脑胶质瘤组织中GLP-1R和DPP4表达及临床预后价值

周雪琴,罗志华,黄从刚,康丽,黄乔春

胶质瘤是常见的原发性颅内恶性肿瘤,占颅脑肿瘤的80%以上[1]。胶质瘤的治疗包括手术、放化疗等,但治疗后肿瘤易复发或形成耐药性,患者预后不佳[2]。深入研究胶质瘤发病机制,有助于胶质瘤早期诊断及预后判断。胰高血糖素样肽-1受体(glucagon like peptide 1 receptor,GLP-1R)是一种胰高血糖素样肽 1激素的受体,参与胰岛素分泌的信号级联反应[3]。研究表明,在前列腺癌、胰腺癌等恶性肿瘤中均存在GLP-1R异常表达的现象,GLP-1R能够通过激活核因子κB信号通路,促进肿瘤细胞增殖、转移,导致肿瘤进展[4-5]。二肽基肽酶4(dipeptidyl peptidase 4, DPP4)是一种Ⅱ型跨膜糖蛋白和丝氨酸外肽酶,参与葡萄糖和胰岛素代谢过程。研究表明,DPP4在乳腺癌、结直肠癌等肿瘤中表达升高,其能激活雷帕霉素靶蛋白信号通路,促进肿瘤的增殖、迁移和侵袭[6-7]。研究发现,鼠热惊厥动物模型中,DPP4能够通过调节GLP-1/GLP-1R信号通路,调节γ-氨基丁酸能信号传递[8]。胶质瘤中DPP4及GLP-1R可能存在相似的作用机制。现通过研究GLP-1R、DPP4在脑胶质瘤中的表达,探讨两者的临床预后意义,报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2016年1月—2018年1月武汉市第一医院神经外科手术治疗的脑胶质瘤患者88例为研究对象,留取脑胶质瘤组织和癌旁组织,常规石蜡包埋切片处理。其中男55例,女33例,年龄35～78(57.37±6.22)岁;Kamofsky功能状态(Kamofsky performance status,KPS)评分:≥70分42例,<70分46例;肿瘤直径≥5 cm 49例,<5 cm 39例;侵犯脑叶数<2个38例,≥2个50例;世界卫生组织(WHO)分级,Ⅰ～Ⅱ级39例,Ⅲ级49例。本研究经医院伦理委员会审核通过(J201506034),患者及家属知情同意并签署知情同意书。

1.2 病例选择标准 (1)纳入标准:①经病理组织检查明确诊断为脑胶质瘤;②首次诊治,既往无放化疗等治疗史;③患者及家属能够配合随访,病例资料和随访资料完整。(2)排除标准:①合并其他器官系统的恶性肿瘤;②近3个月有心肌梗死、脑卒中等急危重症疾病;③伴脑积水或脑部手术史。

1.3 观测指标与方法

1.3.1 GLP-1R、DPP4蛋白检测:将术中获取的脑胶质瘤组织和癌旁组织置于10%中性甲醛固定过夜,行石蜡包埋,组织切片,厚度4 μm,37℃温水中展片后烘干2 h。PV9000两步法免疫组化染色试剂盒购自北京中杉金桥公司。显微镜下(日本OLYMBUS,BX53型)观察阳性表达部位的染色强度和范围,进行免疫组化染色评分[9],评分根据染色强度(0分:无染色,1分:染色浅,2分:染色深)和染色面积(0分:<25%,1分:25%～50%,2分:>50%)的乘积评估。评分<2分为阴性表达,≥2分为阳性表达。

1.3.2 随访:患者自出院后进行随访,每3个月电话随访1次,随访5年,随访截至2021年1月或患者死亡。主要了解患者生存情况和疾病复发进展情况等。

2 结 果

2.1 脑胶质瘤中GLP-1R、DPP4 蛋白表达 脑胶质瘤组织中GLP-1R阳性表达主要位于细胞浆和细胞膜,DPP4阳性表达主要位于细胞核,见图1。脑胶质瘤组织中GLP-1R的阳性表达率为69.32%(61/88),明显高于癌旁组织的25.00%(22/88),差异有统计学意义(χ2=34.680,P<0.001);脑胶质瘤组织中DPP4的阳性表达率为72.73%(64/88),明显高于癌旁组织的35.23%(31/88),差异有统计学意义(χ2=24.908,P<0.001)。相关分析结果显示,脑胶质瘤中GLP-1R与DPP4表达呈显著正相关(r=0.604,P<0.001)。

注:GLP-1R.胰高血糖素样肽-1受体;DPP4.二肽基肽酶4。图1 脑胶质瘤中GLP-1R、DPP-4蛋白表达(免疫组化染色,×200)Fig.1 GLP-1R and DPP-4 protein expression in glioma (immunohistochemical staining, × 200)

2.2 脑胶质瘤组织中GLP-1R、DPP4蛋白表达在不同临床参数中比较 脑胶质瘤组织中GLP-1R、DPP4蛋白表达在不同性别、年龄、肿瘤直径、侵犯脑叶数间比较,差异无统计学意义(P>0.05);KPS评分<70分、WHO分级Ⅲ级脑胶质瘤患者GLP-1R、DPP4蛋白表达阳性率高于KPS评分≥70分、WHO分级Ⅰ～Ⅱ级,差异均有统计学意义(P<0.05),见表1。

表1 脑胶质瘤组织中GLP-1R、DPP4的表达在不同临床参数中差异比较 [例(%)]Tab.1 Comparison of differences in the expression of GLP-1R and DPP4 in glioblastoma tissues among different clinical parameters

2.3 GLP-1R、DPP4蛋白表达对脑胶质瘤患者预后的影响 88例脑胶质瘤患者随访4～60个月,生存时间为(23.57±3.76)个月。随访期间失访4例,死亡49例,5年总体生存率为41.67%(35/84)。GLP-1R阳性表达组5年总体生存率为26.32%(15/57),明显低于阴性表达组的74.07%(20/27),差异具有统计学意义(χ2=10.128,P<0.001);DPP4阳性表达组5年总体生存率为31.15%(19/61),明显低于阴性表达组的69.57%(16/23),差异具有统计学意义(χ2=9.670,P=0.003),见图2。

注:GLP-1R.胰高血糖素样肽-1受体;DPP4.二肽基肽酶4。图2 GLP-1R、DPP4蛋白表达对脑胶质瘤患者预后的影响Fig.2 The impact of GLP-1R and DPP4 protein expression on the prognosis of glioma patients

2.4 Cox回归分析影响脑胶质瘤患者预后的危险因素 以脑胶质瘤患者预后为因变量,以上述结果中P<0.05项目为自变量,进行多因素Cox回归分析,结果显示,脑胶质瘤组织中GLP-1R阳性表达、DPP4阳性表达、WHO分级Ⅲ级及KPS评分<70分是影响患者生存预后的独立危险因素(P<0.05),见表2。

表2 多因素Cox回归模型分析影响脑胶质瘤患者预后的危险因素Tab.2 Multivariate Cox regression model analysis of risk factors affecting the prognosis of glioma patients

3 讨 论

胶质瘤是原发于颅内神经上皮的恶性肿瘤。胶质瘤恶性程度高,增殖迅速且呈浸润性生长,肿瘤治疗后易出现复发或转移,具有较高的致残率和致死率,严重威胁人民健康[10]。近年来分子病理学研究证明,胶质瘤的发生发展与癌基因的激活、端粒酶的丢失及非整倍体等因素有关,为胶质瘤患者早期诊断、临床预后判断及治疗方案的选择提供理论基础[11]。但目前尚无有效预测胶质瘤预后的肿瘤标志物。

胰高血糖素样肽-1是一种由肠道L细胞分泌的多肽激素,在受到营养物质如葡萄糖、脂肪等刺激下释放[12]。胰高血糖素样肽-1通过其受体GLP-1R发挥作用。GLP-1R属于G蛋白偶联受体家族成员,胞外N端由3个二硫键形成球状结构域,GLP-1R激活后具有葡糖糖依赖性促进胰岛素分泌的作用[13]。另有研究发现,GLP-1R激活后能够调节肿瘤细胞的内分泌、生长及分化等重要作用[4]。本研究中,胶质瘤组织中GLP-1R的表达显著升高,与胶质瘤患者WHO分级及KPS评分有关,表明GLP-1R的表达上调促进胶质瘤的恶性进展。胶质瘤中GLP-1R升高的机制尚不清楚。研究表明,胶质瘤中G蛋白偶联受体激酶2(G-protein coupled receptor kinase 2,GRK2)能够促进肿瘤细胞增殖,抑制凋亡[14]。研究表明,GRK2还能够激活并促进GLP-1R的表达[15]。因此,胶质瘤中GLP-1R表达升高可能与调控其表达的GRK2升高有关。研究发现,GLP-1R的表达能够通过激活下游乙酰化酶3的表达,促进肿瘤细胞发生上皮间质转化,导致肿瘤的侵袭和转移能力增强,在动物实验中予以GLP-1R抑制剂治疗后,肿瘤细胞增殖及转移明显受到抑制[16]。本研究发现,胶质瘤中GLP-1R的阳性表达胶质瘤患者生存预后较差,提示GLP-1R是评估胶质瘤预后的肿瘤标志物。有学者报道,GLP-1R的活化能够促进化疗耐药基因多药耐药相关蛋白1和P-糖蛋白的表达,促进肿瘤细胞对顺铂等化疗药物耐药性形成[17]。因此, GLP-1R可能是作为一种促癌因子,通过调控下游癌基因信号途径的传导,参与胶质瘤的肿瘤进展,导致患者的不良生存预后。

DPP4是一种Ⅱ型跨膜蛋白,又称为CD26。结构上,DPP4具有短的6个氨基酸胞质尾,属于丝氨酸蛋白酶S9B家族,广泛表达于骨髓衍生细胞、骨骼肌细胞、血管平滑肌细胞和脂肪细胞等。功能上,DPP4能与多种细胞表面分子相互作用,参与T细胞信号转导,调节CD4+T细胞的分化、成熟及迁移,并影响细胞因子的分泌等多种生物学功能[18]。近年来发现,膀胱癌、乳腺癌等恶性肿瘤中DPP4表达上调,其通过调节机体免疫功能、炎性反应、细胞黏附和细胞调亡等过程,促进肿瘤的发生发展[6,19]。本研究中,胶质瘤中DPP4表达显著上调,这与既往学者在低级别胶质瘤中报道的结果一致[20]。胶质瘤中DPP4表达上调与非编码RNA调控异常有关。有研究报道,miR-152能够结合并抑制DPP4的表达,抑制肿瘤细胞的增殖和侵袭,肿瘤发生时miR-152表达下调,导致DPP4过度表达,促进肿瘤的恶性增殖和迁移[21]。本研究中,DPP4表达与胶质瘤不良临床病理特征有关,提示DPP4作为一种促癌基因,其表达升高促进胶质瘤的疾病进展。既往研究表明,肿瘤抑制因子p53的表达能够促进DPP4的蛋白降解,导致细胞膜脂质过氧化及铁死亡发生,发挥肿瘤抑制效应,胶质瘤发生时p53基因突变导致DPP4蛋白积累,导致肿瘤细胞铁死亡减少[22]。此外,胶质瘤发生时DPP4还能够促进组蛋白甲基转移酶的表达,进而激活p62/Keap1/Nrf2信号通路的信号传导,进而促进肿瘤细胞迁移和侵袭[23]。本研究中,DPP4阳性表达是影响胶质瘤患者不良生存预后的独立危险因素,表明DPP4是评估胶质瘤患者预后的肿瘤标志物。分析其原因,可能是DPP4的表达上调能降低肿瘤细胞对化疗药物治疗的敏感性。有学者报道,高表达DPP4的肿瘤细胞能够抑制肿瘤微环境中CD8+T细胞,介导肿瘤免疫逃逸,同时通过分泌促炎性细胞因子,增强肿瘤细胞对顺铂等化疗药物的耐药性,导致患者不良预后[18]。同时,本研究显示,GLP-1R与DPP4在胶质瘤组织中表达呈显著正相关,两者之间的相互作用机制尚不清楚。研究报道,DPP4通过裂解激活GLP1,生成肽酪氨酸和神经肽Y,两者能够结合GLP-1R 等配体,促进下游信号传递[24]。因此,笔者推测,胶质瘤中DPP4和GLP-1R可能发挥协同促进肿瘤进展的生物学作用,值得临床深入研究,以探索胶质瘤的新治疗靶点。

综上所述,胶质瘤中GLP-1R、DPP4蛋白表达上调,两者表达与WHO分级及KPS评分有关,共同参与促进胶质瘤的发生发展。胶质瘤组织中GLP-1R、DPP4阳性表达是患者不良生存预后的独立危险因素,可能是新的胶质瘤预后评估的肿瘤标志物,值得临床深入探讨。但本研究缺乏深入的机制探索,有待今后扩大样本量及基础细胞实验进行研究。

利益冲突:所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明

周雪琴:设计研究方案,实施研究过程,论文撰写;罗志华:提出研究思路,资料搜集整理;黄从刚:分析试验数据,论文审核;康丽:进行统计学分析,论文修改;黄乔春:课题设计,论文撰写