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编号:10266892
胶质瘤细胞血小板源生长因子B链的纯合二聚体与其受体基因表达和受体活化水平的研究
http://www.100md.com 《中华病理学杂志》 1998年第2期
     作者:于士柱 浦佩玉 江德华 管欣琴 安同岭

    单位:

    关键词:神经胶质瘤;血小板源生长因子;受体,血小板源生长因子

    New Page 1 【摘要】 目的 探讨胶质瘤细胞血小板源生长因子B链的纯合二聚体(PDGFBB)及其受体(PDGFR)基因表达和PDGFR活化水平在胶质瘤发生、发展中的作用。方法 用原位杂交和免疫组化染色观察了73例不同级别的人胶质瘤组织标本。结果 62例(84.9%)的肿瘤细胞表达PDGFBmRNA,其阳性率和阳性肿瘤细胞含量均随肿瘤恶性程度升高而递增。PDGFRα、PDGFRβ和这两种受体及其信号传递通路活化标记物酪氨酸磷酸化蛋白(P-Tyr)的阳性率均为100%。这3种阳性肿瘤细胞密度(个/0.05 mm2)彼此间均呈正相关(r=0.838~0.897,P<0.01),并均随肿瘤恶性程度及肿瘤细胞PDGFB mRNA表达水平升高而同步增加,差异均有显著性(P<0.05~0.01)。但各肿瘤组内两种受体阳性肿瘤细胞密度间无显著性差异(P>0.05)。结论 胶质瘤细胞普遍存在PDGFBB自分泌环,PDGFRα和PDGFRβ在该自分泌环中均起重要作用,该自分泌环活性异常增加可能对PDGFBB及其受体表达有正反馈诱导作用,并可能在胶质瘤发生及恶性进展过程中发挥重要作用。
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    A study of gene expression of PDGFBB and PDGFR as well as level of PDGFR activity in human glioma cells Yu Shizhu, Pu Peiyu, Jiang Dehua, et al. Department of Neuropathology, Neurology Institute, Tianjin Medical University Hospital, Tianjin 300052

    【Abstract】 Objective To investigate the effect of PDGFBB autocrine loop on the development and progression of human gliomas. Methods 73 human glioma specimens of different stages were studied using in situ hybridization and immunohistochemical techniques. Results 62 (84.9%) of 73 cases expressed PDGFB mRNA. The positive rate and the amount of PDGFB mRNA increased correspondingly with the degree of malignancy. All of 73 gliomas expressed PDGFR α, PDGFR β and phosphotyrosine protein (P-Tyr ). The positive cell densities of PDGFR α, PDGFR β and P-Tyr correlated positively with one another and increased with the malignancy as well as the expression level of PDGFB mRNA in the gliomas. However, there was no significant difference between positive cell densities of PDGFR α and PDGFR β in any glioma group with different grading. Conclusions PDGFBB autocrine loop existed generally in the glioma cells, the expression levels of PDGFBB and PDGFRs were well correlated with the tumor grading and the positive cell density of P-Tyr which could objectively reflect the activity of PDGFRs and the signal pathways. It′s suggested that abnormally increased activity of PDGFBB autocrine loop might play an important role in the development and progression of gliomas.
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    【Key words】 Glioma Platelet-derived growth factor Receptors, platelet-derived growth factor

    最近发现,血小板源生长因子(platelet-derived growth factor,PDGF)B链的纯合二聚体(PDGFBB)与其受体(platelet-derived growth factor receptor,PDGFR)复合高表达形成的异常自分泌环与多种人体肿瘤的发生、发展密切相关[1~4]。但人胶质瘤细胞PDGFBB、PDGFR表达和PDGFR活化水平之间的关系,以及它们与肿瘤发生和恶性进展有无联系,目前尚不清楚。我们用原位杂交和免疫组化方法分析了73例不同恶性程度胶质瘤组织中PDGFBB、PDGFR表达和PDGFR活化状态及其相互关系,以期了解PDGFBB自分泌环在胶质瘤发生、发展中的作用。

    材料与方法
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    1.标本来源和肿瘤分类:(1) 收集我院神经外科1995年手术切除的新鲜胶质瘤标本73例,男42例,女31例,年龄3~73岁。每例标本的一半立即用OCT包埋,液氮快速冷冻-70℃冰箱保存。另一半用10%中性福马林固定,常规石蜡包埋,5 μm厚连续切片备用,并做HE染色确定诊断。从冰箱取出冷藏标本复温至-23℃,用恒冷冰冻切片机做6 μm厚连续冰冻切片,室温干燥10分钟,-70℃保存备用。(2) 按WHO标准进行分类和分级,其中良性和亚良性组(BG,Ⅰ~Ⅱ级)25例(毛细胞型星形细胞瘤1例、纤维型星形细胞瘤14例、原浆型星形细胞瘤8例、少突胶质细胞瘤1例、脉络丛乳头状瘤1例),恶性组(MG,Ⅲ级)22例(间变性星形细胞瘤21例、间变性少突胶质细胞瘤1例)和高度恶性组(HMG,Ⅳ级)26例(胶质母细胞瘤21例、髓母细胞瘤4例、大脑原始神经外胚层肿瘤1例)。

    2.原位杂交:取每例冰冻切片经4%多聚甲醛-0.1mol/L PBS(pH7.4)固定10分钟,0.1 mol/L PBS(pH7.4)摇洗5分钟,共3次后,用经地高辛-ddUTP3′末端标记的PDGFB/c-sis寡核苷酸探针做PDGFB mRNA原位杂交。PDGFB/c-sis探针由中科院北京微生物研究所合成,序列为5′-TGCGCGTCTTGCACTCGGCGATCATGGCCGGCTCAGCA AT-3′[5]。地高辛寡核苷酸3′末端标记与检测试剂盒购自德国宝灵曼公司,探针标记、杂交及杂交后检测程序均按该试剂盒说明进行。杂交时设不加探针和不加抗地高辛抗体的对照片,作为阴性对照。
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    3.免疫组化染色:取每例冰冻切片经冷丙酮(4℃)固定10分钟后,用多克隆抗体ABC法标记PDGFRα(1∶90)和PDGFRβ(1∶100)。取每例石蜡切片,常规脱蜡入水后用单克隆抗体ABC法标记酪氨酸磷酸化蛋白(phosphotyrosine protein; P-Tyr)(1∶100)。上述一抗均由北京中山生物技术公司赠送,由美国Santa Cruz公司生产,ABC试剂盒购自Vector公司。每种免疫组化染色均设阳性和阴性对照。

    4.用装有目镜网格测微尺的400倍视野计数PDGFRα、PDGFRβ和P-Tyr阳性肿瘤细胞密度(个/0.05 mm2)。按PDGFB mRNA阳性肿瘤细胞的百分比,将其分为四个等级:(-),无阳性细胞;(+),阳性细胞<30%;(++),阳性细胞30%~60%;(+++),阳性细胞>60%。用χ2、H、F检验和直线相关分析对相应数据进行统计学分析。

    结果
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    1.73例胶质瘤细胞PDGFB mRNA表达结果见表1。PDGFB mRNA阳性率和阳性等级均随肿瘤恶性程度升高而相应增加,除MG组和HMG组间阳性率无显著性差异(P>0.05)外,三组间其余差异均有显著性。PDGFB mRNA阳性肿瘤细胞不均匀散在分布,胞浆呈紫蓝色(图1)。

    表1 73例不同恶性程度胶质瘤组间PDGFB mRNA

    阳性率和阳性等级构成比比较[例数(%)]

    分组

    例数

    阳性率

    阳性等级构成比

    +

    ++
, 百拇医药
    +++

    良性和亚良性

    25

    16( 64.0)

    11(68.8)

    3(18.7)

    2(12.5)

    恶性

    22

    20( 90.0)

    2(10.0)

    13(65.0)

, 百拇医药     5(25.6)

    高度恶性

    26

    26(100.0)

    2( 7.7)

    5(19.2)

    19(73.1)

    合计

    73

    62( 84.9)

    15(24.2)

    21(33.9)

, 百拇医药     26(41.9)

    注:良性和亚良性组与恶性组比较P<0.05,良性和亚良性组与高度恶性组比较P<0.01;经t检验三组间差异均有显著性P<0.01

    2.本组胶质瘤PDGFRα、PDGFRβ、P-Tyr阳性率均为100%。三种阳性肿瘤细胞密度均随肿瘤恶性程度增加而升高,各肿瘤组间差异均有显著性(表2),但各肿瘤组内PDGFRα和PDGFRβ阳性肿瘤细胞密度间差异无显著性(t=0.912~1.501;P>0.05)。三种阳性肿瘤细胞呈胞浆和/或胞膜棕黄色着色,不均匀散在分布(图2~4)。0801.gif (10552 bytes)0802.gif (9616 bytes)0803.gif (10100 bytes)0804.gif (13133 bytes)
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    图1 胶质母细胞瘤中表达PDGFB mRNA的阳性肿瘤细胞,胞浆呈紫蓝色, 阳性肿瘤细胞不均匀散在分布原位杂交×400 图2 胶质母细胞瘤中表达PDGFRα蛋白的阳性肿瘤细胞,胞浆和胞膜呈棕黄色,阳性肿瘤细胞不均匀散在分布 ABC法×400 图3 间变性星形细胞瘤中表达PDGFRβ蛋白的阳性肿瘤细胞,胞浆和胞膜呈棕黄色,阳性肿瘤细胞不均匀散在分布 ABC法×400 图4 原浆型星形细胞瘤中P-Tyr蛋白阳性肿瘤细胞,胞浆呈棕黄色,阳性肿瘤细胞不均匀散在分布 ABC法×400

    表2 不同恶性程度胶质瘤组间PDGFRα、PDGFRβ及P-Tyr阳性肿瘤细胞密度的

    比较(个/0.05 mm2)

    分组

    例

    数xx1.gif (881 bytes)±s
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    PDGFRα

    PDGFRβ

    P-Tyr

    良性和亚良性

    25

    27.00± 7.11

    30.92±12.43

    41.16±16.31

    恶性

    22

    62.82±14.51

    67.23±17.44
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    70.91±14.64

    高度恶性

    26

    88.96±16.55

    96.89±21.27

    96.92±22.08

    F值

    137.97*

    90.88*

    60.17*

    * 经q检验三组间差异均有显著性P<0.01
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    3.胶质瘤细胞PDGFB mRNA表达水平与PDGFRα、PDGFRβ及P-Tyr阳性肿瘤细胞密度间的关系见表3。三种阳性肿瘤细胞密度均随肿瘤细胞PDGFB mRNA表达水平升高而同步递增。PDGFB mRNA(-)、(+)、(++)、(+++)组间上述三种阳性肿瘤细胞密度的差异均有显著性。表3 PDGFB mRNA表达水平不同胶质瘤组间PDGFRα、PDGFRβ

    及P-Tyr阳性肿瘤细胞密度的比较(个/0.05mm2)

    PDGFB mRNA

    表达水平

    例数xx1.gif (881 bytes)±s
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    PDGFRα

    PDGFRβ

    P-Tyr

    -

    11

    22.00± 6.74

    22.64± 6.07

    25.55± 5.61

    +

    15

    36.13± 9.33

    40.93±15.32
, 百拇医药
    53.87±13.64

    ++

    21

    63.29±17.46

    69.62±19.63

    72.19±11.88

    +++

    26

    86.81±20.57

    94.08±24.30

    96.31±23.02

    F值
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    54.32*

    44.78*

    52.98*

    q检验:* PDGFB mRNA(-)、(+)、(++)、(+++)组间差异均有显著性P<0.05~0.01 4.73例胶质瘤,总PDGFRα阳性肿瘤细胞密度为59.86±29.27(xx1.gif (881 bytes)±s/0.05 mm2),总PDGFRβ阳性肿瘤细胞密度为65.36±32.70(xx1.gif (881 bytes)±s/0.05 mm2),总P-Tyr阳性肿瘤细胞密度为69.99±29.52(±s/0.05 mm2)。经直线相关分析证实,两种受体阳性肿瘤细胞密度间及它们与P-Tyr阳性肿瘤细胞密度间均呈显著性正相关(r=0.838~0.897;P<0.01)。
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    讨论

    已知多种癌基因通过编码过量和/或结构与功能异常的生长因子或生长因子受体干扰正常的细胞增殖调控,诱发细胞转化和无限增殖,进而形成肿瘤[1~4,6]。而生长因子结合并激活其受体是这一过程的关键环节[7~10]。PDGFBB是原癌基因c-sis的编码产物[5],其诱发细胞转化的作用已经体外和动物实验证实[2,3,6,8]。PDGFR有α和β两个亚型,均属酪氨酸蛋白激酶受体家族成员,PDGFBB与之结合并诱导其形成α∶α、β∶β或α∶β受体二聚体后被活化,继而通过催化自身及相应下游信号传递蛋白酪氨酸磷酸化介导PDGFBB生物信号的级联传递[7~9]

    本组73例胶质瘤中,有62例(84.9%)不同程度的表达PDGFB mRNA,PDGFB mRNA阳性率和阳性等级均与肿瘤恶性程度密切相关,并随肿瘤恶性程度升高而依次递增。除MG组与HMG组间阳性率差异无显著性外,三组胶质瘤间其余差异均有显著性。免疫组化检测发现,73例胶质瘤PDGFRα、PDGFRβ及P-Tyr阳性率均为100%。三种阳性肿瘤细胞密度均随肿瘤恶性程度升高而递增。BG、MG和HMG组间差异均有显著性,但各胶质瘤组内两种受体阳性肿瘤细胞密度间差异无显著性。本组结果支持胶质瘤细胞普遍表达PDGFBB及其受体形成自分泌环,PDGFRα和PDGFRβ在该自分泌环均起重要作用的观点[9,10]。也说明这4种指标均能较客观的反映胶质瘤的恶性程度,可作为临床与病理综合评价胶质瘤生物学行为的重要参考依据[9]
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    如上所述,PDGFR活化及信号传递过程涉及到一系列蛋白酪氨酸磷酸化步骤[7,8]。因此,可用肿瘤细胞内P-Tyr含量多少间接衡量PDGFR及其下游信号传递通路的活化水平,本组结果显示,PDGFRα、PDGFRβ和P-Tyr阳性肿瘤细胞密度均随肿瘤细胞PDGFB mRNA表达水平升高而同步增加,PDGFB mRNA (-)、(+)、(++)、(+++)组间差异均有显著性。直线相关分析证实,PDGFRα、PDGFRβ及P-Tyr阳性肿瘤细胞密度彼此间均呈显著性正相关。这些都说明,P-Tyr阳性肿瘤细胞密度能较客观的反映胶质瘤细胞PDGFR及其下游信号传递通路的活化水平,胶质瘤细胞PDGFR活化水平和信号传递强度既随肿瘤细胞PDGFB mRNA表达水平升高而递增,也随肿瘤恶性程度升高而递增。提示胶质瘤细胞PDGFRα和PDGFRβ及其下游信号传递通路的活化水平是由肿瘤细胞PDGFBB表达水平所决定的,可能它们共同介导的生物信号既可刺激细胞增殖又可进一步促进PDGFBB、PDGFRα和PDGFRβ表达,形成一个具有异常正反馈调节作用的自分泌环[6],使PDGFBB生物信号向细胞内传递的速度和频率越来越强,从而成为诱发胶质细胞转化和胶质瘤形成的重要因素之一,并在促进胶质瘤恶性进展方面发挥重要作用[2,9,10]。但诱发该自分泌环形成的始动因素和确切机制仍有待于进一步探讨。
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    参考文献

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    5 Rao CD, Igarashi H, Chiu IM, et al. Structure and sequence of the human c-sis/platelet-derived growth factor 2(SIS/PDGF2) transcriptional unit. Proc Natl Acad Sci USA, 1986, 83:2392-2396.

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    10 Hermanson M, Funa K, Hartman M, et al. Platelet-derived growth factor and its receptors in human glioma tissue: expression of messenger RNA and protein suggests the presence of autocrine and paracrine loops. Cancer Res, 1992, 52:3213-3219.

    (收稿:1997-09-14 修回:1998-01-13), http://www.100md.com