SDF1及其受体CXCR4在上皮性卵巢肿瘤中的表达及意义.doc

SDF-1及其受体CXCR4在上皮性卵巢肿瘤中的表达及意义 作者：主改侠，张敏鸽，段钊，刘莹【摘要】 目的 探讨趋化因子SDF-1及其受体CXCR4在上皮性卵巢肿瘤组织中的表达及临床意义。方法 应用免疫组织化学SP法检测10例正常卵巢上皮组织、21例卵巢良性肿瘤、19例交界性卵巢肿瘤、30例卵巢癌原发灶和11例相应盆腔腹膜转移灶组织中SDF-1和CXCR4蛋白表达情况。结果 正常卵巢上皮组织SDF-1和CXCR4表达阴性，卵巢良性肿瘤低表达SDF-1(9.52%)，CXCR4表达阴性，与正常卵巢及良性卵巢肿瘤相比，交界性卵巢肿瘤、卵巢癌原发灶及转移灶表达较高水平的SDF-1与CXCR4(63.16%、93.33%、90.91%；47.37%、63.33%、63.64%)。交界性卵巢肿瘤中SDF-1和CXCR4表达无显著相关性(P=0.460)；而卵巢癌原发灶中SDF-1和CXCR4表达呈正相关(P<0.05)；SDF-1的表达与卵巢癌患者的临床分期、组织学分级无显著相关性(P>0.05)，而与患者有无腹水有一定相关性(P<0.05)，CXCR4的表达与卵巢癌患者的临床分期、组织学分级及患者有无腹水无显著相关性(P>0.05)。结论 SDF-1/CXCR4的表达与细胞的恶性转化有关，可能参与了卵巢恶性肿瘤的发生、发展、侵袭与转移。 【关键词】 卵巢肿瘤；免疫组化；基质细胞衍生因子-1(SDF-1)；CXC族趋化因子受体4(CXCR4)ABSTRACT: Objective To investigate the expression and significance of chemokine SDF-1 and its receptor CXCR4 in epithelial ovarian tumour. Methods The expression of SDF-1 and CXCR4 proteins was detected by immunohistochemical SP in 10 cases of normal ovary surface epithelium, 21 cases of benign ovarian tumor, 19 cases of borderline ovarian tumor, 30 cases of primary epithelial ovarian cancer and 11 cases of paired metastatic tumors in pelveoperitoneum. Results Normal ovarian surface epithelium was negative for SDF-1 and CXCR4 protein expression. The expression of SDF-1 protein in benign ovarian tumor was low (9.52%) and CXCR4 protein expression was negative. In contrast to normal ovarian surface epithelium and benign ovarian tumor, the expression of SDF-1 and CXCR4 protein was higher in borderline ovarian tumor, primary epithelial ovarian cancer and paired metastatic tumor in pelveoperitoneum (63.16%, 93.33%, 90.91%; 47.37%, 63.33%, 63.64%). There was no correlation between SDF-1 and CXCR4 expression in borderline ovarian tumor. However, the expression of SDF-1 had significantly positive correlation with CXCR4 in the primary epithelial ovarian cancer (P=0.003). The expression of SDF-1 protein in ovarian cancer was significantly related to ascites formation, but not with clinical stage and tumor cell differentiation. The expression of CXCR4 protein showed no significant relationship with the clinical stage, tumor cell differentiation and ascites formation in primary ovarian cancer (P>0.05). Conclusion The SDF-1/CXCR4 protein may play a role in the malignant transformation of primary ovarian cancer, and it may participate in the initiation, progression and metastasis of ovarian cancer.KEY WORDS: epithelial ovarian tumour; immunohistochemistry; SDF-1; CXCR4 基质细胞衍生因子-1(stromal cell derived factor-1, SDF-1)是由骨髓基质细胞及其他相关的上皮细胞分泌的一种CXC类趋化因子，系统命名为CXCL12。CXC族趋化因子受体4(CXC chemokine receptor-4, CXCR4)是目前已知SDF-1的唯一受体，与SDF-1具有高度亲和力，两者特异性结合后构成的SDF-1/CXCR4生物学轴参与心血管发育、神经系统形成、骨髓造血细胞的形成及调控、免疫系统分化成熟及免疫应答的调控、炎症和自身免疫性疾病等生理、病理过程。CXCR4又是嗜T细胞型的人类免疫缺陷病毒HIV-1感染CD4+T细胞的协同受体。近几年研究证实SDF-1/CXCR4轴与肿瘤细胞增殖、浸润和定向迁移等作用有关。本实验主要研究SDF-1/CXCR4蛋白在卵巢肿瘤的表达，阐明其与卵巢肿瘤的发生、发展、侵袭与转移的关系，为卵巢肿瘤的治疗提供了新思路。1 材料与方法1.1 临床病理资料随机选取2002年5月-2006年3月在西安交通大学医学院第二附属医院和陕西省妇幼保健院妇产科接受初次手术治疗，且病例资料完整的患者，并经组织病理学确诊的浆液性和黏液性交界性卵巢肿瘤19例，浆液性和黏液性卵巢癌原位灶30例(其中期6例、期7例、期11例、期6例；组织学分级G1 11例、G2 8例、G3 11例；5例无腹水、25例有腹水)，相应盆腔腹膜转移灶11例作为研究对象，所有病例术前均无化疗、放疗和免疫治疗史；选择同期手术治疗并经组织病理学确诊的浆液性和黏液性卵巢囊腺瘤21例及因其他良性疾病而切除的正常卵巢组织10例作为对照组。1.2 试剂来源兔抗人SDF-1多克隆抗体和兔抗人CXCR4多克隆抗体均为北京莱博生物实验材料公司进口分装的美国USbio的产品，抗体工作浓度150。1.3 方法采用免疫组织化学SP染色法。5 m厚组织切片，二甲苯及梯度酒精脱蜡至水，抗原修复，加30 mL/L过氧化氢溶液室温20 min；100 mL/L山羊血清室温封闭10 min；加一抗4 冰箱中过夜；加二抗室温30 min；加SP复合物30 min；二氨基联苯胺(DAB液)显色，苏木素复染脱水、透明、封片。所有标本均在同一条件下染色，以预实验时染色满意的切片为阳性对照，以PBS 代替一抗作阴性对照。1.4 结果判定SDF-1和CXCR4阳性细胞均为细胞质内出现棕黄色的着色颗粒，从阳性肿瘤细胞百分数和染色深浅两个方面评分。每张切片随机选5个200倍视野观察。阳性细胞百分率：0分为5%，1分为6%-25%，2分为26%-50%，3分为51%-75%，4分为>75%；按着色计分分为4个等级：0分为无着色，1分为淡黄色，2分为黄色，3分为棕黄色。染色强度与阳性细胞百分比的乘积为0表示阴性(-)，1-4表示弱阳性(+)，5-8表示阳性()，9-12为强阳性()。(-)为不表达，(+)为低表达，()和()为高表达。1.5 统计学处理SPSS11.5软件分析，根据数据特征分别采用kruska-Wallis H检验、Nemenyi法检验、Spearman等级相关分析及Fisher确切概率法，P<0.05为差异有统计学意义。2 结 果2.1 不同组织中SDF-1与CXCR4的表达 正常卵巢上皮组织SDF-1和CXCR4表达阴性；卵巢良性肿瘤SDF-1阳性表达率为9.52%，CXCR4表达阴性；交界性卵巢肿瘤、卵巢癌原发灶及转移灶中SDF-1(63.16%、93.33%、90.91%)与CXCR4(47.37%、63.33%、63.64%)的表达水平较高(图1)。 正常卵巢、卵巢良性肿瘤较交界性卵巢肿瘤、卵巢癌原发灶、转移灶间的SDF-1及CXCR4蛋白表达较弱，有显著性差异(P<0.05)；其余各组之间SDF-1及CXCR4表达均无显著性差异(P>0.05，表1)。表1 SDF-1和CXCR4在不同组织的表达（略）2.2 SDF-1与CXCR4在交界性卵巢肿瘤和上皮性卵巢癌中表达的相关性分析交界性卵巢肿瘤中SDF-1和CXCR4表达无显著相关性(rs=0.159, P>0.05)；而上皮性卵巢癌中SDF-1和CXCR4表达呈正相关(rs=0.333, P<0.05，表2)。表2 SDF-1与CXCR4在交界性卵巢肿瘤和上皮性卵巢癌中表达的相关性（略）2.3 SDF-1和CXCR4的表达与卵巢癌临床病理特征的关系SDF-1及CXCR4的表达与卵巢癌的临床分期及组织学分级无显著相关性(P>0.05)；CXCR4表达与患者有无腹水无显著相关性(P>0.05)；而SDF-1表达与卵巢癌患者有无腹水有显著相关性(P<0.05)，25例有腹水的卵巢癌患者卵巢癌组织SDF-1表达均阳性(表3)。 表3 SDF-1和CXCR4的表达与卵巢癌临床病理特征的关系（略）3 讨 论 大量研究证实，许多恶性肿瘤的瘤细胞都能自主分泌并特异性表达特定趋化因子或趋化因子受体，参与肿瘤的生长与扩散。 研究发现，肿瘤细胞过表达的趋化因子SDF-1及其受体CXCR4不仅直接促进细胞增殖还通过促血管生成及抗凋亡的间接作用来促进肿瘤细胞的生长。在乳腺癌中，SDF-1以剂量依赖方式促进高表达CXCR4的乳腺癌细胞MCF-7增殖，抗CXCR4抗体能抑制SDF-1诱导的细胞增殖效应1，最近发现SDF-1依赖的肿瘤是通过持续抑制cAMP的产生来促进肿瘤细胞生长，CXCR4拮抗剂AMD 3465的抗肿瘤活性与阻断cAMP的抑制作用有关2。在小鼠颅内神经胶质瘤，非血管源性的神经胶质瘤细胞不能生长，而单独增强非血管源性细胞上SDF-1的表达即能诱导血管发生3，SDF-1还能通过降低细胞的凋亡率来保护CXCR4阳性胰腺癌细胞由无血清培养引起的凋亡损伤4。本研究中交界性卵巢肿瘤和卵巢癌原发灶、转移灶高表达SDF-1及CXCR4，而正常卵巢表面上皮SDF-1及CXCR4表达阴性，卵巢良性肿瘤低表达SDF-1，不表达其受体CXCR4，提示SDF-1/CXCR4的高表达与卵巢肿瘤的恶性表现有关，标志着肿瘤细胞恶性转化，可能通过上述机制参与了肿瘤的发生、发展。 交界性卵巢肿瘤与卵巢癌组织中SDF-1与CXCR4共表达，这种自分泌方式能引起肿瘤细胞生长加快；同时，还有研究发现肿瘤微环境中的成纤维细胞等间质细胞组成性分泌的SDF-1又作为一个旁分泌因子能激发和维持原发与转移部位肿瘤细胞的高增殖率和生存率5-6。本研究发现，在交界性卵巢肿瘤中SDF-1和CXCR4表达无显著相关性。提示在交界性卵巢肿瘤中SDF-1和CXCR4为非同步表达。因而，这种自分泌促细胞生长作用弱于卵巢癌，而卵巢癌原发灶组织中SDF-1和CXCR4呈正相关。提示卵巢癌原发灶组织中存在着SDF-1和CXCR4的共同高表达，从而通过SDF-1和CXCR4的协同作用促进肿瘤的生长、增殖、侵袭与转移。 Helbig等7对原位异种移植瘤中分离出的乳腺癌细胞进行分析，观察到这些细胞表面有CXCR4分布，且由SDF-1引起的细胞迁移反应超过其亲本细胞，而来自肺转移灶的乳腺癌细胞的CXCR4表达和对SDF-1的反应更强。而在本研究中卵巢癌原发灶与转移灶SDF-1及CXCR4表达无显著性差异(P>0.05)，这可能与卵巢癌的腹腔种植转移有关，卵巢癌即使是晚期，肿瘤仍主要局限于腹腔，且腹腔转移灶与卵巢癌原发灶有着相似的微环境。而乳腺癌晚期形成的远处转移灶是它的主要死亡原因。这也表明卵巢癌的生物学作用与其他上皮性肿瘤有很大不同。 本研究还显示，CXCR4表达与卵巢癌临床分期、组织学分级和患者有无腹水无显著相关性(P>0.05)，SDF-1表达也与卵巢癌临床分期、组织学分级无显著相关性(P>0.05)，而SDF-1的表达与患者有无腹水有关(P=0.023)，有腹水的卵巢癌组织中SDF-1的表达阳性率较无腹水标本高。研究证明，腹水在卵巢癌腹腔种植转移过程中发挥着重要作用，有学者推测可能与腹水中的某些细胞因子有关。Ilona等8发现卵巢癌癌性腹水能诱导血管生成，他们在卵巢癌患者腹水中检测到有效量的VEGF、IL-8和适量的TNF-以及高浓度的SDF-1，进一步研究发现卵巢癌癌性腹水诱导血管生成的作用是由SDF-1与VEGF协同诱导，这种作用有利于卵巢癌转移灶的形成及生长。本研究推测可能是高表达SDF-1的卵巢癌实体组织释放大量的SDF-1进入腹水，而释放入腹水的SDF-1促进表达其特异性受体CXCR4的肿瘤细胞向腹水中播散，提示卵巢癌的腹腔种植转移在某种程度上是依赖于CXCR4 /SDF-1的相互作用。最近研究发现趋化因子SDF-1及其受体CXCR4在胃癌腹腔转移灶的形成中也起重要作用。在有腹腔转移的胃癌患者腹水中检测到高浓度的SDF-1，且伴有腹腔转移的原发性胃癌组织中CXCR4表达阳性率达67%，尤其是胃癌NUGC4细胞，高表达CXCR4mRNA并对其配体SDF-1产生有效的迁移反应。CXCR4拮抗剂AMD3100能有效降低腹腔灌注NUGC4细胞的裸鼠体内肿瘤的生长和腹水形成9。该研究也为卵巢癌腹腔种植转移提供理论依据。还有研究表明，CXCR4/SDF-1的相互作用可能通过调节肌动蛋白的重排10、血管生成及肿瘤细胞黏附能力11参与了卵巢癌的腹腔种植转移。 本研究提示趋化因子SDF-1及其受体CXCR4的表达是卵巢表面上皮细胞发生恶性转化时出现的新表型。这些变化使恶性细胞获得了与正常细胞不同的生长特性，即细胞无限制生长、浸润和转移，因而SDF-1/CXCR4途径在抗肿瘤治疗中具有潜在应用价值。【参考文献】 1Orimo A, Gupta PB, Sgroi DC, et al. Stromal fibroblasts present in invasive human breast carcinomas promote tumor growth and angiogenesis through elevated SDF-1/CXCL12 Secretion J. Cell, 2005, 121:335-348.2Yang Lihua, Erin J, Mark WB, et al. Blocking CXCR4-mediated cyclic AMP suppression inhibits brain tumor growth in vivo J. Cancer Res, 2007, 67(2):651-658.3Aghi M, Cohen KS, Klein RJ, et al. Tumor stromal-derived factor-1 recruits vascular progenitors to mitotic neovasculature, where microenvironment influences their differentiated phenotypes J. Cancer Res, 2006, 66(18):9054-9064.4Marchesi F, Monti P, Leone BE, et al. Increased survival, proliferation, and migration in metastatic human pancreatic tumor cells expressing functional CXCR4 J. Cancer Res, 2004, 64(15):8420-8427.5Burger JA, Kipps TJ. CXCR4: a key receptor in the crosstalk between tumor cells and their microenvironment J. Blood, 2006,107:1761-1767.6Shusaku O, Motoko S, Kenichi H, et al. Possible regulation of migration of intrahepatic cholangiocarcinoma cells by interaction of CXCR4 expressed in carcinoma cells with tumor necrosis Factor- and stromal- derived factor-1 released in stroma J. Am J Pathol, 2006, 168:1155-1168.7Helbig G, Christoph