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  青岛大学学报(医学版)  2021, Vol. 57 Issue (4): 522-526   DOI: 10.11712/jms.2096-5532.2021.57.153
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基金项目

山东省自然科学基金面上项目(ZR2017MH009)

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张莉, 于文娟, 李玉军. 结直肠癌组织SATB2和S100P蛋白表达及意义[J]. 青岛大学学报(医学版), 2021, 57(4): 522-526.   DOI: 10.11712/jms.2096-5532.2021.57.153
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ZHANG Li, YU Wenjuan, LI Yujun. EXPRESSION AND SIGNIFICANCE OF SATB2 AND S100P PROTEINS IN COLORECTAL CANCER TISSUES[J]. Journal of Qingdao University(Medical Sciences), 2021, 57(4): 522-526.   DOI: 10.11712/jms.2096-5532.2021.57.153
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作者简介

张莉(1986-),女,硕士研究生,主治医师.

通讯作者

李玉军(1966-),男,教授,硕士生导师。E-mail: liyujun.66@163.com.

文章历史

收稿日期:2020-05-23
修订日期:2021-05-24
结直肠癌组织SATB2和S100P蛋白表达及意义
张莉1,2 , 于文娟3 , 李玉军3     
1. 青岛大学医学部基础学院病理学系,山东 青岛 266071;
2. 青岛大学附属烟台毓璜顶医院病理科;
3. 青岛大学附属医院病理科
摘要目的 探讨特殊富含AT序列结合蛋白2(SATB2)和S100钙结合蛋白P(S100P)在人结直肠癌组织中的表达与临床病理学特征的关系,以及其与上皮-间充质转化(EMT)相关蛋白β-catenin、E-cadherin之间的相关性。方法 随机选取100例结直肠癌术后癌组织标本及其癌旁正常黏膜组织标本,采用免疫组织化学方法检测SATB2、S100P、β-catenin、E-cadherin表达,并分析SATB2、S100P表达与结直肠癌临床病理学特征的关系,以及与β-catenin、E-cadherin表达之间的相关性。结果 SATB2在结直肠癌组织中的阳性表达率为90.0%,低于癌旁正常黏膜组织(98.0%)(χ2=5.674,P < 0.05),且SATB2的表达与肿瘤大小、分化程度、淋巴结转移有关(χ2=14.733~19.424,P < 0.05)。S100P在结直肠癌组织中的阳性表达率为65.0%,高于癌旁正常黏膜组织(4.0%)(χ2=82.332,P < 0.01),且S100P的表达与肿瘤分化程度、淋巴结转移有关(χ2=13.298、14.945,P < 0.05)。结直肠癌组织中SATB2与S100P表达呈负相关(r=-0.254,P < 0.05);SATB2、S100P表达与β-catenin的异常表达有关(r=-0.258、0.284,P < 0.05),与E-cadherin的表达无关(r=-0.045、0.128,P>0.05)。结论 结直肠癌组织中SATB2低表达、S100P高表达与肿瘤的浸润转移密切相关,可能通过引起β-catenin蛋白异常表达而介导结直肠癌EMT的发生。
关键词结直肠肿瘤    S100蛋白质类    Wnt信号通路    连环素类    钙黏着糖蛋白类    
EXPRESSION AND SIGNIFICANCE OF SATB2 AND S100P PROTEINS IN COLORECTAL CANCER TISSUES
ZHANG Li1,2 , YU Wenjuan3 , LI Yujun3     
Department of Pathology, School of Basic Medicine, Qingdao University, Qingdao 266071, China
ABSTRACT: Objective To investigate the relationship between the expression of special AT-rich sequence-binding protein 2 (SATB2) and S100 calcium binding protein P (S100P) in human colorectal cancer tissues and clinicopathological characteristics of colorectal cancer, as well as the correlation between the expression of SATB2 and S100P and the expression of epithelial-mesenchymal transition (EMT)-related proteins β-catenin and E-cadherin. Methods Cancer tissue specimens and adjacent normal mucosal tissues were collected from randomly selected 100 postoperative patients with colorectal cancer. The immunohistochemical method was used to detect the expression of SATB2, S100P, β-catenin, and E-cadherin proteins. Analyses were performed on the relationship between SATB2 and S100P expression and clinicopathological characteristics of colorectal cancer, as well as the correlation of their expression with the expression of β-catenin and E-cadherin. Results SATB2 had a positive expression rate of 90.0% in colorectal cancer tissues, which was significantly lower than that in adjacent normal mucosal tissues (98.0%) (χ2=5.674, P < 0.05), and SATB2 expression was related to tumor size, degree of tumor differentiation, and lymph node metastasis (χ2=14.733-19.424, P < 0.05). S100P had a positive expression rate of 65.0% in colorectal cancer tissues, which was significantly higher than that in adjacent normal mucosal tissues (4.0%) (χ2=82.332, P < 0.01), and S100P expression was related to the degree of tumor differentiation and lymph node metastasis (χ2=13.298, 14.945;P < 0.05). In colorectal cancer tissues, there was a negative correlation between SATB2 and S100P expression (r=-0.254, P < 0.05); the expression of SATB2 and S100P was correlated with the abnormal expression of β-catenin (r=-0.258, 0.284;P < 0.05), but not with the expression of E-cadherin (r=-0.045, 0.128;P>0.05). Conclusion The low expression of SATB2 and high expression of S100P in colorectal cancer tissues are closely related to the invasion and metastasis of colorectal cancer tissues, which may mediate the development of EMT in colo-rectal cancer by causing the abnormal expression of β-catenin protein.
KEY WORDS: colorectal neoplasms    S100 proteins    Wnt signaling pathway    catenins    cadherins    

结直肠癌是我国最常见的消化道恶性肿瘤之一,近30年内的发病率以平均每年3%~4%上升。我国结直肠癌发病例数占全世界发病总例数的18.6%,死亡例数占全世界死亡总例数的20.1%,均占据第1位[1-2]。肿瘤的位置、浸润深度、淋巴结转移及大体类型是影响结直肠癌病人根治术后复发、转移的重要因素,也是判断结直肠癌病人预后情况的关键因素[2]。已有研究结果表明,结直肠癌的发生发展与上皮-间充质转化(EMT)机制相关[3-4]。富含AT序列的特异性结合蛋白2(SATB2)是一种核基质相关蛋白,属于SATB家族,SATB2通过与核基质附着区(MAR)相结合,激活及调控多个基因转录的过程。SATB2在大脑皮质、消化道的腺上皮细胞、骨髓及免疫系统中有较高的表达。最近有研究结果表明,SATB2不但在成骨细胞分化和中枢神经系统发育过程中起着重要的作用,而且在结直肠癌中有着高度的敏感性和特异性[5-7]。S100钙结合蛋白P(S100P)属于S100家族成员,是一种小型的钙离子结合蛋白。S100P与多种肿瘤如胰腺癌、乳癌、前列腺癌、结直肠癌、肺癌、胃癌等相关,其蛋白的异常表达与肿瘤细胞的生长、耐药性、转移以及预后不良有关。已有研究结果表明,S100P的表达对结直肠癌的生长转移有着重要的作用[8]。本文研究应用免疫组织化学的方法检测SATB2、S100P蛋白在结直肠癌组织中的表达,分析二者与肿瘤临床病理学特征的关系,以及与EMT相关蛋白β-连环蛋白(β-catenin)、上皮性钙黏附蛋白E(E-cadherin)之间的相关性,探讨SATB2及S100P蛋白在结直肠癌中的异常表达及其促进肿瘤浸润与转移的可能机制。现将结果报告如下。

1 材料与方法 1.1 标本及其来源

随机选取青岛大学附属烟台毓璜顶医院手术切除、经病理检查诊断为结直肠腺癌的癌组织及其癌旁正常黏膜组织各100例。所有病人手术前均未接受放疗及化疗。100例病人中,男61例,女39例; 年龄27~82岁,平均(63.57±9.95)岁。肿瘤位于左半结肠77例,右半结肠23例; 低分化24例,中分化66例,高分化10例; 无淋巴结转移55例,1~3个淋巴结转移29例,>3个淋巴结转移16例。

1.2 实验试剂

小鼠抗人SATB2单克隆抗体、S100P单克隆抗体、β-catenin单克隆抗体及E-cadherin单克隆抗体均购自北京中杉金桥生物技术有限公司,DAB染色液以及其免疫组化试剂盒均为罗氏诊断产品(上海)有限公司产品。

1.3 检测指标及方法

标本经40 g/L甲醛固定,常规取材、石蜡包埋,4 μm厚连续切片6张,分别行免疫组化染色和苏木精-伊红(HE)染色,检测SATB2、S100P、β-catenin和E-cadherin的表达情况。根据试剂盒说明书进行操作。用已知阳性的切片作阳性对照,用PBS代替一抗作阴性对照。

1.4 结果判断

SATB2阳性表达定位于细胞核; S100P阳性表达定位于细胞浆,少量定位于细胞膜以及细胞核; E-cadherin阳性表达定位于细胞膜。以细胞膜呈不同程度的棕黄色染色为阳性染色。用二级计分法对染色结果进行判定,首先根据阳性染色细胞所占比例评分:0分,< 5%;1分,6%~25%;2分,26%~50%;3分,51%~75%;4分,>75%。再根据细胞阳性染色程度计分:0分,未着色; 1分,淡黄色; 2分,黄色; 3分,棕褐色。最后根据两者分值的乘积判断结果:阴性,< 1分; 弱阳性,2~4分; 阳性,5~8分; 强阳性,>9分。

β-catenin正常阳性表达定位于细胞膜,呈棕黄色细小颗粒状,且阳性细胞数>70%;而β-catenin的异常表达指细胞膜阳性表达缺失以及细胞质/细胞核异位阳性表达。凡出现细胞膜阳性表达减弱或缺失为异常表达,≥10%的细胞质/细胞核异位阳性表达也视为异常表达[9]

1.5 统计学处理

应用SPSS 19.0软件进行统计学处理。计数资料比较采用卡方检验,相关分析采用Spearman等级相关方法。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 结直肠癌组织和癌旁正常黏膜组织SATB2、S100P、β-catenin、E-cadherin表达比较

结直肠癌组织SATB2、S100P、E-cadherin阳性表达率分别为90%、65%、85%,β-catenin异常表达率为46%;癌旁正常黏膜组织中SATB2、S100P、E-cadherin阳性表达率分别为98%、4%、100%,β-catenin异常表达率为0。两种组织SATB2、S100P、β-catenin、E-cadherin表达比较,差异有统计学意义(χ2=5.674~82.332,P < 0.05)。见图 1

A:结直肠癌组织中SATB2阴性表达; B:结直肠癌组织中SATB2阳性表达; C:癌旁正常黏膜组织中SATB2阳性表达; D:结直肠癌组织中S100P阴性表达; E:结直肠癌组织中S100P阳性表达; F:癌旁正常黏膜组织中S100P阴性表达; G:结直肠癌组织中β-catenin的正常表达; H:结直肠癌组织中β-catenin的异常表达,细胞膜表达缺失; I:结直肠癌组织中β-catenin的异常表达,定位于细胞核、细胞质; J:癌旁正常黏膜组织中β-catenin的正常表达; K:结直肠癌组织中E-cadherin弱阳性表达; L:结直肠癌组织中E-cadherin阳性表达; M:结直肠癌组织中E-cadherin强阳性表达; N:癌旁正常黏膜组织中E-cadherin强阳性表达。免疫组化染色,400倍。 图 1 结直肠癌和癌旁正常黏膜组织中SATB2、S100P、β-catenin和E-cadherin表达
2.2 SATB2、S100P表达与结直肠癌病人临床病理特征的关系

SATB2表达与结直肠癌病人肿瘤直径、分化程度、淋巴结转移有关(χ2=14.733~19.424,P < 0.05);与性别、年龄、肿瘤部位、浸润深度、TNM分期无关(P>0.05)。S100P表达与结直肠癌病人肿瘤分化程度、淋巴结转移有关(χ2=13.298、14.945,P < 0.05);与性别、年龄、肿瘤部位、肿瘤直径、浸润深度、TNM分期无关(P>0.05)。见表 12

表 1 SATB2蛋白表达与结直肠癌病人临床病理特征的关系(例)

表 2 S100P蛋白表达与结直肠癌病人临床病理特征的关系(例)
2.3 结直肠癌组织中SATB2、S100P、E-cadherin、β-catenin表达之间的相关性

结直肠癌组织SATB2与S100P的表达呈负相关(r=-0.254,P < 0.05),与β-catenin的异常表达呈负相关(r=-0.258,P < 0.05),与E-cadherin表达不相关(r=-0.045,P>0.05);S100P与β-catenin的异常表达呈正相关(r=0.284,P < 0.05),与E-cadherin表达不相关(r=0.128,P>0.05)。见表 3~5

表 3 结直肠癌组织中SATB2和S100P表达的相关性(例)

表 4 结直肠癌组织中SATB2与β-catenin、E-cadherin表达的相关性(例)

表 5 结直肠癌组织中S100P与β-catenin、E-cadherin表达的相关性(例)
3 讨论

国内外研究均发现,在结直肠癌组织中存在SATB2的蛋白表达降低,并与结直肠癌的转移和浸润紧密相关[10-11]。何兴状等[12]应用实时荧光定量PCR方法检测了120例结直肠癌及其癌旁组织中SATB2 mRNA的表达, 结果显示72.5%的癌组织SATB2 mRNA低表达,而76.6%的癌旁组织中SATB2 mRNA高表达; CCK-8法与细胞划痕实验结果表明,在SW480、LOVO细胞中SATB2蛋白表达下调增强了细胞增殖以及转移的能力,认为SATB2基因可能为结直肠癌新的治疗靶点。最近几年,国内外学者在结直肠癌中S100P蛋白异常表达方面的研究也越来越多。FUENTES等[13]研究发现,结肠癌中S100P蛋白特异性表达,在SW480结肠癌细胞株(本身不表达S100P蛋白)中导入外源性的S100P基因,SW480结肠癌细胞株的增殖和转移能力都有明显的提高。李晓燕等[14]的研究也表明,结直肠癌组织中S100P蛋白的表达高于正常组织,且S100P表达与肿瘤组织的TNM分期和淋巴结转移有相关性,认为S100P在人结直肠癌的发生、发展中可能有一定的作用。

本实验结果显示,结直肠癌组织中SATB2蛋白表达明显低于癌旁正常黏膜组织,并且与肿瘤直径、分化程度、淋巴结转移有关,而与性别、年龄、肿瘤部位、浸润深度、TNM分期等无关; 而S100P蛋白在结直肠癌组织中表达高于癌旁正常黏膜组织,并与肿瘤分化程度、淋巴结转移有关,与性别、年龄、肿瘤部位、肿瘤直径、浸润深度、TNM分期等无关。提示SATB2S100P基因可能参与结直肠癌的发生和进展过程,检测SATB2和S100P在结直肠癌中的表达水平可反映肿瘤的生物学行为。

多项研究表明,结直肠癌发生与Wnt、EGFR信号通路的激活、抑癌基因失去活性及TGF β信号的缺失等因素有关[15]。王凤等[4]对150例结直肠癌组织SATB2及EMT相关蛋白表达检测发现,结直肠癌组织SATB2蛋白的低表达促进β-catenin蛋白的异常表达,从而促进了EMT的发生。有研究表明,β-catenin是Wnt通路的关键性分子之一,可激活Wnt通路[16]。当肿瘤发生时,S100P蛋白与其靶蛋白钙周期结合蛋白(CacyBP/SIP)结合,阻止β-catenin的正常降解,使其含量剧增,促使Wnt信号通路激活,进而促进肿瘤发生与发展[17]。SHEN等[17]研究显示,S100P的过度表达与结肠癌的侵袭和转移表型有关,该表型与EMT有关,且呈晚期糖基化终产物受体(RAGE)依赖性。

本研究相关分析结果显示,结直肠癌组织中SATB2蛋白表达与S100P蛋白表达呈负相关,且与β-catenin蛋白异常表达呈负相关; S100P蛋白表达与β-catenin蛋白异常表达呈正相关。提示结直肠癌组织中可能存在SATB2S100P基因异常激活或失活,导致SATB2与S100P蛋白异常表达,引起β-catenin积聚和蛋白的异常表达,激活Wnt信号通路,介导结直肠癌EMT的发生,最终促进了结直肠癌肿瘤细胞的增殖与转移。

综上所述,增加SATB2蛋白的表达以及阻断S100P蛋白与其靶蛋白CacyBP/SIP结合,可能会阻止β-catenin蛋白的异常表达、促进β-catenin蛋白的正常降解,从而抑制结直肠癌EMT的持续发生,为结直肠癌的分子靶向治疗提供新的思路。

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