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目的 观测Smad7对脑胶质母细胞瘤U251细胞增殖及浸润的影响。方法 应用CCK8和RTPCR分别检测Smad7稳定转染U251细胞与空载体转染U251细胞及U251细胞在增殖和Ncadherin 、Ecadherin、 vimentin、 twist基因表达的差异。结果 Smad7转染后,上皮细胞间质化相关基因表达未见改变(P>0.05),但相对于空载体转染U251细胞及U251细胞其增殖速度减慢。结论 Smad7稳定转染后未见胶质母细胞瘤上皮细胞间质化改变,但Smad7高表达可抑制胶质母细胞瘤细胞增殖。
胶质母细胞瘤(GBA)是最为恶性的颅内肿瘤之一,由于缺乏有效的临床治疗手段,GBA的预后极差。大量的研究数据表明,转化生长因子β(TGFβ)1在GBA恶性演进过程中发挥着至关重要的作用〔1~3〕。TGFβ异常所致疾病,通常是由于它的信号通路调控异常所引起的。Smad7蛋白作为TGFβ的细胞内重要负反馈调节因子,在肿瘤分子治疗方面的作用日益受到重视〔4~6〕。然而,Smad7在肿瘤恶性演进过程中所发挥的生物学作用却存在着争议,在一些肿瘤中,Smad7抑制肿瘤的生长与增殖,发挥着抑瘤因子的作用〔7,8〕,但在另外一些肿瘤中,Smad7的高表达水平却与该肿瘤的发生密切相关〔5〕。所以现多认为,Smad7生物学作用是细胞依赖性的,而目前,关于Smad7对胶质瘤细胞生物学行为影响的研究少有报道。
本实验以稳定转染了Smad7的GBA细胞系U251细胞(SU2)、转染了空载质粒PcDNA3.0的U251细胞(CU)及正常U251细胞为研究模型,比较SU2细胞与CU及U251细胞生物学行为的不同,探讨Smad7对GBA细胞生物学行为的影响。
1 材料与方法
1.1 质粒和细胞株
人GBA U251细胞、Smad7稳定转染GBA细胞及空载质粒PcDNA3.0稳定转染U251细胞为本实验室所保存。试剂:IMEM培养基 (Gibco公司);新生牛血清(杭州四季青公司);G418 (Invitrogen);RTPCR试剂盒(TaKaRa);CCK8试剂盒(碧云天)。人胶质母细胞瘤U251细胞(U251组)、Smad7稳定转染GBA U251细胞(SU2组)及空载质粒PcDNA3.0稳定转染U251细胞(CU组)由本实验室冻存;细胞复苏用含10%胎牛血清IMEM培养,置于含5%CO2的培养箱中,在37℃、95%湿度条件下培养。
1.2 细胞总RNA抽提
分别复苏人GBA U251细胞、Smad7稳定转染GBA细胞及空载质粒PcDNA3.0稳定转染U251细胞,以1?05/ml的接种密度将其分别接种入3块六孔板中,待细胞长满后,每3孔为1组,每孔中分别加入100 μl Trizol(Invitrogen)裂解,按照试剂盒说明书抽提RNA,分光光度计测定浓度。所有样品RNA 260/280 OD比值均为1.8~2.0。
1.3 RTPCR
逆转录cDNA:反应总体系30 μl,取标本总RNA1.5 μg,加入RT反应液中(TaKaRa)。反应条件为:30℃ 10 min,42℃ 30 min,99℃ 5 min,5℃ 5 min。PCR:反应总体系50 μl,取RT反应产物10 μl加入PCR反应液(TaKaRa)40 μl中,各引物序列见表1。反应条件:94℃ 2 min,94℃变性15 s,53℃退火30 s,72℃延伸45 s,共30个循环。最后72℃ 5 min。PCR产物用2%琼脂糖凝胶,80 V电压电泳45 min,PCR产物条带密度应用凝胶成像系统扫描,并应用Kodak Digital Science 1D软件进行定量,每组实验均重复3次。表1 引物序列(略)
1.4 细胞划痕实验
以1?05/ml的接种密度将人GBA U251细胞、Smad7稳定转染GBA细胞及空载质粒PcDNA3.0稳定转染U251细胞分别接种入3块六孔板中,待细胞长满后,移除细胞培养基,经PBS清洗后,加入不含血清的IMEM培养基,用200 μl黄色枪头在各个孔中垂直划痕,24 h后,显微镜下观察细胞迁移情况。
1.5 CCK8计数细胞
将人GBA U251细胞、Smad7稳定转染GBA细胞及空载质粒PcDNA3.0稳定转染U251细胞分别接种入96孔板内,每种细胞接种于3个孔内,细胞密度为0.5?04/孔,置于37℃,5% CO2饱和湿度培养箱内培养24 h后,取出1个96孔板,在各孔内加入10 μl的CCK8试剂,前后摇匀;将培养板放在培养箱内孵育2 h后450 nm波长处测定吸光度,将各实验组OD值减去无细胞组及空白孔OD值,每隔24 h重复上述实验步骤,共重复6次。
1.6 统计学处理
计量数据以x眘表示,采用SPSS14.0软件进行组间t检验。
2 结果
2.1 Ncadherin 、Ecadherin、 vimentin、 twist等基因的琼脂糖凝胶电泳检测
紫外光下观察见Ncadherin 、Ecadherin、 vimentin、 twist等靶基因均为单一条带,且大小与目的片段大小相符。然而,上述基因在人GBA U251细胞、Smad7稳定转染GBA细胞及空载质粒PcDNA3.0稳定转染U251细胞的表达未见有明显差异(P>0.05),见图1。为了观察Smad7转染后对GBA 生长的影响,应用CCK8试剂盒测定细胞数目,并制定生长曲线,发现转染了Smad7的GBA 细胞生长速度较U251细胞及空载转染细胞明显低(P<0.05)。见图2。
2.2 肿瘤细胞的培养及划痕实验
人GBA U251细胞、Smad7稳定转染GBA 细胞及空载质粒PcDNA3.0稳定转染U251细胞经培养后,未见明显形态差异,均呈贴壁生长,胞体较大,呈多形性,有多个突起,培养2 d后,当细胞密度增加后,胞体呈成纤维样改变。同时,三种细胞划痕实验结果未见显著性区别(P>0.05)。
3 讨 论
Smads是TGFβ的重要细胞内调节因子,通常将其分为3种类型受体调节型:包括Smad2和Smad3,其最先由TGFβ1型受体激活;协同调节型:即Smad4;抑制型:包括Smad6和Smad7。当受体调节型Smad被激活后,与Smad4形成异聚体,进而从细胞质进入核内,发挥转录因子功能而激活靶基因。同时也激活抑制型Smad,形成反馈调节抑制。
TGFβ与恶性肿瘤的发生发展密切相关,但具体分子机制目前仍不清楚,现有研究认为,TGFβ主要是通过促进上皮细胞间质化(EMT)的过程来促进肿瘤的侵袭及转移。EMT 主要是指已分化的上皮细胞向间质成纤维样细胞过渡的一种过程,在EMT过程中,上皮细胞失去上皮细胞标记,如:Ecadherin。而一些间质化细胞的标记,如:Ncadherin、 vimentin、 twist等却得以表达。作为TGFβ的主要细胞内抑制因子,Smad7对于EMT的影响少有报道,本研究发现Smad7稳定转染U251细胞的形态与U251细胞及空载质粒PcDNA3.0稳定转染U251细胞的形态没有明显区别。同时在本研究中,还对Ecadherin 、Ncadherin、 vimentin、 twist等基因在上述几种细胞的表达情况进行了分析,上述基因在这几种细胞表达也未见明显异常。这至少说明了Smad7对于GBA 的EMT的影响不大。
本实验还发现Smad7稳定转染U251细胞的生长速度明显较U251细胞及空载质粒PcDNA3.0稳定转染U251细胞低,通常认为,TGFβ具有抑制细胞生长的作用,Smad7作为TGFβ的重要抑制因子,其高表达应该促进细胞增殖,但本实验结果却不支持该理论。最近的研究发现,Smad7尚可不依赖于TGFβ而独立发挥生物学功能,且与肿瘤细胞凋亡的发生密切相关〔7,9〕。推测很有可能Smad7也参与了胶质瘤细胞的凋亡过程,如果这个推论成立的话,那么Smad7对于GBA 的基因治疗将具有重要意义。
【参考文献】
1 Naumann U,Maass P,Gleske AK,et al. Glioma gene therapy with soluble transforming growth factorbeta receptors Ⅱ and Ⅲ〔J〕.Int J Oncol,2008;33:75965.
【关键词】 多中心胶质瘤;胶质母细胞瘤;诊断;治疗
多中心胶质瘤指远离的各自独立的胶质瘤存在于不同脑叶或半球,其间无既定途径相连(如胼胝体,穹窿,内囊等),排除经脑脊液循环播散的原发脑肿瘤或转移瘤[1]。本科于2009年10月收治1例经病理切片证实的多中心胶质母细胞瘤。结合文献对其组织起源、发病机理、诊断、治疗及预后探讨如下。
1 病 例
患者,男,44岁。因“头痛20余天加重1周伴恶心呕吐”入院。查体:神清,语利,四肢活动正常。视野检查双颞外上象限视野缺损。头颅mri平扫:双侧枕叶及左侧颞叶海马区示散在长t1(图1)长t2(图2)信号,其周可见大片水肿样信号,双侧脑室后角受压。增强扫描可见2枚明显环化强化灶(图3)。入院诊断:颅内多发占位,考虑转移瘤可能性大。就其原发病灶进行相关检查寻找:腹部b超(肝胆脾胰双肾),甲状腺及前列腺b超未见异常,相关肿瘤标记检查结果均阴性。入院完善相关检查后在全麻下行右枕叶开颅肿瘤切除术。术中见脑组织张力极高,脑膨出明显,于矢状窦与横窦交汇处皮层造瘘约1cm见肿瘤组织,血供丰富,暗红色,鱼肉状,肿瘤中心部分坏死囊变,包膜不完整,与周围分界欠清,大小约3cm×3cm×4cm,切除肿瘤及部分水肿外膨脑组织,并去骨瓣减压。病理报告为胶质母细胞瘤(who iv)gfap(+)(见第92页彩色图版ⅷ之图4)、vimentin(+)(见第92页彩色图版ⅷ之图5)。术后患者头痛呕吐等症状缓解,遗有双颞外上象限视野缺损,术后2周接受放化疗。
头颅mri平扫:双侧枕叶及左侧颞叶海马区示散在长t1(图1)长t2(图2)信号,
其周可见大片水肿样信号。增强扫描可见2枚明显环化强化灶(图3)。
2 讨 论
2.1 组织起源与发病机理 多发颅内占位,常常考虑为转移瘤,但原发性胶质瘤也可有类似表现[1]。多中心胶质瘤非常罕见,由于临床表现,影像学及病检多样性不同,其发生率据报道约1%~10%[1,2]。brandley[1,3]于1880年第1次报道了多发胶质瘤病例,1963年batzdorf和malamud将其分为多局灶和多中心胶质瘤[4],以区别于其他颅内肿瘤。与多中心胶质瘤不同,多局灶胶质瘤通过既定通路蔓延生长,或脑脊液血液循环播散,在局灶形成卫星结节样改变[1]。胶质母细胞瘤(who iv)是其常见的恶性肿瘤之一,本例通过病检证实;其次,星形细胞瘤,室管膜细胞瘤等亦有相关报道。有报道多中心胶质母细胞瘤占其胶质母细胞瘤的2.4%~4.9%[5]。kyritsis等,对51例多发性胶质瘤病理切片观察,其中有31例病检为胶质母细胞瘤,且多中心胶质瘤各瘤结节可为相同类型或不同类型组成[6]。
多中心胶质瘤发病机理尚不明确,有多种假说,但或多或少都存在质疑。有学者认为源于胶质母细胞在最初发育时突变散播在中枢神经系统中形成,或者身体其他器官的癌细胞突破血脑屏障,种植在大脑中,其具体入脑途径及发病机理尚不清楚。willis提出“两阶段”假说:首先,肿瘤突变过程发生在整个大脑或其广泛领域,其中一些对其有抵抗性,而另一些则有倾向性,适于肿瘤生长;其次,在其发育过程中,肿瘤可能源于同种或非同种原始细胞,在不同因素(生化,激素,病毒,寄生虫等)刺激下进而形成[1,2,7,8]。迄今尚无确实满意学说解释其发病机理。
2.2 临床表现与诊断 多中心胶质瘤发病年龄广泛,但多发生于中老年人,儿童亦有相关报道[2,7,8]。其临床表现多样而无特征性,多取决于肿瘤侵犯部位和速度,临床表现有局灶神经系统症状,如感觉运动障碍、视野缺损、失语,以及癫痫和颅内高压症状等[2],本例表现为颅内高压及视野缺损。头颅mri及ct为诊断提供了不可或缺的辅助工具,但与ct相比,mri及增强对明确其肿瘤数量、性质、侵犯边界及水肿延伸带更有优势。多中心胶质瘤主要应与颅内多发转移瘤、脑脓肿相鉴别,转移瘤常有原发病灶存在,且转移瘤多位于顶枕叶皮质层或白质交界,而多中心胶质瘤则位置不定,转移瘤多不规则环形强化,而多发胶质瘤在增强可表现单一增强或环形强化,转移瘤边界呈多样性,而多中心胶质瘤边界多不清楚。脓肿坏死多伴有周身病菌原发灶感染及脑脊液炎性改变,另外,dwi扩散加权常用来鉴别肿瘤坏死(低信号)和脓肿坏死(高信号)。总之,其鉴别诊断在ct、mri上区分仍存在困难[2],易误诊,本例最初即误诊为多发转移瘤,确诊金标准仍是病理活检。多数学者认为立体定位穿刺活检对明确诊断是非常安全可靠的,国外有报道致残率和死亡率均0%[1]。
近来,新技术fdgpet可以观察其肿瘤生物特性及分化代谢之优势,特别是针对颅内多发肿瘤的不同代谢方式,并对其临床、生物形态学及分子生化特性具有潜在的预见能力[5]。多中心胶质瘤的真实发生率很可能与现实报道不符,特别是与九十年代前比较,其主要原因在于神经系统影像学如mri发展及普及应用。另外,不同学者依据其发病机理、生长部位、产生时间先后、病理特点分级及预后好坏等侧重点不同,使得多中心或多局灶胶质瘤的诊断和分类标准亦存在多样性[2,9]。
2.3 治疗与预后 多中心胶质母细胞瘤预后多不佳,不少国外学者认为其确诊比积极手术治疗对其延长患者生命更有意义[1,2,7]。在治疗方面的选择仍存在争议:以往多拒绝手术,选择“姑息治疗”,主要原因在于手术过多切除脑组织及大量出血可能危及患者生命和出现神经功能受损影响其生活质量[7]。目前观点认为应早期诊断,尽可能多地切除肿瘤,且通过立体定向显微外科入路避免损伤功能区和防止过多出血,辅以放化疗[10]。而国内更倾向于以手术治疗为主,但胶质母细胞瘤不太可能做到真正完全切除,应尽量做到多切除肿瘤同时作内外减压术[11]。总之,多中心胶质瘤以中老年多见,发病机理不详,其临床表现多样,可依据影像学检查并借助立体定向穿刺活检提高确诊率,选择适宜手术结合放化疗的治疗方案,以延长患者生存时间和提高生活质量[1]。
【参考文献】
1]maurizio s, emanuela c, epimenio ro,et al.multicentric gliomas: our experience in 25 patients and critical review of the literature[j]. neurosurg rev, 2003, 26:275279.
[2]zhaohui li, yu tian, guozhang hu, et al.multiple gliomas[j].chinese journal of clinical oncology, 2007,6(4):379383.
[3]bradley wl. case of gliosarcomatous tumors of the brain[j]. proc conn med soc, 1880, 2: 3941.
[4]batzdorf u, malumid n. the problem of multicentric gliomas[j]. j neurosurg, 1963, 20: 122136.
[5]cecile c, eric g, philippe m, et al.fdgpet to predict different patterns of progression in multicentric glioblastomas: a case report[j]. j neurooncol, 2008, 90: 4751.
[6]kyritsis ap, levin va, yung wk, et al.imaging patterns of multifocal gliomas[j]. eur j radiol, 1993, 16: 163170.
[7]zamponi z,rychlicki f,ducati a, et al.multicentric glioma with unusual clinical presentation[j]. child's nerv syst, 2001, 17: 101105.
[8]j francisco, marcos v,andre r, et al.positive reactiion for cysticercosis and multicentric anaplastic oligoastrocytoma[j]. childs nerv syst, 2006, 22: 182185.
【关键词】 脑肿瘤,胶质瘤;体层摄 影术,X线计算机
CT图像上表现为均匀高密度的脑星形胶质细胞瘤不多见,国内文献只有零星报道,较少有系统介绍[1]。本文收集1997年3月-2008年12月间经手术病理或临床、影像追踪证实的27例,主要就其CT表现介绍如下。
材料与方法
1.一般资料
本组27例,男8例,女19例。年龄30-70岁,以头部外伤检查者7例,以突发癫痫来检查者9例,以头痛伴肢体无力来检查者11例,病程最短1天,最长3个月。
2.检查方法
使用philips Brilliance 6全身螺旋CT机或岛津SCT-4500TF全身CT机。使用岛津SCT-4500TF全身CT机扫描12例。常规10mm层厚/层距,部分5mm层厚/层距。其中2例行增强扫描,用60%泛影葡胺50ml静脉手推后扫描。使用philips Brilliance 6全身螺旋CT机扫描15例,9例直接轴扫,6例螺扫后重建。其中3例行增强扫描,50ml碘海醇高压注射器注入静脉后螺旋扫描。
结果
1.CT表现
本组幕上多见,共23例,幕下4例。幕上者分别位于额叶、顶叶、枕叶各7例,基底节3例,位于大脑白质区20例,灰质区10例。病灶边缘不清楚者24例,清楚者3例。病灶最大者2.8cm×3.2cm,最小者1.0cm×1.0cm。病灶周边均无水肿。12例行增强扫描,4例无强化,8例轻度至中度均匀强化。
2.手术病理
19例于一周内手术,2例经定向穿刺活检。病检结果:间变性星形细胞瘤7例,巨细胞性胶质母细胞瘤7例,毛细胞性星形细胞瘤3例,多形性黄色星形细胞瘤4例。
3.病例举例
患者,女,60岁,以突发癫痫来诊。头部CT平扫示:左额顶叶白质区见一大小约1.2cm×2.0cm稍高密度影,边缘不清,质地均匀,CT值约47HU,周边无水肿影,考虑灰质异位或者脑肿瘤(图1)。临床经脱水对症治疗,两周后复查CT。平扫见左额叶病灶明显扩大,边缘不清,质地不均,局部密度增高(图2)。手术见肿瘤呈紫红色,质软脆,血运丰富,边界不清,无包膜,分块切除肿瘤,镜下全切。病理诊断:巨细胞性胶质母细胞瘤(WHO IV级)。
患者,女,60岁,头痛一周,伴右下肢无力。头部CT平扫示:左尾状核头部见一小结节影,呈稍高密度,CT值约67HU,边缘尚清,外缘不整,增强扫描无强化(图3,4)。选择病变为靶点,穿刺搜集约5mmX5mmX10mm组织,见组织呈暗紫红色,血运丰富,冷冻送检。病理结果:间变性星形细胞瘤(WHO III级)。
讨 论
脑胶质瘤起源于神经间质细胞即胶质细胞,为颅内最常见的肿瘤,占全部颅内肿瘤的40%。常见的有星形细胞瘤、少枝胶质瘤、室管膜瘤及髓母细胞瘤等,以前者最常见。该瘤可发生于任何年龄,但多发于青年人。成人好发于幕上,儿童好发于幕下。肿瘤无包膜,生长方式呈浸润性。肿瘤易发生囊变、坏死、钙化、出血等。其病理表现因细胞间变程度,肿瘤血管及退行性变而异。通常CT表现为脑内低密度肿块,边界不清,形态不规则,周围脑质有水肿,有显著占位效应。而Ⅰ、Ⅱ级星形细胞瘤呈浸润性生长,但与胶质间境界清晰,周围很少有水肿区。由于肿瘤血管内皮细胞结合紧密,血脑屏障较为良好,因而不发生或较少发生造影剂血管外溢,故无强化或仅有轻度强化[1,2]。
组织学上脑胶质瘤分4型,即纤维细胞型,原浆细胞型,毛发细胞型和肥胖细胞型,在CT和MRI上4型无明显区别。CT及MRI将其分为四级,I级为良性,II级为过度性,III,IV级为恶性[2]。
文献介绍,通过对照研究发现,毛发细胞型一般仅表现在I级,肥胖细胞型仅表现在II级以上者,以III,IV级为多,纤维细胞型和原浆细胞型表现在I-IV级中[2]。据统计,I级者13.3%为混合密度灶,III,IV级中13.1%为高低等密度灶,其中高密度灶为出血,II级中多数为混合密度灶[2]。本组病例所见与此不一,本组病理分级为III--IV级,但均为均匀高密度病灶。本组CT显示的高密度灶病理中未发现出血灶,多为纤维细胞。
作者发现部分胶质瘤平扫时为片状略高密度影,边界清晰,周围无水肿,中等强度强化,此类肿瘤易被误诊为脑血管畸型,海绵状血管瘤。此类胶质瘤病理改变常为细胞间变程度低、浸润性小、生长缓慢,多为Ⅰ、Ⅱ级星形细胞瘤[3]。本组CT表现与其相似,但病理分级均比较高,多为III-IV级。
本组病例在早期多数被误诊[1],分别误诊为脑挫裂伤并血肿、高血压脑出血、血管畸形、脑灰质异位、脑膜瘤等。所以,在日常工作中,遇到上述CT表现应想到高密度脑星形胶质细胞瘤可能。
参考文献
1. 胡洪斌. 高密度脑胶质瘤CT误诊分析[J].中华误诊学杂志,2009,9(25)6212-6213.
【关键词】 脑肿瘤 神经胶质瘤 肿瘤转移 层粘连蛋白 免疫组织化学
ABSTRACT: Objective To explore expression patterns of laminin α1、α2、α3、α5 subunit in the human brain glioma. Methods The expression of laminin α1、α2、α3、α5 subunit in 77 brain glioma,8 normal brain tissue and 10 metastatic tumor specimens were analyzed by immunohistochemistry and image analysis technique. Results 1.There were negative expression of laminin α2、α3 subunit and positive expression of laminin α1、α5 subunit in the human brain gliomas, whose positive staining located in tumour cell membrane, plasma. The positive staining intensity was correlated with pathological grade of glioma(P0.05), but was stronger than expression in metastatic tumor (P
KEY WORDS: brain neoplasms; glioma; neoplasm metastasis; laminin; immunohistochemistry
福建医科大学学报 2008年7月 第42卷第4期梅文忠等:层黏连蛋白α1、α2、α3、α5亚基在人脑胶质瘤中的表达层黏连蛋白(laminin,LN)是一族具有多种生物学功能的细胞外基质(extracellular matrix,ECM)糖蛋白,它们参与基底膜构建,对维持基底膜的完整结构起重要作用,还在细胞黏附、生长、迁移中扮演着至关重要的角色[1]。研究表明,某些LN分子在胶质瘤细胞中表达增高,且与肿瘤病理级别相关,参与胶质瘤侵袭性生长而罕见颅外转移行为的调控[23],但是以往的研究多是针对LN蛋白分子或某些LN亚型分子的研究,如LN5,LN8,LN9,LN10/11等。本实验采用免疫组织化学SP法检测LNα1,α2,α3,α5亚基在不同病理级别的脑胶质瘤中的表达情况,探讨其与人脑胶质瘤生物学行为的关系。
1 材料和方法
1.1 材料
手术切除并经病理检查证实的人脑胶质瘤标本77例,其中星形细胞瘤41例、少突胶质细胞瘤7例、混合型胶质细胞瘤10例、室管膜瘤9例、髓母细胞瘤3例、胶质母细胞瘤7例。77例中,男性49例、女性28例,年龄(35±5.9)岁(3~70岁)。参照2000年WHO神经系统肿瘤分类及分级标准:Ⅰ级10例,Ⅱ级34例,Ⅲ级23例,Ⅳ级10例;术前均未接受放疗或化疗。取10例经病理检查证实的非神经系统来源的脑内转移瘤标本,男性7例,女性3例,年龄(54±2.8)岁(45~72岁)。8例正常脑组织标本取自颅脑损伤行内减压术患者,男性5例、女性3例,年龄(37±4.3)岁(13~61岁)。所有组织标本取后立即用10%福尔马林固定,常规石蜡包埋,研究时选取典型蜡块作2~4 μm连续切片。
1.2 方法
1.2.1 主要试剂
羊抗人LNα1,α2,α3,α5亚基多克隆抗体(浓缩型)购自美国SantaCruz公司;超敏SP试剂盒购自福州Maixin Bio公司。
1.2.2 免疫组织化学
使用柠檬酸盐(PH 6.0)高温高压修复法进行抗原修复,免疫组织化学使用超敏SP法,具体参照说明书进行。抗体工作浓度(1∶100)。
1.2.3 结果判断
定位于脑胶质瘤细胞质及细胞膜上根据染色程度及染色细胞百分率进行分析评分[3]:着色缺如者为0分、淡者为1分、适中者为2分、深者为3分;着色细胞占细胞记数百分率<5%为0分、5%~25%为1分、26%~50%为2分、>50%为3分;每张切片着色与着色百分率得分相乘为其最后得分:规定0~1分者为阴性(-)、2~3分者为弱阳性(+)、4~6分者为阳性(++)、>6分者为强阳性(+++)。
在脑胶质瘤血管内皮细胞膜及血管基膜染色阳性的指标,利用ImagePro Plus 6.0软件测定阳性染色的血管内皮及基膜的平均光密度值(average optical density,AOD)和阳性染色的微血管管壁厚度(microvascular wall thickness,MWT)。
1.3 统计学处理
应用SPSS 11.5软件对检测数据进行统计处理,采用单因素方差分析、Kendall’s等级相关分析检验方法。P
2 结 果
2.1 LNα1,α5的表达
LNα1主要定位在肿瘤细胞膜上,病理级别越高染色越强;阳性染色的细胞呈巢状分布或散在分布,在少数高级别胶质瘤标本中还可见阳性染色的瘤细胞围绕着血管分布,而在血管内皮细胞及基膜无染色(表1~2,图1)。表1 LNα1,LNα5在胶质瘤细胞中的阳性表达强度与病理级别的关系(略)表2 LNα5在血管内皮及基膜中的阳性表达强度与脑内肿瘤恶性程度的关系(略)
LNα5不仅在所有胶质瘤的瘤体及瘤周肿瘤细胞膜与细胞质上有染色,且病理级别越高染色越强;同时,血管内皮细胞及基膜也出现阳性染色,表现为靠管腔的一层内皮细胞和基膜呈连续、完整的阳性染色,但染色强度在胶质瘤各级别之间无明显差异。然而,LNα5在正常脑组织的血管内皮细胞及基膜无阳性染色,在脑内转移瘤的血管内皮细胞及基膜也仅见弱阳性染色,但染色基膜呈不连续,染色强度低于胶质瘤组;不过,胶质瘤和转移瘤标本血管腔中红细胞膜上均可见LNα5强阳性染色(图1,2)。
2.2 LNα2、α3的表达情况 LNα2、α3亚基在胶质瘤细胞及血管内皮细胞和基膜中均无阳性表达。
3 讨 论
研究发现,LN能增强胶质瘤细胞活动性,促进胶质瘤细胞粘附和迁移,促进肿瘤的侵袭[1,3]。陈菊祥等利用含13939种人类基因的BioStarH40S型芯片筛选人脑胶质母细胞瘤与侵袭性相关基因的表达和功能,结果发现层黏连蛋白、血小板衍化生长因子受体A(PDGFRA)等8条细胞骨架和细胞外基质基因均在胶质母细胞瘤中显著上调[4]。研究也发现PDGFRA和LN可以促进肿瘤新生血管的形成,导致胶质母细胞瘤侵袭性增强[5]。最近,Kawataki等在体外实验中发现含α3的LN5和含α5的LN10可强烈的促进胶质瘤细胞迁移,含α1的LN1作用较弱,含α2的LN2和α4的LN8在体外对胶质瘤细胞迁移无促进作用[6]。本研究发现,LNα1、α5在胶质瘤的瘤体及瘤周、瘤细胞质与细胞膜均有表达,表明LN可由瘤细胞合成、组装、分泌;本研究发现LNα1、α5在胶质瘤细胞浆膜的表达强度与病理级别密切相关,随着病理级别的增高而表达增强,提示它们可能与瘤细胞恶性程度有关,促进瘤细胞之间或瘤细胞与ECM、血管基膜之间的黏附和迁移。
临床病理发现,脑组织虽是身体其他器官原发癌转移的好发部位,但颅内原发肿瘤却很少颅外转移,其原因也被认为与LN在脑胶质瘤中的分布特征有关[3]。本研究发现,LNα5在胶质瘤血管内皮细胞和基膜上表达增高,且LNα5在基膜上的表达是连续的、完整的,与之前的文献报道基本相符;而在脑内转移瘤中见LNα5在血管内皮和基膜的表达较弱,且不连续、有断裂。提示LNα5可能影响胶质瘤细胞侵袭血管向颅外转移。
基膜上的LN除了可抑制瘤细胞穿越血管壁而发生转移外,还可通过与瘤细胞表面存在LN受体(整合素类和非整合素类)的结合,诱导瘤细胞的黏附和迁移[7]。Lugassy等用内皮细胞形成类管腔结构并与肿瘤细胞共培养发现,胶质瘤细胞可沿着管腔外表面前行,并包绕在血管基底膜成分LN的外周[8]。提示本研究中的LNα5可能在影响胶质瘤颅外转移的同时,还诱导胶质瘤细胞沿着血管基膜向正常脑组织迁移。此外,在临床和不同动物实验中也观察到脑胶质瘤细胞还常沿有髓纤维(束内、束周及束间)侵袭,研究表明虽然脑胶质瘤细胞系能特异地粘附到中枢神经系统髓磷脂提取物,但比粘附到纯化的LN上明显要慢[9]。
吕德兰血型糖蛋白(Lu),也称为基底细胞黏附分子(BCAM),是表达于红细胞膜上的一种LN受体,属于免疫球蛋白超家族,研究表明它与LN的高亲和力结合有助于器官发生、血管形成、红细胞生成,研究还表明它在一些疾病和恶性肿瘤中高表达,并和其它的黏附受体一起涉及到肿瘤的恶性转化和转移[1011]。Kikkawa等研究发现在ECM蛋白中,仅仅含α5链的LN是Lu/BCAM的配体[12]。本研究发现LNα5除了在血管内皮细胞和基膜表达外,还在红细胞膜上呈阳性染色,胶质瘤和转移瘤标本中红细胞膜上染色远强于正常脑组织,胶质瘤与转移瘤之间染色无明显差异。提示高表达的LNα5结合到红细胞膜受体上,其来源有可能是内皮细胞合成、分泌的,LNα5与Lu/BCAM相互作用在红细胞运输、肿瘤营养、血管内皮增生/新血管生成等过程中可能起重要作用。
不过,要确切地搞清楚是哪些LN亚基在脑胶质瘤的那些生物学行为中起作用?作用如何?分子机制何在?还需要借助现代分子生物学技术(基因敲除,基因转染、RNAi干扰技术等)在体内外实验(黏附、迁移、侵袭实验)中进一步研究。
【参考文献】
[1] Colognam H,Yurchenco P D. Form and funcation:the laminin family of heterotrimers[J]. Dev Uyn, 2000,218:213234.
[2] 江常震,陈锦锋,何理盛,等. 层黏连蛋白,MMP2、MMP9及TIMP1在人脑原发性胶质瘤的表达及临床意义[J]. 福建医科大学学报, 2001,35(1):49.
[3] 林志雄,张鹏飞,江常震,等. 人脑胶质瘤中LN、FN及p53基因蛋白的免疫组织化学与其侵袭微生态系统的相关性探讨[J]. 解剖学报, 2002,33(4):360365.
[4] 陈菊祥,卢亦成, 骆 纯,等. 利用基因芯片研究与胶质母细胞瘤侵袭性相关的基因[J]. 中华神经医学杂志, 2004,3(2):9395.
[5] Ljubimova J Y,Lakhter A J,Loksh A,et al. Overexpression of alpha4 chaincontaining laminins in human glial tumors identified by gene microarray analysis[J]. Cancer Research, 2001,61(14):56015610.
[6] Kawataki T,Yamane T,Naganuma H,et al. Laminin isoforms and their integrin receptors in glioma cell migration and invasiveness: evidence for a role of alpha5laminin(s) and alpha3beta1 integrin[J]. Exp Cell Res, 2007,313(18):38193831.
[7] Ruosatathi E. Control of cell motility and tumor invasion by extracellular matrix interactions Brit [J]. J Cancer, 1990,9:289292.
[8] Lugassy C,Haroun R I,Brem H,et al. Pericyticlike angiotropism of glioma and melanoma cells[J]. The American Journal of Dermatopathology, 2002,24(6):473478.
[9] Amberger V R,Paganetti P A,Seulberger H,et al. Characterization of a membranebound metalloendoprotease of rat C6 glioblastoma cells[J]. Cancer Research, 1994,54(15):40174025.
[10] Kikkawa Y,Miner J H. Review: Lutheran/BCAM: A Laminin receptor on red blood cells and in various tissues[J]. Connective Tissue Research, 2005,46:193199.
[关键词] 胶质瘤;PI3K/AKT/mTOR;靶向治疗;抑制剂
[中图分类号] R739.41 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701(2016)30-0165-04
胶质瘤是一种临床上常见的颅内肿瘤,可占中枢神经系统原发性恶性肿瘤的80%。其中,中间变性胶质瘤以及胶质母细胞瘤往往伴随着较低的治愈率及较高的死亡率[1]。临床上,胶质瘤的治疗主要是以外科手术结合放疗、化疗等措施为主,然而该类方案的治疗效果仍不理想。随着分子生物学的发展,针对影响胶质瘤增殖、转移及迁移相关信号鞯纪路的靶向治疗成为一种新的治疗模式并取得较好的疗效[2]。其中,由于其促肿瘤作用,PI3K/AKT/mTOR信号通路分子靶向治疗备受关注。接下来,本文着重对PI3K/AKT/mTOR信号通路在胶质瘤发生、发展中的作用及相关分子靶向治疗药物进行综述。
1 PI3K/AKT/mTOR信号通路与胶质瘤
PI3K/AKT/mTOR信号通路主要由PI3K、AKT及mTOR三个关键因子组成。该通路的主要传导机制如下:当PI3K受到受体酪氨酸激酶、Ras、整合素以及各种生长因子等多种因子作用而激活时,可通过磷酸化肌醇诱导3,4,5-三磷酸磷脂酰肌醇及3,4-二磷酸磷脂酰肌醇的生成[3];接下来,激活的Akt可通过3-磷脂酰肌醇依赖性蛋白激酶1及3-磷脂酰肌醇依赖性蛋白激酶2磷酸化,进而将信号传递给mTOR[4];而两种复合体形态的mTOR(雷帕霉素敏感mTORC1,对雷帕霉素不敏感mTORC2)可进而对下游相关mRNA的转录进行调节,最终影响细胞增殖、凋亡、分化、迁移等多种生理过程[5]。
近年来,PI3K/AKT/mTOR信号通路在肿瘤发生及发展中作用的研究多有报道[6]。在肿瘤细胞中,AKT可以通过磷脂酰肌醇3-激酶磷酸化转变为pAKT,而pAKT可进一步通过磷酸化激活caspase 9、Bad、FOXO、GSK-3b及IKK等因子促进细胞增殖,抑制细胞凋亡。同时,pAKT还可以缓解TSC1/2和Rheb对mTOR的抑制,而激活的mTOR与RAPTOR结合后可以通过mTORC1磷酸化激活核糖体S6激酶,进而干预5’-TOP结构的mRNA翻译,影响细胞的增殖。同时,pmTOR还可以与RICTOR结合并通过mTORC2磷酸化激活AKT,进一步促进细胞增殖。因此,PI3K/AKT/mTOR信号通路的激活表现出明显的促肿瘤作用[7]。
至今为止,大量研究证实PI3K/AKT/mTOR信号通路可以促进胶质瘤的发生与发展。据报道,PI3K的阳性表达率与胶质瘤的分级、分期及KPS评分密切相关,还与胶质瘤较差的预后明显相关[8,9];AKT的表达与胶质瘤的恶性程度正相关,抑制AKT可以有效地抑制胶质瘤细胞的增殖及侵袭能力[10,11];此外,mTOR对细胞周期有着明显的调控作用,其高表达不仅会加速肿瘤细胞的增殖,还会抑制肿瘤细胞发生自噬,最终促进胶质瘤的发生与进展[12]。
2 PI3K /AKT/mTOR信号通路抑制剂
2.1 PI3K抑制剂
PI3K抑制剂最初主要以LY294002及渥曼青霉素为主。大量研究证实该两种物质不仅具有明显的抗瘤作用,还体现出对化疗和放疗敏感性的增强上。研究发现,LY294002可以通过促进p-AKT及Bcl-2的表达降低胶质瘤对替莫唑胺的耐药性,并可以通过下调PI3K/AKT通路增加替莫唑胺对胶质瘤的细胞毒性,因而LY294002合并替莫唑胺可以有效地抑制胶质瘤细胞的增殖[13]。然而,由于其较短的半衰期,LY294002单独使用往往不能有效地抑制胶质瘤细胞的生长[14]。同时,放疗诱导的端粒酶活性上调可以逃避LY294002对PI3K的抑制,说明在胶质瘤放疗时还需注意对端粒酶活性的抑制[15]。对于渥曼青霉素,研究证实该药物可以通过抑制PI3K有效地阻碍胶质瘤的发展,并增强胶质瘤细胞对放疗的敏感性[16]。然而,渥曼青霉素因毒副作用大、水溶性差及选择性低等特征限制了其在临床上的应用[17,18]。随着分子生物学的发展,许多新型的PI3K抑制剂逐渐显露并应用于胶质瘤的临床研究中。作为渥曼青霉素的一种衍生物,PX-866可以明显抑制胶质瘤细胞体外的侵袭力,而动物模型中的研究发现PX-866可以有效地抑制胶质瘤的生长并延长中位生存期[19]。BKM120是一种可以通过血脑屏障的PI3K抑制剂,表现出对肿瘤增殖抑制以及促进凋亡的作用。研究证实,BKM120可以剂量依赖性地抑制小鼠体内胶质瘤的生长,并提高生存期[20];I期临床试验发现患者可以耐受BKM120联合贝伐单抗的治疗,该方案将进入Ⅱ期临床试验阶段。此外,GDC-0032、BYL719及INK1117等一系列新型的PI3K抑制剂逐渐显现,并有望成为高稳定性、低毒副作用的抗癌药物。
2.2 AKT抑制剂
哌立福新和MK-2206是最常用的AKT抑制剂,均已进入Ⅱ期临床试验阶段。在细胞中,哌立福新可以有效地通过阻碍AKT在细胞膜上的易位抑制AKT磷酸化。研究发现,哌立福新联合mTOR抑制剂西罗莫司(CCI-779)可以有效地抑制小鼠体内胶质瘤的生长,并诱导凋亡;哌立福新联合替莫唑胺表现出较强的抗肿瘤活性,但未能提高胶质瘤细胞对放疗的敏感性。然而,较大的分子量使哌立福新不易通过血脑屏障,且其使用时往往伴有严重的胃肠道反应,因而限制了其临床应用[20]。同样作为AKT抑制剂,MK-2206表现出较好的抗肿瘤作用。据报道,MK-2206可以诱导胶质瘤LN-229和T98G细胞株自噬;MK-2206联合吉非替尼可以促进小鼠体内胶质瘤的自噬与凋亡。鉴于AKT在PI3K/AKT/mTOR信号通路中既可以接受上游信号,也可以调控下游底物,AKT抑制剂在应用时建议与其他抑制剂联合使用,以发挥更理想的抗肿瘤效果。
2.3 mTOR抑制剂
至今为止,大量的研究证实mTOR与肿瘤的增殖、凋亡以及耐药性密切相关,因而mTOR抑制剂成为肿瘤靶向治疗的热点之一。鉴于PTEN缺失胶质瘤对mTOR抑制剂更为敏感,mTOR抑制剂在PTEN高频率异常的情况下表现出更好的前景[6]。根据mTOR的两种形态,研究较多的mTOR抑制剂主要包括mTORC1和mTORC1/2抑制剂。目前,研究较多的mTORC1抑制剂主要为雷帕霉素及相关类似物(如西罗莫司、依维莫司及AP23573等)。临床上,雷帕霉素是移植时常用的免疫抑制剂,而依维莫司及西罗莫司多用于抗肿瘤的治疗并已进入临床试验阶段。据报道,雷帕霉素可以有效地阻滞细胞周期于G1期,抑制星形细胞胶质瘤的增殖,并诱导其凋亡及自噬;西罗莫司可以有效地抑制对雷帕霉素耐药胶质瘤细胞的生长;依维莫司在胶质瘤细胞和动物模型中均表现出了较好的抗肿瘤作用。虽然大量研究表明这些药物在临床治疗中表现出较好的耐受性,但单一药物的干预往往无法有效地治疗恶性胶质瘤。研究证实,西罗莫司单一治疗复发性胶质母细胞瘤表现出较低的无进展生存期及中位生存期[21];相比单用西罗莫司,西罗莫司联合细胞毒药物在胶质瘤的治疗中表现出更好的效果;依维莫司联合替莫唑胺及放疗治疗多形性胶质母细胞瘤患者表现出较好的耐受性以及较长的中位生存期;依维莫司联合替莫唑胺、贝伐单抗及放疗治疗恶性胶质瘤的有效率可达61%。然而,还有报道称虽然西罗莫司联合放可以明显提高胶质瘤小鼠的生存期,但由于对免疫系统的抑制,该方案会提高胶质母细胞瘤患者感染的风险;西罗莫司联合索拉非尼治疗胶质瘤表现出血小板减少的副作用。此外,一些交叉信号转导通路及反馈回路的干扰也限制了这些药物的临床应用。另一方面,mTORC1/2双重抑制剂主要为一些小分子的ATP竞争抑制剂,如Ku0063794、pp242、AZD8055、AZD2014及Torin等。除对mTORC1的抑制,mTORC1/2抑制剂还可以通过干预AKT磷酸化抑制mTORC2。据报道,Ku0063794可以通过抑制AKT磷酸化诱导胶质瘤自噬[22];pp242可以诱导胶质母细胞瘤发生自噬;I期临床试验表明AZD8055可以通过阻滞细胞周期于G1期抑制肿瘤细胞的增殖;小鼠体内模型实验发现AZD2014可以增强胶质母细胞瘤对放疗的敏感性,进而延长生存期。
3 PI3K/mTOR 双重抑制剂
鉴于mTOR相关抑制剂临床活性的限制主要归结于mTOR-p70S6K-PI3K反馈回路,因而同时作用于PI3K及mTOR抑制剂的开发展现出更为远大的前景。通过大量的研究,人们发现许多PI3K/mTOR双重抑制剂,并表现出较好的抗肿瘤作用,其中包括PI-103、SF-1126、NVP-BEZ235及XL765等。研究发现,PI-103对体内及体外胶质瘤模型均表现出较好的抑制效果;低浓度的PI-103可以通过阻滞细胞周期于G0-G1期有效地抑制胶质瘤细胞的增殖[23];PI-103可以有效地抑制胶质瘤在体内模型中的生长,并未表现对细胞的明显毒性。同时,SF-1126能够明显抑制动物模型中胶质瘤细胞株U87MG的生长[24];XL765 能够明显减少肿瘤细胞的生长活性,与替莫唑胺联合后表现出出色的抗瘤能力[25]。再者,体内及体外试验均说明NVP-BEZ235可以增强胶质瘤对放疗的敏感性,促进自噬,下调内皮生长因子的表达,防止血管生成,进而延长患瘤动物的生存期。此外,通过对细胞膜上PIP3形成的抑制,XL765能够阻碍肿瘤细胞中AKT、p70S6K和S6的磷酸化,最终抑制肿瘤生长;与替莫唑胺相比,XL765干预后异种移植模型表现出更长的生存期。虽然这些抑制剂表现出较好的抗肿瘤作用,其应用仍需要进一步临床试验的证实。
4 小结
近年来,随着抑瘤靶点的不断发现,分子靶向治疗得到飞速的发展。作为肿瘤发生与发展重要的信号传导通路,特异性的PI3K/AKT/mTOR通路抑制剂成为胶质瘤治疗的新方案。然而,PI3K/AKT/mTOR通路靶向抑制剂在临床应用时同样存在药物耐受、毒副作用及个体差异等问题。因此,在保证该通路抑制剂临床抗瘤疗效的前提下,避免不良反应的发生成为未来研究的主要发展方向。同时,个性化的靶向药物之间以及与传统治疗手段的联合应用成为有效增加抗肿瘤效果、降低不良反应的重要手段。随着基因靶向治疗的发展,脑胶质瘤临床治疗方向将有望产生更大的突破。
[参考文献]
[1] Louis DN,Ohgaki H,Wiestler OD,et al. The 2007 WHO classification of tumours of the central nervous system[M].WHO Classification of Tumours of the Central Nervous System. Distributed by WHO Press,World Health Organization,2007:97-109.
[2] 米中波,焦保华. 脑胶质瘤分子靶向治疗的研究进展[J]. 河北医药,2010,32(17): 2422-2424.
[3] Riehle RD,Cornea S,Degterev A. Role of phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate in cell signaling[J]. Advances in Experimental Medicine & Biology,2013,991(3):105-139.
[4] Sarbassov DD,Guertin DA,Ali SM,et al. Phosphorylation and regulation of Akt/PKB by the rictor-mTOR complex[J].Science,2005,307(5712):1098-1101.
[5] 钆粲睿 张建生. mTOR抑制剂治疗胶质瘤的研究进展[J].国际神经病学神经外科学杂志,2009,36(6):548-551.
[6] Omuro AM,Faivre S,Raymond E. Lessons learned in the development of targeted therapy for malignant gliomas[J]. Molecular Cancer Therapeutics,2007,6(7):1909-1919.
[7] 梁若飞,刘艳辉. PI3K/Akt/mTOR信号通路靶向治疗胶质细胞瘤研究进展[J]. 中华神经外科疾病研究杂志,2013,12(4):375-377.
[8] Chakravarti A,Zhai G,Suzuki Y,et al. The prognostic significance of phosphatidylinositol 3-kinase pathway activation in human gliomas[J]. Journal of Clinical Oncology,2004, 22(10):1926-1933.
[9] 孙晓阳,丁涟沭,金孝东,等. PI3K/Akt/mTOR信号传导通路与人脑胶质瘤恶性进展及预后的相关研究[J]. 中华神经医学杂志,2011,10(1):24-28.
[10] 韩磊,张安玲,岳晓,等. RNA干扰联合抑制PI3KP85和AKT1表达对U251胶质瘤细胞侵袭的影响[J]. 中华神经医学杂志,2010,9(6):566-570.
[11] 金日华. Notch及AKT信号通路在脑胶质瘤细胞增殖及侵袭活动中的相互作用[D]. 吉林大学,2012.
[12] Eng CH,Abraham RT. The autophagy conundrum in cancer:Influence of tumorigenic metabolic reprogramming[J]. Oncogene,2011,30(47):4687-4696.
[13] Chen L,Han L,Shi Z,et al. LY294002 enhances cytotoxicity of temozolomide in glioma by down-regulation of the PI3K/Akt pathway[J]. Molecular Medicine Reports,2012,5(5):575-579.
[14] Hu L,Zaloudek C,Mills GB,et al.In vivo and in vitro ovarian carcinoma growth inhibition by a phosphatidylinositol 3-kinase inhibitor(LY294002)[J]. Clinical Cancer Research An Official Journal of the American Association for Cancer Research,2000,6(3):880-886.
[15] Millet P,Granotier C,Etuenne O,et al. Radiation-induced upregulation of telomerase activity escapes PI3-kinase inhibition in two malignant glioma cell lines[J]. International Journal of Oncology,2013,43(2):375-382.
[16] Kubota N,Okada S,Inada T,et al. Wortmannin sensitizes human glioblastoma cell lines carrying mutant and wild type TP53 gene to radiation[J]. Cancer Letters,2000,161(2):141-147.
[17] Lopiccolo J,Blumenthal GM,Bernstein WB,et al. Targeting the PI3K/Akt/mTOR pathway:Effective combinations and clinical considerations[J]. Drug Resistance Updates Reviews & Commentaries in Antimicrobial & Anticancer Chemotherapy,2008,11(1-2):32-50.
[18] Powis G,Bonjouklian R,Berggren MM,et al.Wortmannin,a potent and selective inhibitor of phosphatidylinositol-3-kinase[J]. Cancer Research,1994,54(9):2419-2423.
[19] Koul D,Shen R,Kim Y W,et al. Cellular and in vivo activity of a novel PI3K inhibitor,PX-866,against human glioblastoma[J]. Neuro-Oncology,2010,12(6):559-569.
[20] Koul D,Fu J,Shen R,et al. Antitumor activity of NVP-BKM120-A selective pan Class I PI3 Kinase inhibitor showed differential forms of cell death based on p53 status of glioma cells[J]. Clinical Cancer Research,2011,18(1):184-195.
[21] Galanis E,Buckner J C,Maurer M J,et al. Phase II trial of temsirolimus(CCI-779) in recurrent glioblastoma multiforme:A north central cancer treatment group study[J].Journal of Clinical Oncology Official Journal of the American Society of Clinical Oncology,2005,23(23):5294-5304.
[22] Fan QW,Weiss WA.Inhibition of PI3K-Akt-mTOR signaling in glioblastoma by mTORC1/2 inhibitors[J]. Methods in Molecular Biology,2012,821(821):349-359.
[23] Bagcionder T,Wakimoto H,Anderegg M,et al. A dual PI3K/mTOR inhibitor,PI-103, cooperates with stem cell-delivered TRAIL in experimental glioma models[J].Cancer Research,2011,71(1):154-163.
[24] Garlich JR,De P,Dey N,et al. A vascular targeted pan phosphoinositide 3-Kinase inhibitor prodrug,SF1126,with antitumor and antiangiogenic activity[J]. Cancer Research,2008, 68(1):206-215.
【摘要】 目的 探讨细胞粘附分子CD44、细胞增值核抗原Ki67在侵袭性垂体腺瘤中的表达及意义并探讨二者之间的关系。方法 用免疫组化法检测CD44s、CD44v5、Ki67在20例侵袭性垂体腺瘤和18例非侵袭性垂体腺瘤中的表达。结果 CD44s 和Ki67在侵袭性垂体腺瘤组中表达高于非侵袭性垂体腺瘤组(P0.05)。结论 CD44s和Ki67与垂体腺瘤的侵袭性生长行为有关,二者协同作用,在侵袭性垂体腺瘤的发生、发展中起重要作用,可作为侵袭性垂体腺瘤诊断和判断预后的重要生物学指标。
【关键词】 侵袭性垂体腺瘤;非侵袭性垂体腺瘤;CD44s;CD44v5;Ki67
Expression and Relationship between CD44 and Ki67 in Invasive Pituitary Adenoma
Key words:Invasive pituitary adenoma;Noninvasive pituitary adenoma;CD44s;CD44v5;Ki67
CD44是一种细胞表面糖蛋白,参与细胞与细胞、细胞与细胞外基质(ECM)之间的特异性粘附,在肿瘤细胞的侵袭性生长和转移过程中发挥重要作用。Ki67是一种与细胞增殖相关的核抗原,是近年来研究较为广泛的细胞增生的标记。细胞的增殖与肿瘤的发生、浸润、种植与转移过程相关,评价细胞的增殖状态对研究肿瘤的生物学行为,判断其危害性具有重要意义。
本文对侵袭性垂体腺瘤中CD44及Ki67的表达进行研究,以探讨这两种蛋白在侵袭性垂体腺瘤生长中的意义及二者之间的相关性。
1 材料与方法
1.1 材料 标本取自2001~2005年华中科技大学同济医学院附属协和医院神经外科手术切除并经病理学证实的垂体腺瘤标本38例。男21例,女17例。年龄23~71岁,平均年龄39岁。依据内分泌学检查:非功能腺瘤23例,生长激素腺瘤9例,泌乳素腺瘤5例,ACTH腺瘤1例。所有标本均有完整临床资料并依据Wilson改良Hardy分类系统分级分期标准分组[1]:侵袭性垂体腺瘤组20例,非侵袭性垂体腺瘤组18例。
1.2 试剂和方法
1.2.1 试剂来源 CD44s、CD44v5、Ki67单克隆抗体及即用型链霉菌抗生物素蛋白过氧化酶(SP)免疫组化染色超敏试剂盒,DAB显色试剂盒均购自福建迈新生物工程技术公司,均为工作液。
1.2.2 免疫组化染色 标本经10%甲醛固定,石蜡包埋,5μm厚连续切片,常规脱蜡和水化后,分别用过氧化氢酶和动物血清处理10min。与CD44s、CD44v5、Ki67单克隆抗体4℃过夜。二抗温育20min,DAB显色5min,苏木素衬染,各步骤间均以PBS洗片。用已知阳性片作阳性对照,以PBS代替一抗作空白对照, HE染色作组织学参照。
1.2.3 结果判断 CD44s、CD44v5阳性细胞均定位于细胞膜,表现为细胞膜呈黄色或棕黄色,部分细胞浆染色。每张切片均在×400显微镜下观察,连续观察5个高倍视野,各记数100个细胞取其平均值,以百分数表示,阳性细胞数>30%定为强阳性,10%~30%定为弱阳性,
1.2.4 统计学处理 采用卡方检验及Pearson相关检验,P
2 结果
2.1 CD44s、CD44v5在垂体腺瘤中的表达
侵袭性垂体腺瘤中,CD44s阳性细胞染色较深,阳性细胞数多且集中。而非侵袭性垂体腺瘤中阳性细胞染色浅,阳性细胞数少且分散,见图1。CD44v5 在各组中阳性细胞数均较少,染色浅,见图2。侵袭性垂体腺瘤组中CD44s阳性15例(75%),CD44v5阳性7例(35%)。非侵袭性垂体腺瘤组CD44s阳性5例(27.8%),CD44v5阳性4例(22.2%)。两组之间CD44s蛋白表达具有显著性差异(χ2=8.474,P0.05),见表1。
2.2 Ki67抗原在垂体腺瘤中的表达
Ki67抗原阳性细胞定位于细胞核,表现为细胞核呈黄色或棕黄色,见图3。Ki67抗原在垂体腺瘤中的表达见表1,两组之间具有显著性差异(χ2=8.657,P
2.3 CD44s和Ki67在垂体腺瘤中表达的相关性
CD44s蛋白阳性表达的标本中,有17例Ki67阳性,CD44s蛋白阴性表达的标本中,有11例Ki67阴性,CD44s强阳性表达的标本中Ki67也多呈强阳性表达(9/11,81.8%),二者具有显著正相关(r=0.473,P
3 讨论
垂体腺瘤是颅内常见的一种良性肿瘤,因部分肿瘤生长突破包膜,侵袭邻近组织,有学者将这部分肿瘤称为侵袭性垂体腺瘤,其危害性主要在于对周围结构的侵蚀,手术不易全切,术后易复发。侵袭性垂体腺瘤主要根据临床及手术中所见判断,尚缺乏统一有效的诊断标准。本研究采用的是目前比较公认的Wilson改良Hardy分类系统分级分期标准,3级和4级是侵袭性垂体瘤[1]。
肿瘤侵袭性生长及转移的过程中,肿瘤细胞首先需从肿瘤基团分离并与细胞外基质(ECM)粘附,在这一过程中,细胞粘附分子发挥着重要的作用[3]。CD44作为粘附分子家族中的一员,介导细胞与细胞、细胞与细胞外基质间的粘附,是细胞外基质成分透明质酸盐的主要受体。根据CD44蛋白外显子表达方式的不同分为标准型CD44(CD44s)和变异型CD44(CD44v)两种类型[4],对于它们在肿瘤中所起作用有不同的观点。熊正文等[5]检测正常脑组织及颅内转移瘤和胶质母细胞瘤中CD44s和CD44v6蛋白的表达,发现正常脑组织中CD44s和CD44v6均为阴性,而CD44s在脑胶质母细胞瘤和颅内转移瘤中呈高表达,CD44v6只在颅内转移瘤中表达,在脑胶质母细胞瘤中不表达。由此认为CD44s与肿瘤的侵袭行为有关,而CD44v6则与肿瘤的转移相关。本试验研究结果也表明,CD44s在侵袭性和非侵袭性垂体腺瘤中的表达具有显著性差异(P
肿瘤的侵袭性生长还与肿瘤细胞的增殖活性有关,生长快的肿瘤具有比较强的侵袭性。细胞增殖核抗原Ki67标记指数能准确、可靠的评价细胞的增殖活性,是一种较理想、独立的生物标志物。Mastronardi等[6]研究垂体腺瘤中Ki67抗原的表达,认为在侵袭性垂体腺瘤中的Ki67标记指数明显高于非侵袭性垂体腺瘤,并提出将Ki67标记指数3.5%作为区分侵袭性和非侵袭性垂体腺瘤的标准。Ekramullah等[7]也认为高增殖能力的垂体腺瘤侵袭力强。我们分析38例垂体腺瘤中Ki67抗原的表达,也得出同样的结论:Ki67抗原在侵袭性垂体腺瘤中的表达明显高于非侵袭性垂体腺瘤,且有显著性差异,说明Ki67抗原标记可以反应垂体腺瘤的生长速度及侵袭性,可以作为垂体腺瘤诊断及判断预后的有价值的标记物[8]。
肿瘤细胞粘附性和细胞增殖活性与肿瘤侵袭性生长之间是否具有协同作用,尚未见文献报道。本试验中,CD44s和Ki67阳性表达具有显著正相关(r=0.473,P
综上所述,我们认为垂体腺瘤侵袭性生长与肿瘤细胞的粘附及增值活性密切相关。因此,降低肿瘤细胞的粘附及增值活性也可降低肿瘤的侵袭性。同时,联合检测Ki67和CD44s则对提高侵袭性垂体腺瘤诊断的准确性及判断预后具有重要意义。
【参考文献】
[1] Thapar K, Laws ER Jr. Growth homonesecreting pituitary tumors: operative management[A]. In: Krisht AF, Tindall GT, ed.Pituitary disorders comprehensive management [M].Baltimore,Maryland, USA: Lippincott Williams & Wilkins.1999. 243258.
[2] 熊文浩, 李善泉, 周文雄,等. 垂体腺瘤p16蛋白及Ki 67表达的研究[J]. 上海第二医科大学学报,2001,21(3):226228.
[3] Nagano O, Saya H. Mechanism and biological significance of CD44 cleavage[J]. Cancer Sci, 2004,95(12):930935.
[4] Alaniz L, Cabrera PV, Blanco G. Interaction of CD44 with different forms of hyaluronic acid. Its role in adhesion and migration of tumor cells[J]. Cell Commun Adhes, 2002, 9(3): 117130.
[5] 熊正文,冯骥良,苏红,等. CD44s、CD44v6在颅内转移瘤和胶质母细胞瘤中的表达研究[J]. 实用医学杂志,2005,21(1):2931.
[6] Mastronardi L, Guiducci A, Spexa C,et al. Ki67 labelling index and invasiveness among anterior pituitary adenomas:analysis of 103 cases using the MI B1 monoclonal antibody[J]. J Gin Pathol, 1999,52(2): 107111.
关键词: 恶性脑胶质瘤;ΔNp73;免疫组织化学;预后
p73基因是近年发现的新的肿瘤相关基因[1],因其基因、蛋白结构及功能与p53 基因具有相似性,被认为是p53基因家族抑癌基因的新成员[2]。ΔNp73是p73基因最常见的表达产物之一,在多数肿瘤组织中呈现高表达,如神经母细胞瘤、乳腺癌等[34],表现出癌基因的作用,被认为与肿瘤的发生发展有关。 ΔNp73和恶性脑胶质瘤有无关联性,能否作为预测5年生存率的一项新指标,目前报道很少。
1 材料与方法
1.1 一般资料 我院1999—2003年收治的94例恶性脑胶质瘤患者,随访术后5年生存情况,由病理医师按WHO标准重新复核分级,其中多形性胶质母细胞瘤Ⅳ级12例,退变型星形细胞瘤Ⅲ级44例,胶质瘤Ⅱ级27例。
1.2 主要试剂 ΔNp73购自美国Calbiochem公司,SP试剂盒(中国福州迈新公司)。
1.3 方法 采用免疫组织化学SP法,切片常规脱蜡, 梯度乙醇水化, 抗原修复, 双氧水去除非特异染色10 min, 加入一抗, 4℃冰箱过夜。滴加生物素标记二抗,室温孵育15 min。DAB显色。苏木素复染、脱色、封片、照相。阴性对照用PBS代替一抗。甲醛固定的石蜡组织块,连续4 μm 切片后行HE染色。
1.4 结果判定 阳性判断标准参照文献报道[2],ΔNp73阳性细胞颗粒位于细胞浆,在显微镜下随机选5个高倍视野(200×),每个高倍视野随机选100个细胞来计数阳性细胞,取其平均值。阳性细胞率<10%记为阴性,阳性细胞率10%~25%记为弱阳性(+),>25%~50%记为阳性(++),>50%记为强阳性(+++)。
1.5 统计学分析 运用SPSS 16.0统计软件进行χ2检验,P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 ΔNp73在恶性脑胶质瘤组织中的表达与5年生存率之间的关系 见表1。表1 ΔNp73在恶性脑胶质瘤组织中的表达与5年生存率之间的关系注:χ2=5.246,P=0.035
2.2 ΔNp73在恶性脑胶质瘤组织中的表达与临床病理分级的关系 见表2。表2 ΔNp73在恶性脑胶质瘤组织中的表达与临床病理分级的关系注:χ2=2.361,P=0.394
2.3 ΔNp73在乳腺癌中表达与淋巴结转移之间的关系 见表3。表3 ΔNp73在乳腺癌中表达与淋巴结转移之间的关系淋巴结转移情况注:χ2=12.724,P=0.001
3 讨论
脑胶质瘤是起源于神经外胚层细胞多种肿瘤的总称[5],其中恶性胶质瘤在原发性脑瘤中占35%~45%。根据 WHO 1997年病理分级标准,恶性胶质瘤主要包括WHOⅡ级胶质瘤、退变型星形细胞瘤Ⅲ级和多形性胶质母细胞瘤 Ⅳ级。恶性胶质瘤常呈浸润性生长[6],且多处于脑部重要结构,手术无法做到彻底切除,总体预后极差[7]。对人类的健康构成了极大的威胁,但其病因和发病机制还不清楚[8]。
本研究结果表明,ΔNP73在生存期>5年的恶性脑胶质瘤患者中阳性表达率,与生存期≤5年的阳性表达率相比,两者之间存在显著性差异(P<0.05),提示ΔNp73基因的阳性表达是影响患者预后的因子。
ΔNP73在淋巴结转移的患者中阳性率与无淋巴结转移的患者中阳性率之间存在差异(P<0.05),表明ΔNp73的过表达与脑胶质瘤的淋巴结转移相关,可以认为它在脑胶质瘤患者的淋巴结转移过程中起某种作用。但通过那些途径对淋巴结转移起作用,有待进一步研究。
在低级别及中、高级别的脑胶质瘤中,ΔNp73的阳性表达率之间差异无统计学意义(P>0.05),表明ΔNp73过表达与乳腺癌病理分级无关。
本实验表明,ΔNp73在脑胶质瘤组织中阳性表达的患者,总体预后较阴性表达的患者差,且ΔNp73的表达程度与淋巴结的转移密切相关。淋巴结转移是公认的预后指标,因此ΔNp73的阳性表达程度可作为脑胶质瘤患者预后评估的一项重要指标,但其作用的详细机制还需进一步研究。
【参考文献】
[1] Bozzetti, Cecilia N, Rita M, et al.P73 and P53 pathway in human breast cancers [J]. Clini Oncol, 2006, 25(11):1 4511 453.
[2] Domínguez, José M García, Cristina P, et al.ΔTAp73 upregulation correlates with poor prognosis in human tumors: Putative in vivo network involving p73 isoforms, p53, and E2F1[J].Clini Oncol, 2006, 24(2):805815.
[3] 张云杰,李保庆,单保恩.ΔNp73与人类肿瘤[J].河北医科大学学报,2009,30(1):101104.
[4] 张涛,贾海英,王继群,等. P53 、P63 、P73 在鼻腔鼻窦恶性肿瘤中表达的临床意义[J].临床耳鼻咽喉头颈外科杂志,2008,10(22):919921.
[5] 杨劲松,王高仁,陆雪官. 脑胶质瘤术后放射治疗预后因素研究进展[J].中国肿瘤, 2005,14(2):103106.
[6] 梁冶矢,刘波,回允中,等.脑胶质瘤病人的生存分析[J].肿瘤,2001,21(2):111113.
【关键词】质子磁共振波谱;颅内肿瘤;多体素;鉴别诊断
Comparative study of high-grade gliomas and brain metasmses with multivoxel proton magnetic resonance spectroscopy
WANG Yan-bing,XU Rui,ZHANG Tong.Department of Radiology,The People,s Hospital of Rizhao,Shandong 276826,China
【Abstract】 Objective To investigate the value in MR spectrum in differentialdiagnosis between high grade gliomas and metastases.Methods 30 cases of patients who confirmed by histopathologic findings or clinical follow-up were collected.Using a GE Signa EXCITE HD 3.0T super conduct MR unit,all the cases of patients were performed conventional MR scan and mutlti-voxel with 2-D mutlti-voxel PRESS 144 ms.Functool software was used for post-processing of spectrum.The ratios of NAA/Cr,NAA/Cho,Cho/Cr were measured in the solid part of masses,circum of tumors and contralateral parenchyma respectively.The result was used as the statistical method by SPSS13.0 software.Results In the solid part of masses,there were significant differences between high grade gliomas and metastases in the ratios of Cho/NAA(P
【Key words】
1H-magnetic resonance spectroscopy; Gliomas; Multivoxel; Differential diagnosis
高级别胶质瘤和脑转移瘤是颅内较常见的脑肿瘤,CT和常规MRI是检查二者的主要方法,但对于二者的鉴别诊断有一定的难度,尤其对于转移瘤单发或胶质瘤多发的患者就更难以鉴别。核磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy,MRS)是一种利用磁共振化学位移现象来测定人体内部器官及组织代谢、生理生化改变的定量分析方法[1],可用于观察颅内肿瘤的生化和代谢物的变化。本文通过3.0T MR仪进行多体素1H-MRS分析高级别脑胶质瘤和转移瘤瘤体及瘤周代谢物的成分及变化,探讨多体素1H-MRS在高级别脑胶质瘤与脑转移瘤中诊断及鉴别诊断的临床应用价值。
1 资料与方法
1.1临床资料 选取青岛市立医院及日照市人民医院自2006年8月至2009年12月临床资料齐全、经手术病理或临床确诊的30例脑肿瘤患者,其中高级别胶质瘤患者17例(参照WHO 2007年分级标准,间变型星形细胞瘤6例,胶质母细胞瘤9例,髓母细胞瘤1例,大脑胶质瘤病1例),男11例,女6例,年龄35~69岁,平均46.2岁;脑转移瘤患者13例,年龄41~76岁,平均59.5岁,其中肺癌转移9例,乳腺癌转移2例,结肠癌转移1例,1例来源不明。
1.2 方法
1.2.1 仪器及扫描参数 采用美国GE公司 Signa EXCITE HD 3.0T超导型MR扫描仪,对30例患者分别行常规MRI平扫、多体素化学位移成像(chemical shift imaging,CSI)MRS检查、MR增强扫描。常规MRI平扫时使用标准正交头线圈,取仰卧位,以快速自旋回波(fast spin echo,FSE)序列进行头部横断位的T1加权像(T1 weighted imaging,T1WI)及横断、矢状和冠状位的T2加权像(T2 weighted imaging,T2WI)扫描。T2WI是重要序列,要求横断、矢状和冠状位三个方向的扫描互相垂直,采用重复时间(repetition time,TR)4000 ms,回波时间(echo time,TE)104 ms,视野(field of view,FOV)18 cm,矩阵512×336,层间隔1 mm,层厚5 mm。MRS检查以T2WI图像作为波谱定位像,采用2D多体素点解析波谱序列(point-resolved selective spectroscopy,PRESS),扫描参数:TR1000 ms,TE144 ms,层间隔2 mm,层厚10 mm,FOV 16 cm,矩阵16×16,成像时间260 s;感兴趣区(region of interest,ROI)尽可能涵盖肿瘤实质、坏死区、水肿区以及对侧正常脑组织,避开骨骼、脂肪以及含气结构等;扫描周边加用饱和带以避免其他组织的干扰,扫描前均进行匀场、抑水,保证基线平稳,数据准确,匀场要求水共振峰的半高线宽(FWHM)98%。采集完CSI数据后静脉注射钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA),采用FSE T1WI序列扫描横断、矢状、冠状图像,并与T2WI的层面保持一致。
1.2.2 图像后处理 所得1H-MRS数据在GE ADW4.2工作站采用Functool3.1软件包进行后处理,分别测定瘤体区(平扫T1WI低信号,T2WI高信号,增强后无明显强化或者强化的区域,同时排除囊变坏死区)、瘤体周围水肿区(肿瘤常规影像学边缘区,平扫T1WI低信号,T2WI高信号,FLAIR上信号高于病灶实质,无明显强化)及对侧正常脑组织或同侧远离病灶区域(平扫和增强都未见异常信号)的各代谢物值及Cho/Cr、Cho/NAA、NAA/Cr等比值,重建出化学位移伪彩图,计算每个主峰曲线下面积。
1.3 统计学处理 本研究数据为计量资料,全组数据资料采用SPSS13.0软件进行处理,首先对所有数据进行正态性分布和方差齐性检验,两组数据比较采用t检验,所有统计结果以x±s形式表示。P
2 结果
2.1 高级别脑胶质瘤及脑转移瘤的MR表现 17例高级别胶质瘤中(Ⅲ-Ⅳ级胶质瘤),平扫表现为大片状长T1、长T2信号,边界欠清楚,瘤周水肿较明显,增强扫描表现为花环或不规则状强化,3例表现为较均匀强化。13例脑转移瘤平扫呈长T1、长T2信号,瘤周均表现为大片状水肿,增强后8例表现为环状强化,其余表现为团块状强化。
2.2 脑高级别胶质瘤及脑转移瘤的1H-MRS表现
2.2.1 高级别胶质瘤的1H-MRS表现 17例肿瘤瘤体实质部分区域Cho/Cr、Cho/NAA比值均较健侧区域明显升高,而NAA/Cr比值降低(图2)。明显升高的脂质(Lip)峰及Lac峰在高级别胶质瘤的实质和坏死区域中均可显示(图2A),瘤周水肿区域可见异常波谱(图2B)。8例病灶实质区发现Lac峰;除1例胶质母细胞瘤外,其余16例高级别胶质瘤均显示Lip峰。瘤周水肿区域可见异常波谱,近侧可见明显异常波谱,至远侧Cho逐渐降低,NAA值、Cr值逐渐升高,直至成为正常谱线。瘤体及瘤周区波谱定位图见图2C。
2.2.2 脑转移瘤1H-MRS表现 13例肿瘤瘤体实质区Cho/Cr、Cho/NAA比值均较健侧区域升高,而NAA/Cr比值降低(见图2A),8例见Lac峰升高,7例Lip峰升高;瘤周近侧水肿区域未见异常波谱(图2B)。瘤体及瘤周区波谱定位图见图2C。
2.3 高级别脑胶质瘤与脑转移瘤代谢物比值及结果比较 高级别胶质瘤与脑转移瘤瘤体区、瘤周区各代谢物比值结果以(x±s)形式表示(见表1);全组资料采用SPSS13.0软件进行处理(P
表1
两组肿瘤的瘤体区、瘤周区各代谢物比值(x±s)
组别Cho/CrCho/NAANAA/Cr
高级别胶质瘤瘤体区4.148±1.6724.166±2.9411.548±1.156
瘤周区2.058±0.5501.659±0.8551.077±0.433
脑转移瘤瘤体区3.831±1.7622.194±1.2952.008±0.789
瘤周区1.132±0.2360.907±0.3751.405±0.455
表2
两组肿瘤瘤体区、瘤周区各代谢物比值
两两比较(P值)
变量Cho/CrCho/NAANAA/Cr
瘤体区0.63580.03550.2422
瘤周区0.00010.01930.1458
3 讨论
近年来多体素氢质子核磁共振波谱对脑肿瘤的诊断和鉴别诊断已经在临床得到广泛应用,对于高级别胶质瘤与脑转移瘤的鉴别诊断具有非常重要的价值,尤其在转移瘤单发或胶质瘤多发而临床表现和病史又不能提供鉴别,单靠常规CT及MR图像难以作出正确诊断时更具有重要意义。颅内肿瘤的常见代谢物有N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、胆碱(Cho)、肌酸(Cr)、乳酸(Lac)、 脂质(Lip)、肌醇(myoinositol,MI)等。目前波谱检查技术包括单体素波谱(single voxelspectroscopy)、多体素波谱(multi-voxel spectroscopy),后者又分为二维MRS和三维MRS,即化学位移成像(CSI)。MRS常用序列是点分辨波谱分析法(PRESS)和激励回波探测法(STEAM)。PRESS用于长回波时间TE(135-270 ms),可获得长T2物质的波谱(如NAA、Cr、Cho、Lac等),对运动不敏感,基线稳定,信噪比(SNR)亦比STEAM要高,而且易于定量[2]。由于本研究观测的主要代谢物大都是长T2物质,所以本研究采用PRESS序列。多体素MRS可了解肿瘤的实质部位、瘤周水肿区及肿瘤周围信号正常区域等部位的代谢变化,可提供多个兴趣区的代谢信息,更加便于对高级别胶质瘤和转移瘤二者的鉴别,还可进一步确定病灶的边缘,利于手术和放疗时尽量减少对正常脑组织的损伤。3.0T MRS较1.5TMRS最明显的优势是信噪比(SNR)可提高23%~46%,信号采集时间明显缩短,波谱分辨率更高,基线更加稳定[3]。并可发现1.5T MRS未能检出的某些具有重要意义的代谢物峰,可设定较小体素,更能确切反映体素内组织代谢情况,改善波谱空间分辨率。体积小于1.0 cm3(1.5T核磁共振波谱体素的上限)的体素在不增加检查时间的情况下,仍可获得足够的信噪比,从而克服了匀场、水抑制及快速空间编码上的技术障碍。Inoue[4]等曾报道一例发生在右顶枕叶大脑深层白质内直径小于15 mm的胶质瘤,用3.0TMRS能够检出,而1.5TMRS未能测出。因此,超高场强MR成像系统将提高MRS在脑肿瘤诊断中的应用价值。
3.1 高级别胶质瘤与脑转移瘤肿瘤强化区1H-MRS表现 高级别胶质瘤为颅内较常见的肿瘤,是由肿瘤性星形细胞、少突胶质细胞、室管膜细胞或者脉络膜细胞产生的。高级别胶质瘤其典型的波谱为NAA峰显著下降,Cr峰中等下降和Cho峰明显升高。脑转移瘤没有星形细胞或神经元,主要表现为NAA峰缺乏,Cho明显增高,Cr下降或消失,Cho/Cr比值升高,可出现Lac峰和Lip峰。尽管颅内肿瘤的1H-MRS研究揭示了几乎所有肿瘤与正常脑组织波谱表现均存在差异,但这些差异在不同的肿瘤之间缺乏特征性[5]。本研究中高级别胶质瘤与脑转移瘤瘤体实质区Cho/Cr 值分别为(4.148±1.672)、(3.831±1.762),NAA/Cr值分别为(1.548±1.156)、(2.008±0.789),两者Cho/Cr、NAA/Cr比值比较无统计学意义,而Cho/NAA值分别为(4.166±2.941)、(2.194±1.295),两者比较差异有统计学意义,这可能与转移瘤神经元缺乏有关。有文献[6]报道脑转移瘤与高级别胶质瘤组相比,Cho/Cr、NAA/Cr值比较差异无统计学意义,并认为恶性程度较高的肿瘤,其波谱表现相似。与本研究结果相符。Lac是能量代谢低能通路-葡萄糖无氧酵解的终产物,常见于肿瘤增长过快。Lip常见于肿瘤坏死、脂质析出,而恶性肿瘤更容易发生坏死,故使其成为较有意义的鉴别肿瘤良恶性的指标。本文在17例高级别胶质瘤中发现Lac峰8例,16例显示Lip峰,可见Lip峰是最具鉴别诊断意义指标,若出现即高度提示恶性肿瘤。本组脑转移瘤中转移灶较小者,无Lip峰,而Lac峰出现时,病灶明显增大。
3.2 脑胶质瘤与脑转移瘤瘤周水肿发生机制及代谢物比较 脑胶质瘤、转移瘤瘤周水肿的发生机理较复杂,一般认为其均为血管源性水肿。局部侵袭是脑胶质瘤的一个显著特征,胶质瘤内肿瘤新生血管血脑屏障(BBB)不完整,其程度与病理分级有关,肿瘤侵袭范围与瘤周水肿程度相一致[7]。转移瘤血管属有窗性血管,与起源组织血管相同,不具血脑屏障,是脑水肿形成的基础。本文研究中高级别胶质瘤与脑转移瘤瘤周区Cho/Cr值分别为(2.058±0.550)、(1.132 ±0.236),NAA/Cr值分别为(1.077±0.433)、(1.405±0.455),Cho/Cr、NAA/Cr值分别比较差异有统计学意义。Law [8]等研究发现胶质瘤瘤周水肿Cho值升高,常规MRI图像上表现正常的肿瘤周围无水肿区域脑组织也存在病理性波谱,但转移瘤则不然,二者Cho/Cr值差异有统计学意义。Smith[7]等亦认为脑转移瘤和星形细胞瘤的区别在于转移瘤有清楚的边界,瘤体邻近的组织在波谱上无明显异常表现,胶质瘤在强化区域以外可以显示异常的波谱。本文研究亦发现高级别胶质瘤瘤周水肿区出现异常波谱,而在脑转移瘤水肿区未出现异常波谱,与以上研究观点一致。
总之,H-MRS为研究活体生化、能量代谢提供了一种全新的、无创的方法,当脑高级别胶质瘤与脑转移瘤在常规MR检查中鉴别诊断困难时,行多体素波谱检查可对二者作出较为准确的鉴别诊断,为临床治疗提供更多独特的信息。
图1 男,30岁,右额叶胶质母细胞瘤。 A 瘤体区单个体素的谱线图,表现为高耸的Cho峰,明显降低的Cr峰,明显升高的Lip峰;B 瘤周区单个体素谱线图,表现为异常波谱;C 右额叶胶质母细胞瘤波谱定位图。
图2 男 64岁 肺癌脑转移瘤。A瘤体区单个体素谱线图,Cho峰明显升高,NAA峰明显降低,可见 Lip峰;B 瘤周区单个体素的谱线图,表现为正常波谱;C 脑转移瘤波谱定位图
参考文献
[1] McKnight TR.Proton magnetic resonance spectroscopic evaluation of brain tumor.Metabolism Semin Oncol,2004,31:605-617.
[2] Martin RC,Sawrie S,Hugg J,et al.Cognitive correlates of 1H MRSI-detected hippocampal abnormalities in temporal Lobe epilepsy.Neurology,1999,53(11):2052-2058.
[3] Gonen O,Gruber S,Li BS.Multivoxel 3D proton spectroscopy in the brain at 1.5T versus 3.0T:Signal-to-noise ratio and resolution comparison.AJNR,2001,22(9),1727-1731.
[4] Inoue T,Ogasawara K,Kumabe T,et al.Minute glioma identified by 3.0 Tesla magnetic resonance spectroscopy-case report.Neurol Med Chir,2005,45(2):108-111.
[5] Kienlin M,Ziegler A,FurY,etal.2D-spatial/2D-spectral spectroscopic imaging of intracerebral gliomas in rat brain.Mag Res Med,2000,43:211.
[6] 陈增爱,耿道颖,沈天真.质子磁共振波谱对脑肿瘤的鉴别诊断价值.中国医学计算机成像杂志,2001,7:217.
[7] 林志雄,张鹏飞,江常震,等.人脑胶质瘤侵袭微生态系统的形态学观察.解剖学报,2002,33(4):355-359.
【关键词】 肿瘤,神经上皮;存活素;livin;免疫组织化学
【摘要】 目的 探讨存活素(survivin)和livin蛋白在脑胶质瘤的表达情况及其与肿瘤恶性程度之间的相互关系。方法 应用免疫组织化学方法检测72例脑胶质瘤标本survivin及livin蛋白的表达强度、阳性细胞百分比及其与胶质瘤组织学分级之间的关系。结果 survivin及livin蛋白表达阳性染色主要位于脑胶质瘤细胞的胞浆,并与脑胶质瘤的组织学分级相关,各级之间差异有统计学意义(p<0.05),随着脑胶质瘤恶性程度增高,survivin与livin的表达强度和阳性细胞百分比也随之逐渐增加,且两者表达呈正相关(r=0.353,p<0.01)。结论 survivin和livin蛋白在脑胶质瘤呈过度表达,并与脑胶质瘤的恶性程度密切相关,两者的激活在胶质瘤的发生发展过程中可能起协同作用。
【关键词】 肿瘤,神经上皮;存活素;livin;免疫组织化学
expression and significance of livin and survivin in brain glioma zhao libin,zhao yonghong,he hongmei,et al. tcm hospital of funing country,hebei, funing country 066001,china
【abstract】 objective to investigate the expression and significance of survivin and livin in brain glioma. methods the expression of survivin and livin in 72 patients with brain glioma were detected by immunohistochemical technique. the relationship between the expression of survivin and livin and the histological grades was analyzed. results survivin and livin was over-expressed in gliomas and the expression levels were related to the histological grades of gliomas, and the expression levels of survivin and livin in the gliomas with higher malignancy were significantly increased(p<0.05),and there was significant difference between the expression of survivin and livin in the gliomas of different grades,and the expression of survivin was positively related with that of livin(r=0.353,p<0.01).conclusion survivin and livin is over-expressed in gliomas,which is related to the malignancy of the tumor,there may be some correlations between their activation.
【key words】 tumor,neurepithelium; survivin; livin; immunohistochemistry
脑胶质瘤是中枢神经系统最常见的肿瘤,由于胶质瘤具有较强的侵袭潜能,因而术后复发率极高,成为影响预后的重要因素,为此,人们一直致力于新疗法的研究。作为调整抑制蛋白(iaps)家族的新成员livin和存活素(survivin)在多种肿瘤组织中高表达,且最近的研究证实livin和survivin在肺癌、乳腺癌等[1,2]中表达无明显相关性,表明其可能具有不同的作用机制;survivin除具有凋亡抑制作用外,还有干扰细胞周期、促进细胞增殖和分裂、参与血管生成作用,而livin目前以抗凋亡作用为主,其生物学功能有待进一步的研究。本研究通过采用免疫组织化学方法分别检测脑胶质瘤组织中survivin和livin的表达情况,以探讨两者在胶质瘤细胞恶性增殖过程中的作用及二者的关系,旨在为胶质瘤的基因治疗提供新的途经。
1 资料与方法
1.1 一般资料 收集秦皇岛市抚宁县中医院神经外科于2003年5月至2008年5月手术切除的脑胶质瘤石蜡标本72例,其中男47例,女25例;年龄21~73岁,平均年龄44.6岁;术前均未经放射治疗或化学治疗。根据1999年who制订的中枢神经系统肿瘤分类标准,低度恶性(ⅰ~ⅱ级)34例,中度恶性(ⅲ级)22例,高度恶性(ⅳ级)16例。所有标本常规石蜡连续切片,行he染色和免疫组化染色。he染色的切片由临床病理学医师进行病理学观察核实诊断。对照组的脑组织取自9例因颅脑损伤行内减压术者。
1.2 主要仪器和试剂 兔抗人survivin多克隆抗体为中山公司产品,livin羊抗人单克隆抗体购自rd公司,免疫组化sp法试剂盒购于北京中山生物技术有限公司。主要仪器有自动切片机(德国)、抗原微波自动修复仪(上海)、yb6型生物组织包埋机(湖北)、低温冰箱(日本)、olympus双目生物显微镜(日本)等。
1.3 结果判定标准 采用半定量方法,光镜下分析。组织切片中,在排除非特异性染色的前提下,细胞的胞浆有黄色、棕黄色、棕褐色颗粒分布即为阳性,记分方法:(1)按切片中细胞染色的深浅程度评分:(-),无着色,计0分;(+),细胞染色呈淡黄色,计1分;(++),细胞染色呈黄色,计2分;(+++),细胞染色呈棕黄色,计3分;(++++),细胞染色呈棕褐色,计4分;(2)计算染色阳性细胞所占比例,每例随机观察5个高倍镜视野(×400),每个视野计数100个细胞,计数500个细胞中染色阳性细胞百分比。
1.4 统计学分析 应用sas 11.0统计软件,计数资料比较采用χ2检验和speaman等级相关分析,p<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 2组survivin与livin蛋白的表达比较 survivin与livin蛋白在对照组中均为阴性表达。2组survivin和livin蛋白阳性表达率间差异有统计学意义(p<0.05)。见表1。表1 2组survivin与livin蛋白表达比较例
2.2 survivin与livin在不同级别脑胶质瘤组织中的表达 survivin蛋白表达阳性率在脑胶质瘤低、中、高度恶性组中分别为32.35%(11/34),45.45%(10/22)和75.0%(12/16),3组比较差异有统计学意义(χ2=7.97,p<0.05)。livin蛋白表达阳性率在低、中、高度恶性组分别为44.12%(15/34)、59.09%(13/22)和81.25%(13/16),3组差异有统计学意义(χ2=6.18,p<0.05)。
2.3 脑胶质瘤中survivin与livin表达的关系 在72例胶质瘤中survivin与livin共阳性26例,共阴性24例,spearman等级相关分析表明,二者的表达呈正相关(r=0.353,p<0.01)。见表2。表2 人脑胶质瘤中survivin与livin表达的关系例
3 讨论
livin是凋亡抑制蛋白家族新成员,特异性高表达于多种肿瘤组织,它具有抗细胞凋亡的作用,并可使肿瘤对放化疗抵抗。livin在生理状态下,通过凋亡途径清除体内衰老和异常的细胞,有利于维持体内组织的动态平衡。livin过度表达在肿瘤中直接或间接抑制凋亡,不仅有利于细胞的继续增殖,还有利于异常基因的进一步积聚,促使细胞恶性转化,从而有利于肿瘤的进展[3]。有研究表明livin可能成为肿瘤治疗的又一靶点[4,5]。livin在胃癌、食管癌、乳腺癌、肺癌、膀胱癌、黑色素瘤、白血病等呈高表达。hariu等[6]研究表明livin与肺癌有一定的相关关系,他们应用rtpcr方法检测livin可在许多肺癌细胞株和原发性肺癌组织中呈异常表达,而在正常的肺组织中却未见表达。本研究采用免疫组织化学方法检测livin在72例脑胶质瘤组织和9例脑外伤组织中的表达情况,结果表明正常脑组织中无livin阳性表达,胶质瘤组织中livin的总阳性表达率为56.94%(41/72),差异有统计学意义(p<0.01)。本研究还发现,随着脑胶质瘤病理分级的升高,livin的表达增强,因此livin可作为胶质瘤恶性程度评估的标志物。
在正常情况下,survivin仅在胚胎组织中有显著表达,在大多数人类常见肿瘤如肺癌、结直肠癌、胰腺癌、前列腺癌、乳腺癌、胃癌等中表达异常升高。美国国立癌症研究中心的抗癌药物筛选计划所选用的60种肿瘤细胞系中均可发现survivin的阳性表达,研究提示survivin可通过抑制凋亡通路下游的caspase和caspase7发挥抗凋亡作用。本研究结果显示survivin在人脑胶质瘤中的阳性表达率明显高于正常脑组织,且survivin蛋白表达阳性率随肿瘤的恶性程度增高而呈现逐渐升高的趋势。胶质瘤低、中度恶性与高度恶性之间、ⅲ级与ⅳ级之间survivin蛋白表达阳性率均存在着显著性差异,说明组织学分级越差,survivin阳性表达率越高,表明该基因的过表达在脑胶质瘤的发生发展中起着较为重要的作用,并与肿瘤的组织病理学分级及良恶性程度有关。
人们对survivin在脑胶质瘤的表达也进行了较深入的研究。chakravarti等[7]用半定量western印迹检测了92例脑胶质瘤患者手术标本中survivin蛋白的表达,发现阳性表达率为64%(59/92),表达阳性的患者中位存活期仅为11个月,而表达阴性的33例患者中位存活期则为64个月,二者存活期之间差异显著。在恶性程度最高的多形性胶质母细胞瘤,survivin阳性表达率为80%(45/56),明显高于非多形性胶质母细胞瘤的阳性表达率(39%)[7],且survivin阳性表达的多形性胶质母细胞瘤患者平均存活时间明显短于survivin阴性表达者;同时还发现survivin表达水平越高,凋亡蛋白caspase3表达水平越低,患者预后也越差[8]。研究表明,通过腺病毒载体,运用rna干扰技术抑制survivin表达,能够抑制肿瘤生长[9]。
本研究结果表明,survivin蛋白在正常脑组织中无表达,在脑胶质瘤中过度表达,并与脑胶质瘤的组织学分级相关,各级之间差异显著,随着脑胶质瘤恶性程度增高,survivin的表达强度和阳性细胞百分比也随之逐渐增加,提示survivin在脑胶质瘤的恶变过程中起重要作用,survivin基因在胶质瘤中高表达的特性提示它可能是一个有效的胶质瘤基因治疗靶点。
另外,livin和survivin基因也是肿瘤耐药的关键,这两基因有可能成为解决肿瘤耐药性的突破口。本实验结果表明,在人脑胶质瘤中survivin与livin的表达呈正相关关系。说明在脑胶质瘤中survivin的再激活与livin的表达不是两个孤立事件,两者共同促进了胶质瘤的发生发展。因此,survivin、livin在脑胶质瘤组织中的表达上调对胶质瘤的发生、发展起重要的促进作用,并且其表达率与肿瘤的病理分级、恶性程度呈起正相关。尽管其具体的作用机制尚不明确,但对胶质瘤中凋亡抑制因子survivin、livin的表达研究,有助于理解胶质瘤的生物学特性,从而为胶质瘤基因治疗靶点的选择和进一步的临床治疗提供依据。
【参考文献】
1 tanabe h,yagihashi a,tsuji n,et al.expression of surviving and livin mrna in nonsmallcell lung cancer.lung cancer,2004,46:299304.
2 yagihashi a,olunura t,asanuma k,et al. detection of autoantibodies to surviving and livin in sera from patientswith breast cancer.lung cancer,2005,362:125130.
3 irena crnkovicmertens,thomas m,michael m,et al.the antiapoptotic livin gene is an important determinant for the apoptotic resistance of nonsmall cell lung cancer cells.lung cancer,2006,54:135142.
4 crnkovicmertens i,semzow j,hoppeseyler f,et al.isoformspecific silencing of the livin gene by rna interference defineslivin beta as key mediator of apoptosis inhibition in hela cells. mol med,2006,84:232240.
5 孙建国,廖荣霞,陈正堂,等.livin异构体特异性基因沉默诱导肺腺癌spca1细胞凋亡.中国癌症杂志,2005,1:505509.
6 hariu h,hirohashi y,torigeo t,et al.a berrant expression and potency as a cancer immunotherapy target of inhibitor of apoptosis protein family,livin/mliap in lung cancer.clin cancer res,2005,11:10001009.
7 chakravarti a,noll e,black pm,et al.quantitatively determined survivin expression levers are of prognostic value in human glimoas.j clin oncol,2002,20:10631068.