纖維粘連蛋白和整合素β1在人腦膠質(zhì)瘤中的表達(dá)及其意義

趙 杰 劉躍亭*

（山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院神經(jīng)外科，山西 太原 030001）

膠質(zhì)瘤是人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)最常見的腫瘤，它的主要生物學(xué)特性為局部侵襲性生長而罕見顱外轉(zhuǎn)移。腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞的侵襲性生長和復(fù)發(fā)是膠質(zhì)瘤臨床治療失敗的主要原因。研究發(fā)現(xiàn)，黏附分子家族中的整合素參與了腫瘤細(xì)胞的黏附和遷移等多個環(huán)節(jié)，通過介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)蛋白、細(xì)胞之間的黏附和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等作用，直接和間接地影響腫瘤細(xì)胞的侵襲性，包括膠質(zhì)瘤細(xì)胞的侵襲性[1]。整合素家族的配體主要是細(xì)胞外基質(zhì)成分。在正常腦組織中，血管基底膜和膠質(zhì)界膜處的細(xì)胞外基質(zhì)主要包括W型膠原蛋白、纖維粘連蛋白（FN）、層粘連蛋白（LN）和玻粘連蛋白等[2,3]。我們采用免疫組織化學(xué)方法檢測了腦膠質(zhì)瘤中整合素β1、纖維粘連蛋白表達(dá)，了解二者在腦膠質(zhì)瘤組織中的表達(dá)情況，并分析它們與腫瘤分化程度及侵襲轉(zhuǎn)移的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 材料

收集2007年9月到2010年6月山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院神經(jīng)外科膠質(zhì)瘤手術(shù)切除的標(biāo)本60例。標(biāo)本蠟塊來源于山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院病理科?；颊呔性敿?xì)的臨床資料和手術(shù)記錄，術(shù)前均未接受放療和化療。男女比例為1.7∶1；年齡為18～68歲。其中低度惡性組（Ⅰ級和Ⅱ級）占35例，高度惡性組（Ⅲ級和Ⅳ級）占25例。按WHO（2000）神經(jīng)上皮腫瘤分類標(biāo)準(zhǔn)[4]對原發(fā)膠質(zhì)瘤進(jìn)行組織學(xué)分級：Ⅰ級（毛細(xì)胞型星形細(xì)胞瘤和室管膜下巨細(xì)胞星形細(xì)胞瘤）16例，Ⅱ級（彌漫性星形細(xì)胞瘤）19例，Ⅲ級（間變形星形細(xì)胞瘤）13例，Ⅳ級（膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和髓母細(xì)胞瘤）12例；15例正常腦組織標(biāo)本為急性顱腦損傷患者行內(nèi)減壓術(shù)切除的腦組織。所有標(biāo)本均經(jīng)10%福爾馬林固定，石蠟包埋，3μm厚連續(xù)切片。

1.2 方法

脫蠟至水后按免疫組織化學(xué)S-P法操作。一抗抗人FN單克隆抗體購自北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司；抗人整合素β1單克隆抗體購自北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司；二抗和S-P試劑盒購自北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司。2種染色均以PBS代替一抗，設(shè)立陰性對照。視野采圖及測量采用BI2000高清晰圖象處理系統(tǒng)軟件。FN及整合素β1在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中表達(dá)結(jié)果判定采用在400倍鏡下隨機(jī)采集10個視野，以Lu等[5]的雙項積分法行陽性細(xì)胞計數(shù)：①細(xì)胞陽性率：＜5%，0分；5% ～25%，1分；26% ～50%，2分；51% ～75%，3分；＞75%，4分。②染色強度：淡黃色，1分；黃或深黃色，2分；褐或棕褐色，3分。二者計分相乘＞1分為陽性。統(tǒng)計學(xué)處理用SPSS13.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析，采用χ2檢驗和Spearman相關(guān)分析，檢驗水準(zhǔn)取0.05，P＜0.05，認(rèn)為有統(tǒng)計學(xué)意義。

表1 纖維粘連蛋白、整合素β1在正常腦組織和不同惡性程度腦膠質(zhì)瘤中的陽性表達(dá)

表2 纖維粘連蛋白、整合素β1在膠質(zhì)瘤中的表達(dá)

2 結(jié) 果

2.1 在正常腦組織中纖維粘連蛋白和整合素β1均不表達(dá)。

2.2 纖維粘連蛋白在腦膠質(zhì)瘤組織中的表達(dá)

膠質(zhì)瘤細(xì)胞中FN表達(dá)為彌漫分布于胞質(zhì)內(nèi)的棕黃色顆粒，在低度惡性組和高度惡性組的陽性表達(dá)率分別為20.00%及48.00%（χ2=5.284，P=0.022），其差異有統(tǒng)計學(xué)意義，見表1。 在低度惡性膠質(zhì)瘤中僅見少數(shù)細(xì)胞FN陽性染色，并隨惡性程度升高而增加。對研究組膠質(zhì)瘤惡性程度與纖維粘連蛋白陽性表達(dá)率應(yīng)用Spearman相關(guān)分析得出：r=0.835，P＜0.05，證實纖維粘連蛋白陽性表達(dá)率與膠質(zhì)瘤惡性程度成正相關(guān)，見表2。

2.3 整合素β1在腦膠質(zhì)瘤組織中的表達(dá)

膠質(zhì)瘤細(xì)胞中整合素β1表達(dá)主要分布于胞膜，在低度惡性組和高度惡性組的陽性表達(dá)率分別為 25.71%及60.00%（χ2=7.143，P=0.008），其差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，見表1。在低度惡性膠質(zhì)瘤中僅見少數(shù)細(xì)胞中整合素β1陽性染色，并隨腫瘤級別升高而增加。對研究組膠質(zhì)瘤惡性程度與整合素β1陽性表達(dá)率應(yīng)用Spearman相關(guān)分析得出：r=0.876，P＜0.05，證實整合素β1陽性表達(dá)率與膠質(zhì)瘤惡性程度成正相關(guān)，見表2。

2.4 纖維粘連蛋白、整合素β1的關(guān)系

纖維粘連蛋白的陽性表達(dá)率和整合素β1的陽性表達(dá)率呈正相關(guān)關(guān)系（r=0.518，P＜0.05）。

3 討 論

在眾多影響腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的因素中，ECM是阻止腫瘤轉(zhuǎn)移的第一道屏障，在腫瘤浸潤轉(zhuǎn)移過程中，腫瘤細(xì)胞與周圍的外基質(zhì)之間發(fā)生一系列的動態(tài)變化。細(xì)胞黏附分子在細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)間的黏附及信息傳遞中發(fā)揮很重要的作用，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長、分化、增殖，甚至腫瘤的轉(zhuǎn)移。

3.1 腦膠質(zhì)瘤中整合素β1表達(dá)的意義

整合素β1作為重要的細(xì)胞黏附分子和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子，在腫瘤的轉(zhuǎn)移過程中有極其重要的作用。整合素通過介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)蛋白、細(xì)胞之間的黏附和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等作用，參與了膠質(zhì)瘤瘤細(xì)胞的黏附和遷移等多個環(huán)節(jié)，直接和間接地影響膠質(zhì)瘤細(xì)胞的侵襲性。在U-251/lacZ和ANI/lacZ膠質(zhì)瘤細(xì)胞的黏附實驗中發(fā)現(xiàn)，抗整合素β1抗體可明顯抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞對膠原蛋白IV的黏附，表明整合素β1與膠質(zhì)瘤細(xì)胞的侵襲性相關(guān)[6]。整合素家族的配體主要是細(xì)胞外基質(zhì)成分。通過與細(xì)胞外基質(zhì)相互作用，而參與膠質(zhì)瘤細(xì)胞的侵襲過程[7,8]。整合素α3β1能與LN相結(jié)合，促進(jìn)U251、A172和T98G膠質(zhì)瘤細(xì)胞的侵襲，但給予一定劑量的抗β1抗體可使膠質(zhì)瘤細(xì)胞在LN基質(zhì)中的侵襲力下降[9]。

3.2 腦膠質(zhì)瘤中纖維粘連蛋白表達(dá)的意義

腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移必須要求兩個條件：腫瘤血管生成及破壞細(xì)胞外基質(zhì)（extra-cellularmatrix，ECM）。在眾多影響腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的因素中，ECM是阻止腫瘤轉(zhuǎn)移的第一道屏障，在腫瘤浸潤轉(zhuǎn)移過程中，腫瘤細(xì)胞與周圍的外基質(zhì)之間發(fā)生一系列的動態(tài)變化。FN作為ECM的主要成分之一，對細(xì)胞黏附、遷移、分化都發(fā)揮著重要的作用，其對腫瘤生物學(xué)行為的影響也日益成為關(guān)注的焦點。對人腦膠質(zhì)瘤ECM的免疫組織化學(xué)研究顯示，在腫瘤病理狀態(tài)下血管基底膜及增生的血管內(nèi)皮細(xì)胞FN表達(dá)明顯增多，同時在腫瘤間質(zhì)也出現(xiàn)FN表達(dá)[10]，即外源性FN。除了外源性FN對膠質(zhì)瘤侵襲的促進(jìn)作用，腫瘤細(xì)胞自身分泌的FN成分也為膠質(zhì)瘤惡性進(jìn)展提供了條件。除了外源性FN對膠質(zhì)瘤侵襲的促進(jìn)作用，腫瘤細(xì)胞自身分泌的FN成分也為膠質(zhì)瘤惡性進(jìn)展提供了條件。膠質(zhì)瘤細(xì)胞能自身合成內(nèi)源性FN，并隨膠質(zhì)瘤惡性程度增加內(nèi)源性FN的合成和分泌不但能增強膠質(zhì)瘤細(xì)胞的運動能力，還能通過影響細(xì)胞的生存時間、刺激組織分泌生長因子等方式間接影響膠質(zhì)瘤的生物學(xué)行為[11]。故內(nèi)源性和外源性FN均在膠質(zhì)瘤侵襲性生物學(xué)行為中發(fā)揮重要作用[12]。

綜上所述，F(xiàn)N在膠質(zhì)瘤侵襲性生物學(xué)行為中發(fā)揮重要作用，同整合素β1相互作用促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的運動、遷移能力。由于膠質(zhì)瘤細(xì)胞外基質(zhì)成分豐富，對單一成分的研究只能初步解釋膠質(zhì)瘤侵襲特性的單方面機(jī)制，實際這種腫瘤生物學(xué)行為是不同機(jī)制構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)共同作用的結(jié)果。因此通過研究整合素和細(xì)胞外基質(zhì)對膠質(zhì)瘤的影響，可以為膠質(zhì)瘤臨床診斷及治療提供線索和依據(jù)。

[1]Hynes RO.Integrins：verastility,modulation,in cell adhesion[J].Cell,1992,69(1)：11-25.

[2]Bellail AC,Hunter BS,Brat DJ,et al.Microregional extracellular Matrix heterogeneity in brain modulates glioma cell invasion[J].Int J Biochem Cell Biol,2004,36(6)：1046-1069.

[3]Knott JC,Mahesparan R,Garcia-Cabreral,et al.Stimulati on ofextracellular matrix eomponents in the normal brain by invading glioma cells[J].Int J Cancer,1998,75(6)：864-872.

[4]張福林.神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的WHO(2000)分類[J].中國神經(jīng)精神疾病雜志,2001,27(3)：153.

[5]Lu CD,Altieri DC,Tanigawa N.Expression of a novel antiapoptosis gene,survivin,correlated with tumor cell apoptosis and p53accumulation in gastric carcinomas[ J].Cancer Res,1998,58(9)：1808-1812.

[6]Tysnes BB,Larsen LF,Ness GO,et al.Stimulation of glioma cell migration by laminin and inhibition by anti-alpha 3 and anti-beta1 integrin antibodies[J].Int J Cancer,1996,67(6)：777-784.

[7]Tonn JC,Wunderlich S,Kerkau S,et al.Invasive behaviour of human gliomas is mediated by interindividually different in tegrinpatterns[J].AnticancerRes,1998,18(4A)：2599-2605.

[8]Goldbrunner RH,Haugland HK,Klein CE,et al.ECM dependent and integrin mediated tumor cell migration of human glioma and melanoma cell lines under serum-free conditions[J].Anticancer Res,1996,16(6B)：3679-3687.

[9]Fukushima Y,Ohnishi T,Arita N,et al.Integrin alpha 3beta1-mediated interaction with laminin-5 stimulates adhesion,migration and invasion of malignant glioma cells[J].Int J Cancer,1998,76(1)：63-72.

[10]Varani J,Schuger L,Fligiel SE,et al.Production of fibronectin by human tumor cells and interaction with exogenous fibronectin：comparison of cell lines obtained fromcolon adenocarcinomas and squamous carcinomas of the upper aerodigestive tract[J].Int J Cancer,1991,47(3)： 421.

[11]Giese A,Loo MA,Rief MD,et al.Role of extracellular matrix in tumor invasion： migration of glioma cells alon fibronect inpositive mesenchymal cell processes[J].Neurosurgery,1995,37(2)： 294.

[12]郭滟,任大宏,楊靜等.纖維連接蛋白及整合素β1與人腦膠質(zhì)瘤生物學(xué)行為的相關(guān)性研究[J].華中科技大學(xué)學(xué)報,2004,33(4)：397.