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

【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RT-PCR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0.13±0.01、0.62±0.06和0.89±0.05，差异显著（P＜0.01）;VEGF在各组中的表达量亦有显著差异（P＜0.01）; CXCR4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.?
【中图分类号】 R730.264 【文献标识码】 A 【文章编号】 1673-5110（2010）01-0016-02
Expression of CXCR4 and VEGF in human astrocytoma and its relationship with angiogenesis
Li Guofu, Zhang Pengyuan, Niu Guangming, et al.Department of Neurosurgery, the Second Affiliated Hospital, Zhengzhou University, Zhegnzhou 450014, China?
【Abstract】 Objective To detect the expression of CXC chemokine receptor-4 (CXCR4) and vascular endothelial 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 semi-quantitative reverse transcription polymerase chain reaction(RT-PCR) in 43 astrocytoma and 11 normal brain tissues.Results The relative expressions of CXCR4 in normal brain tissues, gradeⅠ-Ⅱand Ⅲ-Ⅳ were 0.13±0.01, 0.62±0.06, 0.89±0.05 respectively. There was a significant difference between them(P＜0.01). There was also a statistical difference between different groups in the expressions of VEGF（P＜0.01）.The positive expression 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 invasion 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，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2009-01～2009-07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3～72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 Ⅰ~Ⅱ级合并为低度恶性组WHOⅢ-Ⅳ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 2μl，Forward primer 1μl，Reverse primer 1μl，10×easy taq buffer 5μl，2.5mMdNTP 4μl，Easy taq DNA Polymerase 0.5μl，最后加ddH₂O至50μl。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5μl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χ²检验；计量资料采用t检验；相关性检验用Spearman相关分析。结果判定以P＜0.05作为检验水准。
2 结果?
2.1 电泳β-actin结果 β-actin在不同组别中均呈阳性表达（见图1）。

图1 β-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Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ级

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0.13±0.01，而在瘤组织中为0.73±0.15，差异显著（P＜0.01）。见图2-3；在Ⅰ~Ⅱ级和Ⅲ~Ⅳ级中的相对表达量分别为0.62±0.06、0.89±0.05，随组织学级别升高相对表达量明显增加，有统计学差异（t=16.19，P＜0.01）。见表2。?
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0.15±0.01，而在瘤组织中为0.83±0.13，差异显著（P＜0.01）。见图4-5；在Ⅰ~Ⅱ级和Ⅲ~Ⅳ级中的相对表达量分别为0.72±0.05、0.97±0.04，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，P＜0.01）。见表2。? 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。 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SDF-1激活，构成SDF-1/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%，Ⅰ~Ⅱ级和Ⅲ~Ⅳ级中CXCR4相对表达量分别为0.62±0.06、0.89±0.05，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（0.15±0.01），在星性细胞瘤中异常表达（0.83±0.13），且随着病理级别增加表达增强，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
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[2] Eisenhardt A, Frey U, Tack M, et al. Expression analysis and potential functional role of the CXCR4 chemokine receptor in bladder cancer[J]. Eur Urol,2005,457(1):111-117.
[3] Li HY, Ren GS, Tan JX. The effects of shRNA-CXCR4 on breast cancer cells migration and invasion[J]. Sichuan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban,2009,40(3):393-397.
[4] Zhou Y, Larsen PH, Hao C, et al. CXCR4 is a major chemokine receptor on glioma cells and mediates their survival[J]. J Biol Chem,2002，277(51):49481-49487.
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