涂明，鄭偉明，李建敏，黃卡特

（溫州醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院，浙江 溫州 325000，1.神經(jīng)外科；2.病理科）

星形細(xì)胞瘤是最常見的神經(jīng)上皮性腫瘤約占膠質(zhì)瘤總數(shù)的1/3。盡管近幾年來腦腫瘤的外科技術(shù)、放療、化療等綜合治療技術(shù)有較大的發(fā)展，但星形細(xì)胞瘤的總體生存率仍非常低。近年研究發(fā)現(xiàn)白細(xì)胞介素13受體α2（IL-13Rα2）在惡性膠質(zhì)瘤細(xì)胞表面存在特異性的高表達(dá)，并指出其不僅可以作為惡性膠質(zhì)瘤診斷特異性的標(biāo)志物，且可能與膠質(zhì)瘤的惡性增殖存在密切的關(guān)系[1-2]。血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）的表達(dá)不僅與腫瘤血管的形成有關(guān)，還可反映腫瘤血管的生成量，其表達(dá)水平還與腫瘤組織的生物學(xué)行為密切相關(guān)[3-4]。PTEN（人10號(hào)染色體上缺失的磷酸酶和張力蛋白類似物）是于1997年發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)具有磷酸酶活性的抑癌基因，它的變異與多種腫瘤有關(guān)，而腦膠質(zhì)瘤是與PTEN基因缺失及突變關(guān)系最為密切的惡性腫瘤之一[5-6]。本研究應(yīng)用免疫組化方法檢測37例人腦星形細(xì)胞瘤標(biāo)本中IL-13Rα2、VEGF和PTEN的表達(dá)，探討它們與星形細(xì)胞瘤的臨床病理分級(jí)和生物學(xué)行為的關(guān)系以及三者之間的相關(guān)性，以期為這三者在腦星形細(xì)胞瘤基因治療方面的可行性提供科學(xué)的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料 選取2008年2月-2010年11月本院病理科保存的人腦星形細(xì)胞瘤石蠟標(biāo)本，其來源中男19例，女18例，年齡10～79歲，平均（46.24±9.61）歲。本組均為手術(shù)切除，均經(jīng)HE染色明確為星形細(xì)胞瘤，病歷資料保存完整。按WHO（2000年)中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：低級(jí)別星形細(xì)胞瘤17例（WHOI～I(xiàn)I級(jí)），高級(jí)別星形細(xì)胞瘤20例（WHOIII～I(xiàn)V級(jí)）。所有病人術(shù)前均未接受化療、放療或免疫治療。出于醫(yī)學(xué)倫理道德因素的考慮，IL-13Rα2、VEGF和PTEN在正常腦組織中的表達(dá)均參照相關(guān)文獻(xiàn)[1，3，5]。

1.2 方法

1.2.1 檢測方法：應(yīng)用免疫組織化學(xué)染色法對(duì)37例人腦星形細(xì)胞瘤標(biāo)本中的IL-13Rα2、VEGF和PTEN的表達(dá)進(jìn)行檢測。分別觀察此三項(xiàng)指標(biāo)在不同性別病人、不同腫瘤直徑（分兩組：＜5 cm和≥5 cm）等臨床病理因素中的陽性表達(dá)情況。

1.2.2 結(jié)果判斷：參考Kawakami等[7]在頭頸部腫瘤中檢測IL-13Rα2表達(dá)的免疫組化結(jié)果，腫瘤細(xì)胞漿內(nèi)出現(xiàn)棕黃色或（和）棕褐色顆粒即是陽性細(xì)胞。VEGF陽性表達(dá)為細(xì)胞漿中出現(xiàn)棕黃色顆粒，PTEN陽性表達(dá)為細(xì)胞質(zhì)中出現(xiàn)棕黃色顆粒。每張切片在腫瘤區(qū)隨機(jī)選擇5個(gè)不同的高倍視野（400倍），并統(tǒng)計(jì)分析觀察視野中腫瘤細(xì)胞陽性表達(dá)的比率：陽性細(xì)胞百分比<10%為陰性（-），10%～25%為弱陽性（+），25%～50%為陽性（++），>50%為強(qiáng)陽性（+++）。正常腦組織中未見IL-13Rα2和VEGF的表達(dá)[8]， PTEN的表達(dá)率在90%以上[9]。

1.2.3 隨訪條件及方法：條件：患者術(shù)前Karnofsky評(píng)分≥70分；術(shù)后曾行放療或化療。方法：主要以電話隨訪和門診隨訪兩種方式。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法 應(yīng)用SPSS12.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。三者的表達(dá)與病理分級(jí)及臨床病理因素之關(guān)的差異采用秩和檢驗(yàn)，三者相關(guān)性分析采用Spearman等級(jí)相關(guān)分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 免疫組化染色結(jié)果 IL-13Rα2陽性染色主要表現(xiàn)為細(xì)胞漿內(nèi)出現(xiàn)棕黃色或（和）棕褐色顆粒（見圖1-2），VEGF陽性染色主要表現(xiàn)為細(xì)胞漿中出現(xiàn)棕黃色顆粒（見圖3-4），PTEN陽性染色主要表現(xiàn)為細(xì)胞質(zhì)中出現(xiàn)棕黃色顆粒（見圖5-6）。IL-13Rα2、VEGF和PTEN在不同級(jí)別星形細(xì)胞瘤中的表達(dá)（見表1）發(fā)現(xiàn)高級(jí)別星型細(xì)胞膠質(zhì)瘤IL-13Rα2和VEGF表達(dá)明顯（P<0.05），而低級(jí)別星型細(xì)胞膠質(zhì)瘤PTEN表達(dá)明顯（P<0.05）。

圖1 IL-13Rα2在低級(jí)別星型膠質(zhì)細(xì)胞瘤呈陽性表達(dá)（×400）

圖2 IL-13Rα2在高級(jí)別星形細(xì)胞瘤呈陽性表達(dá)

圖3 VEGF在低級(jí)別星型膠質(zhì)細(xì)胞瘤呈陽性表達(dá)（×400）

圖4 VEGF在高級(jí)別星形細(xì)胞瘤呈陽性表達(dá)

圖5 PTEN在低級(jí)別星型膠質(zhì)細(xì)胞瘤呈陽性表達(dá)（×400）

圖6 PTEN在高級(jí)別星形細(xì)胞瘤呈陽性表達(dá)

表1 IL-13Rα2、VEGF和PTEN在不同病理級(jí)別星形細(xì)胞瘤中的表達(dá)

2.2 IL-13Rα2、VEGF和PTEN在星形細(xì)胞瘤的表達(dá)與臨床病理因素的關(guān)系 見表2。

2.3 星形細(xì)胞瘤中IL-13Rα2、VEGF和PTEN蛋白表達(dá)的相關(guān)性 相關(guān)性研究表明，在人星形細(xì)胞瘤中IL-13Rα2、VEGF和PTEN蛋白表達(dá)中，PTEN與IL-13Rα2、VEGF呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05），IL-13Rα2和VEGF蛋白表達(dá)呈正相關(guān)（P＜0.05），具體見表3。

表2 IL-13Rα2、VEGF和PTEN在星形細(xì)胞瘤的表達(dá)與臨床病理因素的關(guān)系

表3 星形細(xì)胞瘤中IL-13Rα2、VEGF和PTEN蛋白表達(dá)的相關(guān)性

3 討論

3.1 IL-13Rα2、VEGF、PTEN與星形細(xì)胞瘤 IL-13Rα2是一種誘騙性的受體，與IL-13有著相當(dāng)高的親和力，缺乏與JAK激酶（Jak蛋白酪氨酸激酶）結(jié)合、啟動(dòng)信號(hào)傳遞所必須的box1、box2功能域。IL-13Rα2參與膠質(zhì)瘤的惡性增殖過程機(jī)制尚可能是：Kawakami等[10]研究發(fā)現(xiàn)在正常的膠質(zhì)細(xì)胞和腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞中，IL-4和IL-13通過和由IL-4Rα、IL-13Rα1組成的二聚體結(jié)合激活JAK STAT6（Janus激酶-信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子）信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，防止膠質(zhì)細(xì)胞的有絲分裂并最終導(dǎo)致膠質(zhì)細(xì)胞生長。而IL-13Rα2通過和IL-4Rα結(jié)合使由IL-4Rα、IL-13Rα1組成的二聚體失活，最終導(dǎo)致了膠質(zhì)細(xì)胞的無限生長。另外，Rahaman等[11]的研究表明它與IL-13高親和力結(jié)合而競爭性抑制IL-13與IL-13Rα1結(jié)合以后激活的JAK STAT6途徑，同樣可能是其參與膠質(zhì)瘤惡性增殖的機(jī)制。

Folkman等[12]1992年研究指出，由腫瘤細(xì)胞分泌和激活的內(nèi)皮因子，如VEGF、堿性成纖維細(xì)胞生長因子、轉(zhuǎn)化生長因子β等在腫瘤新生血管形成中起重要作用。其中VEGF是刺激腫瘤間質(zhì)和新生血管形成的最關(guān)鍵因子。VEGF對(duì)腫瘤血管生成的作用有三個(gè)方面：①特異性促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖；②提高血管通透性，引起血漿蛋白從血管內(nèi)滲漏到血管外區(qū)域；③刺激內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生PAS，從而促進(jìn)滲漏到血管外區(qū)域的血漿蛋白形成纖維蛋白凝塊，作為血管新生的支持物。

PTEN是迄今發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)具有磷酸酶活性的抑癌基因。PTEN的變異與多種腫瘤有關(guān)，而腦膠質(zhì)瘤與PTEN基因缺失及突變關(guān)系最為密切[13]。PTEN參與IL-13Rα2在膠質(zhì)瘤的惡性增殖過程的機(jī)制：①負(fù)調(diào)控PI3K/AKT通路。PI3K/AKT是重要的信號(hào)通路，使細(xì)胞永生化，促進(jìn)正常血管發(fā)育和腫瘤血管形成。PTEN是脂質(zhì)磷酸酶，使PIP3（3，4，5-三磷酸磷脂酰肌醇）脫膦酸，阻斷PI3K/AKT通路。若PTEN失活，PI3K/AKT持續(xù)活化，導(dǎo)致細(xì)胞分裂，體積增大，凋亡阻滯和腫瘤血管形成等[14]。②抑制細(xì)胞周期。PTEN使PIP3脫膦酸，阻斷PI3K調(diào)控的生長因子信號(hào)通路，維持細(xì)胞正常的生長周期。但PTEN缺失導(dǎo)致PIP3堆積，激活PDKs、mTOR、AKT等，使細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化；而PTEN過表達(dá)使細(xì)胞阻滯于G1期。③誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。抑制PI3K/AKT，激活capase-3、capase-9，促進(jìn)凋亡。④抑制腫瘤血管的形成。

3.2 IL-13Rα2、VEGF和PTEN三者之間的相關(guān)性

VEGF受體（VEGFR）是VEGF生物信號(hào)傳導(dǎo)級(jí)聯(lián)通路的門戶，VEGF與其結(jié)合后使VEGFR二聚體化，形成同源二聚體或異源二聚體，從而啟動(dòng)受體后信號(hào)傳導(dǎo)途徑。二聚體形成啟動(dòng)受體酪氨酸激酶激活導(dǎo)致其自身磷酸化，受體自身磷酸化可以激活其他蛋白，啟動(dòng)下游通路包括一系列第二信使的激活。IL-13Rα2尾部的亞基可與受體酪氨酸激酶相結(jié)合并使其活化，加速與VEGFR結(jié)合的過程，也許可以解釋IL-13Rα2與VEGF之間相關(guān)性的機(jī)制。

研究表明，PTEN能直接作用于FAK酪氨酸使其去磷酸化，從而抑制整合素介導(dǎo)的細(xì)胞鋪展、浸襲和骨架排列[15]。星形細(xì)胞瘤中存在IL-13Rα2的表達(dá)，增強(qiáng)了其對(duì)IL-13的敏感性。IL-13可以上調(diào)整合素，也許可以解釋IL-13Rα2與PTEN之間的關(guān)聯(lián)性。PTEN編碼雙重底物特異性磷酸酶，具有脂質(zhì)磷酸酶和蛋白磷酸酶雙重活性，有可能降解人IL-13Rα2跨膜蛋白，同時(shí)可能影響與IL-13Rα2與IL-13及IL-4Rα的結(jié)合，無法阻斷JAK STAT6信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。已有研究顯示PI3K/Akt/mTOR可能是調(diào)控細(xì)胞內(nèi)HIF1表達(dá)和活性的一條重要信號(hào)[16]。HIF1結(jié)合于VEGF基因啟動(dòng)子中的HRE，為誘導(dǎo)VEGF表達(dá)的重要分子機(jī)制，PTEN蛋白對(duì)PI3K/Akt/mTOR通路有負(fù)性調(diào)節(jié)作用，故PTEN基因通過PI3K/Akt/mTOR途徑而影響VEGF表達(dá)。PTEN還可抑制腫瘤血管的形成，通過：①PTEN缺失，上調(diào)VEGF介導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖；②PTEN突變，上調(diào)VEGF啟動(dòng)子活性，增加mRNA表達(dá)[17]。

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