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【摘要】 目的 研究血管内皮生长因子(VEGF)和整合素β1亚基在不同病理级别人脑胶质瘤中的表达,并探讨二者之间的相关性。方法 采用免疫组织化学Elivsion法检测42例人脑星形细胞瘤标本中VEGF、SP法整合素β1亚基的表达情况。结果 在人脑星形细胞瘤标本中,VEGF和整合素β1亚基阳性染色主要定位于肿瘤细胞和部分血管内皮细胞,VEGF和整合素β1亚基的阳性染色强度随着肿瘤级别的增高而显著增高,高级别组与低级别组之间的阳性表达有显著性差异(P<0.05),二者的表达水平呈正相关(P<0.01)。结论 VEGF和整合素β1亚基的表达参与人脑星形细胞瘤恶性行为的调控,同时二者在表达上存在相关性作用。
【关键词】
星形细胞瘤;血管内皮生长因子;整合素β1;免疫组化
Study on expression and relationship between vascular endothelial growth factor and integrin β1 in the human brain astrocytoma
【Abstract】 Objective To study the expression of vascular endothelial growth factor(VEGF)and integrin β1 subunit in different pathological grade human brain astrocytoma,and the relationship between them.Methods The expression of VEGF and integrin β1 subunit in 42 cases human brain astrocytoma was detected with Elivsion and SP immunohistochemical technique,respectively.Results In the human brain astrocytoma specimens,VEGF and integrin β1 subunit positive staining was localized mainly in the glioma cells and some in blood vessel endothelial cells.The expression of VEGF and integrin β1 subunit with histological grade were significantly increased.Lowlevel and highlevel group showed a significant difference in expression(P<0.05)and there were a certain correlation between the expression ofVEGF and integrin β1 subunit by Speraman correlation analysis(P<0.01).Conclusion The expression ofVEGF and integrin β1 subunit in the human brain astrocytoma controls its m alignant behavior and there were a certain correlation between the expression ofVEGF and integrin β1 subunit.
【Key words】
Astrocytoma;Vascular endothelial growth factor; Integrinβ1;Immunohistochemistry
DOI:10.3760/cma.j.issn 16738799.2010.01.38
作者單位:454002河南省焦作市人民医院神经外科(冯兵 常文海 张俊杰 姬馨彤 张五中);
福建医科大学附一医院神经外科(林志雄)
血管内皮生长因子(VEGF)和整合素分别作为生长因子和表面黏附分子的一种重要类型,他们之间的相关性研究目前仅有少数报道。我们采用免疫组化法对42例人脑星形细胞瘤石蜡标本中VEGF和整合素β1亚基的表达进行检测,并对二者之间的相关性进行探讨。现报告如下。
1 资料与方法
1.1 临床资料 收集福建医科大学附属第一医院神经外科1999~2001年手术切除并经病理检查证实的人脑星形细胞瘤石蜡组织标本42例,其中男25例、女17例,年龄4~70岁、平均37.45岁。参照1999年WHO神经系统肿瘤分类、分级标准,其中星形细胞瘤Ⅰ级10例,Ⅱ级15例,Ⅲ级11例,Ⅳ级6例。
1.2 方法
1.2.1 检测方法 所有组织标本一经取下立即用10%甲醛固定,常规石蜡包埋,实验时选取典型蜡块作2~4 μm厚连续切片,1张作HE染色用于重新确认病理结果,其余切片作免疫组化染色。鼠抗人VEGF多克隆抗体为即用型,购自福州迈新生物技术开发有限公司;Elivsion免疫组化试剂盒购自福州迈新公司;羊抗人整合素β1多克隆抗体为SantaCruz产品,整合素β1多克隆抗体工作浓度为1∶100;SP超敏免疫组化试剂盒购自福州迈新生物技术开发有限公司。操作步骤严格按照试剂盒要求进行,以PBS代替一抗作为阴性对照。
1.2.2 结果判定 VEGF阳性染色定位于胶质细胞、微血管内皮细胞胞浆。根据染色程度及染色细胞百分率进行评分:着色缺如者为0分、淡者为1分、适中者为2分、深者为3分;着色细胞占细胞计数百分率<5%为0分、5%~25%为1分、25%~50%为2分、>50%为3分。每张切片着色与着色微血管百分率得分相乘,为其最后得分:规定0~1分为阴性()、2~3分为弱阳(+)、4~6分为阳性(++)、6分以上为强阳性(+++)。整合素β1亚基阳性染色定位于星形细胞瘤的胞浆和胞膜,部分血管内皮细胞亦可见染色。随机选择5个高倍视野(400×),阳性肿瘤细胞数≥5个,即为染色阳性。根据肿瘤细胞染色程度及肿瘤细胞染色百分率进行评分:“”示未见阳性着色细胞,“+”示着色淡或着色细胞≤10%,“++”示着色适中或着色细胞占11%~50%,“+++”示着色深或着色细胞≥51%。
1.2.3 统计学方法 根据实验资料要求,应用SPSS 11.5统计软件包进行统计学处理,两样本阳性率的比较使用χ2检验,成组设计两个独立样本比较使用秩和检验(MannWhitney法),Speraman相关分析验证VEGF与整合素β1亚基之间的相关性。以P≤0.05为有统计学差异。
2 结果
2.1 VEGF和整合素β1亚基的表达 见表1。由表1可见,VEGF在不同级别星形细胞瘤中的阳性表达率和表达强度相比较,具有统计学差异(P值分别为0.034和0.024);整合素β1 在不同级别星形细胞瘤中的阳性表达率和表达强度相比较,具有统计学差异(P值分别为0.046和0.003)。免疫组化显示,所有染片背景着色清晰,阴性对照不着色,阳性产物为棕黄色颗粒。VEGF和整合素β1亚基的染色强度与肿瘤的恶性程度相关,星形细胞瘤恶性级别越高,细胞阳性比例升高,染色程度越深。
表1
VEGF和整合素β1亚基在星形细胞瘤中的表达强度与病理级别的关系(例)
病理级别例数
VEGF表达强度整合素β1亚基的表达强度
阴性低强度高强度阳性率阴性低强度高强度阳性率
低级别(Ⅰ~Ⅱ级)25651476%811668%
高级别(Ⅲ~Ⅳ级)170△314100%△1△51194.12%△
注:与低级别组比较,△P<0.05
2.2 VEGF和整合素β1亚基表达的相关性经Speraman等级相关分析,二者表达之间呈正相关(r=0.326,P=0.005<0.01)。
3 讨论
VEGF 是一种重要的选择性的促血管生成因子,以旁分泌方式作用于血管内皮细胞,具有促進其增殖和诱导肿瘤新生血管生成的作用[1]。作为肿瘤演进的主分子和执行分子,VEGF能够特异性地促进内皮细胞分裂增值;增强血管通透性,促进血管内液体及血浆蛋白渗出。肿瘤血管生成具有一定的组织侵袭性,不仅为肿瘤生长提供了营养,也为肿瘤转移提供了通道,肿瘤血管可沿新形成血管启开的组织裂隙向外侵袭,侵蚀周围组织[2]。本研究结果发现,VEGF不仅表达于星形细胞瘤细胞,而且同时表达于血管内皮细胞,随着星形细胞瘤病理级别的增高,VEGF的表达水平随之明显升高,表明VEGF的表达与星形细胞瘤的恶性程度密切相关。以上研究结果提示,VEGF一方面参与了星形细胞瘤肿瘤新血管生成,另一方面能够促进瘤细胞的恶性增殖。沿血管基底膜侵袭是星形细胞瘤最常见的侵袭途径,由于VEGF所具有的诱导的肿瘤新生血管生成作用,由此可见VEGF还参与了星形细胞瘤的侵袭性生长。
星形细胞瘤向周围组织侵袭的能力可通过对整合素β1亚基的拮抗作用而得到一定程度的抑制[3]。本研究结果表明整合素β1亚基随着脑星形细胞瘤病理级别的增高,肿瘤细胞整合素β1亚基的阳性表达率明显增高,高级别组、低级别组之间表达强度有显著性差异,提示整合素β1亚基与人脑星形细胞瘤的恶性生物学特性有密切关系。本研究通过对整合素β1亚基的免疫组化定位发现,整合素β1亚基不仅表达于星形细胞瘤细胞,而且同时表达于血管内皮细胞,可能类似于VEGF的表达,同样具有促进肿瘤新生血管形成的作用相关,说明整合素β1亚基对于人脑星形细胞瘤的恶性演进起着促进作用。
由于VEGF和整合素β1亚基在促进血管生成方面具有一定的共性,我们对于二者的表达水平进行相关性研究,表明VEGF和整合素β1亚基的表达水平之间相关。Senger等[4]研究表明整合素β1亚基拮抗剂的使用可明显减少VEGF诱导的新生血管形成。De等[5]研究则进一步表明整合素可以经过活化、簇集后通过p66 Shc途径调控肿瘤细胞VEGF的表达。由此,笔者认为VEGF和整合素β1亚基同时参与星形细胞瘤肿瘤新生血管形成,二者并不是作为相互独立的因素参与其中的,因此在星形细胞瘤的分子靶向治疗中不能仅着眼于VEGF或整合素亚基。VEGF 和整合素β1亚基的联合检测有利于对脑星形细胞瘤的恶性生物学行为进行判断,其表达规律与肿瘤血管生成、侵袭性生长等恶性生物学行之间的关系以及二者之间表达的相关性,为临床提供评价预后、分子靶向治疗的新思路。
参考文献
[1] Dvorak HF,Brown L F,Detmar M,et al.Vascular permeability factor 3 vascular endothelial growth factor,microvascular hyperpermeability and angiogenesis.Am J Pat hol,1995,146(5):10291039.
[2] Goldbrunner RH,Bendszus M,Sasaki M,et al. Vascular endothelial growth factordriven glioma growth and vascularization in an orthotopic rat model monitored by magnetic resonance imaging.JNeurosurg,2000,47(4):921930.
[3] Tysnes BB,Haugland HK,Bjerkvig R.Epidermal growth factor and laminin receptors contribute to migratory and invasive properties of gliomas.Invasion Metastasis,1997,17(5):270280.
[4] Senger DR,Claffey KP,Benes JE,et al.Angiogenesis promoted by vascular endothelial growth factor:regulation through alpha beta and alpha beta integrins.Proc Natl Acad Sci U S A,1997,94(25):1361213617.
[5] De S,Razorenova O,McCabe NP,et al.VEGFintegrin interplay controls tumor growth and vascularization.Proc Natl Acad Sci U S A,2005,102(21):75897594.
【关键词】
星形细胞瘤;血管内皮生长因子;整合素β1;免疫组化
Study on expression and relationship between vascular endothelial growth factor and integrin β1 in the human brain astrocytoma
【Abstract】 Objective To study the expression of vascular endothelial growth factor(VEGF)and integrin β1 subunit in different pathological grade human brain astrocytoma,and the relationship between them.Methods The expression of VEGF and integrin β1 subunit in 42 cases human brain astrocytoma was detected with Elivsion and SP immunohistochemical technique,respectively.Results In the human brain astrocytoma specimens,VEGF and integrin β1 subunit positive staining was localized mainly in the glioma cells and some in blood vessel endothelial cells.The expression of VEGF and integrin β1 subunit with histological grade were significantly increased.Lowlevel and highlevel group showed a significant difference in expression(P<0.05)and there were a certain correlation between the expression ofVEGF and integrin β1 subunit by Speraman correlation analysis(P<0.01).Conclusion The expression ofVEGF and integrin β1 subunit in the human brain astrocytoma controls its m alignant behavior and there were a certain correlation between the expression ofVEGF and integrin β1 subunit.
【Key words】
Astrocytoma;Vascular endothelial growth factor; Integrinβ1;Immunohistochemistry
DOI:10.3760/cma.j.issn 16738799.2010.01.38
作者單位:454002河南省焦作市人民医院神经外科(冯兵 常文海 张俊杰 姬馨彤 张五中);
福建医科大学附一医院神经外科(林志雄)
血管内皮生长因子(VEGF)和整合素分别作为生长因子和表面黏附分子的一种重要类型,他们之间的相关性研究目前仅有少数报道。我们采用免疫组化法对42例人脑星形细胞瘤石蜡标本中VEGF和整合素β1亚基的表达进行检测,并对二者之间的相关性进行探讨。现报告如下。
1 资料与方法
1.1 临床资料 收集福建医科大学附属第一医院神经外科1999~2001年手术切除并经病理检查证实的人脑星形细胞瘤石蜡组织标本42例,其中男25例、女17例,年龄4~70岁、平均37.45岁。参照1999年WHO神经系统肿瘤分类、分级标准,其中星形细胞瘤Ⅰ级10例,Ⅱ级15例,Ⅲ级11例,Ⅳ级6例。
1.2 方法
1.2.1 检测方法 所有组织标本一经取下立即用10%甲醛固定,常规石蜡包埋,实验时选取典型蜡块作2~4 μm厚连续切片,1张作HE染色用于重新确认病理结果,其余切片作免疫组化染色。鼠抗人VEGF多克隆抗体为即用型,购自福州迈新生物技术开发有限公司;Elivsion免疫组化试剂盒购自福州迈新公司;羊抗人整合素β1多克隆抗体为SantaCruz产品,整合素β1多克隆抗体工作浓度为1∶100;SP超敏免疫组化试剂盒购自福州迈新生物技术开发有限公司。操作步骤严格按照试剂盒要求进行,以PBS代替一抗作为阴性对照。
1.2.2 结果判定 VEGF阳性染色定位于胶质细胞、微血管内皮细胞胞浆。根据染色程度及染色细胞百分率进行评分:着色缺如者为0分、淡者为1分、适中者为2分、深者为3分;着色细胞占细胞计数百分率<5%为0分、5%~25%为1分、25%~50%为2分、>50%为3分。每张切片着色与着色微血管百分率得分相乘,为其最后得分:规定0~1分为阴性()、2~3分为弱阳(+)、4~6分为阳性(++)、6分以上为强阳性(+++)。整合素β1亚基阳性染色定位于星形细胞瘤的胞浆和胞膜,部分血管内皮细胞亦可见染色。随机选择5个高倍视野(400×),阳性肿瘤细胞数≥5个,即为染色阳性。根据肿瘤细胞染色程度及肿瘤细胞染色百分率进行评分:“”示未见阳性着色细胞,“+”示着色淡或着色细胞≤10%,“++”示着色适中或着色细胞占11%~50%,“+++”示着色深或着色细胞≥51%。
1.2.3 统计学方法 根据实验资料要求,应用SPSS 11.5统计软件包进行统计学处理,两样本阳性率的比较使用χ2检验,成组设计两个独立样本比较使用秩和检验(MannWhitney法),Speraman相关分析验证VEGF与整合素β1亚基之间的相关性。以P≤0.05为有统计学差异。
2 结果
2.1 VEGF和整合素β1亚基的表达 见表1。由表1可见,VEGF在不同级别星形细胞瘤中的阳性表达率和表达强度相比较,具有统计学差异(P值分别为0.034和0.024);整合素β1 在不同级别星形细胞瘤中的阳性表达率和表达强度相比较,具有统计学差异(P值分别为0.046和0.003)。免疫组化显示,所有染片背景着色清晰,阴性对照不着色,阳性产物为棕黄色颗粒。VEGF和整合素β1亚基的染色强度与肿瘤的恶性程度相关,星形细胞瘤恶性级别越高,细胞阳性比例升高,染色程度越深。
表1
VEGF和整合素β1亚基在星形细胞瘤中的表达强度与病理级别的关系(例)
病理级别例数
VEGF表达强度整合素β1亚基的表达强度
阴性低强度高强度阳性率阴性低强度高强度阳性率
低级别(Ⅰ~Ⅱ级)25651476%811668%
高级别(Ⅲ~Ⅳ级)170△314100%△1△51194.12%△
注:与低级别组比较,△P<0.05
2.2 VEGF和整合素β1亚基表达的相关性经Speraman等级相关分析,二者表达之间呈正相关(r=0.326,P=0.005<0.01)。
3 讨论
VEGF 是一种重要的选择性的促血管生成因子,以旁分泌方式作用于血管内皮细胞,具有促進其增殖和诱导肿瘤新生血管生成的作用[1]。作为肿瘤演进的主分子和执行分子,VEGF能够特异性地促进内皮细胞分裂增值;增强血管通透性,促进血管内液体及血浆蛋白渗出。肿瘤血管生成具有一定的组织侵袭性,不仅为肿瘤生长提供了营养,也为肿瘤转移提供了通道,肿瘤血管可沿新形成血管启开的组织裂隙向外侵袭,侵蚀周围组织[2]。本研究结果发现,VEGF不仅表达于星形细胞瘤细胞,而且同时表达于血管内皮细胞,随着星形细胞瘤病理级别的增高,VEGF的表达水平随之明显升高,表明VEGF的表达与星形细胞瘤的恶性程度密切相关。以上研究结果提示,VEGF一方面参与了星形细胞瘤肿瘤新血管生成,另一方面能够促进瘤细胞的恶性增殖。沿血管基底膜侵袭是星形细胞瘤最常见的侵袭途径,由于VEGF所具有的诱导的肿瘤新生血管生成作用,由此可见VEGF还参与了星形细胞瘤的侵袭性生长。
星形细胞瘤向周围组织侵袭的能力可通过对整合素β1亚基的拮抗作用而得到一定程度的抑制[3]。本研究结果表明整合素β1亚基随着脑星形细胞瘤病理级别的增高,肿瘤细胞整合素β1亚基的阳性表达率明显增高,高级别组、低级别组之间表达强度有显著性差异,提示整合素β1亚基与人脑星形细胞瘤的恶性生物学特性有密切关系。本研究通过对整合素β1亚基的免疫组化定位发现,整合素β1亚基不仅表达于星形细胞瘤细胞,而且同时表达于血管内皮细胞,可能类似于VEGF的表达,同样具有促进肿瘤新生血管形成的作用相关,说明整合素β1亚基对于人脑星形细胞瘤的恶性演进起着促进作用。
由于VEGF和整合素β1亚基在促进血管生成方面具有一定的共性,我们对于二者的表达水平进行相关性研究,表明VEGF和整合素β1亚基的表达水平之间相关。Senger等[4]研究表明整合素β1亚基拮抗剂的使用可明显减少VEGF诱导的新生血管形成。De等[5]研究则进一步表明整合素可以经过活化、簇集后通过p66 Shc途径调控肿瘤细胞VEGF的表达。由此,笔者认为VEGF和整合素β1亚基同时参与星形细胞瘤肿瘤新生血管形成,二者并不是作为相互独立的因素参与其中的,因此在星形细胞瘤的分子靶向治疗中不能仅着眼于VEGF或整合素亚基。VEGF 和整合素β1亚基的联合检测有利于对脑星形细胞瘤的恶性生物学行为进行判断,其表达规律与肿瘤血管生成、侵袭性生长等恶性生物学行之间的关系以及二者之间表达的相关性,为临床提供评价预后、分子靶向治疗的新思路。
参考文献
[1] Dvorak HF,Brown L F,Detmar M,et al.Vascular permeability factor 3 vascular endothelial growth factor,microvascular hyperpermeability and angiogenesis.Am J Pat hol,1995,146(5):10291039.
[2] Goldbrunner RH,Bendszus M,Sasaki M,et al. Vascular endothelial growth factordriven glioma growth and vascularization in an orthotopic rat model monitored by magnetic resonance imaging.JNeurosurg,2000,47(4):921930.
[3] Tysnes BB,Haugland HK,Bjerkvig R.Epidermal growth factor and laminin receptors contribute to migratory and invasive properties of gliomas.Invasion Metastasis,1997,17(5):270280.
[4] Senger DR,Claffey KP,Benes JE,et al.Angiogenesis promoted by vascular endothelial growth factor:regulation through alpha beta and alpha beta integrins.Proc Natl Acad Sci U S A,1997,94(25):1361213617.
[5] De S,Razorenova O,McCabe NP,et al.VEGFintegrin interplay controls tumor growth and vascularization.Proc Natl Acad Sci U S A,2005,102(21):75897594.