转化生长因子β及其II受体在胶质瘤中的表达
作者：蔡望青 陈由芝※ 李海刚
单位：中山医科大学孙逸仙纪念医院神经外科(广州，510120) ※通讯作者
关键词：颅脑肿瘤；胶质瘤；转化生长因子β1；转化生长因子β2；转化生长因子β-Ⅱ型受体
癌症990519
【摘 要】 目的:探讨转化生长因子β1,2(transforminggrowth factorβ1,2，TGF-β1,2)及其II受体(TGF-βTypeⅡReceptor,TGF-βRⅡ)在胶质瘤表达与其恶性度关系和发生发展关系。方法:用LSAB免疫组化法检测星形细胞瘤41例，其中I～II级16例，III～IV级25例和正常对照11例的TGF-β1,2及其RII表达。结果:半定量示TGF-β1,2在正常脑组织、III级和IIIIV级胶质瘤三者的表达呈现从弱到强的正相关关系，有显著差别(P<0.05);TGF-βRII在三者表达呈现从强到弱的负相关关系，有显著差别(P<0.01)。结论:胶质瘤TGF-β1,2从弱到强表达和TGFβRII从强到弱表达，提示其恶性不断升高;TGF-βRII表达不断减弱，促进胶质瘤发生和发展。
, 百拇医药
中图分类号:R730.264 文献标识码:A 文章编号:1000-467X(1999)05-0554-03
Transforming growth factor β and its receptor expression in glioma
CAI Wang-qing，CHEN You-zhi， LI Hai-gang
Department of Neurosurgery Memorial Hospital ,Sun Yat-sen University of Medical Sciences， Guangzhou 510120, P.R. China
【Abstract】 Objective:To determine the expression of transforming growth factor β1,2(TGF-β1,2)and its type II receptor(TGF-β RII) in gliomas,explore its relationship with the malignancy of the tumors and the mechanism of gliomas growth. Methods:Forty one cases of astrocyte gliomas were collected and among them,16 cases were of grade I and II,25 cases were of grade III and IV. LSAB immunohistochemical staining was used to semi-quantify the expression of TGF-β1,2 and TGF-β RII. Results:Semi-quantative analysis revealed that TGF-β1,2 expression tended to aggravate from normal brain tissue,grade I～II gliomas to grade III～IV gliomas,and significant difference could be seen among them. The positive rate of TGF-β RII in normal brain tissue was 100%. The positive rate of grade I～II and grade III～IV gliomas was 81.2% and 44% respectively. Semi-quantitative analysis revealed that TGF-β RII expression tended to diminish from normal brain tissue,grade I～II gliomas to grade III～IV gliomas,and significant difference could be seen among them. Conclusions:The magnitude of expression of TGF-β1,2 is increased with the malignancy of gliomas. Owing to partial or total loss of expression of TGF-β RII the expression of TGF-β1,2 in gliomas is strengthened. Decrease of TGF-β RII expression is related to the malignancy of the tumors. Decrease of TGF-β RII expression might be important for the pathogenesis and development of gliomas.
, 百拇医药
Key words:Brain neoplasms;Gliomas;TGF-β1; TGF-β2; TGF-β receptor II
TGF-β是人体多种组织细胞的负生长调控因子。而癌细胞的生物特性之一就是失去了对TGF-β的生长抑制反应。近年来的研究发现，肿瘤细胞的这一特性与细胞的TGF-βRⅡ基因点突变相关。许多实验证实TGF-β在脑胶质瘤中有表达，而有无TGF-βRⅡ表达减少或缺失，极少有报道。我们应用免疫组化方法检测人胶质瘤细胞TGF-β及其Ⅱ型受体的表达，分析它们与其恶性度的关系和其发生发展的关系。
1 实验材料和方法
1.1 材料
材料来自1993-1996年本院石蜡包埋星形细胞瘤标本41例，其中男24例，女17例，年龄11～66岁，平均46.5岁。Kernohan分级:I～II16例，III～IV级25例。对照组11例，来自脑外伤患者。
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1.2 免疫组化染色
每个石蜡标本按4μm厚组织切片，采用TGF-β1,2单抗(迈新公司产品，滴度已配好)。TGF-βRII单抗和LSABKit药盒(Dako公司产品)，TGF-βRII单抗工作浓度1∶75。显色剂DAB(Fluka公司产品)。免疫组化染色程序按试剂盒说明进行。阳性对照用自身对照，阴性对照用PBS替代一抗和二抗做阴性对照。
免疫组化结果按以下方式记录:(1)按染色强度分1级:无染色;2级:弱染色;3级:中等染色;4级:强染色;(2)按阳性细胞数分1级:0%;2级:≤10%;3级:>10%～50%;4级:>50%。由二位病理医生独立阅片，双盲并定出结果。
1.3 统计分析
将所得结果行统计分析，统计方法根据实验数据分别采用χ2检验、四格表确切概率计算法或Kruskal-Wallistest(多样本秩和检验)。
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2 实验结果
2.1 TGF-β1、TGF-β2在正常脑组织、I～II级和III～IV级胶质瘤中的表达
TGF-β1、TGF-β2在正常脑组织、I～II级和III～IV级胶质瘤中均有阳性表达，但是三者间的染色强度存在显著差异(见表1、表2)。
采用Kruskal-Wallistest(多样本秩和检验)
表1 TGF-β1、2及其RII染色强度在正常脑组织与各级别胶质瘤比较 染色强度
例数
正常脑组织
, http://www.100md.com Ⅰ～Ⅱ级胶质瘤
Ⅲ～Ⅵ级胶质瘤
(级别)
β1
β2
RⅡ
β1
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RⅡ
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β1
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4
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附注:TGF-β1、2染色强度与胶质瘤组织恶性度有关，P<0.001 TGF-βRII染色强度与胶质瘤组织恶性度有关，P<0.01
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表2 TGF-β1、2及其RII阳性细胞数在正常脑组织与各级别胶质瘤比较 阳性细胞
例数
正常脑组织
Ⅰ～Ⅱ级胶质瘤
Ⅲ～Ⅵ级胶质瘤
数(级别)
β1
β2
RⅡ
β1
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RⅡ
β1
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4
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25
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附注：TGF-β1阳性细胞数与胶质瘤组织恶性度有关，P<0.01
TGF-β2阳性细胞数与胶质瘤组织恶性度有关，P<0.05
TGF-βRII阳性细胞数与胶质瘤组织恶性度有关，P<0.01
2.2 TGF-βRII在正常脑组织、I～II级和III～IV级胶质瘤中的表达
TGF-βRII在正常脑组织表达为100%，I～II级和III～IV级胶质瘤表达分别为81.2%和44%。其在三者间表达强度存在显著差异(见表1、表2)。
, 百拇医药 3 讨论
TGF-β是人体多种组织细胞的负生长调控因子，其对肿瘤的负性调节作用得到大量资料证实。Maxwell[1]的研究发现TGF-β2的mRNA及其本身在胶质瘤有过量表达，而正常脑组织则无过量表达。Merzak[2]的研究发现TGF-β1对胎儿脑细胞和胶质瘤细胞株均有抑制作用，但与胶质瘤恶性度无关。而Stiles[3]使用免疫组化方法研究TGF-β1在胶质瘤内的表达，认为与其恶性度有关。本研究发现，TGF-β1、TGF-β2在正常脑组织和胶质瘤中均有表达，但是表达强度在正常脑组织、胶质瘤I～II级和III～IV级三者间存在显著差异，随着从正常脑组织转化为胶质瘤，从低恶性度转变成高恶性度胶质瘤，TGF-β1、TGF-β2表达强度呈现越来越来强的正相关关系。说明TGF-β1,2表达越强，胶质瘤恶性度可能越高。
, 百拇医药
但是为什么胶质瘤细胞能生成TGF-β，并抑制自身分化，仍不能抑制其生长和恶性变呢？最近研究表明，不仅TGF-β，而且其I、II型受体，在控制肿瘤发展中起重要作用[4～5]。Markowitz[5]等研究表明，TGF-βRII在结肠癌组织中存在基因点突变。Roselle[6]等使用免疫组化方法研究头颈部上皮细胞癌，发现TGF-βR缺失使癌细胞无限制分化，在肿瘤发病中起重要作用。胶质瘤有无这种改变呢？Scarpa[7]等在成神经细胞瘤细胞株SK-N-AS、Lan-5和胶质母细胞瘤细胞株GL15的研究中，发现SK-N-AS、Lan-5均有低水平TGF-βRII分布，SK-N-AS还有低水平TGF-βRI分布，而GL15则有其RI、RII高水平分布，认为RII低水平表达或缺乏的成神经细胞瘤仅部份对TGF-β有反应，故不能抑制细胞增长。
我们发现正常脑组织TGF-βRII表达为100%;I～II级和III～IV级胶质瘤TGF-βRII表达分别为81.2%和44%，二者之间有显著差异，提示其阴性表达，胶质瘤越可能为高恶性度。而三者之间其表达强度也存在显著差异，提示随着从正常脑组织转变为胶质瘤，从低恶性度转变为高恶性度胶质瘤，TGF-βRII表现出从正常到部份缺失，从部份缺失到全部缺失的过程。由于TGF-βRII缺失，从而失去TGF-β的负性调节作用，导致肿瘤发展。说明TGF-βRII缺失在胶质瘤的发生和发展过程中起重要作用。胶质瘤TGF-βRII缺失，是由于TGF-βRII基因点突变或其他原因造成呢?这有待进一步研究。
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〔参考文献〕
〔1〕 Maxwell M,Galanopoulos T,Neville-Golden J,et al. Effect of the expression of transforming growth factor-β2 in primary human glioblastomas on immunosuppression and oss of immune surveillance〔J〕. J Neurosurg,1992,76(5):799～804.
〔2〕 Merzak A,McCrea S,Koocheckpour S,et al. Control of human glioma cell growth,migration and invasion in vitro by transforming growth factor-β1〔J〕. Br J Cancer,1994,70(2):199～ 203.
, http://www.100md.com
〔3〕 Stiles JD,Ostrow PT,Balos LL,et al. Correlation of endothelin-1 and transforming growth factor-β1 with malignancy and vascularity in human gliomas〔J〕. J Neuropathol and Exp Neurol,1997,56(4):435～ 439.
〔4〕 Wrana JL,Attisano L,Wieser R,et al. Mechanism of activation of the TGF-β receptor〔J〕. Nature,1994,370:341～437.
〔5〕 Markowitz S,Wang J,Myeroff L,et al. Inactivation of the type II TGF-β receptor in colon cancer cells with microsatellite instability〔J〕. Science,1995,268:1336～1338.
, 百拇医药
〔6〕 Eisma RJ,Spiro JD,von Biberstein SE,et al. Decreased expression of transforming growth factor-β receptors on head and neck squamous cell carcinoma tumor cells〔J〕. Am J Surg,1996,172:641～645.
〔7〕 Scarpa S,Coppa A,Ragano-Caracciolo M,et al. Transforming owth factor-β regulates differentiation and proliferation of human neuoblastoma〔J〕. Exp Cell Res,1996,229(1):147～154.
收稿日期:1999-01-12;修回日期:1999-04-08, 百拇医药
单位：中山医科大学孙逸仙纪念医院神经外科(广州，510120) ※通讯作者
关键词：颅脑肿瘤；胶质瘤；转化生长因子β1；转化生长因子β2；转化生长因子β-Ⅱ型受体
癌症990519
【摘 要】 目的:探讨转化生长因子β1,2(transforminggrowth factorβ1,2，TGF-β1,2)及其II受体(TGF-βTypeⅡReceptor,TGF-βRⅡ)在胶质瘤表达与其恶性度关系和发生发展关系。方法:用LSAB免疫组化法检测星形细胞瘤41例，其中I～II级16例，III～IV级25例和正常对照11例的TGF-β1,2及其RII表达。结果:半定量示TGF-β1,2在正常脑组织、III级和IIIIV级胶质瘤三者的表达呈现从弱到强的正相关关系，有显著差别(P<0.05);TGF-βRII在三者表达呈现从强到弱的负相关关系，有显著差别(P<0.01)。结论:胶质瘤TGF-β1,2从弱到强表达和TGFβRII从强到弱表达，提示其恶性不断升高;TGF-βRII表达不断减弱，促进胶质瘤发生和发展。
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中图分类号:R730.264 文献标识码:A 文章编号:1000-467X(1999)05-0554-03
Transforming growth factor β and its receptor expression in glioma
CAI Wang-qing，CHEN You-zhi， LI Hai-gang
Department of Neurosurgery Memorial Hospital ,Sun Yat-sen University of Medical Sciences， Guangzhou 510120, P.R. China
【Abstract】 Objective:To determine the expression of transforming growth factor β1,2(TGF-β1,2)and its type II receptor(TGF-β RII) in gliomas,explore its relationship with the malignancy of the tumors and the mechanism of gliomas growth. Methods:Forty one cases of astrocyte gliomas were collected and among them,16 cases were of grade I and II,25 cases were of grade III and IV. LSAB immunohistochemical staining was used to semi-quantify the expression of TGF-β1,2 and TGF-β RII. Results:Semi-quantative analysis revealed that TGF-β1,2 expression tended to aggravate from normal brain tissue,grade I～II gliomas to grade III～IV gliomas,and significant difference could be seen among them. The positive rate of TGF-β RII in normal brain tissue was 100%. The positive rate of grade I～II and grade III～IV gliomas was 81.2% and 44% respectively. Semi-quantitative analysis revealed that TGF-β RII expression tended to diminish from normal brain tissue,grade I～II gliomas to grade III～IV gliomas,and significant difference could be seen among them. Conclusions:The magnitude of expression of TGF-β1,2 is increased with the malignancy of gliomas. Owing to partial or total loss of expression of TGF-β RII the expression of TGF-β1,2 in gliomas is strengthened. Decrease of TGF-β RII expression is related to the malignancy of the tumors. Decrease of TGF-β RII expression might be important for the pathogenesis and development of gliomas.
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Key words:Brain neoplasms;Gliomas;TGF-β1; TGF-β2; TGF-β receptor II
TGF-β是人体多种组织细胞的负生长调控因子。而癌细胞的生物特性之一就是失去了对TGF-β的生长抑制反应。近年来的研究发现，肿瘤细胞的这一特性与细胞的TGF-βRⅡ基因点突变相关。许多实验证实TGF-β在脑胶质瘤中有表达，而有无TGF-βRⅡ表达减少或缺失，极少有报道。我们应用免疫组化方法检测人胶质瘤细胞TGF-β及其Ⅱ型受体的表达，分析它们与其恶性度的关系和其发生发展的关系。
1 实验材料和方法
1.1 材料
材料来自1993-1996年本院石蜡包埋星形细胞瘤标本41例，其中男24例，女17例，年龄11～66岁，平均46.5岁。Kernohan分级:I～II16例，III～IV级25例。对照组11例，来自脑外伤患者。
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1.2 免疫组化染色
每个石蜡标本按4μm厚组织切片，采用TGF-β1,2单抗(迈新公司产品，滴度已配好)。TGF-βRII单抗和LSABKit药盒(Dako公司产品)，TGF-βRII单抗工作浓度1∶75。显色剂DAB(Fluka公司产品)。免疫组化染色程序按试剂盒说明进行。阳性对照用自身对照，阴性对照用PBS替代一抗和二抗做阴性对照。
免疫组化结果按以下方式记录:(1)按染色强度分1级:无染色;2级:弱染色;3级:中等染色;4级:强染色;(2)按阳性细胞数分1级:0%;2级:≤10%;3级:>10%～50%;4级:>50%。由二位病理医生独立阅片，双盲并定出结果。
1.3 统计分析
将所得结果行统计分析，统计方法根据实验数据分别采用χ2检验、四格表确切概率计算法或Kruskal-Wallistest(多样本秩和检验)。
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2 实验结果
2.1 TGF-β1、TGF-β2在正常脑组织、I～II级和III～IV级胶质瘤中的表达
TGF-β1、TGF-β2在正常脑组织、I～II级和III～IV级胶质瘤中均有阳性表达，但是三者间的染色强度存在显著差异(见表1、表2)。
采用Kruskal-Wallistest(多样本秩和检验)
表1 TGF-β1、2及其RII染色强度在正常脑组织与各级别胶质瘤比较 染色强度
例数
正常脑组织
, http://www.100md.com Ⅰ～Ⅱ级胶质瘤
Ⅲ～Ⅵ级胶质瘤
(级别)
β1
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表2 TGF-β1、2及其RII阳性细胞数在正常脑组织与各级别胶质瘤比较 阳性细胞
例数
正常脑组织
Ⅰ～Ⅱ级胶质瘤
Ⅲ～Ⅵ级胶质瘤
数(级别)
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附注：TGF-β1阳性细胞数与胶质瘤组织恶性度有关，P<0.01
TGF-β2阳性细胞数与胶质瘤组织恶性度有关，P<0.05
TGF-βRII阳性细胞数与胶质瘤组织恶性度有关，P<0.01
2.2 TGF-βRII在正常脑组织、I～II级和III～IV级胶质瘤中的表达
TGF-βRII在正常脑组织表达为100%，I～II级和III～IV级胶质瘤表达分别为81.2%和44%。其在三者间表达强度存在显著差异(见表1、表2)。
, 百拇医药 3 讨论
TGF-β是人体多种组织细胞的负生长调控因子，其对肿瘤的负性调节作用得到大量资料证实。Maxwell[1]的研究发现TGF-β2的mRNA及其本身在胶质瘤有过量表达，而正常脑组织则无过量表达。Merzak[2]的研究发现TGF-β1对胎儿脑细胞和胶质瘤细胞株均有抑制作用，但与胶质瘤恶性度无关。而Stiles[3]使用免疫组化方法研究TGF-β1在胶质瘤内的表达，认为与其恶性度有关。本研究发现，TGF-β1、TGF-β2在正常脑组织和胶质瘤中均有表达，但是表达强度在正常脑组织、胶质瘤I～II级和III～IV级三者间存在显著差异，随着从正常脑组织转化为胶质瘤，从低恶性度转变成高恶性度胶质瘤，TGF-β1、TGF-β2表达强度呈现越来越来强的正相关关系。说明TGF-β1,2表达越强，胶质瘤恶性度可能越高。
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但是为什么胶质瘤细胞能生成TGF-β，并抑制自身分化，仍不能抑制其生长和恶性变呢？最近研究表明，不仅TGF-β，而且其I、II型受体，在控制肿瘤发展中起重要作用[4～5]。Markowitz[5]等研究表明，TGF-βRII在结肠癌组织中存在基因点突变。Roselle[6]等使用免疫组化方法研究头颈部上皮细胞癌，发现TGF-βR缺失使癌细胞无限制分化，在肿瘤发病中起重要作用。胶质瘤有无这种改变呢？Scarpa[7]等在成神经细胞瘤细胞株SK-N-AS、Lan-5和胶质母细胞瘤细胞株GL15的研究中，发现SK-N-AS、Lan-5均有低水平TGF-βRII分布，SK-N-AS还有低水平TGF-βRI分布，而GL15则有其RI、RII高水平分布，认为RII低水平表达或缺乏的成神经细胞瘤仅部份对TGF-β有反应，故不能抑制细胞增长。
我们发现正常脑组织TGF-βRII表达为100%;I～II级和III～IV级胶质瘤TGF-βRII表达分别为81.2%和44%，二者之间有显著差异，提示其阴性表达，胶质瘤越可能为高恶性度。而三者之间其表达强度也存在显著差异，提示随着从正常脑组织转变为胶质瘤，从低恶性度转变为高恶性度胶质瘤，TGF-βRII表现出从正常到部份缺失，从部份缺失到全部缺失的过程。由于TGF-βRII缺失，从而失去TGF-β的负性调节作用，导致肿瘤发展。说明TGF-βRII缺失在胶质瘤的发生和发展过程中起重要作用。胶质瘤TGF-βRII缺失，是由于TGF-βRII基因点突变或其他原因造成呢?这有待进一步研究。
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〔参考文献〕
〔1〕 Maxwell M,Galanopoulos T,Neville-Golden J,et al. Effect of the expression of transforming growth factor-β2 in primary human glioblastomas on immunosuppression and oss of immune surveillance〔J〕. J Neurosurg,1992,76(5):799～804.
〔2〕 Merzak A,McCrea S,Koocheckpour S,et al. Control of human glioma cell growth,migration and invasion in vitro by transforming growth factor-β1〔J〕. Br J Cancer,1994,70(2):199～ 203.
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〔3〕 Stiles JD,Ostrow PT,Balos LL,et al. Correlation of endothelin-1 and transforming growth factor-β1 with malignancy and vascularity in human gliomas〔J〕. J Neuropathol and Exp Neurol,1997,56(4):435～ 439.
〔4〕 Wrana JL,Attisano L,Wieser R,et al. Mechanism of activation of the TGF-β receptor〔J〕. Nature,1994,370:341～437.
〔5〕 Markowitz S,Wang J,Myeroff L,et al. Inactivation of the type II TGF-β receptor in colon cancer cells with microsatellite instability〔J〕. Science,1995,268:1336～1338.
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〔6〕 Eisma RJ,Spiro JD,von Biberstein SE,et al. Decreased expression of transforming growth factor-β receptors on head and neck squamous cell carcinoma tumor cells〔J〕. Am J Surg,1996,172:641～645.
〔7〕 Scarpa S,Coppa A,Ragano-Caracciolo M,et al. Transforming owth factor-β regulates differentiation and proliferation of human neuoblastoma〔J〕. Exp Cell Res,1996,229(1):147～154.
收稿日期:1999-01-12;修回日期:1999-04-08, 百拇医药