胶质母细胞瘤中PLOD3的表达及临床意义

任玉峰,江 萌,黄 璐

(陕西省安康市中心医院病理科,安康 725000;*通讯作者,E-mail:xidianlulu1986@qq.com)

赖氨酸羟基化酶3(procollagen-lysine,2-oxoglutarate 5-dioxygenase 3,PLOD3)是PLOD家族成员之一,能够催化胶原蛋白中的赖氨酸残基进行羟基化,对胶原蛋白的合成及修饰有着极为重要的作用[1]。PLOD3已经被证明参与一些肿瘤的发生及侵袭转移,包括胃癌[2]、结肠癌[3]等。鉴于胶质母细胞瘤中PLOD3的研究报道较少,本研究通过检测胶质母细胞瘤中PLOD3蛋白的表达,分析其表达与临床病理特征及预后的关系。期望对胶质母细胞瘤的诊断治疗带来新的思路,为PLOD3的进一步研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

收集安康市中心医院病理科2002-05～2016-12存档胶质母细胞瘤石蜡标本61例及正常脑组织40例。胶质母细胞瘤根据WHO相关组织学分型和临床病理标准进行病理诊断。抗PLOD3抗体购自美国Sigma公司。生存期的计算从手术日期起到死亡日期为止。截止随访日期为2018年2月10日,61例胶质母细胞瘤患者全部死亡。

1.2 免疫组化

将收集的蜡块切片经过连续切片,行HE染色及免疫组织化学检测,采用SP两步法,DAB显色,苏木素复染,操作严格按照说明书进行。设PBS代替一抗做阴性对照。

1.3 结果判定

PLOD3蛋白以细胞质中出现浅黄色至棕褐色信号为阳性细胞。结果判读采用二级计分法：①按照染色强度：无着色为0分，淡黄色1分，棕黄色2分，棕褐色3分。②按阳性细胞所占百分比：阴性0分，阳性细胞数≤10%为1分，11%-50%为2分，51%-75%为3分，>75%为4分。将两项结果相乘：总分>4分为高表达，≤4分为低表达。

1.4 统计学方法

使用SPSS13.0统计软件对数据进行统计学分析,采用χ2检验及Fisher确切概率法,P<0.05为差异有统计学意义。采用Kaplan-Meier法进行生存分析,差异显著性检验采用时序检验(Log rank test),结果以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 PLOD3在胶质母细胞瘤及正常脑组织中的表达

PLOD3在胶质母细胞瘤(GBM)中的表达定位于细胞质,阳性呈浅黄色至棕黄色颗粒状物质(见图1)。PLOD3在胶质母细胞瘤中的高表达率为67.2%(41/61),而在正常脑组织中的高表达率仅为12.5%(5/40),PLOD3在胶质母细胞瘤中的表达显著高于正常脑组织(P<0.05,见表1)。

2.2 PLOD3的表达与胶质母细胞瘤临床病理特征之间的关系

PLOD3的表达在不同性别、不同年龄、不同KPS评分以及不同肿瘤体积的患者中差异无统计学意义(均P>0.05),在肿瘤切除完整与否的患者中差异有统计学意义(P<0.05,见表2)。肿瘤未能切除完全的患者PLOD3的表达显著高于完全切除的患者。

图1 PLOD3在GBM组织及正常脑组织中免疫组织化学的表达Figure 1 Immunohistochemical expression of PLOD3 in GBM and human brain tissue

表1 PLOD3在胶质母细胞瘤及正常脑组织中的表达例(%)Table 1 Expression of PLOD3 in GBM and normal brain tissue cases(%)

2.3 生存分析

Kaplan-Meier生存分析结果显示胶质母细胞瘤组织中高表达PLOD3的患者与低表达PLOD3的患者相比,具有更差的预后,生存时间明显缩短,差异具有统计学意义(χ2=9.239,P<0.05,见图2)。

3 讨论

PLOD3也称为LH3,是赖氨酸羟基化酶PLOD家族成员之一。PLOD家族成员编码的蛋白是一种膜结合的同型二聚体酶,主要位于细胞质的粗面内质网上,共有3种不同亚型,分别命名为PLOD1、PLOD2、PLOD3。PLOD2研究较多,被证明在乳腺癌中起到关键作用,并且在宫颈癌等多种肿瘤中高表达[4]。PLOD3蛋白分子量为85 kDa,能够催化胶原蛋白中的赖氨酸残基进行羟基化。此外,研究表明PLOD3还具有半乳糖羟赖氨酸葡基转移酶活性,能够将葡萄糖基加到胶原蛋白的半乳糖羟赖氨酸残基上,由此可知PLOD3对胶原蛋白的合成及修饰有着极为重要的作用,但PLOD3的催化底物尚不清楚。胶原蛋白参与了众多生理过程:首先它能够做为脚架蛋白支撑固定细胞,促进细胞间的连接及细胞的迁移等。也有证据表明胶原蛋白能够直接作为酪氨酸蛋白激酶受体的配体,从而介导一系列蛋白的磷酸化。PLOD3突变已被发现在一些结缔组织疾病中。

表2 PLOD3的表达与GBM临床病理的关系Table 2 Correlation of PLOD3 expression with clinico-pathologic characteristics of GBM

图2 Kaplan-Meier生存分析PLOD3表达与GBM患者生存时间的关系Figure 2 Kaplan-Meier survival curves of the GBM patients with or without PLOD3 expression

有研究表明胶原蛋白和细胞外基质的修饰与肿瘤的侵袭和血管的生成相关[5]。因此PLOD3可能参与了肿瘤的发生。有研究报道PLOD3在胃癌、结肠癌和胰腺癌中过表达[2,3]。也有研究显示它可能在肺癌耐放射治疗中起到一定的作用,它的过表达与抗放射治疗密切相关[6]。

胶质母细胞瘤是高度恶性肿瘤,具有极差的预后。胶质母细胞瘤患者平均生存期12个月左右[7],手术及放疗化疗效果也不明显。肿瘤细胞密度高,细胞多形性及核异型突出,核分裂及病理核分裂像常见,有微血管增生,常见坏死。

本研究显示,PLOD3在胶质母细胞瘤中的表达显著高于正常脑组织,这与Tsai等[8]研究显示PLOD3在胶质母细胞瘤中高表达的结果是一致的,提示PLOD3可能在胶质母细胞瘤的发生发展中起到重要作用。本研究进一步显示PLOD3的表达与胶质母细胞瘤是否能够完全切除相关,差异具有统计学意义,未能完整切除的患者中PLOD3的表达率明显升高。在不同性别、不同年龄、不同KPS评分以及不同肿瘤体积的患者中差异无统计学意义。同时PLOD3过表达与预后相关,PLOD3过表达组较低表达组预后更差。研究揭示PLOD3与胶质母细胞瘤的发生发展及预后密切相关。

研究表明PLOD3可以调节肿瘤的侵袭与转移[1,9,10],PLOD3在肿瘤的侵袭转移中发挥作用可能与胶原蛋白修饰酶参与的血管生成及上皮与间质转化相关[8,11]。然而它在肿瘤中发挥作用的具体机制仍然不清楚。本研究显示PLOD3过表达可能在胶质母细胞瘤的发生及发展中起到重要作用,可能是有价值的肿瘤治疗及预测预后的新的潜在靶标。PLOD3在胶质母细胞瘤发生发展中的作用及机制,需要我们进一步深入研究。