乙酰肝素酶的mRNA表达与脑胶质瘤分级关系的研究

(江苏省常州市第一人民医院神经外科,江苏常州,213000)

脑胶质瘤是颅内最常见的恶性肿瘤[1],占颅内肿瘤的35.2%～61.0%。heparanase最早由Parish[2]等发现,是一个关键的胞外基质降解酶,它降解硫酸乙酰肝素和乙酰肝素蛋白聚糖上的聚糖侧链,在肿瘤浸润和转移中起重要作用。本研究采用荧光实时定量PCR技术检测heparanase的mRNA在脑胶质瘤和良性脑肿瘤中的表达水平,统计分析表达水平和肿瘤恶性程度之间的关系,探讨可能的作用机理。

1 资料与方法

收集2002～2006年江苏省常州市第一人民医院40例经病理证实的人脑胶质瘤手术标本。肿瘤组织按WHO胶质瘤分级标准(1993年)分为Ⅰ级8例,Ⅱ级12例,Ⅲ级13例,Ⅳ级7例。

其中Ⅰ级、Ⅱ级为高分化组(20例),Ⅲ级、Ⅳ级为低分化组(20例)。同时收集良性脑肿瘤标本10例,其中有良性脑膜瘤6例,非侵袭性垂体瘤4例,均经病理证实。

实验步骤:提取总RNA;逆转录合成cDNA;荧光实时定量PCR检测,以3-磷酸甘油脱氢酶基因(GAPDH基因)的表达作为内参。heparanase和syndecan-1的引物及TaqM an探针序列由Primer Prem ier5.0软件设计。heparanase的上游引物:5′-TCACCATTGACGCCAACCT-3,下游引物:5′-CTTTGCAGAACCCAGGAGGAT-3,TaqM an 探针:5′FAM-CCACGGACCCGCGGTTCCT-3,TAMRA,GAPDH的上游引物:5′-GGAAGGTGAAGGTCGGAGTC-3,下游引物:5′-CGTTCTCAGCCTTGACGGT-3,TaqMan 探 针:5′FAM-TTTGGTCGTATTGGGCGGGTG-3,TAMRA。

在计算heparanase的mRNA的表达量时,以同一份标本的heparanasem RNA的Ct值减内参GAPDH的Ct值,设其为Ct。各标本的2-ΔCt为amount,良性脑肿瘤的amount平均数为average。各标本的 amount/average即为 heparanase的mRNA的相对表达量(相对于良性脑肿瘤,用百分数表示)。

结果:heparanase在良性脑肿瘤中的表达量为(100.0±21.63)%,在Ⅰ～Ⅱ级胶质瘤相对表达量为(155.16±27.99)%,在Ⅲ～Ⅳ级胶质瘤相对表达量为(242.41±52.47)%。heparanase在胶质瘤中的表达明显高于良性脑肿瘤,并且随着肿瘤的恶性程度增高,heparanase的表达也增高(P<0.001)。

2 讨 论

研究表明在肿瘤的侵袭转移酶中,heparanase是一种关键的胞外基质降解酶,它与肿瘤的恶性程度有密切的关系。研究发现恶性度高或转移能力较强的癌组织或细胞系中heparanase表达水平或表达率增高,而低或无转移能力的肿瘤细胞无或仅有少量表达[3]。作者的研究显示随着肿瘤的级别升高,heparanase的表达水平明显升高。说明heparanase在胶质瘤的侵袭性生长中可能起着重要作用,与胶质瘤的恶性程度密切相关。

heparanase促进胶质瘤发生、发展的机制仍未完全阐明。包括胶质瘤在内的恶性肿瘤侵袭、转移过程中,细胞粘附、细胞运动、ECM 的降解及血管生成情况是决定因素。胶质瘤的侵袭过程,是瘤细胞与细胞外基质(ECM)之间的相互作用的过程。heparanase可能作用与细胞外基质,正常的细胞与基质之间的连接被破坏,为肿瘤的侵袭提供了条件。

heparanase还与肿瘤的血管形成密切相关。胶质瘤是人脑最常见的恶性肿瘤,随着其恶性程度的升高,往往表现为大量的新生血管生成[4]。以往研究表明,heparanase在细胞侵袭、迁移、粘附、分化和增殖的整个过程中表达.而这个过程是和血管生成密切相关的。V lodavsky等[5]发现,在体外将EB病毒测定淋巴瘤细胞转染heparanase基因后。其血管生成能力增加了3～4倍。Parish等[6]采用heparanase抑制剂后,肿瘤周围血管少了30%。我们认为:heparanase在人脑胶质瘤血管生成中有重要作用,heparanase可通过降解基底膜和细胞外基质中的HSPGs,释放活性物质.产生链式反应,为血管的生成提供了非常便利的物质基础和通道,加快血管生成,促进肿瘤生长和侵袭。

[1] Dong J,Kukula A K,Toyoshima M,et al.Genom icorganization and chromosome localization of the new ly identified human heparanase gene[J].Gene,2000,253:171.

[2] Vlodavsky I,Elkin M,Pappo O,et al.Mammalian heparanase asmediator of tumormetastasis and angiogenesis[J].Isr Med Assoe J,2000,2(Suppl):37.

[3] M ikam i S,Ohashi K,Usui Y,et al.Loss of syndecan-1 and increased expression of heparanase in invasive esophageal carcinomas[J].Jpn JCncer Res,2001,92(10):1062.

[4] SasakiM,Ito T,Kashima M,etal.Eryth romycin and claritthromycinmodulation of grow th factor induced expression of heparanasemRNA on human lung cancer cells in vitro[J].Meditor Inflamm,2001,10(5):259.

[5] Marchetti D,Li J,Shen R.Astrocy tes contribute to the btainmetastatic specificity ofmelanoma cells by producing heparanasc[J].Cancer Res,2000,60(17):4767.

[6] Marchetti D,Nicolson G L.Human melanoma cell invasion:selected neurotrophin enhancement of invasion and heparanuse activity[J].Jinbrdyih DrtmsyolSymp Proc,1997,2(1):99.