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编号:10205465
前列腺增生症各区细胞增殖与凋亡特征的研究
http://www.100md.com 《中华泌尿外科杂志》 2000年第4期
     蔡文清 凌亦凌 黎玮 张勇 王东彬

    摘要 目的:探讨良性前列腺增生症(BPH)各区细胞增殖 和凋亡特征及其与BPH发病的关系。方法:采用流式细胞术对33例 BPH病人前列腺各区细胞表皮生长因子(EGF)、表皮生长因子受体(EGF-R)、碱性纤维细胞生 长因子(bFGF)和转化生长因子-β1 (TGF-β1) 表达、细胞DNA含量和细胞凋亡情况进 行定量对比分析。结果:EGF和EGF-R的标记率和表达量在移行区(TZ )明显高于周边区(PZ)和中央区(CZ)(P均<0.01)。bFGF和TGF-β1的标记率在三个区 差异无显著性(P>0.05),而bFGF和TGF-β1的表达量在TZ明显高于PZ和CZ(P均<0 .01)。TZ细胞增殖指数(PI)明显高于PZ和CZ(P<0.01);各区细胞凋亡率差异无显著性。结论:TZ细胞中EGF、EGF-R、bFGF和TGF-β1高表达和高增殖活 性是BPH发病的重要因素,细胞凋亡与BPH发生特征无明显相关。
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    关键词:前列腺增生 细胞学

    前列腺增生症(BPH)是老年男性常见病。迄今为止,BPH的病因和发病机理尚不十分清楚。解剖学上习惯将前列腺分为5叶,即前叶、中叶、后叶及左右两侧叶。1972年McNeal将前列腺功能、病理变化与形态学联系起来,对前列腺各部作了新的命名,将其分为周边区(per ipheral zone,PZ),移行区(transitional zone,TZ)和中央区(central zone,CZ)。并提出周边区为前列腺癌最常发生的区域,而移行区则是前列腺增生症发生的唯一部位[1]。这一理论已经得到多数学者的认可[2,3]。为了探讨增生只发生在移行区的原因,我们以FCM方法对三个区细胞的表皮生长因子(EGF)及其受体(EGF-R)、碱性纤维细胞生长因子(bFGF)和转化生长因子-β1(TGF-β1)的表达及细胞增殖活性和凋亡情况进行了对比检测。

    材料和方法
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    一、病例及取材方法

    33例BPH前列腺标本取自经膀胱前列腺摘除术的患者,光镜病理证实为BPH。年龄58~83岁,平均66岁。取出前列腺后立即按McNeal解剖分区取材(即在前列腺后窝处剪取两块假被膜,上方近膀胱颈处一块为中央区组织,下方近尿道处一块为周边区组织,在摘除的前列腺增生明显结节处取移行区组织)[1,4],分别用70%酒精固定,4℃冰箱保存。

    二、单细胞样品制备

    将标本用生理盐水冲洗后,搓网法制备单细胞样品。收集细胞悬液,500~800r/min离心沉淀2min,用生理盐水离心洗涤2次,置0~4℃冰箱备检。

    三、免疫荧光检测

    1.试剂:(1)EGF,克隆144-8,鼠抗人单抗,效价1∶100。(2)EGF-R,克隆1005,鼠抗人单抗,效价1∶100。(3)bFGF,克隆147-G,兔抗人多克隆抗体,效价1∶50。(4)TGF-β1,克隆V,兔抗人多克隆抗体,效价1∶50。(5)羊抗鼠(二抗) FITC-IgG,羊抗兔(二抗)FITC-I gG。以上试剂均为美国Santa Cruz Biotechnology公司产品。
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    2.免疫荧光染色:采用间接标记法对前列腺不同区域的87个样品进行免疫荧光染色,上机检测前加入1mlPBS液,经400目筛网过滤,即上机分析。同时设有(1)PBS代替一抗的阴性对照,(2)只加一抗的阳性对照,(3)只加1∶100FITC-IgG(二抗)的阳性对照,(4)用小鼠血清或兔血清的同型对照。

    四、DNA染色

    采用碘化丙啶一步荧光染色法对33例前列腺组织的99份不同区样品进行细胞DNA染色[5]

    五、FCM检测

    应用FACS-420型流式细胞仪进行检测。数据和图像送入HP-300 Consort 30计算机,应用相应的程序软件分别进行资料处理。测定前以鸡红细胞作为标准样品调整仪器的CV值在5%以内。以细胞标记率和表达量表示生长因子及其受体的表达状态,以增殖指数(PI)表示细胞的增殖活性;以亚二倍体DNA含量细胞的比率表示细胞的凋亡情况。
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    六、统计学处理

    采用秩和检验。

    结 果

    一、前列腺三个区域细胞生长因子的表达

    1.三个区中三种生长因子和EGF-R的标记率:(1)EGF的标记率TZ(24.10%)明显高于PZ(16.50%))和CZ(12.90%),P值均<0.01,PZ与CZ相比较差异无显著性,P>0.05;(2)EGF-R的标记率TZ(19.80%)明显高于PZ(14.00%)和CZ(15.50%),P均<0.01,PZ与CZ相比较差异无显著性,P>0.05;(3)bFGF的标记率PZ、TZ和CZ三个区分别为16.40%、22.50%和18.80%,三个区比较差异无显著性,P>0.05;(4)TGF-β1的标记率在PZ、TZ和CZ分别为15.20%、22.60%和15.80%,三个区 相比较差异无显著性,P>0.05。
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    2.三个区中三种生长因子和EGF-R的表达量:(1)EGF的表达量TZ(76.99pg)明显高于PZ (49.00pg)和CZ(50.99pg), P<0.01,PZ与CZ的表达量相比较无统计学差异,P>0.05 ;(2)EGF-R的表达量TZ(70.00pg)明显高于PZ(48.00pg)和CZ(49.00pg),P均<0.01,PZ 和CZ相比较无统计学差异,P>0.05;(3)bFGF的表达量TZ(68.98pg)明显高于PZ(44.96 pg)和CZ(44.96pg), P均<0.01,PZ和CZ相比较无统计学差异,P>0.05;(4)TGF-β 1的表达量TZ(61.98pg)明显高于PZ(46.00pg)和CZ(50.00pg),P均<0.01,PZ和CZ相比 较在统计学上无差异,P>0.05。

    二、BPH三个区细胞增殖和凋亡情况

    TZ的细胞S期比率和增殖指数均明显高于PZ和CZ,P均<0.01,而后二者细胞增殖活性差异无显著性。FCMDNA含量亚二倍体峰的定量检测结果显示,三个区域细胞的凋亡率差异无显著性(表1)。
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    表1 不同区细胞的增殖及凋亡情况(中位值,n=33)

    分区

    S期比率(%)

    PI(%)

    细胞凋亡率(%)

    PZ

    6.80

    13.80

    2.40

    TZ

    9.90*

    19.50*
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    2.10**

    CZ

    7.10

    14.00

    2.00

    *P<0.01,**P>0.05(与PZ和CZ比较)讨 论

    EGF是一种相对分子质量为6000,有53个氨基酸残基的细胞调节多肽。EGF对前列腺上皮细胞有促分裂作用,其活性由饱和的高亲和力的膜上受体调节。EGF在前列腺本身的机能可能是调节平滑肌收缩,促进细胞增殖,维持pH稳定和膜离子的流动[6]。EGF-R是一种相对分子质量为170000、具有磷酸化功能的跨膜蛋白。EGF与其受体结合后可激活受体的酪氨酸激酶,导致受体本身及细胞内酪氨酸残基磷酸化,从而启动RNA、DNA和蛋白质的合成,最终导致细胞有丝分裂和增殖。免疫组化和生化方法已证实前列腺组织中存在EGF-R,其染色阳性率在前列腺癌为17%,而BPH高达88%,并发现在BPH的基底细胞中含量最高[7]
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    bFGF为146个氨基酸的蛋白质,是一种有效的间质细胞有丝分裂源和血管生成因子,也是BPH发生中间质-上皮相互作用的重要调节因子,在前列腺基底上皮细胞的胞浆内有很强的表达,在BPH中的含量比正常前列腺高2~3倍,尿道周围的浓度最高。通过bFGF的检测可预料前列腺的早期改变[3,8]

    正常情况下,EGF和TGF-β1在前列腺上皮细胞的作用是对抗性的,EGF在增生方面起刺激作用,而TGF-β1起抑制作用,两种因子相互作用维持前列腺细胞的平衡[3]。Marilyn等[9]在前列腺癌细胞培养中发现了一种罕见现象,即TGF-β1对前列腺癌细胞系TSU-Pr1起刺激增殖作用,并认为TSU-Pr1是一种特殊的细胞系,不但不被TGF-β1所抑制,反而促进增殖。

    许多学者认为BPH的发生是由雌、雄激素失衡,凋亡、抗凋亡基因及增殖基因的异常表达,间质-上皮相互作用和生长因子的刺激等综合因素引起。雄激素通过影响细胞增殖率和凋亡率来调节上皮细胞的数量,并发现BPH上皮细胞中的细胞动力学是平衡的,即增殖指数和凋亡指数相等,而间质中只有增殖而缺乏凋亡。BPH的发生很可能是细胞增殖和凋亡之间的失衡而引起。也就是说,存在两种可能,一是细胞增殖活性增强,而凋亡没有改变;二是细胞增殖活性没有改变,而凋亡降低,最终导致BPH[10]
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    本研究结果表明,在发生BPH的移行区中EGF、EGF-R、bFGF和TGF-β1的表达量明显高于周边区和中央区;同时分析表明三个区细胞凋亡率无明显差别,而移行区细胞的增殖率明显高于周边区和中央区,并主要表现为移行区S期增殖率明显增高,说明移行区细胞的DNA复制及有丝分裂高于周边区和中央区。结果提示,BPH的发生主要是由于EGF、EGF-R、bFGF、TGF-β1等因子高表达长期刺激引起细胞的异常增殖,最终导致前列腺的过度增长而产生,与细胞凋亡没有显著的因果关系。值得提出的是,本研究发现TGF-β1在移行区也有高表达,这种因子本来是细胞增殖抑制因子,它的高表达应该抑制细胞增殖,以防止BPH的发生,但结果并非如此。我们认为对这种矛盾结果可能的解释是:(1)BPH组织对TGF-β1的反应与正常前列腺组织不同,或细胞上的受体有差别,可能与TSU-Pr1细胞系的受体有相同之处,TGF-β1与其结合后,不但不能抑制增生,反而起到刺激增生的作用;(2)EGF和bFGF的联合作用大于TGF-β1的作用,尽管TGF-β1有高表达,但也不能抑制EGF和bFGF的促增生作用;(3)bFGF和TGF-β1在前列腺组织中有一个相对恒定的比例,这个比例一旦被破坏,就可引起增生。总之,这些生长因子在BPH的发生中是一个重要因素,但哪个或哪些因子是启动因子、它们之间及其与其它因子之间的相互关系有待进一步研究。
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    作者单位:蔡文清(050000 石家庄,河北医科大学第二医院泌尿外科)

    黎 玮(050000 石家庄,河北医科大学第二医院泌尿外科)

    张 勇(050000 石家庄,河北医科大学第二医院泌尿外科)

    王东彬(050000 石家庄,河北医科大学第二医院泌尿外科)

    凌亦凌(河北医科大学病理生理教研室)

    参考文献

    1 彭轼平.前列腺增生症.见:吴阶平主编.泌尿外科.第1版.山东:山东科学技术出 版社.1993,938-948.

    2 Kyprianou N,Litvak J, Borkowski A, et al. Induction of prostate apoptosis by doxazosin in benign prostatic hyperplasia.J Urol,1998 159:1810-1815.
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    3 Deshmukh N, Scotson J, Dodson AR, et al. Differential expression of acidic an d basic fibroblast growth factors in benign prostatic hyperplasia identified by immunohistochemistry.Br J Urol, 1997,80:869-874.

    4 郭应禄.前列腺增生症及前列腺癌.第1版.北京:人民卫生出版社.1998,19-24.

    5 左连富.流式细胞术样品制备技术.第1版,北京:华夏出版社.1991,49-51.

    6 Jackson E,Fowler JR,James LT Lau,et al.Epidermal growth factor and prostatic carcinoma:an immunohistochemical study.J Urol,1988,139:857- 861.
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    7 Grorge KI,Billie Jo MK,James AM,et al.Differential immunoreactivity of epid ermal growth factor receptor in benign,dysplastic and malignant prostatic tissue s.J Urol,1993,149:170-173.

    8 Frank PB,Michael TS,Kathleen AP,et al.Regional concentration of basic fibro blast growth factor in normal and benign hyperplastic human prostates.J Urol,199 5, 153:839-843.

    9 Marilyn LG,Lamm,Sharon MS,et al.A proliferative effect of transforming grow th factor-β1 on a human prostate cancer cell line TSU-Pr1.Endocrinology,19 98,139:787-790.

    10 Colombel M,Vacherot F,Diezs G, et al.Zonal variation of apoptosis and proliferation in the normal prostate and in benign prostatic hyperplasia. Br J Urol, 1998,82:380-385., 百拇医药