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编号:10211645
骨肉瘤细胞核因子κB免疫组化研究
http://www.100md.com 《重庆医学》 1999年第3期
     作者:王 东 李颖嘉 牟江洪 陈 俐

    单位:第三军医大学野战外科研究所病理科 (重庆400042)

    关键词:骨肉瘤;细胞核因子NF-κB;血管生成

    重庆医学CHONGQING MEDICAL JOURNAL1999年 第28卷 第3期 Vol摘 要 细胞核因子NF-κB在肿瘤血管生成中可能具有核心调节作用,本文选择80例有随访结果的骨肉瘤,应用免疫组化方法检测NF-κB p65亚单位以及血管内皮细胞生长因子(VEGF)的表达,同时观察肿瘤内微血管密度(MVD),旨在探讨NF-κB表达与骨肉瘤血管生成的关系。结果:80例骨肉瘤中48例NF-κB p65阳性,阳性产物主要定位于肿瘤细胞浆。NF-κB表达与VEGF表达和MVD呈显著正相关,而且NF-κB阳性组病人存活时间显著低于阴性组。该结果表明:①NF-κB p65是骨肉瘤相关的一种癌蛋白,在骨肉瘤的发生和发展中发挥重要的作用;②NF-κB对VEGF可能有正向调节作用,进而影响骨肉瘤血管生成;③NF-κB对肿瘤血管生成的作用,可能是影响骨肉瘤预后的主要原因之一。
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    Immunohistochemical Study N of nuclear Factor κB(NF-κB)in Osteosarcoma

    Wang Dong,LI Yingjia,Mo Jianghong,et al.

    Dept of Pathol,Daping Hospital and The Research Institute of

    Surgery,Third Military Medical University,Chongqing 400042

    Abstract:The recent studies suggest that nuclear factor κB(NF-κB)may play a central role in the angiogenesis process.To probe into the relationship between NF-κB p65 subunit and vescular endothelial cell growth factor (VEGF),VEGF Was deteeted immunohistochemically in 80 specimans of osteosarcoma with follow-up.Meanwhile,the intratumoral microvessel density (MVD) was calculated with morplometry in them. Results:Out of 80 cases of osteosarcoma,48 were positive staining for NF-κB p65 subunit.The positive product was mainly located in the cytoplasm of tumor cell.A positive relationship was found between the NF-κB expression and VEGF expression as well as the MVD.Furthermore,the survival time was much shorter in group with positive NF-κB than in group with negative NF-κB.The results suggest that:(1)NF-κB may beanimportant oncoprotein,and involved in the progress of osteosarcoma;(2)NF-κB may induce the angiogenesis by up-regulating the VEGF expression;(3)Involvement of NF-κB in angiogenesis may be one of the most mportant factors to influence prognosis in patients with osteosarcoma.
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    Key words:Osteosarcoma NF-κB Angiogenesis

    骨肉瘤是好发于青少年的恶性肿瘤之一,尽管近年临床治疗取得了较大进展,但死亡率和致残率仍很高。业已证明血管生成是实体瘤生长和转移的关键因素,骨肉瘤和其它许多肿瘤中肿瘤内微血管密度(intratumoral microvescular density,MVD)是影响肿瘤预后的重要因素[1],但有关肿瘤血管生成的调节机制仍不十分清楚。细胞核因子κB(nuclear factorκB,NF-κB)是一种多功能的转录因子[2],许多研究表明其在肿瘤血管生成中可能具有核心的调节作用[3,4],推测NF-κB和肿瘤血管生成可能有关,但国内外均未见报道。为此,本研究应用免疫组化技术检测80例骨肉瘤NF-κB p65亚单位蛋白表达,旨在探讨其与MVD的血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)表达及病人预后的关系。
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    材料与方法

    1 临床资料

    选用1968~1993年间长骨髓内型骨肉瘤80例,其中男性52例,女性28例,男女之比为1.8∶1。年龄11~68岁,平均23岁,最高峰10~19岁54例,占62.5%。肿瘤侵犯软组织者74例(92.5%)。肿瘤直径5~25cm,平均10cm。组织学分级参照Price三级法,组织学分型按Dahlin氏分型和1993年WHO骨肉瘤组织学分类[5]两种方法。80例骨肉瘤中手术切除标本75例,活检标本5例。截肢加化疗35例(43.8%),单性截肢24例(30%),瘤段切除灭活再植或断端融合加术后化疗17例,活检未治4例。全部病例均有随访,总体2年存活率为33.8%,5年存活率为18.3%。此外,选用10例骨纤维结构不良和5例骨母细胞瘤作为对照研究。

    2 免疫组化

    全部标本均经10%福尔马林液固定,石蜡包埋切片。所用单克隆抗体八因子相关抗原(FⅧ-FA)及CD31为Dako公司产品,VEGF多克隆抗体和NF-κB p65亚单位多克隆抗体购自Santa Cruz公司。LSAB试剂盒为Dako公司产品,染色方法参照试剂盒说明进行。切片加一抗FⅧ-RA和CD31之前胰酶消化20分钟,PBS代替一抗作为阴性对照。
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    3 肿瘤内微血管密度计数(microvessel density count)[6]

    应用CMIAS真彩色图像分析系统测定。首先选取具有代表性的组织切片,排除肿瘤出血区及边缘反应区。低倍镜(40×)观察确定每例切片中3个血管密度最高区域(热点区域),然后在高倍镜(200×)下,计数每个区域的MDC,其平均值即作为该例肿瘤的MDC值。

    4 统计学处理

    NF-κB表达与骨肉瘤临床病理以及VEGF表达的关系应用χ2检验,与MVD的关系应用t检验。生命表法计算累积生存率,COX模型进行单因素分析,Log-rank检测比较NF-κB阳性组和阴性组生存率。

    结 果

    1 骨肉瘤NF-κB p65的表达
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    NF-κB p65亚单位免疫组化阳性产物呈棕褐色细颗粒状,主要定位于肿瘤细胞胞浆。骨肉瘤各种类型细胞,包括骨母细胞、软骨母细胞、纤维母细胞等均可见阳性反应。边缘性反应骨和外伤性骨痂组织未见着色。80例骨肉瘤中48例NF-κB p65阳性,阳性率为60%。在10例骨纤维结构不良和5例骨母细胞瘤中NF-κB p65免疫组化结果阴性。

    2 肿瘤内微血管密度计数

    FⅧ-RA和CD31阳性产物定位于血管内皮细胞浆,80例骨肉瘤中50例两种抗原皆为阳性,另外30例中FⅧ-RA阳性16例,CD31阳性14例。因此,本组肿瘤微血管密度是综合FⅧ-RA和/或CD31免疫组化染色结果计数的。80例骨肉瘤中MDC值范围为7.3~93,中位数为31.1,平均值为35.4。

    3 骨肉瘤中VEGF的表达

    VEGF阳性产物主要定位于肿瘤细胞浆,毛细血管内皮细胞亦可见弱表达,但未见两者之间有明显相关性。骨肉瘤VEGF表达有明显异质性,在肿瘤细胞低分化区,骨样组织幼稚区,以及新生毛细血管周围多见VEGF强表达。80例骨肉瘤中,42例VEGF阳性(52.5%)。
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    4 NF-κB p65表达与骨肉瘤病理的关系

    表1 NF-κB p65表达与骨肉瘤病理的关系 病理资料

    n

    NF-κB p65

    阳性

    NF-κB p65

    阴性

    P值

    肿瘤体积

    <10cm

    39

    20
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    19

    ≥10cm

    41

    28

    13

    >0.05

    侵犯软组织

    侵犯

    74

    45

    29

    未侵犯

    6

, 百拇医药     3

    3

    >0.05

    Price组织学分级

    Ⅰ级

    12

    6

    6

    Ⅱ级

    30

    21

    9

    >0.05

    Ⅲ级
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    28

    21

    7

    Dahlin's分型

    骨母细胞型

    24

    18

    6

    软骨母细胞型

    15

    9

    6

    >0.05
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    纤维母细胞型

    24

    18

    6

    其它类型

    7

    3

    4

    1993年WHO分型

    普通中心性

    59

    42

    17
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    血管扩张性

    4

    2

    2

    骨内高分化性

    14

    2

    12

    <0.05*

    圆形细胞性

    3

    2

    1
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    *骨内高分化性骨肉瘤与其它类型之间差异有显著性。

    5 NF-κB p65表达与MVD、VEGF表达的关系

    如表2所示,NF-κB阳性组VEGF高表达,而且MVD值明显高于阴性组,提示NF-κB表达与MVD、VEGF表达密切相关。表2 NF-κB p65表达与MVD、VEGF表达的关系

    NF-κB

    n

    VEGF

    MVD

    P值

    -

    +
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    x

    (s,范围)

    阳性

    阴性

    48

    32

    14

    24

    34

    18

    42.7

    33.0

    (18.6,7.0-93)
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    (21.1,7.3-87.3)

    <0.05

    6 NF-κB p65阳性组织和阴性组骨肉瘤2年和5年存活率分别为20%,10%及60%,22%,据此绘制Kaplan-Meier曲线(图1)。经Log-rank检验两组生存率差异有显著性(χ2=5.62,P<0.05)。为进一步确定NF-κB对骨肉瘤预后的影响,选用COX模型进行单因素分析,结果表明NF-κB为影响骨肉瘤预后的重要因素(P<0.0001),回归系数=1.23,相对危险度=3.34。

    图1 NF-κB p65骨肉瘤预后的关系

    讨论

    实体瘤的生长和转移是血管生成依赖的,血管作为肿瘤间质的一种重要成份,与肿瘤细胞相互作用,构成完整的微生态环境,决定着肿瘤的生长和转归。因此,肿瘤血管生成研究已成为当前肿瘤研究领域的热点问题之一。肿瘤血管生成包括血管内皮细胞的迁移、粘附、增殖,以及管状结构形成等一系列复杂过程,其中有多种血管生成因子和细胞黏附分子的参与。
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    NF-κB因具有激活免疫球蛋白-轻链基因表达而得名,是由50KD蛋白(p50)和65KD蛋白(p65/RelA)组成的异源二聚体。在正常情况下NF-κB和NF-κB的抑制因子ⅠκB形成复合物而处于静止状态,当细胞受到外界因素,如细胞因子、病毒感染等刺激时,ⅠκB通过磷酸化而降解,NF-κB和ⅠκB分离迅速移位至细胞核,发挥转录因子作用而产生级联效应。目前的研究表明NF-κB作用于血管形成的诸多环节,可能对血管形成具有核心的调节作用。

    其一、肿瘤细胞能产生与释放多种血管生成因子,促进肿瘤血管生成。在已发现的血管生成因子中,已证明转化生长因子β(TGF-β)、肿瘤坏死因子α(TNFα)、白介素1-α(IL-1-α)和白介素8(IL-8)含有NF-κB的特异结合位点,其表达受NF-κB的调节[3]。用NF-κB反义核苷酸能够抑制TNFα诱导的血管生成,并同时能抑制TNFα介导的碱性纤维生长因子(bFGF)和血管内皮生长因子(VEGF)的表达[4],提示NF-κB对bFGF和VEGF的表达也存在潜在调节作用。
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    其二、粘附分子在内皮细胞形成管状结构中,从一维的基因调节向三维的血管结构转化发挥着至关重要的作用,而内皮细胞间的粘附主要是由细胞间粘附分子-1(ICAM-1)、血小板内皮细胞粘附分子-1(PECAM-1,亦称CD31)介导的。已知ICAM-1结构中含有NF-κB结合序列,是NF-κB调节的靶基因。PECAM是近年研究的一个新热点,在动物实验中用ECAM-1抗体能有效地抑制肿瘤血管生成。PECAM和ICAM-1同属免疫球蛋白超家族,在结构和功能上有许多相似之处,目前尚未确证其是否有NF-κB结合序列,但有证据表明PECAM-1的表达亦受NF-κB的调节。

    其三、内皮细胞与基质的作用是由内皮细胞表面整合素决定的,肿瘤血管内皮细胞特异表达整合素αVβ3和αVβ5。Sharma等的研究表明整合素αV是NF-κB的靶分子。上述研究结果提示NF-κB在内皮细胞之间以及内皮细胞与基质之间的粘附中起调节作用。

    本文10例骨纤维结构不良和5例骨母细胞瘤中NF-κB p65免疫组化结果阴性,而80例骨肉瘤中48例NF-κB p65阳性,阳性产物主要定位于细胞浆。NF-κB阳性组VEGF高表达,而且MVD值明显高于阴性组。同时NF-κB p65阳性组存活率明显低于阴性组。该结果进一步表明NF-κB p65是骨肉瘤相关的一种癌蛋白,在骨肉瘤的发生和发展中发挥重要的作用;NF-κB对VEGF可能有正向调节作用,进而影响骨肉瘤血管生成;NF-κB对肿瘤血管生成的作用,可能是影响骨肉瘤预后的主要原因之一。已知NF-κB的激活引起该蛋白核移位,NF-κB p65定位于细胞浆可能与NF-κB激活有关,但它们之间的真正关系仍需进一步研究。此外,NF-κB p65表达与骨肉瘤体积、Price分级、Dahlin氏组织学分型无关,而与WHO新的骨肉瘤分型有关。
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    本文结果表明NF-κB和骨肉瘤血管生成显著相关,进一步佐证NF-κB对多种肿瘤相关生长因子及肿瘤血管生成的多个环节可能具有调节作用,NF-κB有可能成为抗骨肉瘤血管生成治疗一个新的靶基因。

    参考文献

    1 王东,陈俐,高奉浔.骨肉瘤中血管密度与预后的研究.中华病理学杂志,1997,26(5):266

    2 Siebenlist U,Franzoso G,Borozon K.Structure,regulation and functions of NF-kappa B.Annu Rev Cell Biol,1994,10:405

    3 Read MA,et al.NFκB and ⅠκBα:an inducible regulatory system in endothelial activation.J Exp Med,1994,179:503
, 百拇医药
    4 Yoshida S,et al.Involvement of interleukin-8,vascular endothelial growth factor,and basic fibroblast growth factor in tumor necrosis factor alpha-dependent angiogenesis.Mol Cell Biol,1997,17:4015

    5 Schajowicz F,Sissons HA,Sobin H.The World Health Organization's histologic classification of bone tumor.A commentary on the second edition. Cancer,1995,75(5):1208

    6 Hollingsworth HC,Kohn EC,Steiberg SM,et al.Tumor angiogenesis in advanced stage ovarian carcinoma.Am J Pathol,1995,147(1):33, 百拇医药