脑膜瘤MMPs和TIMPs的表达意义（医学论文）.doc

脑膜瘤MMPs和TIMPs的表达意义作者：吴茂春，袁先厚，文志华，江普查【关键词】脑膜瘤【Abstract ] AIM: To investigate the relationship between expression of MMP2, MMP 9, TIMP1, TIMP2 in meningiomas and their brain invision. METHODS: The protein expression of MMP2, MMP9, TIMP1, TIMP2 was detected by immunohistochemistry and the mRNA expression of MMP2, MMP9 was detected by in situ hybridization in 45 patients with meningiomas・ RESULTS: The positive rates of the expression of MMP2, MMP9 were 90.0%(9/10), 90.0%(9/ 10)in brain invasive group and 40.0%( 14/35), 42.9%(15/35) in nonbrain invasive group respectively, and the positive rates of the expression of MMP2, MMP9 were significantly higher in brain invasive启typical, malignant tumors than that of nonbrain invasive, benign tumors (P<0.05). The expr ession levels of TIMP1, TIMP2 were no significantly different in all tumors (P>0・05)・ CONCLUSION: The expression of MMP2, MMP9, TIMP1,TIMP2 are critical to brain invasive of meningiomas・[Keywords] meningiomas; matrix metalloproteinase(MMP); tissue inhibitors of metalloproteinase (TIMP);immunohistochemistry; in situ hybridization【摘要】目的：研究基质金属蛋白酶2和基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase, MMP2, MMP9)及其特异性抑制剂 金属蛋白酶组织抑制剂1和金属蛋白酶组织抑制剂2 (tissue inhibitor of metalloproteinase, TIMP1, TIMP2)在脑膜瘤组织中 的表达及其与肿瘤脑浸润，病理性质的关系.方法：用原位杂交法检 测45例脑膜瘤组织中MMP2, MMP9 mRNA的表达；用免疫组化 检测MMP2,MMP9,TIMP1和TIMP2蛋白的表达.结果：有脑浸 润的脑膜瘤MMP2, MMP9的表达阳性率较无脑浸润的脑膜瘤明显 增高(P<0.05);非典型性及恶性脑膜瘤较良性脑膜瘤高表达MMP2, MMP9 (P<0.05); TIMP1, TIMP2 的表达在各肿瘤中差 异无显著意义(P>0.05).结论： MMP2, MMP9, TIMP1 和TIMP2对脑膜瘤的脑浸润有重要影响.【关键词】脑膜瘤；基质金属蛋白酶；基质金属蛋白酶组织抑制剂；免疫组化；原位杂交0引言脑浸润是脑膜瘤重要的生物学特征，肿瘤组织产生的多种蛋白 酶对细胞外基质(extracellular matrix)和基底膜的降解是肿瘤浸 润和转移的首要条件[1,2] . MMP2和MMP9是最重要的基质蛋白酶[3], TIMP1和TIMP2是MMPs的组织抑制剂[2,4]・系统地 研究MMPs和TIMPs在脑膜瘤中的表达及其与脑浸润的关系,较少. 我们应用免疫组化和mRNA原位杂交法检测脑膜瘤组织中MMP2, MMP9, TIMP1和TIMP2的表达，并探讨这些酶的表达与该肿瘤 脑浸润的关系.1材料和方法1.1材料199603/200106武汉大学中南医院神经外科手术 切除的脑膜瘤标本45 （男21,女24）例，年龄15-68 （中位38） 岁.按1993年WHO关于神经系统肿瘤的分类标准：良性32例， 非典型性5例，恶性8例.肿瘤组织用40 g・L-l甲醛固定, 石蜡包埋，连续切片，用于原位杂交实验的切片厚约6ym,免疫组 化实验的切片厚约4 MMP2原位杂交试剂盒及MMP9探针由武汉博士德生物公司提供；鼠抗人MMP2, MMP9 mAb及SP免疫 组化试剂盒，DAB显色试剂盒由北京中山生物公司提供；鼠抗人 TIMP1, TIMP2, GFAP mAb购自福建迈新生物公司.脑浸润用以 下标准判定[5]:① 有肿瘤脑界面的HE染色片发现肿瘤组织浸入 脑组织；② 受浸脑组织中有胶质细胞增生和神经元降解；③石蜡切 片GFAP （胶质纤维酸性蛋白）免疫组化染色显示阳性.以上任一标 准阳性即认为肿瘤有脑浸润性.1.2方法4 Mm厚石蜡切片按免疫组化SP法常规操作技术进 行处理，DAB显色，苏木素复染，常规脱水，透明，封片.阳性对照用已知阳性片，阴性对照用PBS替代一抗.原位杂交用地高辛标 记MMP2, MMP9多相寡核昔酸探针与脑膜瘤组织进行原位杂交， 经预杂交，杂交后，按试剂盒说明进行，加入标记生物素的抗地高辛 抗体，进行显色反应，梯度乙醇脱水，透明封片.肿瘤细胞及少数间 质细胞胞质内呈棕黄色颗粒为阳性.判断方法根据棕色反应的强度 及面积综合评判.每张切片的阳性细胞的阳性强度按无着色、淡黄 色、棕黄色和棕褐色分别记分o, 1, 2和3分；着色阳性面积按无 着色、着色小于1/3, 1/3-2/3,大于1/3分别记分0, 1, 2, 3 分.根据两项记分之和判断结果：大于等于3分为阳性.统计学处理：采用x2检验，P<0・05为有显著性差异.2结果2.1组织学类型与脑膜瘤浸润性GFAP应在正常或肿瘤性星 形胶质细胞胞质表达，而本组45例脑膜瘤中有10例呈阳性(Fig 1), 总脑浸润率为22%.非典型性与恶性脑膜瘤的脑浸润率分别为40% (2/5)和88%(7/8),明显高于良性脑膜瘤的脑浸润率3%(1/32), 两者比较差异显著(P<0.05,)・2.2 MMPs, TIMPs 的表达 MMP2, MMP9, TIMP1, TIMP2 蛋白表达在肿瘤细胞和少量间质细胞胞质内(Fig 2, 3)・统计结果 显示，有脑浸润的脑膜瘤组织MMP2, MMP9表达阳性率较无脑浸 润的脑膜瘤高(P<；0.05);非典型性及恶性脑膜瘤MMP2, MMP9 表达阳性率较良性脑膜瘤高(P<0.05); TIMP1, TIMP2在各肿瘤中都高表达，但与浸润性，组织学类型无关（P>；0.05, Tab 1）・ 原位杂交显示,MMP2, MMP9 mRNA在肿瘤细胞质中阳性表达， 少部分肿瘤细胞核也着色（Fig 4）.其结果与免疫组化一致.图1GFAP在浸润性脑膜瘤中阳性表达（略）Fig 1 Positive expression of GFAP in brain invasive meningiomasSP X 400 （略）图2MMP9在非典型性脑膜瘤中的表达（略）Fig 2MMP9 expression in atypicalmeningiomasSPX 400 （略）图3TIMP1在恶性脑膜瘤中的表达（略）Fig 3TIMP1 expression in malignant meningiomasSPX 400 （略）图4MMP2 mRNA在恶性脑膜瘤中的表达（略）Fig 4MMP2 mRNA expression in malignantmeningiomasISH X 400 （略）表1基质金属蛋白酶及其抑制剂在脑膜瘤中的表达（略）Tab IMMPs and TIMPs mRNA expression in meningiomas （略）3讨论脑浸润是判断肿瘤恶性的指标，是脑膜瘤重要的生物学行为.GFAP （胶质纤维酸性蛋白）是正常和肿瘤性的星形胶质细胞所特有 的中间丝蛋白，正常情况下GFAP免疫组化染色脑膜瘤呈阴性反应, 若脑膜瘤组织中有阳性反应，则表明脑膜瘤细胞中存在星形胶质细 胞，即脑膜瘤具有脑浸润性.我们对45例脑膜瘤组织进行GFAP抗 体免疫组化染色，发现总脑浸润率较高(22.2%),这可能与本组标本 非典型性及恶性脑膜瘤所占比例也较高(28.9%, 13/45)有关. Nordqvist等［6］在恶性及浸润性脑膜瘤中检测到MMP9高表达, MMP2在良、恶性脑膜瘤中均高表达.本研究显示，在有脑浸润的脑 膜瘤中MMP2和MMP9表达阳性率均高于无脑浸润脑膜瘤 (P<0.05).表明脑浸润性脑膜瘤细胞高分泌MMP2和MMP9,MMP2可能又通过激活MMP9协同起作用，从而共同降解细胞外基质和基底膜，促使肿瘤细胞向周围侵袭，MMP2和MMP9共同高表 达在脑膜瘤的脑浸润中起重要作用.非典型及恶性脑膜瘤较良性脑 膜瘤高表达MMP2和MMP9.可能因为非典型及恶性脑膜瘤的脑浸润率较良性脑膜瘤脑浸润率高(P<0.05).TIMP1和TIMP2在脑膜瘤特别是浸润性脑膜瘤中研究很少. Kondraganti等［7］对胶质瘤研究发现TIMP1和TIMP2表达随着 恶性程度的增高而下调；Nakada等［8］则认为TIMP2与肿瘤级 别无关，TIMP1在恶性程度高的胶质瘤中高表达.我们发现,在各脑 膜瘤中TIMP1和TIMP2阳性表达率均较高，并与脑浸润，组织类 型无关.推测非浸润性脑膜瘤通过低表达MMP2、MMP9,高表达 TIMP1和TIMP2使MMPs和TIMPs处于平衡状态，抑制了肿瘤的 浸润.浸润性脑膜瘤TIMP1和TIMP2表达阳性率虽然也较高，但 MMP2和MMP9共同高表达活性更高，破坏了两者间的平衡，使肿 瘤具有了侵袭性.MMPs和TIMPs之间的平衡是影响脑膜瘤脑浸润 的关键因素.【参考文献】[1 ] He SY, Xin XY, Wang J. Expression of matrix metalloproteinase 2 and CD147 inovarian epithelial tumor [J]・ Disi Junyi Daxue Xuebao (J Fourth Mil Med Univ), 2001;22(5):435-437・[2] Nelson AR? Fington B, Rothenberg ML, Matrisian. Matrix metalloproteinases: Bi ologic activity and clinical implications [J]・ J Clin Oncol, 2000;18⑸：1135-1149・[3] Groves MD, Puduvali VK, Hess KR, Jaeckle KA, Peterson P, Alfred Yung WK?Levin VA・ Phase U trial of temozolomide plus the matrix metalloproteinases inhibitor, marimastst, in recurret and progressive glio。