1、CXCR4 和 VEGF 在人脑星形细胞瘤中的表达及其与血管生成的关系作者：理国富 张鹏远 牛光明 宋 乐 陶胜忠 尹先印 苏芳忠【摘要】 目的 观测人脑星形细胞瘤中趋化因子受体(CXCR4)和血管内皮生长因子(VEGF)的表达水平并探讨其与临床病理分级和血管生成的关系。方法 运用半定量 RTPCR 法检测 43 例星形细胞瘤和 11 例正常脑组织中 CXCR4 和 VEGF 的表达。结果 CXCR4 在正常脑组织、低恶度和高恶度组中的相对表达量分别为 0.130.01、0.620.06 和 0.890.05，差异显著(P0.01);VEGF 在各组中的表达量亦有显著差异(P0.01); CX
2、CR4 和 VEGF 的阳性表达率分别是 72.1%、67.4%，二者的表达呈正相关(r=0.453, P=0.002)。结论 星形细胞瘤中 CXCR4 和 VEGF 表达异常，且随病理分级增加表达增强，提示二者协同参与肿瘤的增值和侵袭行为;CXCR4 可能通过刺激 VEGF 的分泌参与肿瘤的新生血管生成。 【关键词】 星形细胞瘤，CXC 族趋化因子受体4 ，血管内皮生长因子，血管生成.【Abstract】 Objective To detect the expression of CXC chemokine receptor4 (CXCR4) and vascular endothelial
3、 growth factor(VEGF), and to explore their relation to clinical pathological grade and angiogenesis in human astrocytoma.Methods The expressions of CXCR4 and VEGF were detected by semiquantitative reverse transcription polymerase chain reaction(RTPCR) in 43 astrocytoma and 11 normal brain tissues.Re
4、sults The relative expressions of CXCR4 in normal brain tissues, gradeand were 0.130.01, 0.620.06, 0.890.05 respectively. There was a significant difference between them(P0.01). There was also a statistical difference between different groups in the expressions of VEGF(P0.01).The positive expression
5、 of VEGF and CXCR4 were 67.4%, 72.1%. There was a positive correlation berween them(r=0.453,P=0.002).Conclusion The expressions of CXCR4 and VEGF in astrocytoma are high, and which increases with the development of histological grade. It suggests that they may take part in the proliferation and inva
6、sion of astrocytoma. CXCR4 probably takes part in the generation of angiogenesis through increasing the secretion of VEGF.【Key words】 Astrocytoma; CXCR4; VEGF; Angiogenesis血管生成是实体性肿瘤生长、增殖及转移的基础，与许多肿瘤的预后直接相关。研究表明，趋化因子及其受体 CXCR4 可促进肿瘤细胞的增值、迁移和血管生成，提示其与肿瘤的演进过程密切相关，而 CXCR4各种生物学功能的实现，可能与 VEGF 的表达存在某种相关性，
7、VEGF 是肿瘤血管新生最重要的因子，在多种肿瘤的血管新生中起关键作用。因此，从趋化因子及其受体的角度来研究人星形细胞瘤侵袭和血管生成的机制，对认识肿瘤发生发展的机理和抗血管生成治疗极为重要。本文将对星形细胞瘤 CXCR4 和 VEGF 的表达进行检测，以探讨其与临床病理分级和血管生成的关系。1 材料和方法1.1 材料 收集 200901 200907 我院神经外科手术切除，并经病理证实为星形细胞瘤的患者新鲜标本 43 例，男 25 例，女 18 例，年龄 372 岁，平均 37.13 岁; 所有病例术前均为首次发病，未行过放化疗及免疫治疗，有完整的临床病历资料。WHO 级合并为低度恶性组 W
8、HO 级合并为高度恶性组。另 11 例正常脑组织取自因脑外伤需行内减压术的患者，所有标本离体后即置于液氮中,后转至-80冰箱冻存备用。1.2 引物及方法 根据 GenBank 提供的 CXCR4 和 VEGF 的 mRNA 序列，应用 Oligo 5.0 软件自行设计引物，由上海赛百盛生物技术有限公司合成，序列见表 1。用 Trizol(Inviortegn 公司)一步法提取组织中总 RNA,测定纯度定量后按照北京全式金公司逆转录试剂盒说明书合成 cDNA，PCR反应体系如下：cDNA 2l，Forward primer 1l，Reverse primer 1l，10easy taq buff
9、er 5l，2.5mMdNTP 4l，Easy taq DNA Polymerase 0.5l，最后加 ddH2O 至 50l。反应条件为 94预变性5min，94变性 30sec，退火温度见表 1，时间为 35sec，72延伸2min，35 个循环，72延伸 10min。取 PCR 产物 5l 经 2.0%琼脂糖凝胶电泳，紫外灯下观察并摄像。应用 Bandscan5.0 计算条带的积分光密度IA,IA=平均吸光度面积，目的片段的相对表达强度用目的片段(IA)/内参(IA)的比值来表示。1.3 统计学处理 采用 SPSS 11.0 软件包处理数据，两样本率的比较采用四格表资料的 2 检验;计量
10、资料采用 t 检验;相关性检验用Spearman 相关分析。结果判定以 P0.05 作为检验水准。2 结果2.1 电泳 actin 结果 actin 在不同组别中均呈阳性表达(见图 1)。图 1 actin 在各组标本中的表达 注：M:Maker,N:正常脑组织1、2、3 和 4 分别为星性细胞瘤、和级表 1 引物序列、退火温度及产物大小2.2 CXCR4 在各组别中的表达 CXCR4 在正常脑组织中的相对表达量为 0.130.01，而在瘤组织中为 0.730.15，差异显著(P0.01)。见图 23; 在级和级中的相对表达量分别为0.620.06、0.890.05，随组织学级别升高相对表达量
11、明显增加，有统计学差异(t=16.19，P0.01)。见表 2。图 2 CXCR4 在、级和正常脑组织中部分标本中的表达注：M:Maker，12：级，34：级57：正常脑组织图 3 CXCR4 在、级部分标本中的表达注：M:Maker，13：级，46：级2.3 VEGF 在各组中的表达 VEGF 在正常脑组织中的相对表达量为0.150.01，而在瘤组织中为 0.830.13，差异显著(P0.01)。见图45; 在级和级中的相对表达量分别为0.720.05、0.970.04，随组织学级别升高相对表达量有明显增加，有统计学差异(t=19.08，P0.01)。见表 2。注：M:Maker，13：级，
12、45：级，67 正常脑组织图 5 VEGF 在、级部分标本中的表达注：M:Maker，13：级，46：级2.4 星性细胞瘤中 CXCR4 的表达与 VEGF 的相关性分析 CXCR4 表达阳性的病例中，VEGF 的阳性表达率为 80.6%(25/31), CXCR4 表达阴性的病例中，VEGF 的阳性表达率为 33.3%(4/12),经 Spearman 相关分析，二者基因的表达呈正相关(r=0.453,P=0.002)。见表 3。表 2 CXCR4 和 VEGF在瘤组织和正常脑组织中的表达注: P指 CXCR4 和 VEGF MRNA 阳性率比较 P 值表 3 CXCR4 与 VEGF 表达
13、的相关性3 讨论趋化因子受体 CXCR4 属于 7 次跨膜的 G 蛋白偶联受体家族，可被其特异性配体 SDF1 激活，构成 SDF1/CXCR4 反应轴，转导特定的信号、介导不同的效应，广泛参与细胞的生长、发育、分化、凋亡等多种生理功能。2001 年 Muller 等1提出趋化因子及其受体在肿瘤的生长、侵袭和转移中可能发挥着重要作用，很快引起学术界的广泛重视，并随之成为肿瘤研究的热点。研究表明，CXCR4 在多种肿瘤中表达异常2,特异性封闭 CXCR4 可抑制成瘤率3。本研究发现 CXCR4 在正常脑组织中表达阴性或弱表达，而在星性细胞瘤中呈强阳性表达，占 72.1%，级和级中 CXCR4 相
14、对表达量分别为 0.620.06、0.890.05，有随病理分级增加表达增强趋势，与 Zhou 等4的报告相符，提示 CXCR4 可能参与星性细胞瘤的增值和侵袭行为，并可作为评估其恶性程度和预后的一个指标。VEGF 是一高度特异的血管内皮细胞有丝分裂原，是肿瘤新生血管生成的重要调控因子。一致认为其能诱导肿瘤血管生成，而新生血管又为肿瘤细胞生长提供营养并间接促进肿瘤细胞增殖5。研究发现，在许多肿瘤组织中，VEGF 呈高表达，且其表达水平与肿瘤的生物学特性有关6。本研究显示：VEGF 在正常脑组织中低表达(0.150.01)，在星性细胞瘤中异常表达(0.830.13)，且随着病理级别增加表达增强，
15、提示我们 VEGF 是肿瘤演进过程中的必要条件。本文还显示：星性细胞瘤中，CXCR4 与 VEGF 的表达呈正相关(r=0.453,P=0.002)，提示二者之间可能存在因果关系。国内 Yang 等7认为胶质瘤细胞 CXCR4 激活后会引起 VEGF 表达升高;胶质瘤细胞分泌的VEGF 通过旁分泌方式作用于肿瘤周围的血管内皮细胞受体而发挥功效，本文支持他的这一观点。由此推测 CXCR4 与 VEGF 之间可能存在一个正负反馈机制,共同参与肿瘤的增值侵袭及血管生成过程。【参考文献】1 Muller A, Homey B, Soto H, et al. Involvement of chemoki
16、ne receptors in breast cancer metastasisJ.Nature,2001,410:5056.2 Eisenhardt A, Frey U, Tack M, et al. Expression analysis and potential functional role of the CXCR4 chemokine receptor in bladder cancerJ. Eur Urol,2005,457(1):111117.3 Li HY, Ren GS, Tan JX. The effects of shRNACXCR4 on breast cancer
17、cells migration and invasionJ. Sichuan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban,2009,40(3):393397.4 Zhou Y, Larsen PH, Hao C, et al. CXCR4 is a major chemokine receptor on glioma cells and mediates their survivalJ. J Biol Chem,2002，277(51):4948149487.5 Detoraki A, Staiano RI, Granata F, et al. Vascular endothelial
18、 growth factors synthesized by human lung mast cells exert angiogenic effectsJ. J Allergy Clin Immunol,2009,123(5):11421149.6 Kaya M, Wada T, Naqova S,et al. The level of vascular endothelial growth factor as a predictor of a poor prognosis in osteosarcomaJ. J Bone Joint Surg Br,2009,91(6):784788.7 Yang SX, Chen JH, Jiang XF, et al. Activation of chemokine receptor CXCR4 in malignant glioma cells promotes the production of vascular endothelial growth factor J. Biochem Biophys Res Commun,2005,335(2):523538.
