纤维粘连蛋白和整合素β1在人脑胶质瘤中的表达及其意义

赵 杰 刘跃亭*

（山西医科大学第一医院神经外科，山西 太原 030001）

胶质瘤是人类中枢神经系统最常见的肿瘤，它的主要生物学特性为局部侵袭性生长而罕见颅外转移。脑胶质瘤细胞的侵袭性生长和复发是胶质瘤临床治疗失败的主要原因。研究发现，黏附分子家族中的整合素参与了肿瘤细胞的黏附和迁移等多个环节，通过介导细胞与细胞外基质蛋白、细胞之间的黏附和信号转导等作用，直接和间接地影响肿瘤细胞的侵袭性，包括胶质瘤细胞的侵袭性[1]。整合素家族的配体主要是细胞外基质成分。在正常脑组织中，血管基底膜和胶质界膜处的细胞外基质主要包括W型胶原蛋白、纤维粘连蛋白（FN）、层粘连蛋白（LN）和玻粘连蛋白等[2,3]。我们采用免疫组织化学方法检测了脑胶质瘤中整合素β1、纤维粘连蛋白表达，了解二者在脑胶质瘤组织中的表达情况，并分析它们与肿瘤分化程度及侵袭转移的关系。

1 材料与方法

1.1 材料

收集2007年9月到2010年6月山西医科大学第一医院神经外科胶质瘤手术切除的标本60例。标本蜡块来源于山西医科大学第一医院病理科。患者均有详细的临床资料和手术记录，术前均未接受放疗和化疗。男女比例为1.7∶1；年龄为18～68岁。其中低度恶性组（Ⅰ级和Ⅱ级）占35例，高度恶性组（Ⅲ级和Ⅳ级）占25例。按WHO（2000）神经上皮肿瘤分类标准[4]对原发胶质瘤进行组织学分级：Ⅰ级（毛细胞型星形细胞瘤和室管膜下巨细胞星形细胞瘤）16例，Ⅱ级（弥漫性星形细胞瘤）19例，Ⅲ级（间变形星形细胞瘤）13例，Ⅳ级（胶质母细胞瘤和髓母细胞瘤）12例；15例正常脑组织标本为急性颅脑损伤患者行内减压术切除的脑组织。所有标本均经10%福尔马林固定，石蜡包埋，3μm厚连续切片。

1.2 方法

脱蜡至水后按免疫组织化学S-P法操作。一抗抗人FN单克隆抗体购自北京中杉金桥生物技术有限公司；抗人整合素β1单克隆抗体购自北京中杉金桥生物技术有限公司；二抗和S-P试剂盒购自北京中杉金桥生物技术有限公司。2种染色均以PBS代替一抗，设立阴性对照。视野采图及测量采用BI2000高清晰图象处理系统软件。FN及整合素β1在胶质瘤细胞中表达结果判定采用在400倍镜下随机采集10个视野，以Lu等[5]的双项积分法行阳性细胞计数：①细胞阳性率：＜5%，0分；5% ～25%，1分；26% ～50%，2分；51% ～75%，3分；＞75%，4分。②染色强度：淡黄色，1分；黄或深黄色，2分；褐或棕褐色，3分。二者计分相乘＞1分为阳性。统计学处理用SPSS13.0统计软件进行分析，采用χ2检验和Spearman相关分析，检验水准取0.05，P＜0.05，认为有统计学意义。

表1 纤维粘连蛋白、整合素β1在正常脑组织和不同恶性程度脑胶质瘤中的阳性表达

表2 纤维粘连蛋白、整合素β1在胶质瘤中的表达

2 结 果

2.1 在正常脑组织中纤维粘连蛋白和整合素β1均不表达。

2.2 纤维粘连蛋白在脑胶质瘤组织中的表达

胶质瘤细胞中FN表达为弥漫分布于胞质内的棕黄色颗粒，在低度恶性组和高度恶性组的阳性表达率分别为20.00%及48.00%（χ2=5.284，P=0.022），其差异有统计学意义，见表1。 在低度恶性胶质瘤中仅见少数细胞FN阳性染色，并随恶性程度升高而增加。对研究组胶质瘤恶性程度与纤维粘连蛋白阳性表达率应用Spearman相关分析得出：r=0.835，P＜0.05，证实纤维粘连蛋白阳性表达率与胶质瘤恶性程度成正相关，见表2。

2.3 整合素β1在脑胶质瘤组织中的表达

胶质瘤细胞中整合素β1表达主要分布于胞膜，在低度恶性组和高度恶性组的阳性表达率分别为 25.71%及60.00%（χ2=7.143，P=0.008），其差异均有统计学意义，见表1。在低度恶性胶质瘤中仅见少数细胞中整合素β1阳性染色，并随肿瘤级别升高而增加。对研究组胶质瘤恶性程度与整合素β1阳性表达率应用Spearman相关分析得出：r=0.876，P＜0.05，证实整合素β1阳性表达率与胶质瘤恶性程度成正相关，见表2。

2.4 纤维粘连蛋白、整合素β1的关系

纤维粘连蛋白的阳性表达率和整合素β1的阳性表达率呈正相关关系（r=0.518，P＜0.05）。

3 讨 论

在众多影响肿瘤侵袭和转移的因素中，ECM是阻止肿瘤转移的第一道屏障，在肿瘤浸润转移过程中，肿瘤细胞与周围的外基质之间发生一系列的动态变化。细胞黏附分子在细胞与细胞外基质间的黏附及信息传递中发挥很重要的作用，进而调节细胞的生长、分化、增殖，甚至肿瘤的转移。

3.1 脑胶质瘤中整合素β1表达的意义

整合素β1作为重要的细胞黏附分子和信号转导分子，在肿瘤的转移过程中有极其重要的作用。整合素通过介导细胞与细胞外基质蛋白、细胞之间的黏附和信号转导等作用，参与了胶质瘤瘤细胞的黏附和迁移等多个环节，直接和间接地影响胶质瘤细胞的侵袭性。在U-251/lacZ和ANI/lacZ胶质瘤细胞的黏附实验中发现，抗整合素β1抗体可明显抑制胶质瘤细胞对胶原蛋白IV的黏附，表明整合素β1与胶质瘤细胞的侵袭性相关[6]。整合素家族的配体主要是细胞外基质成分。通过与细胞外基质相互作用，而参与胶质瘤细胞的侵袭过程[7,8]。整合素α3β1能与LN相结合，促进U251、A172和T98G胶质瘤细胞的侵袭，但给予一定剂量的抗β1抗体可使胶质瘤细胞在LN基质中的侵袭力下降[9]。

3.2 脑胶质瘤中纤维粘连蛋白表达的意义

肿瘤的侵袭与转移必须要求两个条件：肿瘤血管生成及破坏细胞外基质（extra-cellularmatrix，ECM）。在众多影响肿瘤侵袭和转移的因素中，ECM是阻止肿瘤转移的第一道屏障，在肿瘤浸润转移过程中，肿瘤细胞与周围的外基质之间发生一系列的动态变化。FN作为ECM的主要成分之一，对细胞黏附、迁移、分化都发挥着重要的作用，其对肿瘤生物学行为的影响也日益成为关注的焦点。对人脑胶质瘤ECM的免疫组织化学研究显示，在肿瘤病理状态下血管基底膜及增生的血管内皮细胞FN表达明显增多，同时在肿瘤间质也出现FN表达[10]，即外源性FN。除了外源性FN对胶质瘤侵袭的促进作用，肿瘤细胞自身分泌的FN成分也为胶质瘤恶性进展提供了条件。除了外源性FN对胶质瘤侵袭的促进作用，肿瘤细胞自身分泌的FN成分也为胶质瘤恶性进展提供了条件。胶质瘤细胞能自身合成内源性FN，并随胶质瘤恶性程度增加内源性FN的合成和分泌不但能增强胶质瘤细胞的运动能力，还能通过影响细胞的生存时间、刺激组织分泌生长因子等方式间接影响胶质瘤的生物学行为[11]。故内源性和外源性FN均在胶质瘤侵袭性生物学行为中发挥重要作用[12]。

综上所述，FN在胶质瘤侵袭性生物学行为中发挥重要作用，同整合素β1相互作用促进胶质瘤细胞的运动、迁移能力。由于胶质瘤细胞外基质成分丰富，对单一成分的研究只能初步解释胶质瘤侵袭特性的单方面机制，实际这种肿瘤生物学行为是不同机制构成的网络共同作用的结果。因此通过研究整合素和细胞外基质对胶质瘤的影响，可以为胶质瘤临床诊断及治疗提供线索和依据。

[1]Hynes RO.Integrins：verastility,modulation,in cell adhesion[J].Cell,1992,69(1)：11-25.

[2]Bellail AC,Hunter BS,Brat DJ,et al.Microregional extracellular Matrix heterogeneity in brain modulates glioma cell invasion[J].Int J Biochem Cell Biol,2004,36(6)：1046-1069.

[3]Knott JC,Mahesparan R,Garcia-Cabreral,et al.Stimulati on ofextracellular matrix eomponents in the normal brain by invading glioma cells[J].Int J Cancer,1998,75(6)：864-872.

[4]张福林.神经系统肿瘤的WHO(2000)分类[J].中国神经精神疾病杂志,2001,27(3)：153.

[5]Lu CD,Altieri DC,Tanigawa N.Expression of a novel antiapoptosis gene,survivin,correlated with tumor cell apoptosis and p53accumulation in gastric carcinomas[ J].Cancer Res,1998,58(9)：1808-1812.

[6]Tysnes BB,Larsen LF,Ness GO,et al.Stimulation of glioma cell migration by laminin and inhibition by anti-alpha 3 and anti-beta1 integrin antibodies[J].Int J Cancer,1996,67(6)：777-784.

[7]Tonn JC,Wunderlich S,Kerkau S,et al.Invasive behaviour of human gliomas is mediated by interindividually different in tegrinpatterns[J].AnticancerRes,1998,18(4A)：2599-2605.

[8]Goldbrunner RH,Haugland HK,Klein CE,et al.ECM dependent and integrin mediated tumor cell migration of human glioma and melanoma cell lines under serum-free conditions[J].Anticancer Res,1996,16(6B)：3679-3687.

[9]Fukushima Y,Ohnishi T,Arita N,et al.Integrin alpha 3beta1-mediated interaction with laminin-5 stimulates adhesion,migration and invasion of malignant glioma cells[J].Int J Cancer,1998,76(1)：63-72.

[10]Varani J,Schuger L,Fligiel SE,et al.Production of fibronectin by human tumor cells and interaction with exogenous fibronectin：comparison of cell lines obtained fromcolon adenocarcinomas and squamous carcinomas of the upper aerodigestive tract[J].Int J Cancer,1991,47(3)： 421.

[11]Giese A,Loo MA,Rief MD,et al.Role of extracellular matrix in tumor invasion： migration of glioma cells alon fibronect inpositive mesenchymal cell processes[J].Neurosurgery,1995,37(2)： 294.

[12]郭滟,任大宏,杨静等.纤维连接蛋白及整合素β1与人脑胶质瘤生物学行为的相关性研究[J].华中科技大学学报,2004,33(4)：397.