肝癌及癌旁组织IGF-Ⅰ受体表达及临床病理学特征

               作者：陆园园，姚登福，吴信华，黄华，邱历伟，吴玮 

【摘要】  目的：观察肝癌及其癌旁组织中胰岛素样生长因子-Ⅰ受体(IGF-ⅠR)的表达及其临床病特征。方法：采用免疫组织化学方法，分别检测30例肝癌癌灶组及其自身对照的癌周组织中IGF-ⅠR的表达，并分析与其临床病理学特征及IGF-Ⅱ表达的关系。结果：肝癌IGF-ⅠR均呈较高表达，在肝癌癌灶为80.0%（24/30）及癌周组织表达43.3%（13/30），差异有统计学意义（χ2=8.53, P<0.01)。肝癌癌灶组中IGF-ⅠR阳性表达与肿瘤分化程度显著相关（P<0.05)，而与肿瘤数目、大小、HBsAg阳性等无明显相关（P>0.05）。中、低分化程度肝癌组织中IGF-ⅠR表达率显著高于高分化组肝癌（P<0.05)，且与IGF-Ⅱ表达具有正相关关系。结论：IGF-ⅠR在肝癌中过度表达，且与肝癌的形成和有关。

【关键词】  肝癌；胰岛素样生长因子Ⅰ受体；免疫组织化学法；表达

    [Abstract]   Objective: To investigate the expression and its clinical pathological alteration of insulin-like growth factor-I receptor(IGF-ⅠR) in different  parts of  human hepatocellular carcinoma(HCC) and its pericarcinoma. Methods: Using the immunohistochemistry, IGF-ⅠR expression was detected in 30 HCC and their non-cancerous tissues. The relationship was investigated between IGF-ⅠR and IGF-Ⅱ or their clinical pathological characteristics. Results: The stronger expression of IGF-ⅠR was found in either HCC or non-cancerous tissues. The positive rate of IGF-ⅠR expression was 80.0% (24/30) in HCC tissues, and 43.3% (13/30) in non-cancerous tissues, respectively. A significant difference was present between them （χ2=8.53，P<0.01). The positive expression of IGF-ⅠR in HCC was correlated to tumor differentiation, but not to tumor number, size, HBsAg and AFP (P>0.05). The expressions of IGF-ⅠR and IGF-Ⅱ in HCC were of positive correlation. Conclusion: The overexpression of hepatic IGF-ⅠR was associated with the formation and development of HCC.

    [Key words]   Hepatocellular carcinoma; Insulin-like growth factorⅠ receptor; Immunohistochemistry; Expression

    肝癌(HCC)是由病毒、化学致癌物等多病因作用，因癌基因或癌相关基因激活、抗癌基因失活或胚胎期某些酶基因重新复活等诸多因素引起肝细胞生长失控而致癌变，经启动、促进、演变多阶段的发病过程，其中基因的调控表达、多种生长因子的活性等均与肝癌的发生发展密切相关[1]。胰岛素样生长因子Ⅱ (Insulin-like growth factor Ⅱ, IGF-Ⅱ)与肝癌发生、发展间的关系密切[2]，已有多篇报道。IGF-Ⅱ需与其特异性IGF-Ⅰ受体(IGF-ⅠR)结合才能发挥作用。IGF-ⅠR在胚胎期体内含量较高，虽然成人阶段维持低浓度水平但在多种组织中都存在表达。IGF-ⅠR是细胞生长分化的重要调节因子，可介导丝裂信号、防御各种凋亡损伤、诱导血管内皮生长因子，并为一些细胞类型转化所必需[3]。本文分析了人肝癌及癌周组织中IGF-ⅠR的组织分布及其临床病理特征。

    1   材料和方法

    1.1   研究对象   自2005~2007年，按自身配对法收取南通大学附属原发性肝癌患者(男22例，女8例)术后新鲜组织，分别留取癌灶、癌周组织(距癌灶边缘5 cm)各30份(约200 mg)，除部分作病理学检查外，其余置-85　℃保存。其中<3.0 cm肝癌11例），年龄35~72岁，平均51.6±10.8岁。30例标本组织学类型均为肝细胞肝癌，其中高、中、低分化分别为9例、14例及7例；肿瘤单发者23例，≥2个者7例。所有病例均有完整随访资料，按全国肝癌防治协作组制定的标准核实诊断。

    1.2   免疫组织化学   兔抗人IGF-ⅠR多克隆抗体及S-P免疫组化试剂盒均购自武汉博士德生物工程有限公司。肝组织标本经10％中性甲醛固定，石蜡包埋，制成4 μm厚切片，经HE染色，S-P法免疫组织化学检测，DAB显色，以PBS代替第一抗体作阴性对照，以组织中显示棕黄色颗粒为IGF-ⅠR表达阳性。已知表达IGF-ⅠR的乳腺癌组织作阳性对照。

    1.3   IGF-ⅠR判断标准且与IGF-Ⅱ表达具有正相关关系   肝组织中IGF-ⅠR表达强度，以阳性细胞数≥10%作为阳性判断标准，进而根据阳性细胞百分率分为弱阳性(+)：阳性细胞数为10%~25%；阳性(++)：阳性细胞数为26%~75%；强阳性(+++)：阳性细胞数>75%。

    1.4   统计学方法   采用百分率或Fisher精确概率法处理和分析数据，相关性用直线相关分析，以P<0.05表示差异有统计学意义。

    2   结果

    2.1   IGF-ⅠR在不同组织中的表达   IGF-ⅠR阳性表达物呈棕黄色颗粒，定位于胞浆，少数细胞出现胞核着色，胞膜未见着色，在癌组织中阳性细胞的分布呈较明显的异质性(图1)。30例肝癌组织中IGF-ⅠR表达阳性率80.0%(24/30, 图1A)，癌周组织中的表达阳性率为43.3%  (13/30,图1B)，可见肝癌组织中IGF-ⅠR表达强度及表达阳性率均显著高于癌周组织，差异有统计学意义（P<0.01，表1）。

    2.2   肝癌IGF-ⅠR表达的临床病理学特征   见表2。在中、低分化肝癌中，IGF-ⅠR的阳性表达率均高于高分化肝癌组（P<0.05）。但肝癌组织中IGF-ⅠR表达阳性率与肿瘤数目、肿瘤大小、HBV感染间和AFP表达水平间差异均无统计学意义（P>0.05）。

    2.3   肝癌IGF-ⅠR与IGF-Ⅱ相关性分析   30例肝癌组织IGF-ⅠR表达与我们已报道的[4]中30例肝癌组织IGF-Ⅱ表达的相关分析见表3。肝癌组织IGF-ⅠR与IGF-Ⅱ表达阳性率均较高，分别为80%和83.3%。在中、低分化肝癌组中IGF-ⅠR与IGF-Ⅱ的表达阳性表达率均显著高于高分化肝癌组，且两者在高、中、低分化阳性表达率具有正相关关系（P<0.05)；IGF-ⅠR表达与肿瘤直径间未见明显差异，IGF-Ⅱ阳性表达率高于直径<5 cm者（P<0.01)。IGF-Ⅱ和IGF-ⅠR在肿瘤数目间未见明显差异（P>0.05）。

    3   讨论

    肝癌的发生过程中，IGF轴失衡与肝细胞恶性转化关系密切。肝细胞发生癌变的特征包括IGF-Ⅱ和IGF-ⅠR表达增多。IGF-ⅠR可促进细胞有丝分裂、细胞转化及抗凋亡作用[5]。IGF-ⅠR是细胞表面酪氨酸蛋白激酶受体，是由2个α亚基及2个β亚基组成，以二硫键连接成四聚体。α亚基含有与IGF-Ⅰ或胰岛素结合的位点，β亚基包含跨膜区、ATP结合位点及酪氨酸激酶区，参与受体的大部分生物学效应[6]。体内IGF-Ⅱ是肝细胞癌变过程中发挥重要作用的生长因子，其生物学作用主要由IGF-ⅠR介导，肝细胞IGF-Ⅱ过表达，激活下游信号转导通路可能的机制是：IGF-Ⅱ与酪氨酸激酶受体IGF-ⅠR结合后，解除了α亚基对β亚基上酪氨酸激酶的抑制，酪氨酸激酶被激活，受体自身磷酸化，导致胰岛素受体底物-1(IRS-1)和IRS-2多位点磷酸化，结合PI3-K的调节亚单位P85和生长因子受体结合蛋白2(GRB2)，启动两条信号转导通路：PI3K/Akt通路和MAPK通路，促进细胞有丝分裂，诱导细胞增生、转化和抑制凋亡[7]。

    本研究以免疫组织化学法分析了人肝癌组织中IGF-IR表达的临床病特征及其与IGF-Ⅱ表达的相关性。肝癌组织中IGF-ⅠR表达阳性率明显高于癌周组织（P<0.01)，在中、低分化肝癌中的阳性表达率高于高分化肝癌（P<0.05)。肝癌组织中IGF-Ⅱ表达阳性率明显高于癌周组织（P<0.01)，在中、低分化肝癌中IGF-Ⅱ的阳性表达率高于高分化肝癌（P<0.05)。在肝癌组织IGF-Ⅱ和IGF-ⅠR在高、中、低分化的阳性表达率具有正相关关系（P<0.05)。IGF-ⅠR和IGF-Ⅱ在肝癌中过度表达，且与肝癌的分化程度有关，证实了IGF-ⅠR和IGF-Ⅱ在肝细胞癌变发生、发展中具有重要作用。在肝癌的发生发展过程中，IGF-ⅠR可能介导了IGF－Ⅱ的生物学作用，其具体机制还有待进一步证实。

    在肝细胞癌及几种肝癌细胞株中，IGF-ⅠR　mRNA和（或）蛋白呈过度表达，IGF-ⅠR破坏可阻止SV40T抗原或V-ras癌基因诱导的转化，而其数量减少则引起转化表型逆转。相反，IGF-ⅠR过表达可导致细胞转化或肿瘤形成。表皮生长因子受体(EGFR)对细胞的有丝分裂作用及转化潜能必须通过IGF-ⅠR才能发挥，而过表达的IGF-ⅠR则不需要EGFR即可引起细胞转化，表明IGF-ⅠR对于肝癌细胞恶性表型的建立和维持是不可缺少的。在表达HBV-x的肝癌细胞株SNU368中，IGF-ⅠR的表达水平显著高于不表达HBV-x的肝癌细胞株SNU387，提示HBV-x可能通过激活IGF-ⅠR基因表达而参与HCC形成。鼠肝癌细胞中含较多IGF-ⅠR，降低IGF-ⅠR水平使之丧失了致瘤性，说明鼠肝癌细胞凋亡途径与IGF-ⅠR缺乏有关[8]。

    体内IGF-Ⅱ是肝细胞癌变过程中发挥重要作用的生长因子，它通过IGF-ⅠR上的酪氨酸激酶途径合成与活化。IGF-Ⅱ的活化与表达过程，已在化学诱癌鼠、转基因鼠和肝炎病毒慢性感染的实验动物及肝组织中得到证实。转基因鼠中若持续表达IGF-Ⅱ，则肝细胞癌和淋巴瘤的发病频率增加。在肝细胞癌变过程中，胚胎型IGF-Ⅱ基因活化，使IGF-Ⅱ呈高水平状态[9]。肝细胞癌变过程中IGF-Ⅱ高度表达的机制尚不清楚，可能与IGF-Ⅱ通过自分泌或旁分泌作用促进细胞转化有关。

【】
  [1] Peto J. Cancer epidemiology in the last century and the next decade[J]. Nature，2001，411(6835): 390-395.

[2] Thorgeirsson SS, Grisham JW. Molecular pathogenesis of human hepatocellular carcinoma[J]. Nat Genet,2002，31(4): 339-346.

[3] Wang Z, Ruan YB, Guan Y, et al. Expression of IGF-Ⅱ in early experimental hepatocellular carcinomas and its significance in early diagnosis[J]. World J Gastroenterol,2003，9(2): 267-270.

[4] 姚登福. 基因表达异常与肝癌诊断、转移及复发监测[J]. 南通大学学报（医学版），2007，27（4）：235-239.

[5] H?觟pfner M, Huether A, Sutter AP, et al. Blockade of IGF-Ⅰ receptor tyrosine kinase has antineoplastic effects in hepatocellular carcinoma cells[J]. Biochem Pharmacol, 2006，71 (10): 1435-1448.

[6] Surmacz E. Growth factor receptors as therapeutic targets: strategies to inhibit the insulin-like growth factor Ⅰ receptor[J]. Oncogene, 2003，22(42): 6589- 6597.

[7] Goetsch L, Gonzalez A, Leger O, et al. A recombinant humanized anti-insulin-like growth factor receptor type I antibody (h7C10) enhances the antitumor activity of vinorelbine and anti-epidermal growth factor receptor therapy against human cancer xenografts[J]. Int J Cancer, 2005，113(2): 316-328.

[8] Lin RX, Wang ZY, Zhang N, et al. Inhibition of hepatocellular carcinoma growth by antisense oligonucleotides to type Ⅰ insulin-like growth factor receptor in vitro and in an orthotopic model[J]. Hepatol Res, 2007，37(5): 366-375.

[9] Dong ZZ, Yao DF, Yao DB, et al. Expression and alteration of insulin-like growth factor Ⅱ-messenger RNA in hep-atoma tissues and peripheral blood of patients with hepatocellular carcinoma[J]. World J Gastroenterol,2005，11(30): 4655-4660.