CC BY
46
БОЛЕЗНИ ХИРУРГИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ
ЭКСПРЕССИЯ МАТРИКСНОЙ МЕТАЛЛОПРОТЕИНАЗЫ-9 И БЕЛКА KI-67 ПРИ НОВООБРАЗОВАНИЯХ ПРЕДСТАТЕЛЬНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
М.И. Андрюхин, С.А. Пульбере, А.В. Локтев
Кафедра урологии и оперативной нефрологии
Российский университет дружбы народов ул. Миклухо-Маклая, 8, Москва, Россия, 117198
И.И. Бабиченко
Кафедра патологической анатомии Российский университет дружбы народов ул. Миклухо-Маклая, 8, Москва, Россия, 117198
В статье представлены результаты сравнительного иммуногистохимического исследования пролиферативной активности клеток по экспрессии белка Ki-67, белка матриксной металлопротеи-назы-9 при аденокарциноме предстательной железы (АК) различной градации по шкале Глисона и доброкачественной гиперплазии предстательной железы (ДГПЖ). Выявлено достоверное снижение уровня MMP-9 в АК различной градации и увеличение уровня ММР-9 при ДГПЖ. Установлена умеренная положительная корреляция между градацией по шкале Глисона и индексом пролиферации клеток по показателю Ki-67 (rs = 0,674) и умеренная отрицательная корреляция градации по шкале Глисона с уровнем экспрессии матриксной металлопротеиназы-9 (rs = -0,660).
Ключевые слова: аденокарцинома предстательной железы, MMP-9, Ki-67.
Рак предстательной железы является причиной почти 10% смертей от онкологических осложнений у мужчин и одной из главных причин смерти мужчин в пожилом возрасте. Рак простаты является пятой наиболее часто встречающейся раковой опухолью в мире и стоит на втором месте по заболеваемости у мужчин.
Основными критериями аденокарциномы простаты являются наличие ин-фильтративного роста железистых структур в строму органа, отсутствие базаль-ного клеточного слоя и атипия клеточных ядер [4].
Матриксные металлопротеиназы (ММР) составляют семейство Zn-зависимых эндопептидаз, обладают способностью разрушать основные компоненты экстра-целлюлярного матрикса и играют важнейшую роль в процессах его регулируемой (физиологической) деградации, то есть в тканевом морфогенезе, репарации тканей, эмбриогенезе и ангиогенезе [3]. Ряд патологических состояний — ревматоидный
артрит, остеоартрит, периодонтит, язвенная болезнь, аутоиммунные заболевания, гипертония, а также опухолевая инвазия и метастазирование развиваются при участии ММР [1; 7].
ММР-9 разрушает основные компоненты внеклеточного матрикса: коллаген IV, фибронектин и ламинин, и обычно используется как маркер злокачественного фенотипа опухолей [2; 6].
Ki-67 является маркером пролиферативной активности клеток, экспрессию этого ядерного белка многие исследователи считают прогностическим фактором для большинства опухолей, включая и рак предстательной железы [5].
Целью настоящего исследования явилось изучение экспрессии факторов нео-ангиогенеза — матриксной металлопротениназы-9 и маркера пролиферации Ki-67 в клетках секреторного эпителия при доброкачественной гиперплазии предстательной железы и атипических клетках аденокарциномы предстательной железы различных градаций по шкале Глисона, с целью изучения молекулярных механизмов инвазивного роста опухолевых клеток в предстательной железе.
Материалы и методы исследования. В работе был использован операционный материал 53 пациентов c диагнозом «аденокарцинома предстательной железы» и 10 пациентов с диагнозом «доброкачественная гиперплазия предстательной железы». Средний возраст больных составил 67 лет, с интервалом от 52 до 83 лет.
У всех пациентов определялся уровень общего простатспецифического антигена (ПСА) в сыворотке крови. Гистологическая оценка новообразований выполнена с использованием баллов шкалы Глисона [5], которые соответствовали наиболее выраженным анапластическим изменениям клеток опухолевых желез, выявленных при биопсии у данного пациента.
Были выделены 4 группы пациентов по градациям шкалы Глисона: 2-я градация — 10 больных (средний уровень ПСА 9,2 + 8,4 нг/мл), 3-я градация — 18 пациентов (ПСА 13,3 + 12,0 нг/мл), 4-я градация — 20 человек (ПСА 10,7 + 5,3 нг/мл) и 5-я градация — 5 пациентов (ПСА 16,3 + 6,2 нг/мл).
Материал фиксировали в 10% нейтральном формалине (pH 7,4), после проводки на гистопроцессоре заливали в парафин, с температурой плавления +54 °С. Для гистологического и иммуногистохимического исследования (ИГХ) серийные срезы толщиной 5 мкм монтировали на стекла, покрытые поли^-лизином. Выявление тканевых антигенов осуществляли с помощью очищенных антител кроличьей антисыворотки к матриксной металлопротеиназе-9 (Thermoscientific) 1 : 400 и Ki-67 (MM1, Diagnostic Biosystems) 1 : 100. Выявление иммунных комплексов проводили при помощи безбиотиновой системы детекции на основе пероксидазы хрена (N-Histofine, Япония), срезы докрашивали гематоксилином Майера.
Оценку интенсивности иммуногистохимической реакции с MMP-9 осуществляли по следующим параметрам: 0 — отсутствие коричневых гранул в цитоплазме клеток, 1 — наличие отдельных мелких гранул в цитоплазме, 2 —распределение в отдельных клетках крупных гранул, 3 — наличие крупных гранул в цитоплазме большинства клеток.
Индекс пролиферации Ki-67 (ИП Ki-67) определяли отношением количества иммунореактивных ядер клеток к общему числу ядер в %. Статистическую обра-
ботку полученных данных проводили с помощью программы 8ТАТ18Т1СА 10.0 стандартными методами с определением средней арифметической (М) и среднего квадратического отклонения (о). Учитывая ненормальное распределение отдельных статистических показателей, сравнение двух независимых групп осуществляли непараметрическим методом при помощи и-критерия Манна—Уитни. Достоверным считали различия средних при уровне статистической значимости p < 0,05. Корреляционные взаимоотношения между градации опухоли по шкале Глисона, индексом пролиферации клеток, выраженностью экспрессии ММР-9 оценивали с помощью коэффициента корреляции Спирмена (г5).
Результаты исследования и их обсуждение. Иммуногистохимическое (ИГХ) изучение ткани предстательной железы выявило особенности экспрессии белков, характеризующих пролиферативные процессы матриксной металлопротеиназы-9 и Кл-67 в зависимости от градации опухолей по шкале Глисона.
При изучении пролиферативной активности клеток в доброкачественной гиперплазии предстательной железы отдельные клетки, окрашенные антителами к белку К1-67, располагались только в базальном клеточном слое, пролиферативная активность клеток секретоного клеточного слоя не отмечалась. В аденокарциноме различных градаций выявлен широкий спектр пролиферативной активности секреторных железистых клеток. В высоко инвазивных аденокарциномах 4-й и 5-й градаций нами отмечено увеличение пролиферативной активности атипических клеток.
Таким образом, пролиферативная активность анапластических клеток адено-карциномы различных градаций по шкале Глисона является чувствительным методом для дифференциальной диагностики этих новообразований.
Экспрессия матриксной металлопротеиназы-9 выявлялась в цитоплазме опухолевых клеток в виде мелких или крупных гранул, при этом отмечалась различная интенсивность окрашивания продуктами ДАБ-реакции. При доброкачественной гиперплазии предстательной железы отмечается выраженная иммуногистохимиче-ская реакция, в секреторных клетках в большом количестве видны крупные, средние и мелкие гранулы ММР-9.
При изучении аденокарциномы мы выявили снижение интенсивности имму-ногистохимического окрашивания ММР-9. При исследовании иммуногистохи-мической реакции в аденокарциноме предстательной железы (2-й и 4-й градации по шкале Глисона), в цитоплазме секреторных клеток отмечаются отдельные мелкие гранулы ММР-9. Следует отметить, что в аденокарциномах различных градаций интенсивность окрашивания была ниже, чем при доброкачественной гиперплазии предстательной железы (см. табл. 1).
Как видно из представленных данных, уровень экспрессии ММР-9 снижается в опухолевых клетках по мере нарастания в них анапластических изменений, при этом в аденокарциномах 2-й и 3-й градаций уровень экспрессии этого фермента достоверно, в 2 раза превышает этот показатель в аденокарциномах 4-й и 5-й градациями. Нами не выявлено достоверных различий в экспрессии ММР-9 между аденокарциномами 2-й и 3-й градаций, а также между 4-й и 5-й градациями. По уровню экспрессии ММР-9 эти группы опухолей оказались идентичны.
Таблица 1
Характеристика экспрессии ИП Ю-67 и ММР-9 в предстательной железе при доброкачественной гиперплазии и аденокарциноме различной градации
по шкале Глисона
№ ДГПЖ/аденокарцинома Кол-во ИП Ki-67 MMP-9
шкала Глисона пациентов М ± S, % М ± S, у. е.
1. ДГПЖ 10 0 3,0
2. 2-я градация (2 балла) 10 5,3 ± 1,1 1,8 ± 0,4
3. 3-я градация (3 балла) 18 7,2 ± 1,4* 1,8 ± 0,5
4. 4-я градация (4 балла) 20 10,0 ± 3,9*** 0,9 ± 0,4###
5. 5-я градация (5 баллов) 5 17,2 ± 9,4*** 0,8 ± 0,4###
Всего: 63
* достоверные различия между 2—3, 2—4, 2—5; ** достоверные различия между 3—4, 3—5.
# достоверные различия между 2—4, 2—5; ## достоверные различия между 3—4, 3—5.
Таблица 2
Корреляционные взаимоотношения между клиническими, морфологическими и иммуногистохимическими характеристиками аденокарциномы предстательной железы
Параметры Пока- Воз- ПСА Градация Индекс Экспрессия
затели раст по шкале пролиферации ММР-9
Глисона Ki-67
Возраст r, 0,290* 0,164 0,065 -0,009
Р Х 0,034 0,239 0,642 0,948
ПСА rs 0,276* 0,1313 0,022
p Х Х 0,046 0,348 0,875
Градация rs 0,674* -0,660*
по шкале p Х Х Х 0,0001 0,0001
Глисона
Индекс про- -0,369*
лиферации p Х Х Х Х 0,006
К1-67
Экспрессия
ММР-9 p Х Х Х Х Х
* достоверные показатели.
В настоящее время показано прогностическое значение при аденокарциномах простаты таких показателей, как градация шкалы Глисона, уровеня общего ПСА в сыворотке крови, многие авторы указывают, что важным показателем является уровень пролиферативной активности опухолевых клеток. В таблице 2 представлены корреляционные взаимоотношения между клиническими, морфологическими характеристиками опухолей предстательной железы, пролиферацией клеток и экспрессией ММР-9.
Как видно из представленных данных, наблюдается умеренная положительная корреляционная связь между градацией по шкале Глисона и индексом пролиферации клеток по показателю Кл-67 (г5 = 0,674) и умеренная отрицательная корреляционная связь градации опухолей с уровнем экспрессии матриксной ме-таллопротеиназы-9 (г5 = -0,660). Слабая достоверная отрицательная корреляция существует между уровнем пролиферативной активности клеток и экспрессией секреторными опухолевыми клетками ММР-9 (г5 = -0,369).
Таким образом, проведенные исследования свидетельствуют, что при доброкачественной гиперплазии предстательной железы отмечается высокий уровень экспрессии ММР-9; в аденокарциноме предстательной железы происходит снижение экспрессии MMP-9, причем по мере увеличения градации по шкале Глисона выявлено уменьшение количества данного фермента в секреторных опухолевых клетках.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Авдошин В.П., Бабиченко И.И., Котельникова Е.В. Прогностическое значение экспрессии иммуногистохимических маркеров Ki 67, MMP 9 и коллагена IV у больных папиллярным уротелиальным раком мочевого пузыря // Онкоурология. — 2011. — № 3. — С. 66—70.
[2] Авдошин В.П., Котельникова Е.В., Бабиченко И.И. Диагностическая и прогностическая значимость экспрессии иммуногистохимических маркеров Ki 67, MMP 9 и коллагена IV у больных папиллярным уротелиальным раком мочевого пузыря // Вестник РУДН. Серия «Медицина». — 2011. — № 4. — С. 80—86.
[3] Castellano G., Malaponte G., Mazzarino M.C., Figini M., Marchese F., Gangemi P. et al. Activation of the osteopontine/matrix metalloproteinase-9 pathway correlates with prostate cancer progression // Clin. Cancer Res. — 2008. — Vol. 14. — P. 7470—7480.
[4] Humphrey P.A. Diagnosis of adenocarcinoma in prostate needle biopsy tissue // J. Clin. Pathol. — 2007. — Vol. 60. — P. 35—42.
[5] Murphy G.P., Busch C., Abrahamsson P.A., Epstein J.I., McNeal J.E., Miller G.J. et al. Histo-pathology of localized prostate cancer. Consensus Conference on Diagnosis and Prognostic Parameters in Localized Prostate Cancer // Scand. J. Urol. Nephrol. Suppl. — 1993. — Vol. 162. — P. 7—42.
[6] Roy R., Louis G., Loughlin K.R. et al. Tumor-specific urinary MMP fingerprinting: identification of high molecular weight urinary MMP species // Clin. Cancer Res. — 2008. — Vol. 14. — P. 6610—6617.
[7] Vargas R., Jacobus S., Leitzel K., Regan M.M., Hamer P., Pierce K. et al. Elevated plasma tissue inhibitor of metalloproteinase-1 levels predict decreased survival in castration-resistant prostate cancer patients // Cancer. — 2011. — Vol. 117. — P. 517—525.
REFERENCES
[1] Avdoshyn V.P., Babichenko 1.1., Kotelnikova E.V. Prognostic significance of expression of immunohistochemical markers Ki 67, MMP 9 and collagen IV in patients with papillary urothelial bladder cancer // Oncourology. — 2011. — № 3. — P. 66—70.
[2] Avdoshyn V.P., Kotelnikova E. V., Babichenko I.I. Diagnostic and prognostic significance of expression of immunohistochemical markers Ki 67, MMP 9 and collagen IV in patients with papillary urothelial carcinoma of the bladder // Bulletin of Peoples' Friendship University of Russia. Series "Medicine". — 2011. — № 4. — P. 80—86.
[3] Castellano G., Malaponte G., Mazzarino MC, Figini M., Marchese F., Gangemi P. et al. Activation of the osteopontine / matrix metalloproteinase-9 pathway correlates with prostate cancer progression // Clin. Cancer Res. — 2008. — Vol. 14. — P. 7470—7480.
[4] Humphrey P.A. Diagnosis of adenocarcinoma in prostate needle biopsy tissue // J. Clin. Pathol. — 2007. — Vol. 60. — P. 35—42.
[5] Murphy G.P., Busch C., Abrahamsson P.A., Epstein J.I., McNeal J.E., Miller G.J. et al. Histopathology of localized prostate cancer. Consensus Conference on Diagnosis and Prognostic Parameters in Localized Prostate Cancer // Scand. J. Urol. Nephrol. Suppl. — 1993. — Vol. 162. — P. 7—42.
[6] Roy R., Louis G., Loughlin K.R. et al. Tumor-specific urinary MMP fingerprinting: identification of high molecular weight urinary MMP species // Clin. Cancer Res. — 2008. — Vol. 14. — P. 6610—6617.
[7] Vargas R., Jacobus S., Leitzel K., Regan M. M, Hamer P., Pierce K. et al. Elevated plasma tissue inhibitor of metalloproteinase-1 levels predict decreased survival in castration-resistant prostate cancer patients // Cancer. — 2011. — Vol. 117. — P. 517—525.
EXPRESSION OF MATRIX METALLOPROTEINASE-9 AND PROTEIN KI-67 AT PROSTATE TUMORS
M.I. Andrukhin, S.A. Pul'bere, A.V. Loktev
Department of Urology Peoples' Friendship University of Russia Miklukho-Maklaya str., 8, Moscow, Russia, 117198
I.I. Babichenko
Department of Pathological Anatomy Peoples' Friendship University of Russia Miklukho-Maklaya str., 8, Moscow, Russia, 117198
Iimmunohistochemical study of cells proliferative activity by Ki-67 protein and localization of matrix metalloproteinase-9 has been carried out at benign prostatic hyperplasia (BPH) and adenocarcinoma (AC) of different gradations by the Gleason score. A significant decrease of the MMP-9 levels in the AC of different gradations have been found. A moderate positive correlation between the Gleason score and cell proliferation Ki-67 index (rs = 0,674) and a moderate negative correlation with the level of such score and expression of matrix metalloproteinase-9 (rs = -0,660) were detected. A weak significant negative correlation exists also between the level of proliferative activity of secretory cells and the expression of MMP-9 by tumor cell (rs = -0,369).
Key words: adenocarcinoma of the prostate, MMP-9, Ki-67.
