郭邦明漆松濤黃廣龍潘軍顏小榮
·論 著·
炎癥相關(guān)因子IFN-α及TGF-β1在顱咽管瘤的表達(dá)及意義☆
郭邦明*漆松濤*黃廣龍*潘軍*顏小榮*
目的探討炎癥相關(guān)因子IFN-α、TGF-β1與顱咽管瘤炎癥反應(yīng)的關(guān)系。方法采用免疫組化GTVisionTM法檢測α-干擾素(interferon-α,IFN-α)、轉(zhuǎn)化生長因子-β1(transforming growth factor β1,TGF-β1)在58例顱咽管瘤組織中的表達(dá)情況,比較不同病理類型顱咽管瘤、復(fù)發(fā)組及初發(fā)組顱咽管瘤組織中 IFN-α、TGF-β1的表達(dá)水平。結(jié)果造釉細(xì)胞型及復(fù)發(fā)顱咽管瘤IFN-α表達(dá)廣泛。44例造釉細(xì)胞型顱咽管瘤有 40例IFN-α表達(dá)陽性(90.91%),鱗狀乳頭型14例中有12例表達(dá)陽性,造釉細(xì)胞型IFN-α陽性表達(dá)率明顯高于鱗狀乳頭型(Z=-2.003,P<0.05)。16例復(fù)發(fā)顱咽管瘤均有IFN-α陽性表達(dá),陽性表達(dá)率高于初發(fā)組(Z=-2.085,P<0.05)。TGF-β1在鱗狀乳頭型顱咽管瘤明顯表達(dá),14例中有10例陽性表達(dá),而造釉細(xì)胞型44例僅有14例表達(dá)陽性(Z=-2.129,P<0.05)。經(jīng)Spearman相關(guān)分析,在全部顱咽管瘤中,IFN-α與TGF-β1表達(dá)程度呈負(fù)相關(guān)(rs=-0.273,P<0.05)。結(jié)論顱咽管瘤存在復(fù)雜的炎癥反應(yīng),炎癥相關(guān)因子IFN-α、TGF-β1可能參與顱咽管瘤細(xì)胞的生長調(diào)控,兩者之間可能存在拮抗作用。
顱咽管瘤 α-干擾素 轉(zhuǎn)化生長因子-β1 免疫組織化學(xué)
顱咽管瘤是鞍區(qū)常見腫瘤,分為造釉細(xì)胞型和鱗狀乳頭型兩種病理類型,我們前期研究發(fā)現(xiàn)顱咽管瘤存在復(fù)雜的炎癥反應(yīng),造釉細(xì)胞型顱咽管瘤炎癥反應(yīng)較鱗狀乳頭型重,炎癥反應(yīng)與顱咽管瘤的預(yù)后存在正相關(guān)[1]。α-干擾素(interferon-α,IFN-α)、轉(zhuǎn)化生長因子-β1(transforming growth factor β,TGF-β1)是與炎癥相關(guān)的細(xì)胞因子,在炎癥過程中有重要作用,并且在多種腫瘤細(xì)胞均有表達(dá),通過調(diào)節(jié)細(xì)胞周期、腫瘤細(xì)胞凋亡、血管生成等機(jī)制調(diào)控腫瘤細(xì)胞的生長增殖[2]。本研究采用免疫組化 GTVisionTM法檢測了顱咽管瘤組織中IFN-α、TGF-β1的表達(dá),探討IFN-α、TGF-β1與顱咽管瘤炎癥的關(guān)系。
1.1 臨床資料收集2010年5月至2012年5月南方醫(yī)院神經(jīng)外科收治并手術(shù)切除,術(shù)后病理證實(shí)為顱咽管瘤的患者58例,所有患者術(shù)前未接受過放化療。其中男42例,女16例;年齡2~61歲,平均(31±19)歲。造釉細(xì)胞型顱咽管瘤44例,鱗狀乳頭型顱咽管瘤14例。首次手術(shù)42例,術(shù)后復(fù)發(fā)再次手術(shù)者16例。試劑:一抗為兔抗人α-干擾素多克隆抗體 (稀釋1∶100;ZS-20106; Santa Cruz Biotechnology,Inc,USA),鼠抗人轉(zhuǎn)化生長因子-β1單克隆抗體(稀釋1∶200;AB27969;abcam,UK),二抗為GTVisionTMⅢ抗鼠/兔通用型免疫組化檢測試劑盒(GK500705,Gene Tech,USA)。
1.2 方法免疫組織化學(xué)方法采用GTVisionTM二步法,具體操作步驟如下:切片,60℃烤片1 h,脫蠟、水化,置入新鮮配制的3%過氧化氫10 min(室溫),蒸餾水洗5 min,3次。高壓加熱修復(fù)抗原3 min,加一抗,4℃孵育過夜,0.01 mol/L PBS沖洗5 min,3次,加二抗,室溫放置30 min,0.01 moL/L PBS沖洗5 min,3次,加DAB顯色2 min。蒸餾水洗,蘇木精染色3 min,鹽酸酒精分化2 s,自來水返藍(lán)1 min。脫水,透明,封固,顯微鏡下觀察。分別將已知的陽性片 (陽性對(duì)照采用相應(yīng)公司陽性對(duì)照片)設(shè)為陽性對(duì)照。所有的標(biāo)本均以PBS代替一抗作為陰性對(duì)照。
1.3 結(jié)果判定細(xì)胞核被染成棕黃色或棕褐色為IFN-α陽性染色細(xì)胞,細(xì)胞膜被染成棕黃色或棕褐色為TGF-β1陽性染色細(xì)胞。在400倍光鏡下每張切片隨機(jī)選取5個(gè)視野,計(jì)算每個(gè)視野區(qū)內(nèi)IFN-α、TGF-β1陽性染色細(xì)胞以及總細(xì)胞數(shù),求各細(xì)胞數(shù)平均值。陽性細(xì)胞率=陽性染色細(xì)胞/總細(xì)胞數(shù)×100%。按陽性細(xì)胞率為IFN-α、TGF-β1分級(jí),共分4級(jí):切片中陽性細(xì)胞率0~25%(-)為Ⅰ級(jí),26%~50%(+)為Ⅱ級(jí),51%~75%(++)為Ⅲ級(jí),>75%(+++)為IV級(jí),其中+~++視為弱陽性,+++為強(qiáng)陽性。結(jié)果評(píng)定由2名經(jīng)驗(yàn)豐富的中級(jí)以上職稱病理科醫(yī)生采用雙盲讀片法進(jìn)行確定。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 13.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。不同類型顱咽管瘤之間的IFN-α、TGF-β1陽性表達(dá)率比較采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)。兩指標(biāo)之間行Spearman相關(guān)分析。 檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。
2.1 IFN-α表達(dá)情況IFN-α在顱咽管瘤細(xì)胞核廣泛表達(dá),呈現(xiàn)棕黃色顆粒。造釉細(xì)胞型顱咽管瘤大部分細(xì)胞核中有IFN-α表達(dá) (圖1),44例標(biāo)本中有40例表達(dá)陽性,IFN-α陽性率為90.91%,鱗狀乳頭型顱咽管瘤IFN-α在部分細(xì)胞核中表達(dá)(圖2),在14例標(biāo)本中有12表達(dá)陽性,造釉細(xì)胞細(xì)胞型顱咽管瘤IFN-α陽性表達(dá)率高于鱗狀乳頭型顱咽管瘤(表1,Z=-2.003,P<0.05)。復(fù)發(fā)顱咽管瘤IFN-α陽性表達(dá)率高于初發(fā)組 (表2,Z=-2.085,P<0.05)。
2.2 TGF-β1表達(dá)情況TGF-β1在鱗狀乳頭型顱咽管瘤細(xì)胞膜表達(dá)最為明顯,而在造釉細(xì)胞細(xì)胞型顱咽管瘤僅有少量表達(dá)(表1,Z=-2.129,P<0.05)。復(fù)發(fā)顱咽管瘤亦僅有少量表達(dá),初發(fā)顱咽管瘤較復(fù)發(fā)顱咽管瘤的表達(dá)明顯(表2,Z=-2.685,P<0.05)。見圖4~6。經(jīng)Spearman相關(guān)分析,在全部顱咽管瘤中,TGF-β1的表達(dá)程度與IFN-α呈負(fù)相關(guān)(rs=-0.273,P<0.05)。
圖1 IFN-α在造釉細(xì)胞型顱咽管瘤腫瘤細(xì)胞核中陽性表達(dá) (×400,GTVisionTM)。
圖2 IFN-α在鱗狀乳頭型顱咽管瘤中的細(xì)胞核陽性表達(dá)(×400,GTVisionTM)。
圖3 IFN-α在復(fù)發(fā)顱咽管瘤細(xì)胞核陽性表達(dá)(×400,GTVisionTM)。
圖4 TGF-β1在造釉細(xì)胞型顱咽管瘤細(xì)胞膜陰性表達(dá)(×400,GTVisionTM)
圖5 TGF-β1在鱗狀乳頭型顱咽管細(xì)胞膜上陽性表達(dá)(×400,GTVisionTM)。
圖6 TGF-β1在復(fù)發(fā)顱咽管瘤細(xì)胞陰性表達(dá) (×400,GTVvisionTM)。
表1 IFN-α與TGF-β1在不同病理類型顱咽管瘤的表達(dá)情況
表2 IFN-α與TGF-β1在復(fù)發(fā)型顱咽管瘤的表達(dá)情況
顱咽管瘤是顱內(nèi)最常見的鞍區(qū)腫瘤之一,由于腫瘤組織與周圍重要結(jié)構(gòu)如視神經(jīng)、視交叉、垂體柄、下丘腦、顱底動(dòng)脈環(huán)等緊密粘連,導(dǎo)致其手術(shù)全切除難度大,術(shù)后并發(fā)癥嚴(yán)重,術(shù)后復(fù)發(fā)率、致殘率及死亡率高[3]。我們前期研究發(fā)現(xiàn),顱咽管瘤與周圍結(jié)構(gòu)的緊密粘連、大量鈣化、囊液形成與炎癥密切相關(guān),許多與與炎癥過程密切相關(guān)的因子如 NF-κB、骨橋蛋白(Osteopontin,OPN)等在顱咽管瘤中大量表達(dá)[1,4]。
IFN-α是由白細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子,在炎癥過程中起著重要作用,很多研究證實(shí)其與 NF-κB、 OPN關(guān)系密切[5]。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中IFN-α能夠通過JAK-STAT信號(hào)通路誘導(dǎo)一氧化氮合酶/一氧化氮的合成,并抑制具有抗炎癥作用的血紅素氧合酶-1(HO-1)合成以促進(jìn)炎癥[6]。TGF-β1則具有炎癥抑制作用,控制炎癥反應(yīng)的程度,小鼠敲除TGF-β1基因后單核細(xì)胞大量滲入全身多器官,出現(xiàn)嚴(yán)重炎性癥狀導(dǎo)致死亡;TGF-β1抑制中性粒細(xì)胞和T細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞的粘附,限制炎性細(xì)胞的滲出;TGF-β1還能抑制 IL-1、IL-6、TNF-α和 IFN-γ的產(chǎn)生。本研究發(fā)現(xiàn):IFN-α在造釉細(xì)胞型顱咽管瘤較在鱗狀乳頭型顱咽管瘤的表達(dá)明顯,在復(fù)發(fā)型顱咽管瘤中 IFN-α表達(dá)較初發(fā)表達(dá)增強(qiáng);而TGF-β1在鱗狀乳頭型顱咽管瘤的表達(dá)明顯,在造釉細(xì)胞型顱咽管瘤及復(fù)發(fā)型顱咽管瘤表達(dá)較少,與IFN-α存在負(fù)相關(guān)關(guān)系,從分子學(xué)角度證實(shí)造釉細(xì)胞型顱咽管瘤較鱗狀乳頭型炎癥反應(yīng)重,復(fù)發(fā)較初發(fā)重,使腫瘤更易與周圍神經(jīng)結(jié)構(gòu)形成粘連,手術(shù)對(duì)腫瘤周圍重要神經(jīng)結(jié)構(gòu)的牽拉損傷更重,引起嚴(yán)重的術(shù)后并發(fā)癥。
IFN-α還具有抗細(xì)胞增殖、促進(jìn)凋亡、抑制腫瘤血管形成和免疫調(diào)節(jié)等多種生物學(xué)功能,能明顯的抑制腫瘤生長,已用于多種腫瘤的治療,但其抗腫瘤機(jī)制還未完全明確。IFN-α可能一方面直接作用于腫瘤細(xì)胞,抑制初癌基因,誘導(dǎo)抑癌基因的表達(dá),抑制腫瘤細(xì)胞增殖[7]。另一方面則通過調(diào)節(jié)機(jī)體免疫,激活包括巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞、Th1、樹突狀細(xì)胞等多種免疫細(xì)胞攻擊腫瘤細(xì)胞,使機(jī)體產(chǎn)生保護(hù)性免疫機(jī)制抑制腫瘤增殖[8]。另外IFN-α還有很強(qiáng)的抗血管形成作用,抑制內(nèi)皮生長因子VEGF,抑制腫瘤血管的生成,進(jìn)而抑制腫瘤的生長[9]。Ierardi等[10]通過往顱咽管瘤囊內(nèi)注射IFN-α,發(fā)現(xiàn)腫瘤體積明顯減小,這可能與IFN-α誘導(dǎo)FAS介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡有關(guān)。造釉細(xì)胞型顱咽管瘤及復(fù)發(fā)顱咽管瘤炎癥反應(yīng)重,腫瘤多表現(xiàn)鈣化及囊變等退行性變,研究中發(fā)現(xiàn)IFN-α的過度表達(dá),可能與機(jī)體通過炎癥反應(yīng)抑制腫瘤細(xì)胞增殖作用增強(qiáng)有關(guān)。
TGF-β1是一種多功能的多肽類因子,廣泛參與多種疾病如腫瘤及器官纖維化的發(fā)生和發(fā)展。在腫瘤早期階段TGF-β1可以抑制腫瘤生長,但腫瘤晚期TGF-β1卻促進(jìn)細(xì)胞的增殖擴(kuò)散及侵襲能力,幫助腫瘤細(xì)胞逃避免疫反應(yīng)[11]。本研究中發(fā)現(xiàn)TGF-β1在鱗狀乳頭型顱咽管瘤的表達(dá)明顯高于造釉細(xì)胞型顱咽管瘤,TGF-β1的表達(dá)與IFN-α呈負(fù)相關(guān),可能與造釉細(xì)胞型顱咽管瘤及復(fù)發(fā)顱咽管瘤細(xì)胞炎癥反應(yīng)強(qiáng),機(jī)體的應(yīng)激反應(yīng)通過炎癥抑制TGF-β1的表達(dá),從而抑制其介導(dǎo)的促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖,這也與造釉細(xì)胞型顱咽管瘤以鈣化、囊液這些退行性變組織為主體,而鱗狀細(xì)胞型則以腫瘤細(xì)胞為主體無鈣化囊變的生物學(xué)特征相符,這也從另一方面說明炎癥通過對(duì)腫瘤生長作用的調(diào)節(jié)。
顱咽管瘤與炎癥的關(guān)系密切,炎癥作為機(jī)體的防御機(jī)制抑制腫瘤細(xì)胞的生長,顱咽管瘤炎癥反應(yīng)嚴(yán)重,也許是顱咽管瘤作為良性腫瘤的基礎(chǔ),而嚴(yán)重的炎癥形成的鈣化、囊液、與周圍組織的嚴(yán)重粘連反過來給顱咽管瘤的手術(shù)治療帶來了巨大的挑戰(zhàn)。本研究中發(fā)現(xiàn)作為促炎因子的IFN-α在顱咽管瘤的大量表達(dá),與促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖的TGF-β1呈負(fù)相關(guān),進(jìn)一步搞清IFN-α、TGF-β1與顱咽管瘤炎癥的關(guān)系,可能是顱咽管瘤基礎(chǔ)研究的突破口。
[1] 黃廣龍,漆松濤,李佳,等.核轉(zhuǎn)錄因子κB在顱咽管瘤炎癥中的表達(dá)[J].中國神經(jīng)精神疾病雜志,2010,36(1):39-42.
[2]Ceballos MP,Parody JP,Alvarez Mde L,et al.Interferonα2b and transforming growth factor-β1 treatments on HCC cell lines: Are Wnt/β-catenin pathway and Smads signaling connected in hepatocellular carcinoma?[J].Biochem Pharmacol.2011,82(11):1682-1691.
[3]Qi S,Huang G,Pan J,et al.Involvement of osteopontin as a core protein in craniopharyngioma calcification formation[J].J Neurooncol,2010,98(1):21-30.
[4] 黃廣龍,方陸雄,漆松濤,等.顱咽管瘤骨橋蛋白免疫組化及免疫電鏡研究[J].中國神經(jīng)精神疾病雜志,2007,33(1):54-56.
[5]Shinohara ML,Lu L,Bu J,et al.Osteopontin expression is essential for interferon-alpha production by plasmacytoid dendritic cells[J].Nature Immunology,2006,7(5):498-506.
[6]Lu DY,Leung YM,Su KP.Interferon-alpha induces nitric oxide synthase expression and haem oxygenase-1 down-regulation in microglia:implications of cellular mechanism of IFN-alphainduced depression[J].Int J Neuropsychopharmacol,2012,4 (13):1-12.
[7]Chawla-Sarkar M,Lindner DJ,Liu YF,et al.Apoptosis and interferons:Role of interferon-stimulated genes as mediators of apoptosis[J].Apoptosis,2003,8(3):237-249.
[8]Ferrantini M,Capone I,Belardelli F.Interferon-a and cancer:Mechanisms of action and new Perspectives of clinical use[J].Biochimie,2007,89(6-7):884-893.
[9]Raig ET,Jones NB,Varker KA,et al.VEGF secretion is inhibited by interferon-alpha in several melanoma cell lines[J].J Interferon Cytokine Res,2008,28(9):553-561.
[10]Ierardi DF,F(xiàn)ernandes MJ,Silva IR,et al.Apoptosis in alpha interferon (IFN-alpha) intratumoral chemotherapy for cystic craniopharyngiomas[J].Childs Nerv Syst,2007,23(9):1041-1046.
[11]Wang J,Li Y,Wang X,et al.Ursolic Acid Inhibits Proliferation and Induces Apoptosis in Human Glioblastoma Cell Lines U251 by Suppressing TGF-β1/miR-21/PDCD4 Pathway[J].Basic Clin Pharmacol Toxicol,2012,111(2):106-112.(收稿日期:2012-07-17)
(責(zé)任編輯:甘章平)
The study on the expression of IFn-α and TGF-β1 in different types of craniopharyngiomas.
Guo Bangming,Qi Songtao,Huang Guanglong,PAN Jun,Yan Xiaorong,Department of Nenrosurgery,Nanfang Hospital of Southern Medical Umversily,No.1838,North of Guangzhou Avenue,Guangzhou 510515,China.Tel:020-61641806.
ObjectiveTo investigate the expression of pro-inlfammatory factors Interferon-alpha(IFn-α)and transforming growth factor β1 (TGF-β1) in tumor-associated inflammation in patients with craniopharyngioma.MethodsGTVisionTMimmunohistochemistry was used to detect the expression of IFn-α and TGF-β1 in 58 specimens of craniopharyngiomas.ResultsIFn-α was positive in 40 of 44 cases of admantinomatous craniopharyngiomas and in 12 of 14 cases of squamous-papillary craniopharyngiomas. IFN-α-positive rate was higher in admantinomatous craniopharyngiomas than in squamous-papillary craniopharyngiomas(Z=-2.003,P<0.05).IFn-α was positive in all 16 recurrent craniopharyngioma.IFn-α positive rate was significantly higher in recurrent craniopharyngiomas than in primary craniopharyngiomas (Z=-2.085, P<0.05).TGF-β1 was positive in 10 of 14 cases of squamouspapillary craniopharyngiomas and in 14 of 44 cases of ameloblastomatous craniopharyngiomas.The positive rate of TGF-β1 was significantly higher in squamous-papillary craniopharyngiomas than in ameloblastomatous craniopharyngiomas(Z=-2.129,P<0.05).Spearman correlation analysis revealed a negative correlation between IFN-α and TGF-β1 expression in all craniopharyngioma (rs=-0.273, P<0.05).ConclusionThe inflammation process is very complex in craniopharyngiomas in which IFn-α and TGF-β1 might antagonistically regulate the growth of craniopharyngiomas.
Craniopharyngioma Interferon-alpha Transforming growth factor-β1 Immunohistochemistry
R651
A
10.3969/j.issn.1002-0152.2012.09.003
☆ 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào):81072067);廣州南方醫(yī)院院長基金(編號(hào):2010C004)
* 南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院神經(jīng)外科 (廣州 510515)