PTTG、MMP-2在人脑星形细胞瘤中的表达及意义

季玉陈 牛光明 张鹏远 娄金锋 周 兴 常克亮 陶胜忠 苏芳忠

郑州大学第二附属医院神经外科 郑州 450014

垂体瘤转化基因(pituirary tumor transforming gene,PT TG)是在大鼠生长激素瘤中发现的一种原癌基因。研究表明,PTTG在人类大多数原发肿瘤中存在过度表达。基质金属蛋白酶(matrix Metalloproteinases,MM Ps)是具有高度同源性的阳离子依赖性肽链内切酶,可降解细胞外基质(ECM)的各种成分。近年来研究证实MMP-2在人体许多恶性肿瘤中高表达,且表达程度与肿瘤级别成正相关。本实验采用免疫组织化学方法检测PTTG和MMP-2在正常脑组织和不同病理级别人脑星形细胞肿瘤组织中的表达,并分析二者在表达过程中的相互关系。

1 材料和方法

1.1 研究对象及分组 本实验设实验组和对照组,标本均来自郑州大学第二附属医院神经外科,实验组包括低度恶性组(星形细胞瘤WHO Ⅰ～Ⅱ级)20例、恶性组(星形细胞瘤WHOⅢ级)15例、高度恶性组(星形细胞瘤WHO Ⅳ级)11例。对照组为6例非瘤脑组织,均取自同期收治的急性颅脑损伤患者因颅内减压而切除的脑组织,

1.2 主要试剂 鼠抗人 PTTG、MM P-2抗体、SP试剂盒等均购自福州迈新生物公司。

1.3 免疫组化方法 参照常规免疫组化SP法步骤,微波抗原修复,山羊血清封闭,滴加一抗后4℃过夜,二抗为鼠抗兔抗体,辣根过氧化物放大信号,DAB显色,苏木素复染,封片,镜检。以PBS液代替一抗作为阴性对照,以已知阳性标本作为阳性对照。

1.4 统计学方法 本实验所有数据均用SPSS 11.5统计软件分析,采用两独立样本χ2检验,检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 疗效判定标准 PTTG表达于细胞质,偶有胞核表达,呈棕黄色颗粒;M MP-2表达于肿瘤细胞胞浆及血管内皮细胞,呈棕黄色颗粒。400倍显微镜下取视野清晰、无坏死出血区域,共计6个视野取其平均阳性细胞个数。以100个肿瘤细胞中阳性细胞个数作为表达强度判定依据。其中阳性细胞百分率＜10%记为-,百分率10%～25%记为+,百分率25%～50%记为++,百分率＞50%记为+++。

2.2 PTTG在正常脑组织和星形细胞瘤中的表达 6例正常脑组织PTTG表达阳性1例,阳性率16.7%(1/6)。在肿瘤细胞中,PTTG表达阳性率67.4%(31/46),PTTG在星形细胞瘤中呈阳性表达。其中,低度恶性星形细胞瘤中染色较淡,阳性细胞数较少,随肿瘤恶性程度增加,阳性染色多为深褐色或棕褐色,阳性细胞数明显增多,甚至成巢状、片状分布。PT TG在正常脑组织与在肿瘤中的表达强度行χ2检验分析,差异有统计学意义(χ2=5.770,P=0.016)。见表1。

表1 PTTG在正常对照组、实验组中的表达

2.3 PTTG在不同病理级别人脑星形细胞瘤中的表达 从低度恶性组、恶性组到高度恶性组,PTTG的阳性表达率呈增高趋势,阳性表达率分别为 30.0%(6/20)、93.3%(14/15)和100%(11/11)。各组间行χ2检验,低度恶性组与恶性组比较间差异有统计学意义(χ2(ab)=17.997,P=0.001),而恶性组与高度恶性组间比较间差异无统计学意义(χ2(bc)=5.176,P=0.159)。见表 2。

2.4 MMP-2在正常脑组织和人脑星形细胞瘤中的表达情况 6例正常脑组织中无MMP-2阳性表达,在肿瘤组织中,MMP-2表达的阳性率为63.0%(29/46),差异有统计学意义(P＜0.05)。

2.5 MMP-2在不同病理级别人脑星形细胞瘤中的表达从低度恶性组、恶性组到高度恶性组,MMP-2的阳性表达率呈增高趋势,阳性表达率分别为 25%(5/20)、86.7%(13/15)、100%(11/11),分级数据行χ2检验分析低度恶性组与恶性组之间差异有统计学意义(χ2=15.23,P=0.005),而恶性组与高度恶性之间差异无统计学意义(χ2=7.495,P=0.058)。见表 2。

表2 PTTG、MMP-2在不同病理级别星形细胞肿瘤中的表达

2.6 PTTG与MMP-2在人脑星形细胞肿瘤中表达关系在31例PTTG表达阳性的星形细胞瘤中MMP-2阳性表达有25例,在29例MMP-2阳性的星形细胞瘤中PTTG阴性表达有4例,经Spearman相关性分析 PTTG、MMP-2在表达过程中存在正相关(r=0.504,P=0.001)。见表3。

表3 PTTG表达与MMP-2表达的关系

3 讨论

研究表明PTTG促进肿瘤发生的机制可能有以下几个方面:(1)抑制姊妹染色单体的分离,破坏细胞分裂,导致染色体不稳定,进一步发展成肿瘤[1]。(2)诱导细胞转化:体外及体内研究均表明PTTG是一个强有力的细胞转化基因,在无其他辅助癌基因的参与下即能引起细胞转化[2]。(3)对bFGF参与肿瘤血管生成的促进作用:许多研究证实,PTTG在多种肿瘤组织及高度增生性组织细胞内高表达,并与大多数肿瘤的分级和分期有关。

本实验发现,PTTG在正常脑组织和星形细胞瘤中的表达率差异有统计学意义(P＜0.05)其表达阳性率随病理级别增高而增高,PTTG在肿瘤组织中广泛表达,尤其在高级别星形细胞肿瘤中,PTTG表达强烈、染色丰富。PT TG表达强度与肿瘤恶性程度分级数据差异有统计学意义(P＜0.05)。Nobuyuki[3]等用免疫组织化学方法检测44例胶质瘤标本,发现PT TG1蛋白在高级别胶质瘤中的表达比低级别胶质瘤增强,并且与胶质瘤病人的预后有关,Chamaon等[4]在26例星形细胞瘤中,用RT-PCR的方法分析了PTTG mRNA的表达,发现PT TG mRNA在所有的恶性星形细胞瘤中表达增强,而在正常脑组织中几乎未检测到PTTG mRNA的表达。Tfelt等[5]用同步RT-PCR技术检测了PTTG mRNA和其连接蛋白(PBF)分别在星形细胞瘤、胶质母细胞瘤和恶性星形细胞瘤细胞株U87中的表达,结果显示:PT TG在恶性星形细胞瘤细胞株中的表达比在星形细胞中的要强,并随肿瘤恶性程度的增加PT TG的表达增强,这些均与本实验结果一致。

MMPs是分解细胞外基质的蛋白酶类中最重要的一类。能够促进肿瘤血管的形成,基质金属蛋白酶在基底膜的降解、重塑过程中起到重要作用[6]。Hur等[7]采用胶原酶谱分析发现,明胶酶2A(MM P-2)在多形胶质母细胞瘤中的酶活性比星形细胞瘤高。胶质细胞瘤中存在MMP-2的转录和表达,并随胶质瘤恶性程度的增高,其转录和表达水平明显增加。结合本实验,6例正常脑组织中无M MP-2阳性表达,在肿瘤细胞中MMP-2存在高表达,随恶性程度增高表达增强,MMP-2在Ⅰ～Ⅱ级星形细胞瘤与Ⅲ级星形细胞瘤中的表达差异有统计学意义(P＜0.05),Ⅲ级与Ⅳ级比较差异无统计学意义(P＞0.05),与PTTG在胶质瘤中表达趋势相符。

Mohammad[8]认为 PTTG的致癌潜能可能通过调节MMP-2的表达活性来实现,PT TG在人胚胎肾细胞株(HEK293)中的高表达导致了M MP-2的大量分泌,通过下调MMP-2的表活性可以阻止和下调PT TG的表达,从而抑制肿瘤的生长和转移。

我们对PTTG和MMP-2在星形细胞中表达进行了相关性分析,即随着星形细胞瘤恶性程度增高,PTTG、M MP-2的表达增强,二者在肿瘤的发生发展过程中存在正相关。通过MMP-2的作用机制来研究PTTG在胶质瘤发生、发展过程中的具体作用,从而揭示胶质瘤发生发展的分子机制、调控机制,为胶质瘤的诊断和治疗提供新的思路。

[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.基质金属蛋白酶与脑胶质瘤的侵袭性[J].河南实用神经疾病杂志,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.