiogenesis and tumor metastasis[J]. Biochim Biophys Acta, 1990, 1032: 89~ 118.

    [2]Tischer E, Mitchell R, Hartman T, et al. The human gene for vascular endothelial growth factor. Multiple protein forms are encoded through alternative exon splicing[J]. Biol Chem, 1991, 266: 11947~ 11954.
, 百拇医药
    [3]Chambers AF, Matrisian LM. Changing views of the role of matrix metalloproteinases in metastasis[J]. Natl Cancer Inst, 1997, 89: 1260~ 1270.

    [4]Sato H, Kida Y, Mai M, et al. Expression of genes encoding type Ⅳ collagen-degrading metalloproteinases and tissue inhibitors of metalloproteinases in various human tumor cells[J]. Oncogene, 1992, 7: 77~ 83.

    收稿日期:1999-01-21

    修回日期:1999-04-29, http://www.100md.com