Особенности экспрессии маркеров эпителиально-мезенхимального перехода – E-кадгерина и ZEB1 – при колоректальном раке

Цель исследования. Оценить особенности экспрессии маркеров эпителиально-мезенхимального перехода – E-кадгерина и ZEB1 у пациентов колоректальным раком (КРР) II-IV стадий.

Материалы и методы. Материалом для исследования послужил операционный материал 299 больных раком толстой кишки II-IV стадий, находившихся на лечении в ФГБУ «НМИЦ онкологии» Минздрава России с 2013 по 2016 гг. Больные находились в возрасте от 42 до 86 лет, где средний возраст составил 64,2±1,7 года. У 110 больных диагностирована II стадия заболевания (T3-4 N0 M0 ), у 88 больных – III стадия (T1-4 N1-2 M0 ), у 101 пациента – IV стадия (T1-4 N0-2 M1 ). Для иммуногистохимического исследования использовали поликлональные антитела к ZEB1 (фирмы Biorbyt Ltd., Великобритания) и моноклональные мышиные антитела к E-cadherin (фирмы Diagnostic BioSystems, США). Оценивали интенсивность и степень окрашивания опухолевых клеток, долю окрашенных опухолевых клеток в образце и количество пациентов с положительным и отрицательным статусом по экспрессии маркера. Сравнение групп проводили с помощью непараметрического критерия Манна-Уитни (U-критерий) и критерия χ² Пирсона.

Результаты. Было выявлено, что положительная экспрессия E-кадгерина встречалась в 64,5 % (193 из 299 больных), ZEB1 наблюдалась у 80,6 % (241 из 299 больных). Количество пациентов с позитивными E-кадгерин опухолями статистически значимо уменьшалось (χ2 =15,888 при p<0,001) от II к IV стадии, тогда как в случае с ZEB1 – статистически значимо увеличивалось (χ²=43,912 при p><0,001) от II до IV стадии. Средние значения уровня экспрессии положительно окрашенных клеток составили: при II стадии – E-кадгерин – 55,3±6,8 %; ZEB1-43,0±5,9 %; при III стадии – E-кадгерин – 38,4±5,8 %; ZEB1-77,0±5,5 %; при IV стадии – E-кадгерин – 14,7±4,7 %; ZEB1-76,9±3,5 %. Выявлена достоверная разница средних значений экспрессии ZEB1 при III и IV стадиях в сравнении со II стадией, а также экспрессии E-кадгерина при II и III стадиях в сравнении с IV стадией (р><0,05). Значимых различий средних значений экспрессии ZEB1 и E-кадгерина не отмечено между III и IV стадиями, II и III стадиями, соответственно.

Заключение. Таким образом, в исследовании удалось показать статистически значимую связь между стадиями опухолевого процесса, экспрессией E-кадгерина и ZEB1 при эпителиально-мезенхимальном переходе (ЭМП). Снижение экспрессии E-кадгерина опухолевыми клетками больных от II стадии к IV и усиление экспрессии ZEB1 в исследуемых группах оказались статистически значимы (р<0,05).

1. Злокачественные новообразования в России в 2015 году (заболеваемость и смертность). Под ред. А.Д.Каприн, В.В.Старинский, Г.В.Петрова. МНИОИ им. П.А. Герцена. М.: 2017, 250 с.

2. Непомнящая Е.М., Кит О.И., Нистратова О.В., Новикова И.А., Никипелова Е.А., Бахтин А.В. и др. Циркулирующие опухолевые клетки и некоторые морфо-иммуногистохимические показатели при колоректальном раке. Современные проблемы науки и образования. 2016;(2):140.

3. Патютко Ю.И., Котельников А.Г., Мамонтов К.Г., Пономаренко А.А., Лазарев А.Ф. Непосредственные результаты резекций печени по поводу метастазов колоректального рака. Онкологическая колопроктология. 2014;(1):14–20.

4. Крахмаль Н.В., Завьялова М.В., Денисов Е.В., Вторушин С.В., Перельмутер В.М. Инвазия опухолевых эпителиальных клеток: механизмы и проявления. Acta Naturae. 2015;7(2(25)):18–31.

5. Поспехова Н.И., Шубин В.П., Цуканов А.С., Кашников В.Н., Фролов С.А., Ачкасов С.И. и др. Эпителиально-мезенхимальный переход при колоректальном раке разных стадий. Молекулярная медицина. 2015;(1):34–38.

6. Сагакянц А.Б. Объединенный иммунологический форум: современные направления развития фундаментальной и прикладной онкоиммунологии (Новосибирск, 2019). Южно-Российский онкологический журнал. 2020;1(2):36–45. https://doi.org/10.37748/2687-0533-2020-1-2-5

7. Nieto MA, Huang RY-J, Jackson RA, Thiery JP. EMT: 2016. Cell. 2016 Jun 30;166(1):21–45. https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.06.028

8. Spaderna S, Schmalhofer O, Hlubek F, Berx G, Eger A, Merkel S, et al. A transient, EMT-linked loss of basement membranes indicates metastasis and poor survival in colorectal cancer. Gastroenterology. 2006 Sep;131(3):830–840. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2006.06.016

9. Schmalhofer O, Brabletz S, Brabletz T. E-cadherin, beta-catenin, and ZEB1 in malignant progression of cancer. Cancer Metastasis Rev. 2009 Jun;28(1–2):151–166. https://doi.org/10.1007/s10555-008-9179-y

10. Eger A, Aigner K, Sonderegger S, Dampier B, Oehler S, Schreiber M, et al. DeltaEF1 is a transcriptional repressor of E-cadherin and regulates epithelial plasticity in breast cancer cells. Oncogene. 2005 Mar 31;24(14):2375–2385. https://doi.org/10.1038/sj.onc.1208429

11. Spaderna S, Schmalhofer O, Wahlbuhl M, Dimmler A, Bauer K, Sultan A, et al. The transcriptional repressor ZEB1 promotes metastasis and loss of cell polarity in cancer. Cancer Res. 2008 Jan 15;68(2):537–544. http://dx.doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-07-5682

12. Liu Y, Zhang N, Wang Y, Xu M, Liu N, Pang X, et al. Zinc finger E-box binding homeobox 1 promotes invasion and bone metastasis of small cell lung cancer in vitro and in vivo. Cancer Sci. 2012 Aug;103(8):1420–1428. https://doi.org/10.1111/j.1349-7006.2012.02347.x

13. Кит О.И., Шатова Ю.С., Новикова И.А., Владимирова Л.Ю., Ульянова Е.П., Комова Е.А. и др. Экспрессия P53 и Bcl2 при различных подтипах рака молочной железы. Фундаментальные исследования. 2014;(10-1):85–88.

14. Moussa RA, Khalil EZI, Ali AI. Prognostic Role of Epithelial-Mesenchymal Transition Markers “E-Cadherin, β-Catenin, ZEB1, ZEB2 and p63” in Bladder Carcinoma. World J Oncol. 2019 Dec;10(6):199–217. https://doi.org/10.14740/wjon1234

15. Sistigu A, Di Modugno F, Manic G, Nisticò P. Deciphering the loop of epithelial-mesenchymal transition, inflammatory cytokines and cancer immunoediting. Cytokine Growth Factor Rev. 2017 Aug;36:67–77. https://doi.org/10.1016/j.cytogfr.2017.05.008

16. Ситковская А.О., Новикова И.А., Златник Е.Ю., Ульянова Е.П., Шульгина О.Г., Колесников В.Е. и др. Корреляционный анализ показателей локального иммунитета и эпителиально-мезенхимального перехода больных колоректальным раком в зависимости от уровня циркулирующих опухолевых клеток. Современные проблемы науки и образования. 2020;(5):90. https://doi.org/10.17513/spno.30107

17. Xu F, Li S, Zhang J, Wang L, Wu X, Wang J, et al. Cancer Stemness, Immune Cells, and Epithelial-Mesenchymal Transition Cooperatively Predict Prognosis in Colorectal Carcinoma. Clin Colorectal Cancer. 2018 Sep;17(3):e579–e592. https://doi.org/10.1016/j.clcc.2018.05.007

18. Vlashi E, Pajonk F. Cancer stem cells, cancer cell plasticity and radiation therapy. Semin Cancer Biol. 2015 Apr;31:28–35. https://doi.org/10.1016/j.semcancer.2014.07.001

19. Chaffer CL, Marjanovic ND, Lee T, Bell G, Kleer CG, Reinhardt F, et al. Poised chromatin at the ZEB1 promoter enables breast cancer cell plasticity and enhances tumorigenicity. Cell. 2013 Jul 3;154(1):61–74. https://doi.org/10.1016/j.cell.2013.06.005

20. Genna A, Vanwynsberghe AM, Villard AV, Pottier C, Ancel J, Polette M, et al. EMT-Associated Heterogeneity in Circulating Tumor Cells: Sticky Friends on the Road to Metastasis. Cancers (Basel). 2020 Jun 19;12(6):1632. https://doi.org/10.3390/cancers12061632

21. Siebzehnrubl FA, Silver DJ, Tugertimur B, Deleyrolle LP, Siebzehnrubl D, Sarkisian MR, et al. The ZEB1 pathway links glioblastoma initiation, invasion and chemoresistance. EMBO Mol Med. 2013 Aug;5(8):1196–1212. https://doi.org/10.1002/emmm.201302827

22. Arumugam T, Ramachandran V, Fournier KF, Wang H, Marquis L, Abbruzzese JL, et al. Epithelial to mesenchymal transitioncontributes to drug resistance in pancreatic cancer. Cancer Res. 2009 Jul 15;69(14):5820–5828. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-08-2819

23. Miyahara S, Hamasaki M, Hamatake D, Yamashita S-I, Shiraishi T, Iwasaki A, et al. Clinicopathological analysis of pleomorphic carcinoma of the lung: diffuse ZEB1 expression predicts poor survival. Lung Cancer. 2015 Jan;87(1):39–44. https://doi.org/10.1016/j.lungcan.2014.11.007

24. Paek AR, Lee C-H, You HJ. A role of zinc-finger protein 143 for cancer cell migration and invasion through ZEB1 and E-cadherin in colon cancer cells. Mol Carcinog. 2014 Feb;53 Suppl 1:E161– E168. https://doi.org/10.1002/mc.22083

25. Yao X, Sun S, Zhou X, Zhang Q, Guo W, Zhang L. Clinicopathological significance of ZEB-1 and E-cadherin proteins in patients with oral cavity squamous cell carcinoma. Onco Targets Ther. 2017;10:781–790. https://doi.org/10.2147/OTT.S111920

26. Zhou J, Tao D, Xu Q, Gao Z, Tang D. Expression of E-cadherin and vimentin in oral squamous cell carcinoma. Int J Clin Exp Pathol. 2015;8(3):3150–3154.

27. Masuda R, Kijima H, Imamura N, Aruga N, Nakazato K, Oiwa K, et al. Laminin-5γ2 chain expression is associated with tumor cell invasiveness and prognosis of lung squamous cell carcinoma. Biomed Res. 2012;33(5):309–317. https://doi.org/10.2220/biomedres.33.309

28. van der Horst G, Bos L, van der Pluijm G. Epithelial plasticity, cancer stem cells, and the tumor-supportive stroma in bladder carcinoma. Mol Cancer Res. 2012 Aug;10(8):995–1009. https://doi.org/10.1158/1541-7786.MCR-12-0274

29. Jang MH, Kim HJ, Kim EJ, Chung YR, Park SY. Expression of epithelial-mesenchymal transition-related markers in triple-negative breast cancer: ZEB1 as a potential biomarker for poor clinical outcome. Hum Pathol. 2015 Sep;46(9):1267–1274. https://doi.org/10.1016/j.humpath.2015.05.010