MMP-2和TIMP-2在胸腺瘤中的表达及意义
【摘要】 目的 探讨基质金属蛋白酶-2(MMP-2)和组织基质金属蛋白抑制剂-2(TIMP-2)在人胸腺瘤中的表达及与预后的关系。方法 应用免疫组织化学S-P法对38例MasaokoⅠ期胸腺瘤、25例MasaokoⅡ期胸腺瘤、17例MasaokoⅢ/Ⅳ期胸腺瘤中MMP-2和TIMP-2表达情况进行检测。结果 MMP-2和TIMP-2在三组胸腺瘤中表达的阳性率分别为68.4%(26/38)、76.0%(19/25)、82.3(14/17);42.1%(16/38)、36.0%(9/25)、35.3%(6/17)。MMP-2在Ⅱ期及Ⅲ/Ⅳ期胸腺瘤中具有较高的表达率，TIMP-2在Ⅰ期胸腺瘤中具有较高的表达率;MMP-2在Ⅰ期胸腺瘤的阳性表达率与Ⅱ期及Ⅲ/Ⅳ期胸腺瘤的阳性表达率比较差异具有显著性(P<0.01)，Ⅱ期及Ⅲ/Ⅳ期胸腺瘤之间差异无显著性。TIMP-2在三组胸腺瘤中的表达差异无显著性。结论 MMP-2和TIMP-2的表达与胸腺瘤的临床分期密切相关，可作为判断胸腺瘤生物学行为和预后的参考指标。
关键词 胸腺瘤 基质金属蛋白酶-2 组织基质金属蛋白抑制剂-2 免疫组织化学 预后
, http://www.100md.com
【文献标识码】 A 【文章编号】 1680-077X(2004)05-0395-02
The expsession and significance of matrix metalloproteinase-2
and tissue inhibitor of metalloproteinase-2in thymoma
Hao Chunyan，Zhou Gengyin，Wang Yan，et al.
Qi Lu Hospital of Shan Dong University，Jinan250012.
【Abstract】 Objective To study the expression of matrix metalloproteinase-2(MMP-2)and tissue inhibitor of metalloproteinase-2(TIMP-2)in thymoma and the relationship with prognosis.Methods Using S-P immunoˉhistochemical methods，we examined the expression of MMP-2and TIMP-2in38cases of Masaoko stageⅠthymoˉma，25cases of Masaoko stageⅡthymoma and17cases of Masaoko stageⅢ/Ⅳthymomas.Results The positive expression rates of MMP-2and TIMP-2in three groups of thymoma are68.4%(26/38)，76.0%(19/25)，82.3%(14/17);42.1%(16/38)，36.0%(9/25)，35.3%(6/17).The expression of MMP-2in stageⅡand stageⅢ/Ⅳthymoma is significantly higher than stageⅠthymoma.The expression of TIMP-2in stageⅠthymoma is significantˉly higher than stageⅡand stageⅢ/Ⅳthymoma.The positive expreesion rate of MMP-2has significant correlation between stageⅠthymoma with stageⅡand stageⅢ/Ⅳthymoma，and has no significant correlation between stageⅡthymoa with stageⅢ/Ⅳthymoma.The positive expression rate of TIMP-2has no significant correlation in three groups of thymoma.Conclusion The expression of MMP-2and TIMP-2wasclosely correlated to the Massoko clinical staging，which may serve as one of the parameters for determing biological behavior and prognosis of thymoma.
, 百拇医药
Key words thymoma matrix metalloproteinase-2 tissue inhibitor of metalloproteinase-2 immunohistoˉchemistry prognosis
基质金属蛋白酶-2(MMP-2)是参与细胞外基质的主要成分Ⅳ型胶原降解的关键酶。它通过对肿瘤细胞周边的破坏作用，促进肿瘤细胞的浸润生长和转移;TIMP-2是MMP-2的特异性抑制物，它通过抑制MMP-2的活性发挥其抑制肿瘤浸润与转移的作用，与预后密切相关。胸腺瘤的发病率占纵隔肿瘤的15.9% [1] ，我们选用MMP-2和TIMP-2这两个与肿瘤侵袭、转移、预后有关的指标，采用S-P法，对90例胸腺瘤组织进行检测，对其在不同临床分期胸腺瘤中的表达进行比较，探讨其在胸腺瘤中的表达与临床分期和预后的关系。
1 材料和方法
, 百拇医药
1.1 材料 90例胸腺瘤组织为我院1991年1月～2002年12月外科手术切除的胸腺瘤标本。年龄21～69岁，平均48岁。
1.2 试剂及方法 标本均经10%中性甲醛液固定，石蜡包埋，4cm厚连续切片。鼠抗MMP-2及TIMP-2单克隆抗体及S-P试剂盒均购自北京中山生物技术工程公司。采用抗生蛋白链菌素-生物素标记法(S-P法)。实验步骤按说明书进行，用已知阳性片作阳性对照。以PBS缓冲液取代一抗作阴性对照。
1.3 结果判断 肿瘤细胞胞质内出现棕黄色颗粒为阳性。按阳性细胞数划分，无阳性细胞:(-);<30%:(+);30%～60%;(++);>60%:(+++)。
1.4 统计学分析 X 2 检验。
2 结果
2.1 MMP-2及TIMP-2在三组胸腺瘤中的表达与临床分期的关系 MMP-2及TIMP-2在MasaokoⅠ期胸腺瘤组中的阳性表达率分别为68.4%(26/38)、42.1%(16/38);在MasaokoⅡ期胸腺瘤组中的阳性表达率分别为76.0%(19/25)、36.0%(9/25);在MasaokoⅢ/Ⅳ期胸腺瘤组中的阳性表达率分别为82.3%(14/17)、35.3%(6/17)(见表1)。MMP-2在Ⅱ期及Ⅲ/Ⅳ期胸腺瘤中具有较高的表达率，TIMP-2在Ⅰ期胸腺瘤中具有较高的表达率;MMP-2在Ⅰ期胸腺瘤的阳性表达率与Ⅱ期及Ⅲ/Ⅳ期胸腺瘤的阳性表达率比较差异具有显著性(P<0.01)，Ⅱ期及Ⅲ/Ⅳ期胸腺瘤之间差异无显著性(P>0.05);TIMP-2在三组胸腺瘤中的表达差异无显著性。
, 百拇医药
表1 MMP-2及TIMP-2在三组胸腺瘤中的表达与临床分期的关系
2.2 三组胸腺瘤中MMP-2和TIMP-2表达的关系 三组胸腺瘤中，MMP-2的阳性表达率和TIMP-2的阳性表达率，经统计学分析呈显著负相关(P<0.01)。
3 讨论
胸腺瘤是前纵隔较常见的肿瘤，它的发病率占纵隔肿瘤的15.9%。胸腺瘤最重要的生物学行为是发生浸润及转移，与预后密切相关。而细胞外基质和基膜是肿瘤转移的重要组织屏障。肿瘤细胞在侵袭转移过程中必须破坏由细胞间基质及基底膜构成的细胞外基质屏障(ECM)，在参与破坏ECM的酶类中基质金属蛋白酶MMPs与肿瘤侵袭转移的关系最为密切 [2～4] 。
MMPs是一类Zn 2+ 依赖的细胞外蛋白水解酶，能降解细胞外基质，促进肿瘤细胞的侵袭转移。根据其作用底物不同，主要分为间质胶原酶(MMP-1)、明胶酶(MMP-2、MMP-9)、基质溶解素(MMP-3)和膜型基质金属蛋白酶(MT-MMP)4种。而其中MMP-2不但可以酶解细胞间基质成分，还能酶解基底膜的主要成分Ⅳ型胶原，它是基质降解的关键酶。多项研究表明，MMP-2的表达与肿瘤转移及侵袭程度密切相关，是肿瘤恶性进展的标志 [4～7] 。本组研究发现，胸腺瘤组织中MMP-2阳性的瘤细胞呈片状分布，MMP-2随着肿瘤侵袭程度加深及淋巴结转移，其阳性表达率显著增高，两者呈正相关。说明MMP-2在肿瘤细胞的浸润及转移机制中起重要作用，提示在胸腺瘤的发展过程中，肿瘤细胞分泌MMP-2越多，其浸润和转移能力越强。TIMPs是MMPs的特异性抑制因子，它能够通过抑制 MMPs的活性阻止肿瘤细胞的侵袭和转移。TIMPs还可以通过其抗血管生成作用或直接调节细胞生长的特性阻断原发肿瘤的生长。TIMPs在体内分布广泛，目前已经发现了5种:TIMP-1、TIMP-2、TIMP-3、TIMP-4、TIMP-5。
, 百拇医药
人TIMP-2基因定位于17q23-25，其编码蛋白是分子量为21kDa的非糖基化蛋白，有194个氨基酸残基。TIMP-2以非共价键的形式与MMP-2前体及活化的MMP-2形成复合物，有效地抑制MMP-2的胶原分解活性及明胶活性，它还可抑制其他MMPs的活性。本组研究发现，在MasaokoⅠ期胸腺瘤中，尽管MMPs的表达相对较低，但由于TIMPs的表达缺失，此类细胞也表现出潜在的侵袭性。MasaokoⅡ期胸腺瘤及MasaokoⅢ/Ⅳ期胸腺瘤尽管存在TIMPs的表达，但由于MMPs的表达及酶活性明显升高，因而肿瘤细胞具有较强的侵袭能力。由此可见，胸腺瘤的侵袭性是TIMPs和MMPs相互作用失衡的结果。多项研究表明，MMP-2和TIMP-2是2个与肿瘤侵袭性有关的指标，在细胞外基质合成及降解代谢平衡中起着重要的作用。肿瘤中MMP-2和TIMP-2之间平衡的打破是肿瘤进展的一个重要因素之一。本组研究发现，胸腺瘤TIMP-2的阳性率明显较MMP-2低，两者的表达呈负相关。设想如通过转染TIMP-2基因作基因治疗，有可能增强胸腺瘤组织中TIMP-2蛋白的表达及其对MMP-2的分泌和活性的抑制作用，为基因治疗提供参考依据，从而抑制肿瘤侵袭与转移，改善其预后。
, 百拇医药
参考文献
1 Harris NL，Muller Hermlink.Thymoma classificasion:a siren’s song of simplicity.AM J Clin Pathol，1999，112:299-303.
2 Kraiem Z，Korem S.Matrix metalloproteinase and thyroid.Thyroid，2000，10(12):1016.
3 Liotta LA，Steeg PS，Stetler Stevenson WG.Cancer metastasis and angioˉgensis:an imbalance of positive and negative regulation.Cell，1991，64(2):327.
, 百拇医药 4 Kanayama H，Yokota K，Kurokawa Y，et al.Prognostic values of matrix metalloproteinase-2and tissue inhibitor of metalloproteinase-2exˉpressin in bladder cancer.Cancer，1998，82(7):1359.
5 Komorowski J，Pasieka Z，Jankiewicz-Wika J，et al.Matrix metalloproˉteinases，tissue inhibitors of matrix metalloproteinases and angiogenic cyˉtokines in peripheral blood of patients with thyroid cancer.Thyroid，2002，12(8):655.
, 百拇医药
6 Nakamura H，UenoH，Yamashita K，et al.Enhanced production and actiˉvationof progelatinase A mediated bymembrane-type1matrix metalloˉproteinase in humanpapillary thyroid carcinomas.Cancer Res，1999，59(2):467.
7 Parsons SL，Watson SA，Colllins H M，et al.Gelatinase(MMP-2and MMP-9)expression in gastrointestinal malignancy.Br J Cancer，1998，78(11):1496.
作者单位:250012山东大学齐鲁医院病理科
(收稿日期:2004-04-06)
(编辑黄 杰), http://www.100md.com
关键词 胸腺瘤 基质金属蛋白酶-2 组织基质金属蛋白抑制剂-2 免疫组织化学 预后
, http://www.100md.com
【文献标识码】 A 【文章编号】 1680-077X(2004)05-0395-02
The expsession and significance of matrix metalloproteinase-2
and tissue inhibitor of metalloproteinase-2in thymoma
Hao Chunyan，Zhou Gengyin，Wang Yan，et al.
Qi Lu Hospital of Shan Dong University，Jinan250012.
【Abstract】 Objective To study the expression of matrix metalloproteinase-2(MMP-2)and tissue inhibitor of metalloproteinase-2(TIMP-2)in thymoma and the relationship with prognosis.Methods Using S-P immunoˉhistochemical methods，we examined the expression of MMP-2and TIMP-2in38cases of Masaoko stageⅠthymoˉma，25cases of Masaoko stageⅡthymoma and17cases of Masaoko stageⅢ/Ⅳthymomas.Results The positive expression rates of MMP-2and TIMP-2in three groups of thymoma are68.4%(26/38)，76.0%(19/25)，82.3%(14/17);42.1%(16/38)，36.0%(9/25)，35.3%(6/17).The expression of MMP-2in stageⅡand stageⅢ/Ⅳthymoma is significantly higher than stageⅠthymoma.The expression of TIMP-2in stageⅠthymoma is significantˉly higher than stageⅡand stageⅢ/Ⅳthymoma.The positive expreesion rate of MMP-2has significant correlation between stageⅠthymoma with stageⅡand stageⅢ/Ⅳthymoma，and has no significant correlation between stageⅡthymoa with stageⅢ/Ⅳthymoma.The positive expression rate of TIMP-2has no significant correlation in three groups of thymoma.Conclusion The expression of MMP-2and TIMP-2wasclosely correlated to the Massoko clinical staging，which may serve as one of the parameters for determing biological behavior and prognosis of thymoma.
, 百拇医药
Key words thymoma matrix metalloproteinase-2 tissue inhibitor of metalloproteinase-2 immunohistoˉchemistry prognosis
基质金属蛋白酶-2(MMP-2)是参与细胞外基质的主要成分Ⅳ型胶原降解的关键酶。它通过对肿瘤细胞周边的破坏作用，促进肿瘤细胞的浸润生长和转移;TIMP-2是MMP-2的特异性抑制物，它通过抑制MMP-2的活性发挥其抑制肿瘤浸润与转移的作用，与预后密切相关。胸腺瘤的发病率占纵隔肿瘤的15.9% [1] ，我们选用MMP-2和TIMP-2这两个与肿瘤侵袭、转移、预后有关的指标，采用S-P法，对90例胸腺瘤组织进行检测，对其在不同临床分期胸腺瘤中的表达进行比较，探讨其在胸腺瘤中的表达与临床分期和预后的关系。
1 材料和方法
, 百拇医药
1.1 材料 90例胸腺瘤组织为我院1991年1月～2002年12月外科手术切除的胸腺瘤标本。年龄21～69岁，平均48岁。
1.2 试剂及方法 标本均经10%中性甲醛液固定，石蜡包埋，4cm厚连续切片。鼠抗MMP-2及TIMP-2单克隆抗体及S-P试剂盒均购自北京中山生物技术工程公司。采用抗生蛋白链菌素-生物素标记法(S-P法)。实验步骤按说明书进行，用已知阳性片作阳性对照。以PBS缓冲液取代一抗作阴性对照。
1.3 结果判断 肿瘤细胞胞质内出现棕黄色颗粒为阳性。按阳性细胞数划分，无阳性细胞:(-);<30%:(+);30%～60%;(++);>60%:(+++)。
1.4 统计学分析 X 2 检验。
2 结果
2.1 MMP-2及TIMP-2在三组胸腺瘤中的表达与临床分期的关系 MMP-2及TIMP-2在MasaokoⅠ期胸腺瘤组中的阳性表达率分别为68.4%(26/38)、42.1%(16/38);在MasaokoⅡ期胸腺瘤组中的阳性表达率分别为76.0%(19/25)、36.0%(9/25);在MasaokoⅢ/Ⅳ期胸腺瘤组中的阳性表达率分别为82.3%(14/17)、35.3%(6/17)(见表1)。MMP-2在Ⅱ期及Ⅲ/Ⅳ期胸腺瘤中具有较高的表达率，TIMP-2在Ⅰ期胸腺瘤中具有较高的表达率;MMP-2在Ⅰ期胸腺瘤的阳性表达率与Ⅱ期及Ⅲ/Ⅳ期胸腺瘤的阳性表达率比较差异具有显著性(P<0.01)，Ⅱ期及Ⅲ/Ⅳ期胸腺瘤之间差异无显著性(P>0.05);TIMP-2在三组胸腺瘤中的表达差异无显著性。
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表1 MMP-2及TIMP-2在三组胸腺瘤中的表达与临床分期的关系
2.2 三组胸腺瘤中MMP-2和TIMP-2表达的关系 三组胸腺瘤中，MMP-2的阳性表达率和TIMP-2的阳性表达率，经统计学分析呈显著负相关(P<0.01)。
3 讨论
胸腺瘤是前纵隔较常见的肿瘤，它的发病率占纵隔肿瘤的15.9%。胸腺瘤最重要的生物学行为是发生浸润及转移，与预后密切相关。而细胞外基质和基膜是肿瘤转移的重要组织屏障。肿瘤细胞在侵袭转移过程中必须破坏由细胞间基质及基底膜构成的细胞外基质屏障(ECM)，在参与破坏ECM的酶类中基质金属蛋白酶MMPs与肿瘤侵袭转移的关系最为密切 [2～4] 。
MMPs是一类Zn 2+ 依赖的细胞外蛋白水解酶，能降解细胞外基质，促进肿瘤细胞的侵袭转移。根据其作用底物不同，主要分为间质胶原酶(MMP-1)、明胶酶(MMP-2、MMP-9)、基质溶解素(MMP-3)和膜型基质金属蛋白酶(MT-MMP)4种。而其中MMP-2不但可以酶解细胞间基质成分，还能酶解基底膜的主要成分Ⅳ型胶原，它是基质降解的关键酶。多项研究表明，MMP-2的表达与肿瘤转移及侵袭程度密切相关，是肿瘤恶性进展的标志 [4～7] 。本组研究发现，胸腺瘤组织中MMP-2阳性的瘤细胞呈片状分布，MMP-2随着肿瘤侵袭程度加深及淋巴结转移，其阳性表达率显著增高，两者呈正相关。说明MMP-2在肿瘤细胞的浸润及转移机制中起重要作用，提示在胸腺瘤的发展过程中，肿瘤细胞分泌MMP-2越多，其浸润和转移能力越强。TIMPs是MMPs的特异性抑制因子，它能够通过抑制 MMPs的活性阻止肿瘤细胞的侵袭和转移。TIMPs还可以通过其抗血管生成作用或直接调节细胞生长的特性阻断原发肿瘤的生长。TIMPs在体内分布广泛，目前已经发现了5种:TIMP-1、TIMP-2、TIMP-3、TIMP-4、TIMP-5。
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人TIMP-2基因定位于17q23-25，其编码蛋白是分子量为21kDa的非糖基化蛋白，有194个氨基酸残基。TIMP-2以非共价键的形式与MMP-2前体及活化的MMP-2形成复合物，有效地抑制MMP-2的胶原分解活性及明胶活性，它还可抑制其他MMPs的活性。本组研究发现，在MasaokoⅠ期胸腺瘤中，尽管MMPs的表达相对较低，但由于TIMPs的表达缺失，此类细胞也表现出潜在的侵袭性。MasaokoⅡ期胸腺瘤及MasaokoⅢ/Ⅳ期胸腺瘤尽管存在TIMPs的表达，但由于MMPs的表达及酶活性明显升高，因而肿瘤细胞具有较强的侵袭能力。由此可见，胸腺瘤的侵袭性是TIMPs和MMPs相互作用失衡的结果。多项研究表明，MMP-2和TIMP-2是2个与肿瘤侵袭性有关的指标，在细胞外基质合成及降解代谢平衡中起着重要的作用。肿瘤中MMP-2和TIMP-2之间平衡的打破是肿瘤进展的一个重要因素之一。本组研究发现，胸腺瘤TIMP-2的阳性率明显较MMP-2低，两者的表达呈负相关。设想如通过转染TIMP-2基因作基因治疗，有可能增强胸腺瘤组织中TIMP-2蛋白的表达及其对MMP-2的分泌和活性的抑制作用，为基因治疗提供参考依据，从而抑制肿瘤侵袭与转移，改善其预后。
, 百拇医药
参考文献
1 Harris NL，Muller Hermlink.Thymoma classificasion:a siren’s song of simplicity.AM J Clin Pathol，1999，112:299-303.
2 Kraiem Z，Korem S.Matrix metalloproteinase and thyroid.Thyroid，2000，10(12):1016.
3 Liotta LA，Steeg PS，Stetler Stevenson WG.Cancer metastasis and angioˉgensis:an imbalance of positive and negative regulation.Cell，1991，64(2):327.
, 百拇医药 4 Kanayama H，Yokota K，Kurokawa Y，et al.Prognostic values of matrix metalloproteinase-2and tissue inhibitor of metalloproteinase-2exˉpressin in bladder cancer.Cancer，1998，82(7):1359.
5 Komorowski J，Pasieka Z，Jankiewicz-Wika J，et al.Matrix metalloproˉteinases，tissue inhibitors of matrix metalloproteinases and angiogenic cyˉtokines in peripheral blood of patients with thyroid cancer.Thyroid，2002，12(8):655.
, 百拇医药
6 Nakamura H，UenoH，Yamashita K，et al.Enhanced production and actiˉvationof progelatinase A mediated bymembrane-type1matrix metalloˉproteinase in humanpapillary thyroid carcinomas.Cancer Res，1999，59(2):467.
7 Parsons SL，Watson SA，Colllins H M，et al.Gelatinase(MMP-2and MMP-9)expression in gastrointestinal malignancy.Br J Cancer，1998，78(11):1496.
作者单位:250012山东大学齐鲁医院病理科
(收稿日期:2004-04-06)
(编辑黄 杰), http://www.100md.com