老年侵袭性垂体瘤分子水平研究进展

边心超 程广英 杨福伟 黄 璇 葛鹏飞 (吉林大学白求恩第一医院神经外科，吉林 长春 300)

老年侵袭性垂体瘤为良性肿瘤，却呈现恶性生物学行为，可以侵袭周围的硬膜、骨质或侵入海绵窦、蝶窦等结构，瘤体侵入海绵窦内并超过颈内动脉床突上段和海绵窦段中线连线水平被认为是侵袭性诊断的较为明确的指标。侵袭性垂体腺瘤具有高增殖、高侵袭、易复发、临床治愈率低、预后不佳的特点。老年人因早期内分泌症状不典型，就医晚常被忽视，发现时多为大腺瘤，病理结果显示大多为无功能腺瘤。迄今为止，侵袭性垂体瘤发病的机制仍处于研究中，近年来由于细胞生物学、分子生物学、免疫学、内分泌学、病理学的发展，对侵袭性垂体瘤的发病机制研究方面也取得了长足的进展。现普遍认为主要与以下一些因素有关。

1 侵袭性垂体瘤相关的原癌基因

1.1 垂体瘤转化基因(PTTG)垂体瘤转化基因(PTTG)是一种新型的原癌基因，位于5号染色体长臂5q33，已被证实与多种肿瘤的形成密切相关〔1〕，有研究证明PTTG高表达可促进侵袭性垂体瘤的发生〔2〕。其机制可能为:①PTTG是一种强有力的肿瘤转化基因，可以通过多条途径诱导肿瘤血管生成。国内外学者正致力于PTTG在人类肿瘤血管生成中的分子机制研究，并且随着生化技术的发展，PTTG有可能成为抗癌药物研究中又一新的基因，从而达到遏止其生长和复发的目的。②PTTG基因调控区突变导致对PTTG调控失常，使PTTG高表达，介导肿瘤细胞转化。③PTTG可能通过反式激活作用激活原癌基因、生长因子等间接致癌。④PTTG蛋白可抑制姊妹染色单体分离，导致非整倍体的形成，进一步发展成为肿瘤。⑤PTTG过度表达可引起p53依赖性和p53非依赖性细胞凋亡，而在p53缺乏情况下，PTTG仍可导致细胞非整倍体形成，这种双重作用可能正是PTTG诱导肿瘤形成的另一可能机制。⑥PTTG在无其他辅助癌基因的参与下即能引起细胞转化。研究发现，表达PTTG的T3细胞能促进bFGF转录和分泌，bFGF具有促进有丝分裂、血管生成，调控激素分泌等功能，在多种肿瘤中呈高表达，推测PTTG可能通过FGF家族发挥作用〔3〕。

1.2 鼠肉瘤基因(ras)原癌基因ras编码产物为21 ku的蛋白质p21，后者属G蛋白，起信号传递作用。当p21与GTP结合时为活性状态，可以传递信号;继而发挥GTP酶作用，使GTP水解成GDP失活，不再传递信号。一旦p21发生突变(即12、13、61位密码子突变)，导致蛋白质的性质改变，不能使GTP水解，从而使ras转变为活性癌基因。这种突变在人类多种癌症(15% ～20%)及内分泌肿瘤中均有发现，但在原发性垂体瘤中极为罕见。目前研究认为ras癌基因突变与侵袭性垂体瘤发病起重要作用〔4〕。目前认为，ras突变虽然在垂体瘤中并不多见，但可以为具有高度浸润性的肿瘤提供标记物，在侵袭性垂体瘤的形成和生长方面有重要作用。

1.3 肝素结合分泌转化基因(Hst基因)Hst位于染色体11q13，编码产物为成纤维细胞生长因子-4(FGF-4)。正常仅表达于胚胎组织，在许多人类恶性肿瘤却有表达。在体研究显示皮下种植转染了hst基因的鼠垂体细胞有侵袭特性;在侵袭性泌乳素腺瘤中hst的表达高于非侵袭性泌乳素腺瘤，且表达水平与瘤细胞的增殖指数正相关〔5〕。Hst基因可能通过其产物FGF-4促进侵袭性垂体瘤的侵袭生长。

1.4 PKC-α基因 蛋白激酶C(PKC)是细胞信号传导中的重要激酶。有作者发现，在侵袭性垂体瘤中，PKC-α的cDNA上第908位碱基发生A-G突变，但随即的报道否认了侵袭性垂体瘤中存在上述突变，值得进一步研究〔6〕。

1.5 c-myc基因 有学者发现，一些术后复发的侵袭性垂体腺瘤，其中c-myc，c-fos及mRNA的含量远远高于对照组;有学者指出，c-myc蛋白的表达与垂体瘤的侵袭性、复发性呈正相关，故认为c-myc蛋白的表达量可作为衡量垂体瘤侵袭性的重要指标〔5〕。

1.6 Bmi-1基因 人Bmi-1基因定位于10染色体短臂(10p13)，其cDNA全长为3203个碱基对，与小鼠有86%的同源性，编码含326个氨基酸的蛋白，与小鼠Bmi-1蛋白有98%的同源性，分子量为44～46 KD。Bmi-1基因对胚胎发育过程中的形态形成以及出生前后的造血功能起重要作用，对于造血干细胞及神经干细胞的自我更新至关重要〔7，8〕。研究表明，Bmi-1与肝癌、非小细胞型肺癌、少突胶质细胞瘤及黑色素瘤等恶性肿瘤的生物学行为密切相关，可以判断肿瘤的预后〔9～12〕。赵兵〔13〕等实验发现侵袭性垂体腺瘤的Bmi-1基因mRNA表达水平高于非侵袭垂体(P=0.020)，Bmi-1蛋白在腺垂体中不表达，侵袭性垂体腺瘤的Bmi-1蛋白表达显著高于非侵袭性垂体腺瘤(P＜0.001)，Bmi-1蛋白表达水平与患者年龄、性别、内分泌类型及肿瘤大小无关(P＞0.05)，而与预后相关(P=0.007)。研究结果表明，Bmi-1基因参与垂体腺瘤的形成，而且与肿瘤侵袭行为有关，Bmi-1蛋白表达水平与垂体腺瘤预后相关，为治疗侵袭性垂体腺瘤开辟了新的途径，并且Bmi-1蛋白有可能成为侵袭性垂体腺瘤的新型生物学标志物。

2 侵袭性垂体瘤相关抑癌基因

2.1 p53基因 p53抑癌基因突变在人类肿瘤中最常见，被认为与50%的癌种有关。其基因产物半衰期很短，用免疫组化的方法在正常组织中很难检测到;但突变基因的产物半衰期较长，其检测阳性率随之增高。有报道一组垂体肿瘤标本中，非侵袭性、侵袭性垂体腺瘤和垂体癌中p53蛋白阳性率分别为0、15.2%、100%。但基因组DNA测序法并未发现其常见突变位点第5至第8外显子在垂体肿瘤中存在突变。故认为p53可作为与垂体瘤的侵袭性有关的一个标志〔14〕，但其阳性率增高是否与突变外其他机制有关仍待进一步研究。Thpar对一组垂体腺瘤的病理标本做p53表达的免疫组化研究，发现其中33例侵袭性垂体腺瘤中28例有P53蛋白表达，7例垂体癌全部有p53表达，而非侵袭性腺瘤表达则较低。

2.2 nm23-H1基因 nm23被认为是一种新的与肿瘤侵袭和转移密切相关的抑癌基因，其家族中有nm23-H1和nm23-H2两个成员。步星耀〔15〕等采用免疫组化染色法(SP法)对62例垂体腺癌和11例正常垂体腺组织的nm23-H1基因表达进行回顾性研究，结果表明侵袭性垂体腺瘤nm23-H1基因表达显著低于非侵袭性垂体腺瘤和正常垂体组织(P＜0.01)，而后两者间则无显著性差异(P＞0.05)，Ⅲ、Ⅳ级垂体腺瘤nm23-HI基因表达水平显著低于I、Ⅱ级(P＜0.05)，nm23-H1基因表达水平与垂体腺瘤患者的性别、年龄及肿瘤分泌功能无显著相关性，故认为nm23-Hl基因可能在垂体腺瘤的侵袭过程中起重要作用，其表达水平可作为反映垂体腺瘤侵袭性敏感指标。该结果与文献报道的黑色素瘤、乳腺癌、肝癌、喉癌等肿瘤的结果相类似，支持nm23-H1基因为肿瘤侵袭转移的抑制基因。

2.3 成视网膜细胞瘤(Rb)基因 Rb基因位于13号染色体，其产物通过调节细胞周期在细胞分化过程中起到重要作用。实验发现Rb基因的LOH在鼠中几乎100%可引起垂体中叶ACTH瘤。但在人类垂体瘤中尚未发现Rb基因缺失或突变。然而有研究报道证实恶性或高度侵袭性垂体肿瘤中13q上Rb位点附近存在LOH〔16〕，表明可能有另外一种抑癌基因与侵袭性垂体肿瘤有关。

3 侵袭性垂体瘤相关蛋白因子

3.1 表皮生长因子(EGF)及其受体(EGFR)EGF及EGFR是在多种组织细胞中广泛表达的单链多肽类生长因子。免疫化学及PT-PCR方法在多数功能性及非功能性垂体瘤均显示有EGF及其EGFR的表达。在侵袭性腺瘤内则发现EGF及EGFR存在过度表达，且与肿瘤的侵袭性一致。侵袭性垂体瘤中可能存在EGF自分泌或旁分泌。有研究表明，成纤维生长因子(FGF)中，FGF-2 及 FGF-4〔17，18〕均能在 PRL 阳性垂体瘤中被发现。表皮生长因子(EGF)在生长激素腺瘤及部分侵袭性腺瘤中均有较高水平的表达。而血管内皮生长因子(VEGF)在侵袭性垂体瘤中高水平表达，则可能与肿瘤新生血管有关。侵袭性垂体瘤形成和发展同样依赖于新生血管形成，肿瘤诱导的血管形成与肿瘤细胞自分泌的VEGF相关，其中一个很重要的步骤就是肿瘤细胞外基质动态平衡的失调和基底膜屏障的突破。VEGF作为血管生成的主要调控因子〔19〕，可直接作用于血管内皮细胞的有丝分裂原，刺激血管内皮细胞增殖，促进血管形成;它还可以引起某些不同来源的内皮细胞拉长并刺激其复制。多数学者研究证明VEGF与肿瘤的侵袭性生长有着密切的关系。

3.2 尿激酶型血纤溶酶原激活剂(uPA)及特异性受体(uPAR)uPA系统又称纤溶酶原激活系统，它可以将纤溶酶原转变为纤溶酶，从而促进肿瘤的侵袭。此系统主要包括uPA、异性性受体uPAR及其特异性抑制物PAI-1所组成。uPA又称尿激酶型纤溶酶原激活物，是一种丝氨酸蛋白酶类，可由肿瘤细胞及各种组织细胞分泌产生。而活化的uPA主要通过与细胞膜上的特异性受体uPAR结合后，通过细胞膜上的相伴作用与纤溶酶原/纤溶酶原受体复合物相互靠近，激活纤溶酶原转化为纤溶酶，使基质中多种成分如纤维蛋白、纤维连接蛋白、蛋白多糖、板层素等降解，引起侵袭的发生。我们研究显示uPA的表达与uPAR的表达呈正相关性，并且在侵袭组中的表达量明显高于非侵袭组。侵袭性垂体腺瘤因其性质的改变，可引发uPA与uPAR的过度表达，并可借由uPA与uPAR的结合激活纤溶系统降解基底膜，促进肿瘤的侵袭。另外uPA还可以激活一些潜在的胶原酶、纤溶酶，参与细胞外基质及基底膜的降解。而uPAR其一方面可通过与uPA的结合，提供细胞局部纤溶功能，另一方面uPAR能够介导入细胞内信号的传导，进而影响细胞的增殖、趋化、黏附、迁移等。但目前对uPA系统发挥生物学功能的具体机制仍不十分清楚，他的分子机制是如何激发这些反应仍是未知。本次研究仅为uPA系统在垂体腺瘤中表达情况作出了初步探索，提示侵袭性垂体瘤因其性质改变后可引发uPA系统的过表达，并以此系统为基础促进肿瘤细胞向周围组织侵袭，而我们研究结果为后续的研究奠定了相应的基础〔20〕。

3.3 Ⅳ型胶原酶 该酶能降解血管基底膜中的Ⅳ型胶原纤维，与包括脑肿瘤在内的多种恶性肿瘤的浸润或转移有关。免疫组化发现，侵袭性垂体瘤内有较高的Ⅳ型胶原酶活性，而在非侵袭性瘤中活性很低。尽管硬脑膜的主要成分为I型胶原纤维，但亦存在IV型胶原，而且可能是关键组分，Ⅳ型胶原酶可能通过其降解作用实现垂体瘤向海绵窦硬膜的侵袭〔21〕。

3.4 过氧化物酶增殖因子激活物受体(PPAR-γ)PPAR-γ是核受体超家族的成员之一，可诱导多种肿瘤细胞分化，并抑制其恶性增殖，可导致肿瘤细胞的凋亡。有研究证明:垂体腺瘤组织中存在PPAR-γ的高表达〔22，23〕，但在侵袭性垂体腺瘤与非侵袭性垂体腺瘤之间PPAR-γ的分布是否存在差异，国内外相关的报道甚少。本研究发现，侵袭性腺瘤组的PPAR-γ表达水平明显高于非侵袭性腺瘤组，垂体腺瘤可能通过某些尚不明确的机制发挥促进PPAR-γ表达的作用，从而促进了侵袭性腺瘤与非侵袭性腺瘤之间PPAR-γ表达水平的差异，这方面的研究有待于进一步扩大样本量及更为深入的探讨。

3.5 CD105分子 CD105是活化血管内皮标记之一，是一种白细胞相关的细胞膜抗原，属于TGF-β受体家族，是 TGF-β1和TGF-β3的共同受体，主要表达在内皮细胞。CD105主要在未成熟血管表达，在处于增殖状态的血管内皮细胞上高度表达，而在大血管及正常组织血管内皮细胞上呈低表达或不表达。体内、体外研究表明，CD105在新生的内皮细胞上强表达，是内皮细胞增殖的标志之一。方俊〔24〕的实验研究结果显示，垂体腺瘤组织中CD105-MVD在侵袭性和非侵袭性中的表达差异有统计学意(P＜0.05)。而郑安锡〔25〕的实验研究已证实垂体瘤的侵袭性与其微血管密度(MVD)密切相关。在侵袭性垂体腺瘤中，CD105表达较强，微血管染色较深，在非侵袭垂体腺瘤中，CD105表达较弱，微血管染色较弱或不着色，提示CD105作为垂体腺瘤特异性血管内皮细胞标记物，与肿瘤血管生成有密切关系。CD105参与介导了垂体瘤中新生血管的生成和发展，是肿瘤发生侵袭行为的重要血供基础，是导致垂体腺瘤发生侵袭性的重要因素之一。CD105-MVD值较其他血管志记物更能反映肿瘤相关新生血管的情况，与肿瘤的生长具有更密切的关系。而CD105在非侵袭性垂体瘤中的一般表达水平以及判别侵袭性的域值范围需要进一步研究积累。

3.6 上皮钙黏蛋白(E-adherin)E-adherin隶属细胞黏附分子关键成员的钙黏蛋白家族，存在于正常上皮来源细胞，对于生长发育过程中细胞的选择性聚集具有至关重要的作用。最近的一项研究以蝶窦、海绵窦、中枢神经系统、或颅外迁移为侵袭标准，选择了33例侵袭性、36例非侵袭性垂体腺瘤，证实了E-cadherin表达降低与侵袭性相关，原因与启动子区甲基化异常有关〔26〕。

4 展望

综上所述，侵袭性垂体瘤病理机制的研究已较多，特别是侵袭性垂体瘤好发于老年人，其中很多病理因素已被证实。但是这些病理因素并非在侵袭性垂体瘤中独立存在，相关领域的研究证明，在人体侵袭性垂体瘤的发生、生长过程中，均有上述各种因素的参与。由于有多种因素共同参与侵袭性垂体瘤的发病机制，故尽管近年来对侵袭性垂体瘤分子机理开展了大量研究工作，且取得了不少新的进展，但其确切的机理尚待阐明，有待进一步的深入研究，以便明确其发病机制，在分子水平上为侵袭性垂体瘤的治疗提供理论基础。

1 Strausberg RL，Dahl CA，Clausner RD.New opportunities for uncovering the molecular basis of cancer〔J〕.Nat Genet，1997;15(10):415-6.

2 朱在卿，许贵刚，刘 洋，等.PTTG在垂体瘤组织中的表达及意义〔J〕. 山东医药杂志，2008;48(5):94-5.

3 李爱军，王道奎，王永和，等.PTTG、MMPs、VEGF在侵袭性垂体腺瘤中的表达及其意义〔J〕.中国临床神经外科杂，2007;12(7):418-21.

4 Pei L，Melmed S，Scheithauer B，et al.H-ras mutations in human pituitary carcinoma metastasis〔J〕.Clin Endocrinol Metab，1994;78:842-6.

5 Lioyd RV，Osamura RY.Transcription factors in normal and neoplastic pituitary〔J〕.Microsc Res Tech，1997;39(2):168-75.

6 Lei T，Xue D，et al.Relationship between invasiveness of pituitary somatotrophinomas and structural abnormalities of protein kinase C gene in human〔J〕.J Tongji Med Univ，1997;17(2):68-76.

7 Park IK，Qian D，Kiel M，et al.Bmi-1 is required for maintenance of adult self-renewing haematopoietic stem cells〔J〕.Nature，2003;423(6937):231-3.

8 Molofsky AV，Pardal R，Iwashita T，et al.Bmi-1 dependence distinguishes neural stem cell self-renewal from progenitor proliferation〔J〕.Nature，2003;425(6961):962-7.

9 Wang H，Pan K，Zhang HK，et al.Increased polycombgroup oncogene Bmi-1 expression correlates with poor prognosis in hepatocellular carcinoma〔J〕.J Cancer Res Clin Oncol，2008;134(5):535-41.

10 Vrzalikova K，Skarda J，Ehrmann J，et al.Prognostic value of Bmi-1 oncoprotein expression in NSCLC patients:a tissue microarray study〔J〕.J Cancer Res Clin Oncol，2008;134(9):1037-42.

11 Hayry V，Tynninen O，Haapasalo HK，et al.Stem cell protein Bmi-1 is an independent marker for poor prognosis in oligodendroglial tumours〔J〕.Neuropathol Appl Neurobiol，2008;34(5):555-63.

12 Mihic-Probst D，Kuster A，Kilgus S，et al.Consistent expression of the stem cell renewal factor BMI-1 in primary and metastatic melanoma〔J〕.Int J Cancer，2007;121(8):1764-70.

13 赵 兵.侵袭性垂体腺瘤的临床与相关基因研究〔D〕.中国医学科学院医学部博士论文，2009.

14 Thapar K，Scheithauer BW，Kovacs K，et al.p53 expression in pituitary adenomas and carcinomas:correlation with invassiveness and tumor growth fractions〔J〕.Neurosurgery，1996;38:763-70.

15 步星耀，章 翔.垂体腺瘤nm23基因表达研究〔J〕.解放军医学杂志，1998;23(2):117-8.

16 Pei L，Melmed S，Scheithauer B，et al.Frequent loss of heterozygosity at the retinoblastoma susceptibility gene(RB)locus in aggressive pituitary tumors:evidence for a chromosome 13 tumor suppressor gene other than RB〔J〕.Cancer Res，1995;55:1613-6.

17 Qian ZR，Sano T，Asa SL，et al.Cytoplasmic expression of fibroblast growth factor receptor-4 in human pituitary adenomas:relation to tumor type，size，proliferation，and invasiveness〔J〕.Clin Endocrinol Metab，2004;89(4):1904-11.

18 Ezzat S，Zheng L，Asa SL，et al.Pituitary tumor-derived fibroblast growth factor receptor 4 isoform disrupts neural cell-adhesion molecule/n-cadherin signaling to diminish cell adhesiveness:a mechanism underlying pituitary neoplasia〔J〕.Mol Endocrinol，2004;18(10):2543-52.

19 Chen ZQ，Fish er RJ，R iggs CW，et al.Inhibition of vascular endothelial growth factor induced endothelial cell migration by ETS1 antisense obligonucleotides〔J〕.Cancer Res，1997;57(10):2013-9.

20 王 勇，毛伯镛，高利民，等.尿激酶型纤溶酶原激活剂及其受体在髓母细胞瘤中的表达研究〔J〕.中华神经外科疾病研究杂志，2002;1(4):340-3.

21 Kawamoto H，Uozumi T，Kawamoto K，et al.TypeⅣ collagenase activity and cavenous sinus invasion in human pituitary adenomas〔J〕.Acta Neurochir(wien)，1996;138(4):390-5.

22 Chen LR，Lee SC，Lin YR，et al.Prostaglandin-D synthetase induces transcription of the LH beta subunit in the primary culture of chicken anterior pituitary cells via the PPAR signaling pathway〔J〕.Theriogenology，2010;73(3):367-82.

23 Schaffler A，Ehling A，Neumann E，et al.Role of specificity protein-1，PPAR gama and pituitary protein transcription factor-1 in transcriptional regulation of the murine CORS-26 promoter〔J〕.Biochim Biophys Acta，2004;1678(2-3):150-6.

24 方 俊，朱晓江，赵三虎.CD105和HIF-1α在侵袭性垂体瘤中的表达〔J〕.海南医学，2011;22(16):4-7.

25 郑安锡，肖文峰，霍 钢.侵袭性垂体腺瘤血管生成研究进展〔J〕.现代医学，2007;35(4):332-5.

26 Qian ZR，Sano T，Yoshimoto K，et al.Tumor-specific downregulation and methylation of the CDH13(H-cadherin)and CDH1(E-eadherin)genes correlate with aggressiveness of human pituitary adenomas〔J〕.MOD Pathol，2007;20(12):1269-77.