張啟芳,李曉燕,王媛媛,李西融,陳卓琳,鄭 奕,何思明,陳勇昌,姜海行△
(1.廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院消化內(nèi)科,南寧530021;2.廣西壯族自治區(qū)南溪山醫(yī)院消化內(nèi)科,廣西桂林541002;3.廣西壯族自治區(qū)南溪山醫(yī)院病理科,廣西桂林541002)
半乳糖凝集素3(Galectin-3,Gal-3)是一種生物體內(nèi)通過識(shí)別特異性半乳糖配基而發(fā)揮功能的糖蛋白,參與細(xì)胞黏附、增殖、分化、血管生成、凋亡等多種生物功能[1]。B淋巴細(xì)胞瘤-2基因(B cell leukemia/lymphoma-2,Bcl-2)是細(xì)胞凋亡的抑制基因,它的激活和過度表達(dá)能抑制細(xì)胞的正常凋亡[2]。潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)是腸道慢性非特異性炎癥性疾病,其病因和發(fā)病機(jī)制至今尚未完全闡明,越來越多的證據(jù)顯示細(xì)胞凋亡在UC組織損傷和免疫功能紊亂中起著重要的作用[3]。Gal-3與Bcl-2在結(jié)構(gòu)上相似,可能在細(xì)胞凋亡中存在共同的凋亡途徑。本文采用免疫組織化學(xué)SP法檢測UC患者大腸黏膜組織中Gal-3和Bcl-2的表達(dá),探討兩者在UC發(fā)病中的作用及關(guān)聯(lián)性。
1.1 一般資料 選擇2009年1月至2013年6月在廣西壯族自治區(qū)南溪山醫(yī)院及廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院消化內(nèi)科住院或門診確診的UC患者60例(UC組)為研究對(duì)象,其中男39例,女21例,年齡17~77歲,平均(44.25±12.43)歲。健康體檢例行腸鏡檢查者20例(對(duì)照組)為對(duì)照,其中男10例,女10例,年齡20~66歲,平均(43.60±13.18)歲。全部病例均符合中華醫(yī)學(xué)會(huì)消化病分會(huì)炎癥性腸病協(xié)作組制定的《對(duì)我國炎癥性腸病診斷治療規(guī)范的共識(shí)意見》[4]。病變按Riley等分級(jí)法,根據(jù)腸鏡下UC的表現(xiàn),將病變程度分為Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)。Ⅰ級(jí):黏膜充血,黏膜下血管網(wǎng)不清,有淤斑;Ⅱ級(jí):黏膜明顯充血水腫,黏膜呈細(xì)顆粒狀、質(zhì)脆,有小潰瘍形成;Ⅲ級(jí):黏膜粗糙呈顆粒狀,有自發(fā)性出血,淺小潰瘍?nèi)诤?,覆有少量的黏液膿血及血性滲出物[5]。病例分為3組:Ⅰ級(jí)組21例,Ⅱ級(jí)組20例,Ⅲ級(jí)組19例。研究方案經(jīng)廣西壯族自治區(qū)南溪山醫(yī)院及廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn),并取得研究對(duì)象知情同意。所有標(biāo)本在患者行結(jié)腸鏡檢查時(shí)活檢留取,取乙狀結(jié)腸和(或)直腸黏膜組織,10%中性福爾馬林液固定,石蠟包埋保存。正常對(duì)照者在乙狀結(jié)腸和(或)直腸活檢。
1.2 方法
1.2.1 Gal-3與Bcl-2的檢測 應(yīng)用免疫組織化學(xué)SP法檢測Gal-3與Bcl-2在患者大腸黏膜組織中的表達(dá)。一抗為兔抗人Gal-3或Bcl-2多克隆抗體,購自ABGENT公司;二抗為辣根過氧化物酶HRP標(biāo)記親和純化山羊抗兔IgG(H+L),購自Jackson Immunoresearch公司。具體方法:石蠟切片常規(guī)脫蠟、水化,PBS沖洗,滅活內(nèi)源性過氧化物酶,高溫高壓抗原修復(fù),PBS沖洗,加入一抗:兔抗人Gal-3抗體(1∶2 000)或Bcl-2抗體(1∶100),恒溫箱孵育2h,PBS沖洗,加入二抗、恒溫箱孵育30min,PBS沖洗,DAB顯色,PBS沖洗,蘇木素復(fù)染,返藍(lán),脫水,烤干封片。用PBS代替一抗作為陰性對(duì)照,并設(shè)空白對(duì)照。
1.2.2 Gal-3與Bcl-2結(jié)果的判斷標(biāo)準(zhǔn) 以細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞核中出現(xiàn)明顯的棕黃色顆粒為陽性細(xì)胞。光鏡下半定量結(jié)果判斷參照許良中等[6]的方法。染色強(qiáng)度分?jǐn)?shù)標(biāo)準(zhǔn):棕褐色3分,棕黃色2分,淡黃色1分,無著色0分。同樣物鏡下計(jì)數(shù)陽性細(xì)胞數(shù):一個(gè)視野內(nèi)著色細(xì)胞大于75%為4分;>50%~75%為3分;>10%~50%為2分;≤10%為1分;陰性為0分。兩項(xiàng)得分相乘:0~2分為陰性,≥3分為陽性。
1.2.3 研究指標(biāo) 觀察Gal-3和Bcl-2在UC和正常大腸黏膜組織的表達(dá),并研究二者表達(dá)與UC不同腸鏡分級(jí)間及患者臨床特征的關(guān)系。討論UC大腸黏膜組織Gal-3和Bcl-2表達(dá)的關(guān)聯(lián)性。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS16.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析,計(jì)數(shù)資料用率表示,率的比較采用χ2檢驗(yàn)或Fisher精確概率法;采用Pearson相關(guān)分析評(píng)價(jià)UC大腸組織中Gal-3和Bcl-2表達(dá)的關(guān)聯(lián)性。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 Cal-3和Bcl-2在UC和正常大腸黏膜組織的表達(dá) Gal-3的表達(dá)位于大腸黏膜上皮細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì),為棕黃色顆粒。Gal-3在正常大腸組織切片中均有較強(qiáng)的表達(dá),分布較均勻,但在UC大腸黏膜上皮細(xì)胞的表達(dá)則顯著降低,呈斑點(diǎn)狀、不均勻,見圖1、2。Gal-3在正常大腸黏膜上皮細(xì)胞的陽性表達(dá)率為100%(20/20),在UC腸黏膜上皮細(xì)胞的陽性表達(dá)率則為38.33%(23/60),兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。
Bcl-2表達(dá)位于大腸黏膜上皮細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì),為棕黃色顆粒。Bcl-2在正常大腸黏膜上皮細(xì)胞中呈弱表達(dá),主要表達(dá)于結(jié)腸隱窩基底部,而在UC大腸黏膜上皮細(xì)胞的表達(dá)明顯增強(qiáng),主要為固有層炎性細(xì)胞(淋巴細(xì)胞、漿細(xì)胞、中性粒細(xì)胞)的表達(dá)增強(qiáng),見圖3、4。Bcl-2在正常大腸黏膜上皮細(xì)胞中的陽性表達(dá)率為20.00%(4/20),而 UC的陽性表達(dá)率為88.33%(53/60),UC大腸黏膜上皮的Bcl-2表達(dá)較正常大腸黏膜上皮明顯增強(qiáng),兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。
圖1 Gal-3在正常大腸上皮細(xì)胞中的表達(dá)(SP,×400)
圖2 Gal-3在UC大腸上皮細(xì)胞中的表達(dá)(SP,×400)
圖3 Bcl-2在正常大腸上皮細(xì)胞中的表達(dá)(SP,×400)
2.2 Gal-3和Bcl-2表達(dá)與UC不同腸鏡分級(jí)間及患者臨床特征的關(guān)系 Gal-3在UCⅠ級(jí)與Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)間的比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),而Ⅱ級(jí)與Ⅲ級(jí)間的比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);而不同腸鏡UC分級(jí)間Bcl-2的表達(dá)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見表1。Gal-3和Bcl-2的表達(dá)與UC患者的年齡、性別、病程均無明顯相關(guān)性(P>0.05),見表2。
圖4 Bcl-2在UC大腸上皮細(xì)胞中的表達(dá)(SP,×200)
表1 Gal-3和Bcl-2表達(dá)與UC不同內(nèi)鏡分級(jí)間的關(guān)系[n(%)]
表2 Gal-3和Bcl-2表達(dá)與UC患者臨床特征的關(guān)系
2.3 UC大腸黏膜組織Gal-3和Bcl-2表達(dá)的關(guān)聯(lián)性 UC組中,Gal-3與Bcl-2共同陽性表達(dá)的有22例,共同陽性表達(dá)率為36.67%,Pearson相關(guān)分析顯示兩者的陽性表達(dá)程度不具有關(guān)聯(lián)性(r=0,P>0.05)。
Gal-3是半乳糖凝集素的成員之一,是半乳凝集素家族中唯一的一個(gè)具有合型結(jié)構(gòu)并可抑制細(xì)胞凋亡的半乳凝集素蛋白[7],屬于半乳糖凝集素蛋白家族,廣泛表達(dá)于上皮細(xì)胞和免疫細(xì)胞。Bcl-2基因位于18號(hào)染色體長臂,屬于抑制凋亡基因家族中的一個(gè)重要成員,其主要通過抑制細(xì)胞凋亡來延長細(xì)胞存活時(shí)間,又被稱為“生存基因”。正常結(jié)腸上皮細(xì)胞存在凋亡現(xiàn)象,主要發(fā)生在隱窩和絨毛頂部,意義在于調(diào)控進(jìn)入隱窩及絨毛軸的細(xì)胞數(shù)量,通過清除衰老細(xì)胞來保持腸上皮的完整性,是腸上皮細(xì)胞更新的生理過程。同時(shí),活化的炎性細(xì)胞較靜息細(xì)胞更容易凋亡,正常情況下,因?yàn)槟c黏膜內(nèi)炎性細(xì)胞處于高的激活狀態(tài),使凋亡增加,從而維持腸黏膜微環(huán)境的免疫穩(wěn)定,在細(xì)胞凋亡的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中,Bcl-2基因家族起關(guān)鍵作用[8]。
Gal-3的表達(dá)部位在大腸黏膜上皮細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì),正常大腸黏膜上皮細(xì)胞呈強(qiáng)表達(dá),而在UC大腸黏膜上皮細(xì)胞的表達(dá)則明顯減低,其表達(dá)陽性率與腸鏡下病變程度的比較顯示Gal-3的表達(dá)陽性率與UC腸鏡下病變程度有關(guān),即炎癥輕的Ⅰ級(jí)組織表達(dá)高,炎癥重的Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)組織表達(dá)低,但是與患者的年齡、性別、病史長短無明顯相關(guān)性。Bcl-2的表達(dá)部位也在細(xì)胞質(zhì),正常大腸上皮有弱表達(dá),主要表達(dá)于結(jié)腸隱窩基底部,保證上皮細(xì)胞增生和更新,以維持結(jié)腸黏膜屏障的動(dòng)態(tài)平衡;UC患者大腸黏膜Bcl-2表達(dá)上調(diào)是對(duì)結(jié)腸黏膜上皮細(xì)胞損傷的一種反應(yīng)性增生,可能與隱窩上皮細(xì)胞再生修復(fù)有關(guān)。本研究中,UC患者Bcl-2表達(dá)明顯增多,與正常對(duì)照比較差異明顯,主要表現(xiàn)為固有層炎性細(xì)胞(淋巴細(xì)胞、漿細(xì)胞和中性粒細(xì)胞)表達(dá)明顯增強(qiáng),提示炎性細(xì)胞凋亡明顯減慢,導(dǎo)致UC大腸黏膜炎癥的持續(xù)存在??梢姡竽c黏膜活檢組織中凋亡調(diào)控蛋白Gal-3和Bcl-2的異常表達(dá)在UC的發(fā)病機(jī)制中具有重要作用。
Gal-3與Bcl-2的序列相似,Gal-3含有4個(gè)與Bcl-2基因一樣的氨基酸組合,而這些組合正是Bcl-2抗細(xì)胞凋亡作用的關(guān)鍵部位,因?yàn)樗鼈冊(cè)诮Y(jié)構(gòu)上的相似,可能在細(xì)胞凋亡中存在共同的凋亡途徑[9]。國內(nèi)學(xué)者龐霞等[10]研究表明在食管鱗癌組織中Gal-3與Bcl-2的表達(dá)呈正相關(guān),兩者在食管癌的發(fā)生發(fā)展中具有協(xié)同作用。但是本組資料通過關(guān)聯(lián)性統(tǒng)計(jì)分析未能證實(shí)Gal-3與Bcl-2在UC大腸組織中的陽性表達(dá)程度具有關(guān)聯(lián)性,提示兩者在UC的發(fā)病中可能獨(dú)立起作用,但尚需要大樣本量病例進(jìn)一步研究探討。
綜上所述,Gal-3和Bcl-2蛋白在UC的發(fā)病中可能獨(dú)立起作用,并在發(fā)生和發(fā)展中起重要作用,可望成為UC早期診斷和預(yù)后判斷的指標(biāo)。
[1] Liu FT,Rabinovich GA.Galectins:regulators of acute and chronic inflammation[J].Ann N Y Acad Sci,2010,1183:158-182.
[2] Serrano M,Gj H,Beach D.A new regulatory motif in cellcycle control causing specific inhibition of cyclin D/CDK4[J].Nature,1993,366(6456):704-707.
[3] van der Woude CJ,Moshage H,Homan M,et al.Expression of apoptosis related proteins during malignant progression in chronic ulcerative colitis[J].Clipathol,2005,58(8):811-814.
[4] 中華醫(yī)學(xué)會(huì)消化病學(xué)分會(huì)炎癥性腸病協(xié)作組.對(duì)我國炎癥性腸病診斷治療規(guī)范的共識(shí)意見[J].中華消化雜志,2007,12(8):545-550.
[5] Riley SA,Mani V,Goodman MJ,et al.Microscopic activity in ulcerative colitis:what does it mean?[J].Gut,1991,32(2):174-178.
[6] 許良中,楊文濤.免疫組織化學(xué)反應(yīng)結(jié)果的判斷標(biāo)準(zhǔn)[J].中國癌癥雜志,1996,6(4):229-231.
[7] Fukumori T,Kanayama HO,Raz A.The role of galectin-3in cancer drug resistance[J].Drug Resistance Updates,2007,10(3):101-108.
[8] Cvejic D,Selemetjev S,Savin S,et al.Apoptosis and proliferation related molecules(Bcl-2,Bax,p53,PCNA)in papillary microcarcinom versus papillary carcinoma of the thyroid[J].Pathology,2008,40(5):475-480.
[9] Hoyer KK,Pang M,Gui D,et al.An anti-apoptotic role for galectin-3in diffuse large B-cell lymphomas[J].Am J Pathol,2004,164(3):893-902.
[10] 龐霞,鄭湘予,李晟磊,等.食管鱗癌組織中半乳糖凝集素-3和Bcl-2蛋白的表達(dá)[J].鄭州大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版,2010,45(1):8-11.