CC BY
59
Ирина Викторовна Кондакова1, Елена Владимировна Клишо2,
Ольга Владимировна Савенкова3, Дмитрий Александрович Шишкин4, Евгений Лхамацыренович Чойнзонов5
ТКАНЕВАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ЭКСПРЕССИИ МАТРИКСНЫХ МЕТАЛЛОПРОТЕИНАЗ В ПЛОСКОКЛЕТОЧНЫХ КАРЦИНОМАХ ГОЛОВЫ И ШЕИ
1 Профессор, д. м. н., заведующий, лаборатория биохимии опухолей НИИ онкологии СО РАМН (634050, РФ, г. Томск, пер. Кооперативный, д. 5)
2 К. м. н., старший научный сотрудник, лаборатория биохимии опухолей НИИ онкологии СО РАМН
(634050, РФ, г. Томск, пер. Кооперативный, д. 5)
3 Младший научный сотрудник, отделение патологической анатомии и цитологии,
НИИ онкологии СО РАМН (634050, РФ, г. Томск, пер. Кооперативный, д. 5)
4 К. м. н., старший научный сотрудник, отделение опухолей головы, и шеи НИИ онкологии СО РАМН (634050, РФ, г. Томск, пер. Кооперативный, д. 5)
5 Член-корреспондент РАМН, профессор, д. м. н., директор, заведующий, отделение опухолей головы и шеи НИИ онкологии СО РАМН (634050, РФ, г. Томск, пер. Кооперативный, д. 5)
Адрес для переписки: 634050, г. Томск, пер. Кооперативный, д. 5, НИИ онкологии Томского научного центра СО РАМН, лаборатория биохимии опухолей, Кондакова Ирина Викторовна; e-mail: [email protected]
Матриксные металлопротеиназы играют важную роль в деградации структурных белков соединительной ткани и обладают способностью регулировать функции биологически активных молекул. В настоящее время нет однозначного представления о регуляции экспрессии и функции матриксных металлопротеиназ в тканях опухолей. В данной работе изучали экспрессию матриксных металлопро-теиназ-1, -2 и -9 и молекул, регулирующих экспрессию этих протеаз, в опухолевой ткани и окружающей ее строме, а также связи уровня матриксных металлопротеиназ, тканевых ингибиторов металлопротеи-наз и индуктора внеклеточных матриксных металлопротеиназ с клинико-морфологическими параметрами, характеризующими плоскоклеточные карциномы головы и шеи. Материалом для исследования послужили 50 послеоперационных образцов плоскоклеточных карцином головы и шеи. Исследование экспрессии матриксных металлопротеиназ-1, -2 и -9, тканевых ингибиторов металлопротеиназ-1 и -2 и индуктора внеклеточных матриксных металлопротеиназ проводили иммуногистохимическим методом.
Показано, что в плоскоклеточных карциномах головы и шеи экспрессия матриксных металлопро-теиназ-1, -2 и -9 и тканевого ингибитора металлопротеиназ-1 была значительно выше в строме, чем в опухолевых клетках, в то время как преимущественная экспрессия тканевого ингибитора металлопро-теиназ-1 и индуктора внеклеточных матриксных металлопротеиназ наблюдалась в злокачественных клетках. Обнаружена прямая корреляция между экспрессией индуктора внеклеточных матриксных металлопротеиназ в опухолевых клетках и матриксных металлопротеиназ-2 и -9 в строме, что позволяет предположить регуляторную роль индуктора внеклеточных матриксных металлопротеиназ, локализованного на поверхности опухолевых клеток, в экспрессии микроокружением матриксных металлопротеиназ. Зарегистрировано достоверное снижение уровня экспрессии тканевого ингибитора металло-протеиназ-2 в опухолевых клетках при метастазах в регионарных лимфатических узлах. Полученные результаты позволяют рассматривать тканевой ингибитор металлопротеиназ-2 в качестве потенциального прогностического маркера течения заболевания.
Ключевые слова: матриксные металлопротеиназы, тканевые ингибиторы металлопротеиназ, индуктор внеклеточных матриксных металлопротеиназ, плоскоклеточные карциномы головы и шеи.
Развитие злокачественных новообразований тесно тастазированию. Кроме того, известно, что протеазы явля-
связано с протеолитическими ферментами, которые могут ются частью регуляторных механизмов, которые опреде-
наделять опухолевые клетки способностью к инвазии и ме- ляют внеклеточное микроокружение и ответ клеток на это
Зб
микроокружение, в частности пролиферацию, апоптоз, образование новых кровеносных сосудов, снабжающих опухоль питательными веществами, и способность распознавать опухолевые клетки иммунной системой [1; 2]. Среди всего множества протеаз особое значение в онкогенезе занимает семейство матриксных металлопротеиназ (ММП), которые играют важную роль в деградации структурных белков соединительной ткани, таких, как коллагены, эластин, протеогликаны, гликопротеины и молекулы межклеточных и белково-клеточных контактов [3]. Кроме того, ММП обладают способностью регулировать функции биологически активных молекул, включая факторы роста, молекулы адгезии и др. [4]. Благодаря этим свойствам ММП обеспечивают инвазивный рост опухолевых клеток в базальной мембране и строме, пенетрацию в лимфатические и кровеносные сосуды и метастазирование [5]. ММП-2 и ММП-9 способны гидролизовать основной структурный белок базальной мембраны коллаген IV типа, поэтому в настоящее время эти ферменты претендуют на роль факторов прогноза метастазирования [6]. Показано, что MM^ увеличивая экспрессию фактора транскрипции Snail, индуцируют эпителиально-мезенхимальный переход, в результате которого трансформированные клетки не только теряют молекулы адгезии, но и приобретают способность быть подвижными [7]. Установлено, что ММП стимулируют миграцию злокачественных клеток, принимают участие в регуляции неоангиогенеза и отборе резистентных к апоптозу опухолевых клеток [4; 8].
Регуляция каталитической активности ММП осуществляется тканевыми ингибиторами металлопротеи-наз (ТИМП), а экспрессии — индуктором внеклеточных матриксных металлопротеиназ (EMMPRIN, CD 147). Известны 4 представителя семейства тканевых ингибиторов. ТИМП-1 и ТИМП-2 были идентифицированы во многих нормальных тканях и злокачественных опухолях, и их уровни были выше в неметастатических опухолях, чем в метастатических [9]. Определяющее значение для осуществления протеолиза имеет нарушение баланса уровня протеаз и их ингибиторов. EMMPRIN является высоко гликозилированной трансмембранной молекулой, локализованной на плазматической мембране, и обладает способностью стимулировать продукцию ММП как опухолевыми клетками, так и клетками микроокружения [10]. Чтобы вызвать продукцию ММП фибробластами, необходим прямой клеточный контакт между раковыми клетками и фибробластами [11]. В настоящее время есть данные о существовании растворимой формы EMMPRIN, который может индуцировать экспрессию ММП в фибро-бластах, находящихся на отдалении от опухолевых клеток и в смежной нормальной ткани [12]. Увеличенная продукция ММП клетками стромальной популяции способствует опухолевой инвазии и ангиогенезу [13].
Представляет интерес исследование экспрессии ММП, ТИМП и EMMPRIN как в злокачественных, так и в стромальных клетках в связи с тем, что раковые клетки могут направленно усиливать продукцию ММП клетками микроокружения путем экспрессии на своей плаз-
© Кондакова И. В., Клишо Е. В., Савенкова О. В., Шишкин Д. А., Чойнзонов Е. Л., 2010 УДК 617.51/.53-006.61:576.32/.36
матической мембране EMMPRIN [11]. Настоящая работа посвящена изучению экспрессии ММП-1, ММП-2 и ММП-9 и молекул, регулирующих экспрессию этих протеаз, в опухолевой ткани и окружающей ее строме (ТИМП-1, ТИМП-2 и EMMPRIN), а также связи уровня ММП, ТИМП и EMMPRIN с клинико-морфологическими параметрами, характеризующими плоскоклеточные карциномы головы и шеи.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОдЫ
В исследование были включены 50 больных с опухолями головы и шеи (гортань, ротоглотка, гортаноглотка, органы полости рта) стадии Т13^3М0 в возрасте от 31 до 77 лет, которые проходили лечение в НИИ онкологии СО РАМН с 2006 по 2009 г. Материалом для исследования служили послеоперационные образцы опухолевой ткани. Весь полученный материал проходил гистологическую верификацию. Все опухоли имели гистологическое строение плоскоклеточных карцином разной степени дифференцировки.
Иммуногистохимическое исследование экспрессии ММП-1, ММП-2 и ММП-9, ТИМП-1 и ТИМП-2 и EMMPRIN было проведено с использованием антител фирмы «Новокастра» ММП-2 ^^-ММР2-507, для парафиновых блоков, высокотемпературная демаскировка антигена в 1 мМ ЭДТА рН 8,0, рабочее разведение от 1 : 40 до 1 : 80); ММП-9 ^^-ММР9, для парафиновых блоков, рабочее разведение 1 : 40); ТИМП-1 ^^-Т1МР1-485, для замороженной ткани и парафиновых блоков, рабочее разведение 1 : 200); ТИМП-2 ^^-Т1МР2-487, для парафиновых блоков, высокотемпературная демаскировка антигена в 1мМ ЭДТА, рН 8,0, рабочее разведение 1 : 20); EMMPRIN ^ 147) (NCL-СD147, для парафиновых блоков, высокотемпературная демаскировка антигена в 0,01 М цитратном буфере рН 6,0, рабочее разведение от
1 : 20 до 1 : 40). Инкубацию с первыми антителами проводили 60 мин при температуре 25 °С. Использовали полимерную систему визуализации фирмы «BioGenex», в качестве хромогена — диаминобензидин, препараты докрашивали гематоксилином. Экспрессию маркеров оценивали полуколичественным методом с учетом интенсивности окрашивания и количества антигенпозитивных клеток в опухолевых структурах и строме и представляли в баллах. Реакцию окрашивания оценивали следующим образом: негативная — 1 балл, слабая — 2 балла, средняя (умеренная) — 3 балла и выраженная — 4 балла.
Статистический анализ проведен с использованием программы Statistica 6.0. Результаты исследования были проверены на нормальность распределения с использованием критерия Колмагорова—Смирнова. При нормальном распределении значений применяли параметрический ^критерий Стьюдента. Для значений, закон распределения которых отличался от нормального, был применен непараметрический критерий Манна—Уитни. Наличие связи между изучаемыми признаками исследовали с использованием корреляционного анализа и оценивали по коэффициенту корреляции Спирмена ^).
результаты
По данным иммуногистохимического исследования экспрессия ММП-1 и ММП-2 в тканях опухолей голо-
вы и шеи была слабоположительной и отмечалась в 50% образцов, в то время как ММП-9 и ТИМП-1, ТИМП-2 и EMMPRIN определялись в большинстве тканей карцином головы и шеи.
Накопление ММП, ТИМП и EMMPRIN обнаруживалось как в опухолевых клетках, так и в клетках стромы, в частности в фибробластах, макрофагах, сосудистых эндотелиоцитах. Наблюдалось неравномерное распределение всех исследуемых показателей между раковыми и стромальными клетками. Так, на рисунке, ч. А представлена слабая экспрессия ММП-1 клетками опухоли, интенсивность окрашивания фермента в инфильтрате была умеренной и выраженной. На рисунке, ч. Б отражены отсутствие экспрессии ММП-2 в опухолевых структурах и умеренная и выраженная реакция в строме в клетках инфильтрата и в фиброцитах. Экспрессия ММП-9 в клетках стромы была выше, чем в опухолевых клетках. На рисунке, ч. В представлена экспрессия ММП-9 клетками карциномы и единичными клетками стромы. Ингибиторы ТИМП-1 и ТИМП-2 также распределялись неравномерно между опухолевыми и стромальными структурами. Для ТИМП-1 были характерны выраженная экспрессия в опухолевых структурах и отсутствие экспрессии в строме (рисунок, ч. Г), в то время как наблюдались умеренное накопление ТИМП-2 в строме и отсутствие такового в опухолевой ткани (рисунок, ч. Д). Зарегистрирована выраженная экспрессия EMMPRIN в мембране и в цитоплазме опухолевых клеток, тогда как в строме этот гликопротеин практически отсутствовал (рисунок, Е).
В табл. 1 представлены обобщенные данные, характеризующие экспрессию изучаемых показателей в опухолевых и стромальных структурах. Показано, что в плоскоклеточных карциномах головы и шеи экспрессия ММП-1, ММП-2 и ММП-9 и ТИМП-2 была значительно выше в строме, чем в опухолевых клетках, наряду с этим преимущественная экспрессия ТИМП-1 и EMMPRIN наблюдалась в злокачественных клетках.
Вероятно, увеличение продукции ММП микроокружением происходит вследствие влияния, оказываемого на него раковыми клетками путем секреции EMMPRIN. Это предположение подтверждается обнаруженной прямой корреляцией между экспрессией EMMPRIN в опухолевых клетках и ММП-2, ММП-9 в строме (R = 0,315; p = 0,019 и R = 0,424; p = 0,005 соответственно). Полученные в представленной работе результаты дают основание предполагать, что высокая экспрессия ММП-1, ММП-2 и ММП-9 стромальными клетками важна для
инвазивного роста опухолей в окружающую ткань. Выраженная экспрессия ТИМП-1 злокачественными клетками, по-видимому, необходима для ограничения локального протеолиза путем ингибирования каталитической активности ММП в пространстве, непосредственно прилегающем к опухолевым клеткам, тогда как ТИМП-2 структурно связан с клетками стромы.
При анализе экспрессии исследуемых показателей в плоскоклеточных карциномах головы и шеи в зависимости от клинико-морфологических параметров заболевания не выявлены различия иммунореактивности опухолей в зависимости от размера опухоли. В то же время зарегистрировано достоверное снижение уровня экспрессии ТИМП-2 в опухолевых клетках (табл. 2) при наличии метастазов в регионарных лимфатических узлах. Полученные результаты свидетельствуют о важной роли ингибиторов ММП в метастазировании плоскоклеточных карцином головы и шеи. По-видимому, в процессе метастазирования снижается ингибирующее влияние исследуемых ингибиторов на каталитическую активность ММП в злокачественных опухолях.
Различия по уровню экспрессии ферментов и регулирующих их молекул в зависимости от степени дифферен-цировки опухоли были достоверны только в отношении ММП-9 (см. табл. 2). Интенсивная иммунореактивность была более характерна для опухолевых клеток низкодифференцированных опухолей, а менее выраженная экспрессия наблюдалась в умеренно- и высокодифференцированных плоскоклеточных карциномах головы и шеи.
ОБСУждЕНИЕ
Плоскоклеточные карциномы головы и шеи относятся к числу социально-значимых онкологических заболеваний, которые в общей структуре онкологической заболеваемости занимают 6-е ранговое место и составляют в среднем 18—20%. Несмотря на то что указанные новообразования можно отнести к опухолям наружной локализации, они характеризуются запущенностью, связанной с бессимптомным течением, выявляемостью на поздних стадиях и ежегодной смертностью более 50% из-за высокой частоты показателей рецидивирования и метастази-рования. Все это обусловливает важность исследования механизмов метастазирования плоскоклеточных карцином головы и шеи.
Учитывая важную роль ММП в инвазии и метастази-ровании злокачественных опухолей, мы провели анализ
Таблица 1
Экспрессия ММП и ТИМП в опухолевых структурах и в строме плоскоклеточных карцином головы и шеи (в баллах)
Показатель ТИМП-1 ТИМП-2 ММП-1 ММП-2 ММП-9 EMMPRIN
Опухоль 3,06 ± 0,10 1,20 ± 0,06 1,61 ± 0,11 1,24 ± 0,07 1,58 ± 0,10 3,00 ± 0,12
Строма 2,63 ± 0,12 2,32 ± 0,12 2,02 ± 0,12 2,69 ± 0,13 2,34 ± 0,11 2,05 ± 0,11
ра 0,017 0,001 0,015 0,001 0,001 0,001
а Для различий между опухолью и стромой.
Рисунок. Экспрессия ММП, ТИМП и EMMPRIN (Е) при раке гортани.
А. Экспрессия ММП-1 в строме и опухолевой ткани (x400). Б. Экспрессия ММП-2 в строме и опухолевой ткани (x400). В. Экспрессия ММП-9 в лейкоцитах, инфильтрирующих строму (x400). Г. Экспрессия ТИМП-1 в строме и опухолевой ткани (x400). Д. Экспрессия ТИМП-2 в строме и опухолевой ткани (x200). Е. Экспрессия EMMPRIN в строме и опухолевой ткани (x400).
экспрессии этих ферментов и их регуляторных молекул (ТИМП, EMMPRIN) в тканях рака гортани, гортаноглот-ки, ротоглотки и ротовой полости, гистологически представляющих плоскоклеточные карциномы головы и шеи. Полученные результаты свидетельствуют о неравномерном распределении ММП, ТИМП и EMMPRIN между опухолевыми и стромальными клетками.
Экспрессия EMMPRIN в опухолевых клетках была значительно выше, чем в стромальных, тогда как экспрессия ММП-1, ММП-2 и ММП-9, наоборот, преобладала в клетках стромы. Результаты корреляционного анализа подтвердили наличие связи между уровнями экспрессии EMMPRIN в опухолевых клетках и ММП-2 и ММП-9 в клетках стромы. Эти результаты свидетельствуют о возможной регуляции экспрессии ММП-2 и ММП-9 в стромальных элементах молекулой EMMPRIN, локализованной на поверхности опухолевых клеток.
Важная роль EMMPRIN, экспрессируемого клетками плоскоклеточной карциномы головы и шеи, в продукции ММП и деградации коллагена I типа фибробластами доказана в экспериментах in vitro с использованием метода совместного культивирования клеток двух типов [11]. По-видимому, EMMPRIN, модулируя продукцию ММП клетками микроокружения, играет важную роль в инвазивном росте и метастазировании плоскоклеточных карцином головы и шеи. Вероятность этого предположения была доказана экспериментально с использованием линии клеток плоскоклеточных карцином головы и шеи, имплантированных иммунодефицитным (SCID) мышам и трансфецированных вектором, усиливающим синтез
EMMPRIN в клетках [14]. Эти экспериментальные опухоли характеризовались усиленным ростом и ангиогенезом по сравнению с контрольными.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о важной роли стромального микроокружения в продукции ММП, что, вероятно, вносит существенный вклад в механизмы инвазивного роста и метастазирова-ния злокачественных новообразований.
Как показывают результаты представленных исследований, при образовании регионарных метастазов не происходит достоверного изменения экспрессии ММП. Это несколько расходится с данными литературы. Так, в работе S. Wieqand была показана связь экспрессии ММП-2, ММП-3 и ММП-14 в плоскоклеточных карциномах головы и шеи с метастазированием [15]. Следует заметить, что в это исследование вошли 710 больных и, вероятно, это позволило повысить достоверность полученных данных.
В настоящей работе зарегистрировано снижение экспрессии ингибиторов ММП в опухолях при образовании лимфогенных метастазов. Связь ТИМП-2 с метастази-рованием при раке гортани подтверждается в работе W. Pietruzewska, в которой показана связь экспрессии ингибитора с лимфогенным метастазированием и без-метастатической выживаемостью [16]. Эти данные позволяют рассматривать ТИМП-2 в качестве прогностического фактора при плоскоклеточных карциномах головы и шеи.
Таким образом, полученные нами результаты свидетельствуют о неравномерном распределении ММП, их
Таблица 2
Экспрессия ММП, ТИМП и EMMPRIN в опухолях в зависимости от клинико-морфологических параметров заболевания
Клинико- морфологические параметры n ММП-1 ММП-2 ММП-9 ТИМП-1 ТИМП-2 EMMPRIN
Размер опухоли
Т1—2 21 1,95 ± 0,21 2,43 ± 0,20 2,33 ± 0,16 2,76 ± 0,21 2,38 ± 0,20 2,19 ± 0,19
Т3—4 37 2,08 ± 0,17 2,76 ± 0,16 2,30 ± 0,15 2,65 ± 0,15 2,32 ± 0,16 1,95 ± 0,14
Регионарное метастазирование
Т1 —4N0 22 1,14 ± 0,07 1,45 ± 0,18 1,59 ± 0,13 3,00 ± 0,11 1,35 ± 0,11 2,75 ± 0,16
Т1 —4N1 —3 37 1,30 ± 0,11 1,76 ± 0,14 1,64 ± 0,20 2,75 ± 0,18 1,05 ± 0,05а 3,08 ± 0,17
Степень дифференцировки
низкая 16 1,60 ± 0,11 1,13 ± 0,09 2,00 ± 0,17 2,87 ± 0,24 2,47 ± 0,24 3,00 ± 0,12
высокая и умеренная 42 2,07 ± 0,17 1,34 ± 0,13 1,38 ± 0,12б 2,90 ± 0,14 2,34 ± 0,17 2,95 ± 0,25
а Различия достоверны по сравнению с группой Т1—4N0 ф < 0,05).
б Различия достоверны по сравнению с группой с низкой степенью дифференцировки опухолей ф < 0,05).
тканевых ингибиторов и индуктора EMMPRIN между опухолевыми и стромальными клетками плоскоклеточных карцином головы и шеи с преимущественной экспрессией ММП в клетках стромы, а EMMPRIN в клетках опухолей, что позволяет предполагать большое значение стромального микроокружения в патогенезе злокачественных новообразований. Экспрессия ТИМП-2 связана с лимфогенным метастазированием плоскоклеточных карцином головы и шеи и может рассматриваться в качестве потенциального прогностического маркера течения заболевания.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 08-04-00616).
ЛИТЕРАТУРА
1. Auf dem Keller U., Doucet A., Overall C. M. Protease research in the era of system biology // Biol. Chem. — 2007. — Vol. 388, N 11. — P. 1159—1162.
2. Proteolytic profiling of the extracellular matrix degradome / Bar-onas-Lowell D., Lauer-Fields J. L., Al-Ghoul M., Fields G. B. // Methods Mol. Biol. — 2007. — Vol. 386. — P. 167—202.
3. Прогностическая значимость протеаз у больных плоскоклеточными карциномами головы и шеи / Клишо Е. В., Кондакова И. В., Чойнзонов Е. Л., Васильева О. С. // Бюллетень СО РАМН. — 2005. — № 2. — С. 82—91.
4. Linch C. C., Matrisian L. M. Matrix metalloproteinases in tumor-host cell communication // Differentiation. — 2002. — Vol. 70. — P. 561—573.
5. Matrix metalloproteinases: biologic activity and clinical implications / Nelson A. R., Fingleton B., Rothenberg M. L., Matrisian L. M. // J. Clin. Oncology. — 2000. — Vol. 1, N 5. — P. 1135—1145.
6. Activation of MMP-2 and MMP-3 in patients with oral squamous cell carcinoma / Patel B. P., Shah P. M., Rawal U. M., Desai A. A.,
Shah S. V., Rawal R. M., Patel P. S. // J. Surg. Oncol. — 2005. — Vol. 90, N 2. — P. 81—88.
7. Przybylo J. A., Radisky D. C. Matrix metalloproteinase-induced epithelial-mesenchymal transition: tumor progresson at Snail's pace // Int. J. Biochem. Cell. Biol. — 2007. — Vol. 39. — P. 1082—1088.
8. Vascular endothelial growth factor (VEGF), Matrix metallopro-teinase-9 (MMP-9), and thrombospondin-1(TSP-1) expression in urothelial carcinomas / Donmes G., Sullu Y., Baris S., Yildiz L., Aydin O., Karagoz F., Kandemir B. // Pathol. Res. Pract. — 2009. — Vol. 205. — P. 854—857.
9. Jiang Y., Goldberg I. D., Shi Y. E. Complex roles of tissue inhibitors of metalloproteinases in cancer // Oncogene. — 2002. — Vol. 21. — P. 2245—2252.
10. Tumorigenic potential of extracellular matrix metalloproteinase inducer / Zucker S., Hymowitz M., Rollo E. E., Mann R., Conner C. E., Cao J., Foda H. D., Tompkins D. C., Toole B. P. // Am. J. Pathol. — 2001. — Vol. 158. — P. 1921—1928.
11. Extracellular matrix metalloproteinase inducer — expressing head and neck squamous cell carcinoma cells promote fibroblast-mediated tipe-1 collagen degradaton in vitro / Rosenthal E. L., Zhang W., Talbert M., Raisch K. P., Peters G. E. // Mol. Cancer Res. — 2005.— Vol. 3. — P. 195—202.
12. Soluble EMMPRIN (extracellular matrix metalloproteinase inducer) stimulates the migration of Hep-2 human laryngeal carcinoma cells, accompanied by increased MMP-2 production in fibroblasts / Hanata K., Yamaguchi N., Yoshikawa K., Mezaki Y., Miura M., Suzuki S., Senoo H., Ishikawa K. / Arch. Histol. Cytol. — 2007. — Vol. 70. — P. 267—277.
13. Tumor-stroma interaction: positive feedback regulation of extracellular matrix metalloproteinase inducer (EMMPRIN) expression and matrix metalloproteinase-dependent generation of soluble EMMPRIN / Tang Y., Kesavan P., Nakada M., Yan L. // Mol. Cancer Res. — 2004. — Vol. 2. — P. 73—80.
14. Modulation of tumor cell growth in vivo by extracellular matrix metalloproteinase inducer / Newman J. R., Bohannon I. A., Zang W., Skipper J. B., Grizzle W. E., Rosenthal E. L. //Arch. Otolaringol. Head Neck Surg. — 2008. — Vol. 134. — P. 1218—1224.
15. Metaanalysis of the significance of matrix metalloproteinases for lymph node disease in pations with head and neck squamous cell carci-
noma / Wiegand S., Dunne A. A., Muller H. H., Mandic R., Barth P., Davis R. K., Werner J. A. // Cancer. — 2005. — Vol. 104. — P. 94—100.
16. Analysis of TIMP-1, TIMP-2, TIMP-3 expression as a prognostic factor of laringeal cancer progression / Pietruzewska W., Kobos J.
Gryczynski M.r Bojanowska-Pozniak K. // Otolaringol. Pol. — 2008. — Vol. 62. — P. 380—387.
Поступила 18.02.2010
Irina Victorovna Kondakova1, Elena Vladimirovna Klisho2,
Olga Vladimirovna Savenkova3, Dmitry Alexandrovich Shishkin4,
Evgeny Lkhamatsyrenovich Choinzonov5
TISSUE REGULATION OF MATRIX METALLOPROTEINASE EXPRESSION IN HEAD AND NECK SQUAMOUS CELL CARCINOMAS
1 MD, PhD, Professor, Head, Tumor Biochemistry Laboratory, Oncology Research Institute, SD of RAMS
(5, per. Cooperativny, Tomsk, RF, 634050)
2 MD, PhD, Senior Researcher, Tumor Biochemistry Laboratory, Oncology Research Institute, SD of RAMS
(5, per. Cooperativny, Tomsk, RF, 634050)
3 Junior Researcher, Pathologic Anatomy and Cytology Department, Oncology Research Institute, SD of RAMS
(5, per. Cooperativny, Tomsk, RF, 634050)
4 MD, PhD, Senior Researcher, Tumor Biochemistry Laboratory, Oncology Research Institute, SD of RAMS
(5, per. Cooperativny, Tomsk, RF, 634050)
5 MD, PhD, Associate Member of RAMS, Professor, Director, Head, Head, and Neck Tumor Department, Oncology Research Institute, SD of RAMS (5, per. Cooperativny, Tomsk, RF, 634050)
Address for correspondence: Kondakova Irina Victorovna, Tumor Biochemistry Laboratory, Oncology Research Institute, SD of RAMS, 5, per. Cooperativny, Tomsk, RF, 634050; e-mail: [email protected]
Matrix metalloproteinases play an important role in degradation of connective tissue structural proteins and regulate function of biologically active molecules. There is currently no definitive understanding of regulation of matrix metalloproteinase expression and function in tumor tissue. We have studied expression of matrix metalloproteinases-1, -2 and -9 and molecules that regulate the expression in tumor tissue and surrounding stroma, and relationship between levels of matrix metalloproteinases, tissue metalloproteinase inhibitors, extracellular matrix metalloproteinase inducer and clinico-morphologic parameters characteristic of head and neck squamous-cell carcinomas. The study was made on 50 postoperative head and neck squamous-cell carcinoma specimens. Immunohistochemical approach was used to analyze expression of matrix metallopro-teinases-1, -2 and -9, tissue metalloproteinases-1 and -2 inhibitors and extracellular matrix metalloproteinase inducer. Expression of matrix metalloproteinases-1, -2 and -9 and tissue inhibitor of metalloproteinase 1 was higher in stroma than in tumor cells, while tissue inhibitor of metalloproteinase 1 and extracellular matrix metalloproteinase inducer were expressed mainly in malignant cells. There was a direct relationship between expression of extracellular matrix metalloproteinase inducer on tumor cells and stromal expression of matrix me-talloproteinases-2 and -9 which suggested a regulatory role of extracellular matrix metalloproteinase inducer locating on tumor cell surface in the expression by matrix metalloproteinase microenvironment. Expression of tissue metalloproteinase-2 inhibitor was decreased significantly in patients with regional lymph node disease. These results suggest that tissue metalloproteinase-2 inhibitor may be used as a potential prognostic marker.
Key words: matrix metalloproteinases, tissue metalloproteinase inhibitors, extracellular matrix metalloproteinase inducer, head and neck squamous-cell carcinomas.
