MMP-2 mRNA在肺癌胸膜组织、胸腔积液中的表达及临床意义

张美宝，王强，托尔拉，韩志刚

(新疆医科大学附属肿瘤医院，乌鲁木齐 830000)

恶性胸腔积液是晚期多种恶性肿瘤胸膜转移常见并发症，严重影响肿瘤患者的生活质量，其出现往往提示患者预后不良[1]。基质金属蛋白酶(MMPs)属于锌离子依赖性蛋白水解酶家族，其主要功能是降解细胞外基质，参与胚胎发育、组织重建、肿瘤转移等多种生理和病理过程[2,3]。基质金属蛋白酶-2(MMP-2)是MMPs家族中重要成员之一。近年来研究[4]发现，MMP-2在肺癌、乳腺癌、胃癌等多种人类恶性肿瘤中呈高表达，且与恶性肿瘤不良预后有关，提示其与肿瘤侵袭转移和增殖密切相关。关于MMP-2 mRNA在肺癌胸膜转移中的作用研究，目前国内外相关报道较少。本研究观察了MMP-2 mRNA在肺癌胸膜组织、胸腔积液中的表达变化，并探讨其与肺癌临床病理参数的关系。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取新疆医科大学附属肿瘤医院2015年1月～2017年4月收治的175例胸腔积液患者，经病理确诊为肺癌性90例、结核性48例、炎性37例。肺癌性胸膜病变患者中男46例，女44例；年龄29～78岁，≥60岁者38例，<60岁者52例；组织学类型：腺癌62例，鳞癌28例；分化程度：低分化54例，中、高分化36例；49例有淋巴结转移；42例有EGFR基因突变。结核性胸膜病变患者中男26例，女22例；年龄31～75岁。炎性胸膜病变患者37例，其中男23例，女14例，年龄35～72岁。三者性别构成比、年龄等基线资料比较，差异无统计学意义。以上患者均经内科胸腔镜行壁层胸膜活检术明确病理诊断并留取胸腔积液标本。胸膜组织、胸腔积液标本均在离体5 min内迅速放入液氮中冷冻，后置于-80 ℃的冰箱内保存待检。本研究经医院伦理委员会批准，患者及家属均知情同意。

1.2 主要试剂及仪器 TRIzol试剂购自美国Invitrogen公司；FastQuant RT Kit (With gDNase)购自大连宝生物工程有限公司；SYBR Select Master Mix购自德国Qiagen公司；核酸蛋白定量仪购自北京凯奥公司；台式高速冷冻离心机购自上海力新公司；MMP-2 mRNA及内参引物由乌鲁木齐欧易生物医学科技有限公司合成。

1.3 MMP-2 mRNA表达检测 采用实时荧光定量PCR法。用TRIzol试剂盒从胸膜组织或胸腔积液中提取总RNA，核酸蛋白定量仪检测RNA浓度，按照FastQuant RT Kit (With gDNase)逆转录试剂盒说明书反转录合成cDNA，得到的cDNA可用于后续实验或低温保存。利用SYBR Select Master Mix试剂盒进行PCR扩增。以β-actin为内参基因，设计并合成引物。PCR反应条件：50 ℃ 2 min，95 ℃ 2 min，95 ℃ 15 s、60 ℃ 1 min循环40次。以2-ΔΔCt法计算组织及胸腔积液中MMP-2 mRNA相对表达量，实验重复3次取平均值。

2 结果

2.1 三者胸膜组织中MMP-2 mRNA表达比较 肺癌性、结核性、炎性胸膜组织中MMP-2 mRNA相对表达量分别为1.767±0.591、1.038±0.250、0.990±0.074，前者与后两者相比P均<0.05，后两者相比P>0.05。

2.2 三者胸腔积液中MMP-2 mRNA表达比较 肺癌性、结核性、炎性胸腔积液中MMP-2 mRNA相对表达量分别为1.648±0.389、1.029±0.284、1.012±0.088，前者与后两者相比P均<0.05，后两者相比P>0.05。

2.3 肺癌胸膜组织与胸腔积液中MMP-2 mRNA表达的关系 肺癌胸膜组织与胸腔积液中MMP-2 mRNA的表达呈正相关(r=0.839，P<0.05)。

2.4 MMP-2 mRNA表达与肺癌临床病理参数的关系 见表1。

表1 MMP-2 mRNA表达与肺癌临床病理参数的关系

3 讨论

胸腔积液是临床常见并发症之一。在我国，结核性胸膜炎和肿瘤是引起胸腔积液的主要原因[5]。结核性胸膜炎是肺外结核最常见表现形式，是全球许多国家结核性胸腔积液形成的主要原因[6]。几乎所有胸膜肿瘤均会出现恶性胸腔积液，病理类型以腺癌最为常见，男性以肺癌胸膜转移肿瘤最为常见，女性以乳腺癌居多。恶性胸腔积液的产生通常提示肿瘤预后欠佳[7]。因此，探讨肿瘤胸膜转移发生发展机制，寻找肿瘤胸膜转移治疗潜在靶点具有重要意义。

恶性肿瘤侵袭和转移是一涉及多种基因及其产物共同参与调控的复杂过程，MMPs在此过程中起着重要作用。MMP-2基因位于人类染色体16q21上，由13个外显子和12个内含子组成，结构基因总长度为27 kb。MMP-2被激活后形成的Ⅳ型胶原酶，一方面通过介导细胞外基质和基底膜降解突破基质屏障，促使瘤细胞沿着缺失的基底膜向周围组织浸润，促进肿瘤侵袭与转移，一方面还可通过水解血管基底膜蛋白，破坏细胞与细胞外基质，增加内皮细胞和肿瘤细胞的迁移扩增，刺激新生血管生成，增加血管通透性，实现肿瘤浸润和扩散[8]。

已有研究报道，MMP-2在肺癌[9]、乳腺癌[10]、胃癌[11]等人类多种恶性肿瘤组织中呈高表达。目前MMP-2在肺癌胸膜转移过程中的作用，国内外少有报道。肿瘤细胞的生长和转移与肿瘤血管的营养作用密切相关。MMP-2在微血管数目较多的肿瘤组织中表达高于微血管数目较少的组织。研究[12]报道，在肿瘤细胞中通过RNA干扰下调MMP-2表达，可抑制整合素αVβ3和PI3K/Akt信号传导通路介导的VEGF表达，导致肿瘤细胞增殖活性明显降低。提示MMP-2可通过调控VEGF表达，共同参与肿瘤增殖分化过程。推测MMP-2与VEGF在促进肺癌胸膜转移发生、发展中可能具有协同作用。本研究结果显示，MMP-2 mRNA在肺癌、结核性、炎性胸膜组织及胸腔积液中均有所表达，且肺癌高于结核性、炎性胸膜组织及胸腔积液。Zhang等[13]也发现，MMP-2 mRNA在乳腺癌组织中的表达量明显高于正常乳腺组织。MMP-2在肺癌胸膜组织及胸腔积液中过表达，增加了血管内皮细胞和肿瘤细胞的迁移扩增，刺激了新生血管的形成，增加了癌细胞间的黏附能力，从而促进了肺癌胸膜转移。有研究指出，上皮间质转化参与肿瘤发生发展过程。已有研究[14]证实，STAT3信号活化通过调节E-钙黏素的表达介导肿瘤的上皮间质转化。MMP-2作为STAT3下游靶基因，一旦被激活，高表达于癌细胞中，可直接与STAT3因子结合，激活STAT信号通路，介导上皮间质转化，下调细胞间连接结构，减少细胞间相互作用，调控肿瘤细胞的增殖分化，抑制细胞凋亡，促进肺癌细胞向胸膜浸润与转移。可见，抑制癌组织中MMP-2的表达，可能会减慢肿瘤的生长速度，为肺癌胸膜转移的潜在靶点治疗提供新思路。

研究[15]发现，MMP-2与新生淋巴管密切相关。MMP-2高表达的肿瘤细胞可能更易突破血管壁和淋巴管壁，通过降解细胞外基质，增强淋巴管内皮细胞增殖和迁移，促进淋巴管新生，实现肿瘤淋巴结转移。本研究发现，MMP-2 mRNA在肺癌胸膜组织、胸腔积液中的表达水平同肿瘤淋巴结转移、分化程度有关，随着分化程度降低、淋巴结转移的发生，MMP-2 mRNA表达上升。与Ma等[16]在胃癌中的研究类似。提示MMP-2 mRNA过表达与肿瘤的侵袭转移能力密切相关。此外，本研究结果还显示，MMP-2 mRNA在肺腺癌胸膜组织及胸腔积液中的相对表达量高于鳞癌，说明MMP-2 mRNA在肺癌胸膜转移中具有组织学特异性。本研究通过分析还发现，肿瘤胸膜组织与对应的胸腔积液MMP-2 mRNA的表达呈正相关。提示恶性胸膜组织与胸腔积液中MMP-2 mRNA的表达具有一致性，这可能是因为胸腔积液中的有核细胞均来自同一个体，遗传特征相同。由此推测，胸腔积液中MMP-2 mRNA表达能够在一定程度上反映其在肿瘤胸膜组织中的表达水平。

综上所述，MMP-2 mRNA在肺癌胸膜组织和胸腔积液中高表达，且与分化程度、淋巴结转移和组织学类型有关，提示MMP-2 mRNA在肺癌胸膜转移中可能扮演癌基因作用，甚至有可能成为肺恶性肿瘤胸膜转移治疗的潜在靶点，但具体机制还有待进一步阐明。

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