Smad4蛋白在良恶性甲状腺病变组织中的表达及意义

刘楠楠 于春艳 王 丹 董志恒

(北华大学基础医学院病理学教研室，吉林 吉林 132013)

Smad4蛋白在良恶性甲状腺病变组织中的表达及意义

刘楠楠 于春艳 王 丹 董志恒

(北华大学基础医学院病理学教研室，吉林 吉林 132013)

目的 探讨Smad4蛋白在良恶性甲状腺病变组织中的表达及意义。方法 采用免疫组织化学SP法，对33例甲状腺瘤组织，25例相应甲状腺癌周组织及86例甲状腺癌组织中的Smad4蛋白进行检测。结果 Smad4蛋白阳性表达率在甲状腺癌组织(47.7%，41/86)明显低于癌周组织(88.0%，22/25，P<0.01)和甲状腺瘤组织(72.7%，24/33，P<0.05)。Smad4蛋白阳性表达率与甲状腺癌的组织学类型及分化有关。结论 Smad4蛋白低表达可能与甲状腺癌的发生、发展和转移密切相关。Smad4蛋白可以作为评估甲状腺癌预后的重要生物学指标。

Smad4蛋白；甲状腺癌；甲状腺瘤

Smad4作为转化生长因子(TGF)-β受体介导的信号通路中的一个关键因子，其基因缺失和突变导致细胞过度增生与生长〔1〕。Smad4的失活使TGF-β信号转导途径中断，生长失控，诱发癌变。当前Smad4蛋白在甲状腺癌组织中的作用以及Smad4蛋白对其组织学类型及淋巴结转移的影响尚未完全阐明。本研究探讨Smad4蛋白在良恶性甲状腺病变组织中的表达及意义。

1 材料与方法

1.1 材料 收集北华大学附属医院外科切除良恶性甲状腺病变标本共119例，其中甲状腺癌86例，甲状腺瘤33例；男34例，女85例；年龄21～72(平均47.21)岁。86例甲状腺癌组织中，乳头状癌44例，滤泡癌28例，未分化癌14例；伴有淋巴结转移18例，余68例为无淋巴结转移。取25例相应癌周组织作对照。临床病例资料记录完整，所有标本经10%甲醛溶液固定，石蜡包埋，连续切片，厚4 μm，苏木素-伊红(HE)染色，经病理组织确认，并留取白片待做免疫组织化学染色。

1.2 试剂与方法 兔抗人Smad4单克隆抗体，购自英国Abcam公司；通用型SP系列工作液试剂盒及二氨基联苯胺(DAB)试剂盒购自北京中杉金桥生物技术有限公司。应用免疫组织化学SP法进行测定，实验步骤严格按照试剂盒说明书进行，DAB显色，苏木素复染，脱水，透明，封片。磷酸盐缓冲液(PBS)替代Ⅰ抗作阴性对照。

1.3 阳性结果评估方法 Smad4蛋白以细胞质及(或)细胞核内出现棕黄色颗粒为阳性。每例切片在高倍视野下随机观察5个不重复的视野，每个视野计数100个细胞，计数500个细胞中染色阳性细胞数，取其均值，根据阳性细胞比例，阳性细胞数目<5%者计为阴性“-”；≥5%者计为阳性“+”〔2〕。

1.4 统计学方法 应用SPSS17.0统计软件进行χ2检验。

2 结 果

2.1 Smad4在各组织中的表达 Smad4蛋白阳性染色呈棕黄色，在细胞质、胞膜及胞核内呈灶状或弥漫性表达，部分间质细胞也有表达。Smad4蛋白在癌周组织、甲状腺瘤及甲状腺癌组织中阳性表达率分别为88.0%(22/25)、72.7%(24/33)及47.7%(41/86)。甲状腺癌组织Smad4蛋白阳性表达率明显低于甲状腺瘤及癌周组织(χ2=6.039，P<0.05；χ2=12.83，P<0.01)，见图1。

图1 Smad4在甲状腺癌组织中的阳性表达(DAB，×400)

2.2 Smad4在不同临床特征中的表达 Smad4蛋白在甲状腺滤泡癌、乳头状癌及未分化癌组织中的阳性表达率分别为53.6%(15/28)、52.3%(23/44)及21.4%(3/14)。Smad4蛋白在未分化癌组织中阳性表达率显著低于滤泡癌及乳头状癌组织(χ2=3.938，P<0.05；χ2=4.085，P<0.05)。但滤泡癌与乳头状癌比较差异无统计学意义(P>0.05)。Smad4蛋白在甲状腺癌伴有淋巴结转移组织的阳性表达率〔22.2%(4/18)〕明显低于无淋巴结转移组织〔54.4%(37/68)，χ2=5.912，P<0.05〕。

3 讨 论

研究表明Smad4的表达水平与恶性肿瘤的发生发展、生物学行为及预后可能有关〔3～5〕。Smad4在TGF-β-Smad4信号通路中是一个中枢性分子，上游的信号必须通过Smad4传递进入细胞核，之后Smad4蛋白与其他Smads一起形成复合物，在一些辅助因子的参与下共同调控基因的表达〔6〕。TGF-β通过调节细胞周期成分，使细胞周期停滞在G1期，抑制细胞增殖，而Smad蛋白家族作为TGF-β超家族信号转导的下游信号蛋白，是生长因子信号传递途径中从胞质进入胞核的中转分子，可以介导TGF-β的生长抑制效应〔7〕。Smad4是一个抑癌基因，主要参与TGF-β超家族的细胞内信号转导，TGF-β超家族能抑制上皮细胞的增殖，具有潜在的肿瘤抑制功能〔8〕。TGF-β/Smad信号通路中，各Smad分子之间精密协调，共同完成生理和病理状态下TGF-β的生物效应〔9〕。在TGF-β信号通路一个关键细胞内信使是Smad4，其缺失可能会减弱或丧失TGF-β信号途径的生长抑制效应，从而促进肿瘤的发生发展。

在机体内抑制细胞生长、增殖与分化的有效途径则是TGF-β信号转导通路，抑癌基因Smad4是其中心分子，因此，Smad4的失活可促进细胞无休止的生长、增生与分化，从而诱发癌变。本研究显示，Smad4蛋白的阳性表达率在癌组织的表达明显下降，有的病例甚至无表达。Smad4蛋白表达的降低可影响TGF-β-Smad4通路中信号的正常传递，最终导致上皮细胞的过度增生与分化异常，从而参与恶性肿瘤的发生发展〔10〕。实验证明，Smad4表达减少阻碍了TGF-β信号的转导过程，会不同程度地失去了TGF-β抑制细胞增殖与引发细胞凋亡的生物学机制，便构成发生甲状腺癌的一个主要因素，此种生物学现象同Smad4在其他肿瘤发生中的作用极其相似。甲状腺未分化癌与滤泡癌及乳头状癌比较，Smad4蛋白的阳性表达率明显降低，这种现象也表明Smad4蛋白对甲状腺癌的分化机制可能也有重要作用。另外，伴有淋巴结转移的甲状腺癌组织Smad4蛋白阳性表达率明显低于无淋巴结转移组织，结果表明肿瘤细胞分化越低，其发生浸润与转移的机会就越多。

肿瘤的发生是多种因素所致，肿瘤细胞能抵抗生长抑制因子的作用，能够在无外源性生长因子时生长、侵袭与转移，有无限的增殖能力〔11〕。近年来证实Smad4表达水平与一些恶性肿瘤发生、发展、生物学行为及其预后有密切关系，阳性与阴性表达者比较，Smad4阳性表达者肿瘤多分化好，生长速度慢，侵袭和转移能力弱〔12〕。由于维持细胞正常生长的必要条件是信号通路的完整性，作为TGF-β信号通路中一个主要的组成成分Smad4，在甲状腺癌的发生发展中起重要作用。综上，Smad4蛋白是TGF-β家族成员中重要的细胞内介质，当其发生功能失活或基因突变时可促进TGF-β/ Smad4信号通路异常，从而失去了TGF-β的负调控作用，使细胞逃脱了TGF-β的抑制作用，促进细胞的癌变，也影响癌细胞的生物学行为。

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6 Kalo E，Buganim Y，Shapira KE，etal.Mutant p53 attenuates the SMAD-dependent transforming growth factor beta1(TGF-beta1)signaling pathway by repressing the expression of TGF-beta receptor type Ⅱ〔J〕.Mol Cell Biol，2007；27(23)：8228-42.

7 邝 钢，郭 炜，郭艳丽，等.贲门腺癌组织中Smad基因家族不同成员的表达及其临床意义〔J〕. 中国肿瘤生物治疗杂志，2012；19(2)：180-5.

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10 李 强，郭庆红，路 红，等. 胃癌Smad4、CyclinD1和p21(waf1)表达意义及其与生存的关系〔J〕. 兰州大学学报(医学版)，2011；37(1)：25-30.

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12 Muro-Cacho CA，Rosario-Ortiz K，Livingston S，etal.Defective transforming growth factor beta signaling pathway in head and neck squamous cell carcinoma as evidenced by the lack of expression of activated Smad2〔J〕.Clin Cancer Res，2002；7(6)：1618-26.

〔2015-07-29修回〕

(编辑 苑云杰/曹梦园)

吉林市科技局计划项目(201536069)

刘楠楠(1976-)，女，讲师，博士，主要从事肿瘤分子病理学研究。

R736.1

A

1005-9202(2017)05-1077-02；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.05.017