Содержание матриксных металлопротеиназ 2, 7, 9 типа и их тканевого ингибитора 2 типа в опухолях больных раком желудка Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

УДК 616-006

СОДЕРЖАНИЕ МАТРИКСНЫХ МЕТАЛЛОПРОТЕИНАЗ 2, 7, 9 ТИПА И ИХ ТКАНЕВОГО ИНГИБИТОРА 2 ТИПА В ОПУХОЛЯХ БОЛЬНЫХ РАКОМ ЖЕЛУДКА

© А.А. Иванников, М.М. Давыдов, Н.А. Огнерубов, В.Л. Чанг, Е.С. Герштейн, И.С. Стилиди, Н.Е. Кушлинский

Ключевые слова: рак желудка; матриксные металлопротеиназы 2, 7, 9 типов; тканевой ингибитор TIMP-2; опухолевая ткань; содержание.

Приведены результаты исследования уровня матриксных металлопротеиназ 2, 7, 9 типов (у 67, 67 и 61 пациентов соответственно) и их тканевого ингибитора 2 типа (у 41 больного) в опухолевой ткани при раке желудка. Выявлено достоверное повышение уровня ММР-7, ММР-9 и ММР-2 в ткани опухоли относительно неизмененной слизистой желудка. Так, медиана матриксной металлопротеиназы 7 типа в опухоли составила 1,1 нг/мг, а в неизмененной слизистой - 0; ММР-9 - 150 и 77,9 нг/мг соответственно, ММР-2 - 32,6 и 15,9 нг/мг соответственно. Превышение уровня ингибитора TIMP-2 в опухолевой ткани было статистически незначимым. Определяли также частоту превышения содержания в опухоли указанных показателей. Причем из всех типов ММР частота превышения показателей была максимальной - 80,6 % при 2 типе. Частота превышения уровня матриксных металлопротеиназ 9 и 7 типов в опухолевой ткани относительно неизмененной слизистой составила 72,1 и 70,1 % соответственно. Частота одновременного превышения содержания ММР-7, ММР-9 и ММР-2 типов выявлена у 26 из 61 (42,6 %) больных раком желудка. Полученные результаты свидетельствуют о важной роли матриксных металлопротеиназ в опухолевой прогрессии.

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Опухолевая инвазия является мультистадийным процессом. В процессе метастазирования злокачественно трансформированные клетки отделяются от основной опухоли, мигрируют и пересекают структурные барьеры, включая базальные мембраны. Деградация внеклеточного матрикса (ВКМ) также является неотъемлемым этапом в индуцированном опухолью ангио-генезе. В ретроспективных клинических исследованиях отмечена повышенная экспрессия различных ММР в первичном опухолевом очаге и/или метастазах, ассоциированная со степенью дифференцировки опухоли, глубиной инвазии, развитием отдаленных метастазов, а также с неблагоприятным прогнозом и низкой выживаемостью больных различными злокачественными новообразованиями [1-6]. Изучение спектра, уровня и соотношения экспрессии различных видов матриксных металлопротеинах (ММР) и тканевых ингибиторов ММР (Т1МР), их биологического и прогностического значения может оказаться полезным для разработки и эффективного применения новых ингибиторов ММР, специфичных для опухолей определенной локализации и/или для конкретного больного [6].

Цель настоящего исследования - изучение содержания ММР-2, 7, 9 типа и Т1МР 2 типа в ткани опухоли и в непораженной слизистой желудка первичных больных раком желудка.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Изучение ММР-2 и 7 типов проведено у 67, ММР-9 типа - у 61, а Т1МР-2 - у 41 пациента. Определение уровней ММР и TIMP-2 проводили иммунофермент-

ным методом с использованием реактивов для имму-ноферментного анализа: ММР-2 - Quantikine®, «Human/Mouse/Rat ММР-2 (total) ELISA»; ММР-7 -Quantikine®, «Human ММP-7 (total) ELISA»; ММР-9 -Quantikine®, «Human ММР-9 (total) ELISA»; IMP^ -Quantikine®, «Human ТГМТ^ (total) ELISA» (все фирмы R&D systems, США). Статистический анализ результатов проводили на персональном компьютере с использованием программ Statistica 7 и SPSS.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Показатели MMP-7 и MMP-9 в ткани опухоли больных раком желудка не соответствовали распределению Гаусса. Поэтому значения показателей оценивали непараметрическими критериями, а в качестве центральной характеристики содержания ММР-7 и ММР-9 в ткани опухоли указывали медиану.

Распределение ММР-2 и TIMP-2 в ткани опухоли больных раком желудка не отличалось от распределения Гаусса, и для оценки сравнения в группах применяли параметрические критерии, а в качестве центральной характеристики использовали среднее значение.

Содержание показателей, определенных в ткани опухоли и в неизмененной слизистой у больных раком желудка до лечения, представлены в табл. 1. Установлено достоверное превышение содержания ММР-7, ММР-9 и ММР-2 в ткани опухоли по сравнению с неизмененной слизистой желудка. Определили также частоту превышения содержания показателей в ткани опухоли по сравнению с неизмененной слизистой и величину этого превышения. Частота превышения показателя ММР-2 была наибольшей и составила 80,6 %.

Таблица 1

Содержание матриксных металлопротеиназ 7, 9, 2 типов и TIMP-2 в опухолевой ткани больных раком желудка

(нг/мг белка)

Показатель Группы N М ± т размах Медиана Превышение Р ШПсохоп 1е81

Частота М ± т размах

ММР-7 опухоль 67 2,4 ± 0,5 0-18,0 1,1 47 (70,1 %) 3,1 ± 0,5 0,02-16,5 0,00001

неизмененная слизистая 0,3 ± 0,1 0-4,1 0

ММР-9 опухоль 61 246 ± 41,3 0-2000 150 44 (72,1 %) 227 ± 51,1 2,1-1835 0,001

неизмененная слизистая 104 ± 14,1 0-563 77,9

ММР-2 опухоль 67 36,8 ± 3,2 4,4-127 32,6 54 (80,6 %) 24,9 ± 2,9 0,4-96,6 0,006

неизмененная слизистая 23,3 ± 3,8 4,0-249 15,9

TIMP-2 опухоль 41 23,2 ± 2,6 0-100 18,8 25 (61,0 %) 12,8 ± 2,5 0,4-59,9 0,26

неизмененная слизистая 20,1 ± 1,9 5,4-56,3 16,7

Ъ 15

Н1йодгатММР7Оп:=(у4*3)/у2 К-Б <)=,24773, р<,01 ; ЬИИеГогэ р<,' Expected Иогта!

45 Г

40 35 30 25 20 15 10 5

Н1йодгатММ Р7-И =(у5*3)/у3 К-Б d= 33808, р<,01 ; LI!!lefoгsp<, Expected Иогта!

6 8 10 12 X <= Category Boundary

6 8 10 12 X <= Category Boundary

30

25

20

10

0

0

2

4

14

16

18

Рис. 1. Распределение содержания ММР-7 в ткани опухоли и неизмененной слизистой желудка у больных раком желудка

Различия между содержанием изучаемых белков в ткани опухоли и неизмененной слизистой были наибольшими по показателю ММР-7. Частота одновременного превышения содержания ММР-7, ММР-9, ММР-2 типов составила 26 из 61 (42,6 %), т. е. почти у половины больных содержание всех трех белков в опухоли было выше, чем в неизмененной слизистой желудка. Превышение содержания TIMP-2 в опухоли по сравнению с неизмененной слизистой желудка было менее выражено как по частоте, так и по абсолютной величине, а различия были недостоверными.

Содержание ММР-7 определяли в 67 образцах опухолей желудка. У 16 из 67 (23,9 %) больных раком желудка обнаружено нулевое содержание показателя в

ткани опухоли, у 27 (40,3 %) пациентов показатель MMP-7 находился в пределах от 0,1 до 2,0 нг/мг белка, у 11 (16,4 %) больных - в пределах 2,1-4,0 нг/мг белка, у 13 (19,4 %) пациентов - в пределах 4,1-18,0 нг/мг белка.

В то же время у 40 из 67 (59,7 %) больных раком желудка содержание ММР-7 в неизмененной слизистой желудка было нулевым, у 24 (35,8 %) в пределах 0,12,0 нг/мг белка, у 4 (6,0 %) - в пределах 2,1-4,0 нг/мг белка и у 1 (1,5 %) равнялось 4,1 нг/мг белка (рис. 1). За пороговое значение была взята верхняя граница рефе-ренсного интервала содержания ММР-7 в неизмененной слизистой желудка, равная 1,2 нг/мг белка. Частота превышения содержания ММР-7 в ткани опухоли относи-

20 18 16

14

» 12

.Q О

о 10

о

-z.

8 6 4 2

HistogramM M P-9-Tu=(v7*30)/v2 K-S d=,23248, p<,01 ; Lilliefors p<,( Expected Normal

200 300 400 500 X <= Category Boundary

Histogram: MMP9-N: =(v8*30)/V3 K-S d=,17177, p<,10 ; LjlNefors f^c,01 Expected Normal

ШШШ

-100 0 100 200 300 400 500 600 700 X <= Category Boundary

Рис. 2. Распределение содержания ММР-9 в опухоли и неизмененной слизистой желудка у больных раком желудка

Histogram: MMP2-Tu: =(VI0*5)/v2 K-S d=,12246, p> .20; Ulliefors p<,05 Expected Normal

-20 0 20 40 60 80 100 120 140

X <= Category Boundary

Histogram: MMP2-N: =(vl1*5)/v3 K-S d=,30083, p<,01 ; Ulliefors p<,01 Expected Norma

-10 10 30 50 70 90 110 130

0 20 40 60 80 100 120 140

X <= Category Boundary

Рис. 3. Распределение содержания ММР-2 в опухоли и неизмененной слизистой желудка у больных раком желудка

тельно порогового его значения в общей группе пациентов с раком желудка составила 33 из 67 (49,3 %).

Из 61 больного только в одном (1,6 %) наблюдении в опухоли отсутствовали матриксные металлопротеи-назы 9 типа. У 18 (29,5 %) пациентов уровень ее находился в пределах от 0,1 до 100 нг/мг белка, у 15 (24,6 %) - в пределах 100,1-200 нг/мг белка, у 11 (18,0 %) - в пределах 200,1-300 нг/мг белка и у 16 (26,2 %) - от 300,1 до 2000 нг/мг (рис. 2).

В то же время нулевое содержание ММР-9 в неизмененной слизистой желудка обнаружено у 4 (6,6 %) пациентов с раком желудка, у 32 (52,5 %) больных уровень ММР-9 был в пределах 0,1-100 нг/мг белка, у 18 (29,5 %) - в пределах 100,1-200 нг/мг белка, у 3 (4,9 %) -в пределах 200,1-300 нг/мг белка и у 4 - в пределах от 300,1-600 нг/мг белка. Верхняя граница референсного интервала содержания ММР-9 в неизмененной слизи-

стой желудка составила 359,5 нг/мг белка, и, таким образом, только у 9 (14,8 %) больных раком желудка содержание ММР-9 в ткани опухоли было выше порогового.

У 19 (26,8 %) пациентов с раком желудка значения ММР-2 были менее 20,1 нг/мг белка, у 24 (35,8 %) - в пределах от 20,1-40,0 нг/мг белка, у 14 (20,9 %) - в пределах от 40,1-60,0 нг/мг белка и у 10 (14,9 %) -более 60 нг/мг белка. В то же время у 42 (62,7 %) больных раком желудка в неизмененной слизистой значения ММР-2 были менее 20,1 нг/мг белка, у 20 (29,9 %) -в пределах 20,1-40,0 нг/мг белка, у 5 (7,5 %) - более 40 нг/мг белка (рис. 3). Верхняя граница референсного интервала содержания ММР-2 в неизмененной слизистой составила 39,4 нг/мг белка, и только у 5 (12,2 %) больных значения ММР-2 в ткани опухоли были выше порогового.

40

35

30

25

20

5

0

5

0

0

-100

0

100

35

30

30

25

25

20

20

15

Z 15

10

10

5

5

0

0

Рис. 4. Распределение содержания Т1МР-2 в опухоли и неизмененной слизистой желудка у больных раком желудка

При изучении содержания уровня TIMP-2 в опухоли и неизмененной слизистой у больных раком желудка распределение показателей отличалось частотой значений менее 10 нг/мг белка (рис. 4). Так, в опухоли уровень TIMP-2 менее 10 нг/мг белка был выявлен у 5 из 41 (9,8 %) пациентов, а в неизмененной слизистой -у 7 (17,1 %). Частота выявления значений этого показателя в пределах 10,1-20 нг/мг белка и в опухоли, и в неизмененной слизистой составила по 43,9 %. Уровень TIMP-2 более 20 нг/мг белка установлен в ткани опухоли у 18 (43,9 %) больных, а в неизмененной слизистой у 16 (39,0 %). Порогового значения не установлено.

ВЫВОДЫ

Содержание белков ММР-7, ММР-9, ММР-2 в ткани опухоли достоверно превышало таковое в неизмененной слизистой желудка (медианы 1,1 и 0 нг/мг белка, 150 и 77,9 нг/мг белка, 32,6 и 15,9 нг/мг белка соответственно).

Уровень Т1МР-2 в опухолевой ткани недостоверно превышал таковой в неизмененной слизистой желудка (23,2 + 2,6 и 20,1 + 1,9 нг/мг белка).

Частота превышения белка ММР-7 составила 70,1 %, белка ММР-9 - 72,1 %, белка ММР-2 - 80,6 %, а белка TMP-2 - 61 %.

ЛИТЕРАТУРА

1. Deryugina E.I., Quigley J.P. Matrix metalloproteinases and tumor metastasis // Cancer Metastasis Rev. 2006. V. 25 (1). P. 9-34.

2. Nelson A.R., Fingleton B., Rothenberg M.L., Matrisian L.M. Matrix metalloproteinases: biologic activity and clinical implications // J. Clin. Oncol. 2000. V. 18 (5). P. 1135-1149.

3. Deryugina E.I., Quigley J.P. Pleiotropic roles of matrix metalloprotei-nases in tumor angiogenesis: contrasting, overlapping and compensatory functions // Biochim. Biophys. Acta. 2010. V. 1803 (1). P. 103-120.

4. Duffy M.J. Proteases as prognostic markers in cancer // Clin. Cancer Res. 1996. V. 2 (4). P. 613-618.

5. Westermarck J., Kahari V.M. Regulation of matrix metalloproteinase expression in tumor invasion // FASEB J. 1999. V. 13 (8). P. 781-792.

6. Терешкина И.В., Кушлинский Д.Н., Левкина Н.В., Лактионов К.П., Адамян Л.В. Матриксные металлопротеиназы при новообразованиях яичников // Онкогинекология. 2012. № 4. С. 13-24.

Поступила в редакцию 31 марта 2015 г.

Ivannikov A.A., Davydov M.M., Ognerubov N.A., Chang V.L., Gershteyn E.S., Stilidi I.S., Kushlinskiy N.E. CONTENT OF MATRIX METALLOPROTEINASE OF 2, 7, 9, TYPE AND THEIR TISSUE INHIBITOR OF 2 TYPE IN THE TUMORS OF THE ILL WHO HAVE STOMACH CANCER

The results of the research of the level of matrix metalloproteinase of the 2, 7, 9 type (at 67, 67 and 61 patients accordingly) and their tissue inhibitor of the 2 type (at 41 ill) in tumor tissue having stomach cancer are given. It is revealed that the significant growth of the level of MMR-7, MMR-9 and MMR-2 in the tissue of tumor concerning non-changing gastric mucosa. Thus, median of matrix metalloproteinase of the 7 type in the tumor is 1.1 ng/mg and in the non-changing mucosa 0, MMR-9 - 150 and 77.9 ng/mg accordingly, MMR-2 - 32.66 and 15.9 ng/mg accordingly. Exceeding the level of inhibitor TIMP-2 in the tumor tissue was not statistically important. The frequency of exceed of the content in tumor of different indices is studied. And of all types of MMR the frequency of exceed of indices was maximum - 80.2 % at the 2 type. The frequency of exceed of level of matrix metalloproteinase of 9 and 7 types in tumor tissue considering non-changing mucosa was 72.1 and 70.1 % accordingly. The frequency of the simultaneous exceed of content of MMR-7, MMR-9 and MMR-2 types was revealed at 26 of 61 (42.6 %) ill having stomach cancer. The received results prove an important role of matrix metalloproteinase in tumor progression.

Key words: stomach cancer; matrix metalloproteinase of 2, 7, 9 types; tissue inhibitor TIMP-2; tumor tissue; content.

Иванников Андрей Андреевич, Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина, г. Тамбов, Российская Федерация, старший преподаватель кафедры анатомии, оперативной хирургии и онкологии; Тамбовский областной онкологический клинический диспансер, г. Тамбов, Российская Федерация, хирург-онколог, зам. главного врача по медицинской части, e-mail: [email protected]

Ivannikov Andrey Andreevich, Tambov State University named after G.R. Derzhavin, Tambov, Russian Federation, Senior Lecturer of Anatomy, Operative Surgery and Oncology Department; Tambov Regional Clinical Oncologic Dispensary, Tambov, Russian Federation, Surgeon-Oncologist, Deputy Main Doctor for Medical Work, e-mail: [email protected]

Давыдов Михаил Михайлович, Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина РАМН, г. Москва, Российская Федерация, кандидат медицинских наук, руководитель торако-абдоминального отделения, e-mail: [email protected]

Davydov Mikhail Mikhaylovich, Russian Cancer Research Center named after N.N. Blokhin of Russian Academy of Medical Sciences, Moscow, Russian Federation, Candidate of Medicine, Head of Thoracal and Abdominal Department, e-mail: [email protected]

Огнерубов Николай Алексеевич, Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина, г. Тамбов, Российская Федерация, доктор медицинских наук, профессор, кандидат юридических наук, заслуженный работник высшей школы РФ, зав. кафедрой анатомии, оперативной хирургии и онкологии, e-mail: [email protected]

Ognerubov Nikolay Alekseevich, Tambov State University named after G.R. Derzhavin, Tambov, Russian Federation, Doctor of Medicine, Professor, Candidate of Jurisprudence, Honored Worker of Higher School of Russian Federation, Head of Anatomy Operative Surgery and Oncology Department, e-mail: [email protected]

Чанг Виктор Луисович, Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина, г. Тамбов, Российская Федерация, клинический ординатор кафедры анатомии, оперативной хирургии и онкологии, e-mail: [email protected]

Chang Viktor Luisovich, Russian Cancer Research Center named after N.N. Blokhin of Russian Academy of Medical Sciences, Moscow, Russian Federation, Clinical Ordinator of Anatomy, Operative Surgery and Oncology Department, e-mail: [email protected]

Герштейн Елена Сергеевна, Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина РАМН, г. Москва, Российская Федерация, доктор биологических наук, профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории клинической биохимии, e-mail: [email protected]

Gershteyn Elena Sergeevna, Russian Cancer Research Center named after N.N. Blokhin of Russian Academy of Medical Sciences, Moscow, Russian Federation, Doctor of Biology, Professor, Leading Scientific Worker of Laboratory of Clinical Biochemistry, e-mail: [email protected]

Стилиди Иван Сократович, Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина РАМН, г. Москва, Российская Федерация, доктор медицинских наук, профессор, академик РАН, руководитель абдоминального отделения, e-mail: [email protected]

Stilidi Ivan Sokratovich, Russian Cancer Research Center named after N.N. Blokhin of Russian Academy of Medical Sciences, Moscow, Russian Federation, Doctor of Medicine, Professor, Academician of RAS, Head of Abdominal Department, e-mail: [email protected]

Кушлинский Николай Евгеньевич, Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина, г. Москва, Российская Федерация, доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАМН, руководитель лаборатории клинической биохимии НИИ клинической онкологии, e-mail: [email protected]

Kushlinskiy Nikolay Evgenyevich, Russian Cancer Research Center named after N.N. Blokhin of Russian Academy of Medical Sciences, Moscow, Russian Federation, Doctor of Medicine, Professor, Correspondent-member of Russian Academy of Medical Sciences, Head of Laboratory of Clinical Biochemistry of Scientific Research Institute of Clinical Oncology, e-mail: [email protected]