PTTG、MMP-2在人腦星形細(xì)胞瘤中的表達(dá)及意義

季玉陳 牛光明 張鵬遠(yuǎn) 婁金鋒 周 興 常克亮 陶勝忠 蘇芳忠

鄭州大學(xué)第二附屬醫(yī)院神經(jīng)外科 鄭州 450014

垂體瘤轉(zhuǎn)化基因(pituirary tumor transforming gene,PT TG)是在大鼠生長激素瘤中發(fā)現(xiàn)的一種原癌基因。研究表明,PTTG在人類大多數(shù)原發(fā)腫瘤中存在過度表達(dá)。基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix Metalloproteinases,MM Ps)是具有高度同源性的陽離子依賴性肽鏈內(nèi)切酶,可降解細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的各種成分。近年來研究證實(shí)MMP-2在人體許多惡性腫瘤中高表達(dá),且表達(dá)程度與腫瘤級別成正相關(guān)。本實(shí)驗(yàn)采用免疫組織化學(xué)方法檢測PTTG和MMP-2在正常腦組織和不同病理級別人腦星形細(xì)胞腫瘤組織中的表達(dá),并分析二者在表達(dá)過程中的相互關(guān)系。

1 材料和方法

1.1 研究對象及分組 本實(shí)驗(yàn)設(shè)實(shí)驗(yàn)組和對照組,標(biāo)本均來自鄭州大學(xué)第二附屬醫(yī)院神經(jīng)外科,實(shí)驗(yàn)組包括低度惡性組(星形細(xì)胞瘤WHO Ⅰ～Ⅱ級)20例、惡性組(星形細(xì)胞瘤WHOⅢ級)15例、高度惡性組(星形細(xì)胞瘤WHO Ⅳ級)11例。對照組為6例非瘤腦組織,均取自同期收治的急性顱腦損傷患者因顱內(nèi)減壓而切除的腦組織,

1.2 主要試劑 鼠抗人 PTTG、MM P-2抗體、SP試劑盒等均購自福州邁新生物公司。

1.3 免疫組化方法 參照常規(guī)免疫組化SP法步驟,微波抗原修復(fù),山羊血清封閉,滴加一抗后4℃過夜,二抗為鼠抗兔抗體,辣根過氧化物放大信號,DAB顯色,蘇木素復(fù)染,封片,鏡檢。以PBS液代替一抗作為陰性對照,以已知陽性標(biāo)本作為陽性對照。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 本實(shí)驗(yàn)所有數(shù)據(jù)均用SPSS 11.5統(tǒng)計(jì)軟件分析,采用兩獨(dú)立樣本χ2檢驗(yàn),檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 療效判定標(biāo)準(zhǔn) PTTG表達(dá)于細(xì)胞質(zhì),偶有胞核表達(dá),呈棕黃色顆粒;M MP-2表達(dá)于腫瘤細(xì)胞胞漿及血管內(nèi)皮細(xì)胞,呈棕黃色顆粒。400倍顯微鏡下取視野清晰、無壞死出血區(qū)域,共計(jì)6個(gè)視野取其平均陽性細(xì)胞個(gè)數(shù)。以100個(gè)腫瘤細(xì)胞中陽性細(xì)胞個(gè)數(shù)作為表達(dá)強(qiáng)度判定依據(jù)。其中陽性細(xì)胞百分率＜10%記為-,百分率10%～25%記為+,百分率25%～50%記為++,百分率＞50%記為+++。

2.2 PTTG在正常腦組織和星形細(xì)胞瘤中的表達(dá) 6例正常腦組織PTTG表達(dá)陽性1例,陽性率16.7%(1/6)。在腫瘤細(xì)胞中,PTTG表達(dá)陽性率67.4%(31/46),PTTG在星形細(xì)胞瘤中呈陽性表達(dá)。其中,低度惡性星形細(xì)胞瘤中染色較淡,陽性細(xì)胞數(shù)較少,隨腫瘤惡性程度增加,陽性染色多為深褐色或棕褐色,陽性細(xì)胞數(shù)明顯增多,甚至成巢狀、片狀分布。PT TG在正常腦組織與在腫瘤中的表達(dá)強(qiáng)度行χ2檢驗(yàn)分析,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=5.770,P=0.016)。見表1。

表1 PTTG在正常對照組、實(shí)驗(yàn)組中的表達(dá)

2.3 PTTG在不同病理級別人腦星形細(xì)胞瘤中的表達(dá) 從低度惡性組、惡性組到高度惡性組,PTTG的陽性表達(dá)率呈增高趨勢,陽性表達(dá)率分別為 30.0%(6/20)、93.3%(14/15)和100%(11/11)。各組間行χ2檢驗(yàn),低度惡性組與惡性組比較間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2(ab)=17.997,P=0.001),而惡性組與高度惡性組間比較間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2(bc)=5.176,P=0.159)。見表 2。

2.4 MMP-2在正常腦組織和人腦星形細(xì)胞瘤中的表達(dá)情況 6例正常腦組織中無MMP-2陽性表達(dá),在腫瘤組織中,MMP-2表達(dá)的陽性率為63.0%(29/46),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。

2.5 MMP-2在不同病理級別人腦星形細(xì)胞瘤中的表達(dá)從低度惡性組、惡性組到高度惡性組,MMP-2的陽性表達(dá)率呈增高趨勢,陽性表達(dá)率分別為 25%(5/20)、86.7%(13/15)、100%(11/11),分級數(shù)據(jù)行χ2檢驗(yàn)分析低度惡性組與惡性組之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=15.23,P=0.005),而惡性組與高度惡性之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=7.495,P=0.058)。見表 2。

表2 PTTG、MMP-2在不同病理級別星形細(xì)胞腫瘤中的表達(dá)

2.6 PTTG與MMP-2在人腦星形細(xì)胞腫瘤中表達(dá)關(guān)系在31例PTTG表達(dá)陽性的星形細(xì)胞瘤中MMP-2陽性表達(dá)有25例,在29例MMP-2陽性的星形細(xì)胞瘤中PTTG陰性表達(dá)有4例,經(jīng)Spearman相關(guān)性分析 PTTG、MMP-2在表達(dá)過程中存在正相關(guān)(r=0.504,P=0.001)。見表3。

表3 PTTG表達(dá)與MMP-2表達(dá)的關(guān)系

3 討論

研究表明PTTG促進(jìn)腫瘤發(fā)生的機(jī)制可能有以下幾個(gè)方面:(1)抑制姊妹染色單體的分離,破壞細(xì)胞分裂,導(dǎo)致染色體不穩(wěn)定,進(jìn)一步發(fā)展成腫瘤[1]。(2)誘導(dǎo)細(xì)胞轉(zhuǎn)化:體外及體內(nèi)研究均表明PTTG是一個(gè)強(qiáng)有力的細(xì)胞轉(zhuǎn)化基因,在無其他輔助癌基因的參與下即能引起細(xì)胞轉(zhuǎn)化[2]。(3)對bFGF參與腫瘤血管生成的促進(jìn)作用:許多研究證實(shí),PTTG在多種腫瘤組織及高度增生性組織細(xì)胞內(nèi)高表達(dá),并與大多數(shù)腫瘤的分級和分期有關(guān)。

本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),PTTG在正常腦組織和星形細(xì)胞瘤中的表達(dá)率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)其表達(dá)陽性率隨病理級別增高而增高,PTTG在腫瘤組織中廣泛表達(dá),尤其在高級別星形細(xì)胞腫瘤中,PTTG表達(dá)強(qiáng)烈、染色豐富。PT TG表達(dá)強(qiáng)度與腫瘤惡性程度分級數(shù)據(jù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。Nobuyuki[3]等用免疫組織化學(xué)方法檢測44例膠質(zhì)瘤標(biāo)本,發(fā)現(xiàn)PT TG1蛋白在高級別膠質(zhì)瘤中的表達(dá)比低級別膠質(zhì)瘤增強(qiáng),并且與膠質(zhì)瘤病人的預(yù)后有關(guān),Chamaon等[4]在26例星形細(xì)胞瘤中,用RT-PCR的方法分析了PTTG mRNA的表達(dá),發(fā)現(xiàn)PT TG mRNA在所有的惡性星形細(xì)胞瘤中表達(dá)增強(qiáng),而在正常腦組織中幾乎未檢測到PTTG mRNA的表達(dá)。Tfelt等[5]用同步RT-PCR技術(shù)檢測了PTTG mRNA和其連接蛋白(PBF)分別在星形細(xì)胞瘤、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和惡性星形細(xì)胞瘤細(xì)胞株U87中的表達(dá),結(jié)果顯示:PT TG在惡性星形細(xì)胞瘤細(xì)胞株中的表達(dá)比在星形細(xì)胞中的要強(qiáng),并隨腫瘤惡性程度的增加PT TG的表達(dá)增強(qiáng),這些均與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

MMPs是分解細(xì)胞外基質(zhì)的蛋白酶類中最重要的一類。能夠促進(jìn)腫瘤血管的形成,基質(zhì)金屬蛋白酶在基底膜的降解、重塑過程中起到重要作用[6]。Hur等[7]采用膠原酶譜分析發(fā)現(xiàn),明膠酶2A(MM P-2)在多形膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中的酶活性比星形細(xì)胞瘤高。膠質(zhì)細(xì)胞瘤中存在MMP-2的轉(zhuǎn)錄和表達(dá),并隨膠質(zhì)瘤惡性程度的增高,其轉(zhuǎn)錄和表達(dá)水平明顯增加。結(jié)合本實(shí)驗(yàn),6例正常腦組織中無M MP-2陽性表達(dá),在腫瘤細(xì)胞中MMP-2存在高表達(dá),隨惡性程度增高表達(dá)增強(qiáng),MMP-2在Ⅰ～Ⅱ級星形細(xì)胞瘤與Ⅲ級星形細(xì)胞瘤中的表達(dá)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05),Ⅲ級與Ⅳ級比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05),與PTTG在膠質(zhì)瘤中表達(dá)趨勢相符。

Mohammad[8]認(rèn)為 PTTG的致癌潛能可能通過調(diào)節(jié)MMP-2的表達(dá)活性來實(shí)現(xiàn),PT TG在人胚胎腎細(xì)胞株(HEK293)中的高表達(dá)導(dǎo)致了M MP-2的大量分泌,通過下調(diào)MMP-2的表活性可以阻止和下調(diào)PT TG的表達(dá),從而抑制腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移。

我們對PTTG和MMP-2在星形細(xì)胞中表達(dá)進(jìn)行了相關(guān)性分析,即隨著星形細(xì)胞瘤惡性程度增高,PTTG、M MP-2的表達(dá)增強(qiáng),二者在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中存在正相關(guān)。通過MMP-2的作用機(jī)制來研究PTTG在膠質(zhì)瘤發(fā)生、發(fā)展過程中的具體作用,從而揭示膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展的分子機(jī)制、調(diào)控機(jī)制,為膠質(zhì)瘤的診斷和治療提供新的思路。

[1]Orr-Weaver T L.Perspectives:cell cycle.T he difficulty in separating sisters[J].Science,1999,285:344-345.

[2]Zhang X,Horwitz GA,Prezant T R,et al.Structure,ex pression,and functionof human pituitary tumor-transforming gene(P TTG)[J].M ol Endocrinol,1999,13(1):156-166.

[3]Nouyuki Genkai,Jumpei Homma,Masakazu Sano.Increased expression of pituitary tumor-transforming gene(PTTG)-1 is correlated with poor prognosis in glioma patients[J].J Oncol Rep,2006,15(6):1569-1574.

[4]Chamanon K,Kirches E,Kanakis D,et al.Regulation of the pituitary tumor transforming gene by insulin-like-growth factor-Ⅰand insulin differs between malignant and non-neoplastic astrocytes[J].Biochem Biophys Res Commun,2005,27,331(1):86-92.

[5]Tfelt-Hansen J,Yano S,Bandyopadhyay S,et al.Expression of pituitary tumor transforming gene(PTTG)and its binding protein in human astrocytes and astrocytoma cells:function and regulation of PT TG in U87 astrocytoma cells[J].Endocrinology,2004,145(9):4222-4231.

[6]牛光明,雷霆,薛德麟.基質(zhì)金屬蛋白酶與腦膠質(zhì)瘤的侵襲性[J].河南實(shí)用神經(jīng)疾病雜志,2003,6(1):45-46.

[7]Hur JH,Park MJ,Park IC,et al.M atrix metalloproteinases in human gliomas:activation ofmatrix metalloproteinase-2(MMP-2)may be correlated with membrane-type-1 matrix metalloproteinase(MT 1-MM P)ex pression[J].J Ko rean Med Sci,2000,15(3):309-314.

[8]Mohammad TM,Sham SK.Regulation of angiogenesis and invasion by human pituitary tumor transforming gene(P TTG)through increased expression and secretion of matrix metalloproteinase-2(MM P-2)[J].Mol Cancer,2006,5:61.