劉海英 張秋實 蘇旭明 張學(xué)新
河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院神經(jīng)外科 河北石家莊 050012
膠質(zhì)瘤是顱內(nèi)最常見的原發(fā)性腦腫瘤,具有高增殖性、浸潤性生長,易復(fù)發(fā)等特點,臨床治療效果較差[1]。惡性程度最高的膠質(zhì)瘤病人的中位生存期只有14.6 個月,5年生存率僅為9.8%。究其原因可能與膠質(zhì)瘤細胞的多形性、膠質(zhì)瘤干細胞的無限增殖以及多信號通路的共同激活有關(guān)[2]。因此,深入研究膠質(zhì)瘤的發(fā)生、發(fā)展的分子機制,尋找其發(fā)生發(fā)展的規(guī)律,探究腫瘤相關(guān)分子機制是治療膠質(zhì)瘤的一項重要手段。研究顯示SHH(Sonic Hedgehog)信號通路在胚胎發(fā)育尤其是神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育中起到重要作用。不僅如此近年來研究也證明,SHH 信號通路在多種腫瘤如髓母細胞瘤、胃癌、肝癌、基底細胞癌、肺癌、前列腺癌等的發(fā)生發(fā)展中起重要作用[2-6]。
Shh 蛋白是SHH 信號通路的啟動因子,是一種由上皮細胞分泌的,具有高度保守性的分泌型糖蛋白[7]。以往的研究中顯示,其表達程度可直接反應(yīng)Shh 信號通路的激活狀況[6,9]。而在膠質(zhì)瘤中SHH 信號通路及Shh 蛋白的表達情況目前尚顯有報道。因此本研究旨在利用免疫組化技術(shù),探究人腦膠質(zhì)瘤中SHH 信號通路中核轉(zhuǎn)錄因子Shh 蛋白的表達情況,探尋膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展的相關(guān)機制,為臨床實踐提供一定的幫助。
收集我院神經(jīng)外科自2014年5月至2018年5月資料完整的行開顱手術(shù)患者腫瘤標本,經(jīng)病理證實為膠質(zhì)瘤標本75 例。其中男性39 例,女性36 例。年齡17-72 歲,中位年齡49.2 歲;病理學(xué)分級依據(jù)2016年WHO 中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類標準,分為四組:Ⅰ級13 例,Ⅱ級16 例,Ⅲ級21 例,Ⅳ級25 例。選取同期因腦外傷手術(shù)患者非腫瘤腦組織10 例作為對照組。
兔抗人Shh 單克隆抗體(Abcam 公司)、SP9001 免疫組化檢測試劑盒(北京中杉金橋生物技術(shù)開發(fā)公司)。
將取得的膠質(zhì)瘤標本、非腫瘤腦組織經(jīng)甲醛溶液固定后,石蠟包埋切片,梯度復(fù)水后3%過氧化氫(H2O2)室溫避光孵育30min,PBS 沖洗2 次,EDTA 熱修復(fù)后PBS 沖洗2 次,血清封閉液37℃溫箱封閉1h,吸取多余血清后滴加一抗(shh 1:100),4℃孵育過夜。次日PBS 沖洗2 次,加入生物素標記的二抗,37℃溫箱孵育30min,PBS 沖洗2 次,加鏈酶卵白素工作液,37℃溫箱內(nèi)孵育30min,PBS 沖洗2 次,DAB 顯色,復(fù)染。光鏡下觀察結(jié)果并拍照。
Shh 免疫組化表達均主要為細胞膜及細胞質(zhì)中。采用Friedrich 等 的 免 疫 反 應(yīng) 評 分(immunoreactivity score,IRS),采用半定量標準:高倍視野下隨機選取5 個視野,計數(shù)200 個細胞,陽性細胞≤10%為0 分;>10%-50%為1 分;>50%-75%為2 分;>75%為3 分。染色強度標準:無色為0 分,淡黃色為1 分,棕黃色為2 分,棕褐色為3 分??傮w評價:以上述2 項得分相乘:0 分判為“-”,1 分~4 分判為“+”,5 分~7 分判為“++”,≥8 分判為“+++”。以“++”和“+++”定義為陽性,“-”和“+”定義為陰性。
采用SPSS 16.0 統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學(xué)處理,計數(shù)資料采用χ2檢驗或Fisher 確切概率法;組間比較采用非參數(shù)秩和檢驗。以P<0.05 為有統(tǒng)計學(xué)意義。
Shh 蛋白表達于膠質(zhì)瘤細胞胞膜、胞質(zhì)中。Shh 蛋白的表達在Ⅰ級膠質(zhì)瘤中為23.07%(3/13),Ⅱ級37.50%(6/16),Ⅲ級61.90%(13/21),Ⅳ級76.00%(19/25),正常腦組織中為10%(1/10),各膠質(zhì)瘤組與對照組比較具有顯著差異(P<0.05)。
Shh 蛋白表達與膠質(zhì)瘤患者的年齡、腫瘤大小、術(shù)前KPS 評分及是否為復(fù)發(fā)性腫瘤無關(guān)(P>0.05)。Shh 蛋白的表達與膠質(zhì)瘤WHO 分級明顯相關(guān),膠質(zhì)瘤各組間比較,隨腫瘤病理級別的增高,Shh 蛋白的表達逐漸增強,陽性率增高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=29.054,P<0.05)(表1)。
表1:膠質(zhì)瘤Shh 蛋白表達與臨床病理參數(shù)的關(guān)系
SHH 信號通路在普遍存在于正常的人體組織中,對于胚胎發(fā)育、細胞成熟、細胞分化、內(nèi)分泌激素的產(chǎn)生有著不可替代的重要作用。作為SHH 信號通路的啟動因子,當(dāng)shh 蛋白與Ptch 蛋白結(jié)合后,Smo 蛋白的抑制作用被解除,Gli 蛋白的水解作用被抑制,從而使Gli 蛋白以全長的形式進入細胞核,發(fā)揮其核轉(zhuǎn)錄因子的作用,促使靶基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯[8-10]。近年來,隨著研究的不斷深入,學(xué)者們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)SHH 信號通路在腫瘤組織中也有明顯的異常激活現(xiàn)象。
研究發(fā)現(xiàn)Shh 在原發(fā)性非小細胞肺癌中普遍存在,尤其與肺鱗癌的病理分化程度密切相關(guān)。而在小細胞肺癌中,Shh 和Gli-1的表達量明顯降低[11-13]。阿布拉等[14]等在胰腺癌研究中,發(fā)現(xiàn)SHH 信號通路中Shh、Ptch-1、Smo、Gli-1 在胰腺癌組織中表達量顯著高于胰腺癌旁組織及正常胰腺組織,證實SHH 信號通路在胰腺癌組織中存在異常活化現(xiàn)象;還有研究發(fā)現(xiàn),在小鼠活體中應(yīng)用Smo 抑制劑環(huán)靶明能夠誘導(dǎo)胰腺腫瘤細胞凋亡和減少腫瘤組織的形成,改善胰腺癌的預(yù)后[15]。
在中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤中,SHH 信號通路研究相對較少。研究發(fā)現(xiàn),在部分髓母細胞瘤組織中存在SHH 信號通路的異?;罨F(xiàn)象。其中Ptch-1 的突變與人髓母細胞瘤的關(guān)系被廣泛證實[16]。何青蘭等[17]用RT-PCR 檢測體外培養(yǎng)的U251 惡性膠質(zhì)瘤細胞系及人腦膠質(zhì)瘤組織中SHH 信號通路因子mRNA 的表達,結(jié)果顯示在U251 細胞和膠質(zhì)瘤組織中的Shh mRNA 的表達分別高于其在瘤周組織的表達,提示Shh 的信號通路異常參與了腦膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展過程。Wang[18]等研究發(fā)現(xiàn)阻斷SHH 信號通路可限制膠質(zhì)瘤細胞的遷移和擴散。Shahi 等[19]研究發(fā)現(xiàn)Gli-1、Gli-3 mRNA 在大部分星形膠質(zhì)細胞瘤和髓母細胞瘤組織中呈明顯的高表達。
本實驗以SHH 信號通路中重要的啟動因子Shh 作為研究對象,應(yīng)用免疫組化的實驗方法發(fā)現(xiàn)10 例正常腦組織中Shh 不表達或僅有弱表達,而在75 例膠質(zhì)瘤組織中41 例檢測到Shh 陽性表達,余下34 例Shh 陰性表達,與對照組比較明顯增高,統(tǒng)計學(xué)分析有顯著差異,說明Shh 在膠質(zhì)瘤組織中呈高表達。在不同級別膠質(zhì)瘤間比較,Shh 在高級別膠質(zhì)瘤中陽性率明顯高于低級別組,有統(tǒng)計學(xué)意義。上述結(jié)果表明:與正常腦組織對比,在各級膠質(zhì)瘤組織中Shh 在蛋白水平均上調(diào),提示Shh 信號通路在膠質(zhì)瘤細胞中是普遍激活的,隨腫瘤病理級別的增高,Shh 表達逐漸增強,有統(tǒng)計學(xué)意義。而Shh 的表達與膠質(zhì)瘤患者的年齡、腫瘤大小、術(shù)前KPS 評分及是否為復(fù)發(fā)性腫瘤無關(guān)。因此從另一個層面來說適時適當(dāng)干預(yù)Shh 的表達,調(diào)節(jié)Shh 信號通路的激活/失活狀態(tài),將有可能作為治療膠質(zhì)瘤的一個重要手段。
目前有關(guān)SHH 信號通路在膠質(zhì)瘤方面的研究尚少,積極探究膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展的機制仍然有鎖欠缺,本研究樣本量較少,機制研究深入程度仍需完善,但也為臨床治療膠質(zhì)瘤提供了一定指導(dǎo)意義,為后續(xù)研究打下部分基礎(chǔ)。