武汉大学学报(医学版)   2016, Vol. 37Issue (5): 757-760   DOI: 10.14188/j.1671-8852.2016.05.015.
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引用本文 

杨肖军, 黄超群, 彭春伟, 程伏林, 熊斌, 李雁. 成纤维细胞激活蛋白在胃癌中的表达及临床意义[J]. 武汉大学学报(医学版), 2016, 37(5): 757-760. DOI: 10.14188/j.1671-8852.2016.05.015.
YANG Xiaojun, HUANG Chaoqun, PENG Chunwei, CHENG Fulin, XIONG Bin, LI Yan. Clinical Significance of Fibroblast Activation Protein in Gastric Cancer[J]. Medical Journal of Wuhan University, 2016, 37(5): 757-760. DOI: 10.14188/j.1671-8852.2016.05.015.

作者简介

杨肖军,男,1980-,医学博士,主治医师,主要从事消化道肿瘤的综合防治研究

通讯作者

李雁,男,1965-,医学博士,教授,主任医师,博士生导师,主要从事消化道肿瘤转移复发综合防治新技术的研究

文章历史

收稿日期:2016-01-05
成纤维细胞激活蛋白在胃癌中的表达及临床意义
杨肖军 1, 黄超群 1, 彭春伟 1, 程伏林 1, 熊斌 1, 李雁 2     
1. 武汉大学中南医院肿瘤科/湖北省肿瘤医学临床研究中心 湖北 武汉 430071;
2. 北京世纪坛医院腹膜肿瘤科 北京 100038
[摘要] 目的: 探索胃癌组织中成纤维细胞激活蛋白(FAP)的表达与肿瘤恶性生物学行为和预后的关系。 方法: 收集2009年2月至2011年4月在我院手术的胃癌患者60例,采用免疫组化法检测胃癌组织和正常胃组织中FAP的表达水平,并分析其与临床病理特征、预后的相关性。 结果: FAP在肿瘤间质成纤维细胞胞质内阳性表达,胃癌组织与正常胃组织中FAP阳性细胞数平均值分别为32.80±19.3和0.41±0.21(P < 0.01)。胃癌组织中FAP的表达水平与肿瘤的大小、分化程度及临床分期明显相关(P < 0.05)。Kaplan-Meier分析显示FAP低表达组胃癌患者术后的生存时间明显高于高表达组,差异有显著统计学意义(P < 0.05)。 结论: FAP在胃癌的生长、侵袭和转移中发挥着重要作用,可能作为胃癌预后判断和治疗的一个的潜在靶点。
关键词胃癌    肿瘤相关成纤维细胞    成纤维细胞激活蛋白    预后    
Clinical Significance of Fibroblast Activation Protein in Gastric Cancer
YANG Xiaojun1, HUANG Chaoqun1, PENG Chunwei1, CHENG Fulin1, XIONG Bin1, LI Yan2     
1. Dept. of Oncology & Hubei Clinical Study Center on Cancer, Zhongnan Hospital of Wuhan University, Wuhan 430071, China;
2. Dept. of Surgical Oncology, Beijing Shijitan Hospital of the Capital Medical University, Beijing 100038, China
[Abstract] Objective: To investigate the expression of fibroblast activation protein (FAP) in patients with gastric cancer and to analyze the association of the expression with pathological characteristics and prognosis. Methods: The expression levels of FAP in 60 tumor tissues of gastric cancer were detected by using immunohistochemistry. The correlations between the expression of FAP and pathological characteristics and prognosis were analyzed. Results: The positive expression of FAP was found in carcinoma associated fibroblasts, the number of FAP positive cells in gastric cancer and normal gastric tissues were 32.80±19.3 and 0.41±0.21 (P < 0.01), respectively. The expression of FAP was associated with tumor length, lymphatic metastasis and TNM stages (P < 0.05). Low expression of FAP was significantly correlated with overall survival of gastric cancer (P < 0.05). Conclusion: The expression of FAP has relation with disease progression and prognosis, FAP can serve as a potential therapeutic target for gastric cancer.
Key words: Gastric Cancer    Carcinoma Associated Fibroblasts    Fibroblast Activation Protein    Prognosis    

近年研究发现,肿瘤相关成纤维细胞(carcinoma associated fibroblasts,CAFs)作为肿瘤微环境中的主要成分,通过分泌各种细胞因子和蛋白酶等参与了肿瘤细胞的生长、浸润和转移等多种生物学行为的调节[1]。成纤维细胞激活蛋白(fibroblast activation protein, FAP)是新近发现的一种促肿瘤生长因子,它特异性表达于CAFs,通过发挥蛋白酶水解作用,促进肿瘤细胞生长和浸润,同时它也可以促进肿瘤内皮细胞增殖和新生血管的生成,加速肿瘤细胞的远处转移[2, 3]。目前FAP在肿瘤发生中的具体作用机制尚不完全明了,而且FAP与胃癌生物学行为及预后的关系尚存在一定争议。因此,本文主要通过研究FAP在胃癌中的表达情况以探索FAP表达与胃癌生物学行为和预后的关系,为胃癌的临床诊治和预后判断提供理论依据。

1 资料与方法 1.1 一般资料

选取2009年2月至2011年4月在我院就诊的胃癌患者作为研究对象,收集术后胃癌手术切除标本60例,并选取距肿瘤>5 cm的正常胃组织作为对照。其中男35例,女25例,年龄38-73(52.5±10.2)岁。根据2010年国际抗癌联盟(UICC)制定的TNM分期标准进行临床分期,Ⅰ期12例,Ⅱ期13例,Ⅲ期27例,Ⅳ期8例。所有患者术前均未接受过任何放化疗或分子靶向治疗,所有标本经10%多聚甲醛固定,石蜡包埋后4 μm切片,常规行HE染色普通镜检。

1.2 方法

常规脱水及石蜡包埋,连续切片厚度约4 μm做免疫组化染色。采用链霉菌抗生物素蛋白-过氧化物酶连接法(SP法)进行免疫组织化学染色。3%过氧化氢(H2O2)溶液在室温下作用10 min,然后在非免疫血清室温孵育10 min;试剂FAP兔抗人一抗(效价1:200,Santa Cruz公司)4 ℃孵育过夜;生物素标记的二抗孵育20 min;DAB显色5 min,PBS终止反应;苏木素复染、乙醇梯度脱水和二甲苯透明,中性树胶封固。

1.2.1 FAP阳性计数

FAP表达于肿瘤间质CAFs的细胞质中,为棕黄色染色。每张切片在低倍视野下选取5个阳性细胞密集区,分别于400倍视野下计数100个CAFs细胞中的FAP阳性表达比例,计数标本的x±s

1.2.2 免疫组化(IHC)

常规组织连续切片4 μm厚、裱片、烘烤,HE染色与免疫组化染色。IHC具体步骤如下:室温下用3% H2O2孵育15 min,消除内源性过氧化物酶。每张切片用2% BSA 37 ℃封闭30 min,防止抗原与抗体非特异性结合。然后倾去BSA,滴加鼠抗人FAP一抗,37 ℃孵育2 h,然后用PBS冲洗3次,每次5 min,滴加相应二抗,37 ℃孵育15 min,最后用过氧化物酶标记的链霉素孵育15 min。再用PBS冲洗3次,每次5 min。每张切片滴加新鲜配制的DAB溶液显色,镜下观察显色反应,显色适度时终止反应。自来水充分冲洗,用苏木素复染,盐酸乙醇分化,封片。阴性对照组的一抗用PBS替代。

1.2.3 图像观察

图像采集系统为Olympus BX51荧光显微镜,配备Olympus DP72照相机(Olympus Optical Co., Ltd., Tokyo, Japan)。在显微镜明场下,分别于“×10”、“×20”、“×40”视野观察切片并拍照。

1.2.4 统计学处理

所有数据均用均数±标准差(x±s)表示, SPSS 16.0统计软件分析, 配对资料间的比较采用配对t检验。生存分析采用Kaplan-Meier分析, 组间比较采用Log-rank法。两组间比较用Mann-Whitney U test法,三组间比较采用Kruskall-Wallis test法。当P < 0.05时表示差异有统计学意义。

2 结果 2.1 胃癌组织与正常胃组织中FAP阳性细胞计数

FAP在肿瘤间质成纤维细胞胞质内阳性表达,呈棕黄色或浅黄色。60例胃癌组织中FAP阳性表达率在91.7%(55例)。FAP在正常胃组织和肿瘤细胞中基本上无明显表达。60例胃癌组织与60例正常胃组织中FAP阳性细胞数平均值分别为32.80±19.3和0.41±0.21,差异具有统计学意义(P < 0.01)。

2.2 胃癌组织中FAP表达与临床病理参数的关系

胃癌组织中FAP的表达水平与肿瘤的大小、分化程度及临床分期明显相关(P < 0.05)。肿瘤直径越大、分化程度越低、分期越晚的癌组织中FAP表达水平越高。癌组织中FAP表达水平与患者性别、年龄、吸烟状况无明显统计学差异(P > 0.05)(表 1)。

表 1 FAP的表达与胃癌患者临床病理特征的关系
2.3 胃癌组织内FAP染色结果

镜下观察显示胃癌组织内FAP染色结果为阳性,其表达主要位于胞质或胞膜。FAP在胃癌间质内少量表达,主要位于胃癌间质中靠近肿瘤血管内皮细胞处,该表达特征需要进一步研究,推测FAP与癌细胞黏附血管内皮具有相关性。FAP虽然在胃癌的表达具有普遍性,但不同分化程度的胃癌组织内FAP表达量无明显差异,提示FAP与胃癌恶性程度的关联意义不大(图 1)。

图 1 胃癌组织切片HE染色和FAP免疫组化染色 A1+B1(×100):胃癌组织HE染色;A1+A2:中-高分化胃腺癌;B1+B2:中-低分化肠型腺癌;A2+B2(×200):免疫组化染色结果示FAP主要表达于胃癌细胞的胞质和胞膜,FAP在间质内主要表达于靠近肿瘤血管内皮细胞处;红色箭头指示癌组织内FAP染色阳性部位,蓝色箭头指示间质内FAP的表达。
2.4 胃癌组织中FAP表达与胃癌生存期的关系

60例患者中有3例患者失访,所有患者按照FAP阳性细胞数平均值为(32.80±19.3)%,分为低表达组和高表达组。Kaplan-Meier分析显示FAP低表达组胃癌患者术后的生存时间明显高于高表达组,差异有显著统计学意义(P < 0.05)。FAP高表达组和低表达组的中位生存时间分别为30.2和37.8月(图 2)。

图 2 FAP的表达与胃癌患者预后的关系
3 讨论

胃癌是我国发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一。这是由于胃癌的早期诊断困难,大多数胃癌患者确诊时已经属中晚期,失去手术机会,放化疗疗效不佳。因此,寻找一种有效的早期诊断、指导治疗和预后的分子标志物具有极其重要的临床价值。近年研究发现,特异性表达与肿瘤相关成纤维细胞中的FAP在肿瘤的发生、浸润和转移等一系列过程中发挥重要作用[2]。FAP是CAFs的特异性标志物之一,在肿瘤间质中呈高度特异性表达[4];在肿瘤的早期诊断、预后判定和治疗中的应用有重要价值,已成为近年研究热点。

FAP是在1986年由Retting等用单克隆抗体F19 (用肺成纤维细胞免疫小鼠获得)在培养的成纤维细胞上识别的一种细胞表面抗原,所以最初被称为F19抗原[5]。FAP存在于多种恶性上皮性肿瘤的间质(如肺癌、乳腺癌、肠癌及胃癌等)和活化的成纤维细胞膜上,而在良性肿瘤间质及正常成人静息的成纤维细胞中不表达[6]。这提示了FAP是一个增生的成纤维细胞标志物,与恶性肿瘤的生物学行为可能有关。FAP的生物学特性研究发现,FAP是一种丝氨酸肽酶,在细胞表面发挥着蛋白水解酶活性,它在降解细胞外基质组份中发挥着至关重要的作用,对肿瘤浸润、血管生成和转移起到很好的促进作用[2]。其机制可能是FAP通过直接或间接溶解与毗邻的细胞外基质和参与肿瘤微血管生成[1],从而发挥上述作用。

近年来,在多种实体瘤间质中发现FAP的表达,FAP的表达水平与肿瘤的增生、侵袭和转移生物学行为明显相关。在肠癌手术标本及肠癌小鼠移植瘤模型中,发现90%以上的标本表达FAP,且其表达水平与肿瘤的浸润深度、大小、淋巴结转移明显相关,同时高表达FAP患者的总生存时间明显下降[7]。同样,在胃癌患者肿瘤间质细胞中,FAP也呈高表达,另外还发现,FAP在恶性程度高的硬癌中的表达水平明显高于其他组织类型[8]。Wang等发现FAP在胃癌间质中高表达,并且通过小干扰RNA敲除FAP表达基因,可以明显抑制肿瘤细胞的转移,这说明FAP的表达水平与胃癌的远处转移和淋巴结转移相关[8, 9]。本研究与Wang的研究结果一致,发现FAP在胃癌间质中大量表达,另外本研究还发现,FAP的表达与肿瘤的分化、大小、远处转移和临床分期明显相关,且首次发现胃癌间质中FAP的表达水平与胃癌的预后呈负相关,这为以后胃癌预后判断提供重要理论依据。

总之,我们的研究表明FAP表达与胃癌的肿瘤大小、分化程度、TNM分期和预后明显相关。FAP所具有的酶活性使其在肿瘤中的生长、侵袭和转移中发挥着重要作用,并使它成为肿瘤诊断、预后判断和治疗的一个新的潜在靶点。

参考文献
[1] Albrengues J, Meneguzzi G, Gaggioli C. Carcinoma-associated fibroblasts in cancer: the great escape[J]. Med Sci (Paris), 2014, 30(4): 391-397. DOI: 10.1051/medsci/20143004012.
[2] Fearon DT. The carcinoma-associated fibroblast expressing fibroblast activation protein and escape from immune surveillance[J]. Cancer Immunol Res, 2014, 2(3): 187-193. DOI: 10.1158/2326-6066.CIR-14-0002.
[3] Jia CC, Wang TT, Liu W, et al. Cancer-associated fibroblasts from hepatocellular carcinoma promote malignant cell proliferation by HGF secretion[J]. PLoS One, 2013, 8(5): e63243. DOI: 10.1371/journal.pone.0063243.
[4] Tchou J, Conejo-Garcia J. Fibroblast activation protein, a potential diagnostic and therapeutic target for cancer-reply[J]. Hum Pathol, 2014, 45(7): 1553-1554.
[5] Rettig WJ, Chesa PG, Beresford HR, et al. Differential expression of cell surface antigens and glial fibrillary acidic protein in human astrocytoma subsets[J]. Cancer Res, 1986, 46(12pt1): 6406-6412.
[6] Brennen WN, Isaacs JT, Denmeade SR. Rationale behind targeting fibroblast activation protein-expressing carcinoma-associated fibroblasts as a novel chemotherapeutic strategy[J]. Mol Cancer Ther, 2012, 11(2): 257-266. DOI: 10.1158/1535-7163.MCT-11-0340.
[7] Wikberg ML, Edin S, Lundberg IV, et al. High intratumoral expression of fibroblast activation protein (FAP) in colon cancer is associated with poorer patient prognosis[J]. Tumour Biol, 2013, 34(2): 1013-1020. DOI: 10.1007/s13277-012-0638-2.
[8] Wang RF, Zhang LH, Shan LH, et al. Effects of the fibroblast activation protein on the invasion and migration of gastric cancer[J]. Exp Mol Pathol, 2013, 95(3): 350-356. DOI: 10.1016/j.yexmp.2013.10.008.
[9] Shan LH, Sun WG, Han W, et al. Roles of fibroblasts from the interface zone in invasion, migration, proliferation and apoptosis of gastric adenocarcinoma[J]. J Clin Pathol, 2012, 65(10): 888-895. DOI: 10.1136/jclinpath-2012-200909.