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编号:10276455
星形细胞瘤P16和Rb蛋白表达、DNA含量及其预后
http://www.100md.com 《西北国防医学杂志》 2000年第1期
     作者:范智勇 朱峰 曹晓哲 杨鑫 赵玉宁 黄克斌

    单位:范智勇(解放军第82医院病理科,江苏 淮阴 223001)朱峰(解放军第三医院病理科,陕西 宝鸡 721004)曹晓哲(兰州军区兰州总医院病理科,甘肃 兰州 730050)杨鑫(解放军第三医院病理科,陕西 宝鸡 721004)赵玉宁(解放军第三医院病理科,陕西 宝鸡 721004)黄克斌(解放军第三医院病理科,陕西 宝鸡 721004)

    关键词:星形细胞瘤;MTS1/P16;Rb;免疫组织化学;DNA含量;预后

    西北国防医学杂志000107 摘 要:目的:探讨星形细胞瘤P16和Rb表达的相关性、DNA含量及其与预后的关系。方法:免疫组化S-P法,用图像分析系统进行组化分析和瘤细胞DNA含量测定。结果:P16阳性率43.8%,低级别显著高于高级别(P<0.01);阳性组生存率曲线显著高于阴性组(P<0.01)。Rb阳性率为71.3%,低级别与高级别之间无显著差异性(P>0.05)。DNA含量(AU)与组织学分级有意义(P<0.05)。结论:P16和Rb蛋白表达及其PU值,结合瘤细胞DNA含量,对判断星形细胞瘤预后有一定价值。
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    分类号:R 730.264 文献标识码:A

    文章编号:1007-8622(2000)01-0023-03

    Relations between P16 and Rb protein expression and DNA content and prognosis in astrocytoma

    FAN Zhi-yong,ZHU Feng,CAO Xiao-zhe,et al.

    (The 82 th Hospital,PLA,223001)

    Abstract:Objective:To explore the relations between P16 and Rb protein expression and DNA content and prognosis in astrocytoma.Methods:The S-P method was used for immunohistochemical staining in 80 astrocytomas and its positive units (PU)were quantified,The DNA contents of tumor cells (arbitrary unit,AU) were analyzed by HPIAS-1000 pathological image system.Results:The positive rate of P16 was 43.8% and the lower grade tumor groups (WHO grade Ⅰand Ⅱ)had higher positive rates than those in higher grade tumor groups (WHO grade Ⅲ and Ⅵ,P<0.01).The survival rate in P16 positive group was higher than it in negative group (P<0.01).The positive rate of Rb protein was 71.3% and there was no correlation between lower and higher tumor grade group(P>0.05).The DNA content were correlated to the pathological grading of astrocytomas (P<0.05).Conclusion:P16 Rb protein expression and tumor cells' DNA content is valuable markers to determine the prognosis of astrocytoma.
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    Key words:Astrocytoma;MTS1/P16;Rb;Immunohistochemistry; DNA content; Prognosis▲

    P16基因作为CDK4的抑制因子参与细胞周期的调控[1],一旦P16基因发生变异,能导致细胞无调控生长[2]。据此,我们对80例星形细胞瘤P16和Rb蛋白表达的相关性、DNA含量及其与预后的关系进行了研究。

    1 材料和方法

    1.1 一般资料:80例星形细胞瘤为我科1980~1996年有完整随访资料的外检标本。男48例,女32例;年龄4~66岁,平均42.1岁。按照WHO中枢系统分类标准分类和分级[3],Ⅰ级12例,Ⅱ级25例,Ⅲ级20例,Ⅳ级23例。肿瘤均位于大脑半球,诊断均经GFAP和Vimentin证实。随访资料以月为单位。
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    1.2 免疫组化染色:常规石蜡连续4 μm切片,采用微波抗原修复即用型S-P法,按试剂盒说明书操作,DAB显色,苏木素复染。所用一抗包括:Vimentin为鼠单抗,P16、Rb和GFAP为兔多抗。上述一抗和试剂盒为Maxim公司产品,阳性对照片购自福州迈新公司,以0.01 mmol.L-1PBS液置换一抗作空白对照。免疫组化结果判断参照Barnes半定量法[4],P16和Rb以胞核出现棕黄色为阳性。

    1.3 定量分析:免疫组化分析采用申洪定量分析法[5],以阳性单位(Positive Unit,PU)表示。瘤组织切片经Feulgen染色后进行DNA定量分析,以任意单位(Arbitrary Unit,AU)表示。所用仪器为HPIAS-1000彩色病理图像分析系统。

    1.4 统计学处理:采用χ2检验、t检验和相关分析。随访资料用Kaplan-Meier生存率曲线处理并行时序检验(log rank test)。
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    2 结果

    2.1 P16和Rb蛋白表达与组织学分级的关系:由于星形细胞瘤恶性程度不同,其P16和Rb蛋白表达程度及构成比也不同(图1~3和表1)。80例星形细胞瘤中,P16阳性率为43.8%,Ⅰ~Ⅳ阳性率与组织学分级呈负相关(r=-0.748);低级别(Ⅰ~Ⅱ级)与高级别(Ⅲ~Ⅳ级)阳性率之间有显著差异性(P<0.01)。Rb阳性率为71.3%,低级别与高级别阳性率之间无显著差异性(P>0.05)。

    表1 星形细胞瘤P16和Rb蛋白表达及其与组织学分级的关系(n=80) WHO

    分级

    例数

    P16(%)
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    Rb(%)

    -

    +

    ++

    +++

    -

    +

    +++

    +++

    Ⅰ级

    12

    2(16.7)

    1(18.3)
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    2(16.7)

    7(58.3)

    2(16.7)

    1(18.3)

    2(16.7)

    7(58.3)

    Ⅱ级

    25

    12(48.0)

    3(12.0)

    8(32.0)

    2(8.0)
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    4(16.0)

    4(16.0)

    10(40.0)

    7(28.0)

    Ⅲ级

    20

    13(65.0)

    2(10.0)

    5(25.0)

    0(0)

    5(25.0)

    4(20.0)
, 百拇医药
    10(50.0)

    1(5.0)

    Ⅳ级

    23

    18(78.3)

    3(13.0)

    2(8.7)

    0(0)

    12(52.0)

    7(30.4)

    4(17.4)

    0(0)

, http://www.100md.com     P16:Ⅰ、Ⅱ级,Ⅰ、Ⅲ级,Ⅰ、Ⅳ级及Ⅰ-Ⅱ与Ⅲ-Ⅳ级之间,P<0.01;Ⅱ、Ⅲ级,Ⅱ、Ⅳ级,Ⅲ、Ⅳ级之间,P>0.05。

    Rb:Ⅰ、Ⅳ级之间,P<0.01;Ⅰ、Ⅱ级,Ⅰ、Ⅲ级,Ⅱ、Ⅲ级,Ⅲ、Ⅳ级及Ⅰ-Ⅱ与Ⅰ-Ⅱ与Ⅲ-Ⅳ级之间,P>0.05。

    图1 星形细胞瘤Ⅰ级,P16阳性着色定位于细胞核,S-P法,200X

    图2 星形细胞瘤Ⅲ级,Rb阳性着色定位于细胞核,S-P法,400X

    图3 星形细胞瘤Ⅳ级,P16阳性着色定位于细胞核,S-P法,400X
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    2.2 P16与Rb蛋白表达的相关性:本组中,13例二者共同阳性表达,未观察到同一肿瘤组织中二者同时失表达,而在一部分Rb阴性病例中常可见P16强阳性表达(表2),两者存在负相关(=-0.387)。

    表2 80例星形细胞瘤中P16和Rb蛋白表达的相关性 P16

    Rb(%)

    合计(%)

    -

    +

    ++

    +++

    -
, 百拇医药
    0(0)

    12(15.0)

    22(27.5)

    10(12.5)

    45(56.3)

    +

    4(5.0)

    1(1.3)

    2(2.5)

    2(2.5)

    9(11.3)

    

, 百拇医药     13(16.3)

    1(1.3)

    2(2.5)

    1(1.3)

    17(21.3)

    

    6(7.5)

    2(2.5)

    0(0)

    1(1.3)

    9(11.3)

    2.3 定量分析与组织学分级的关系:DNA含量(AU)随组织学分级增高而增大(P<0.05),Ⅰ~Ⅱ级与Ⅲ~ Ⅳ级AU值之间有显著差异性(P<0.01);P16和Rb标记的肿瘤组织中,其PU值均随组织学分级增高而降低(P<0.01),低级别与高级别PU值之间有显著差异(P<0.01,表3)。
, 百拇医药
    表3 80例星形细胞瘤DNA含量(AU),P16和Rb蛋白表达的组化定量分析(PU)

    及其与组织学分级的关系(±s) 级别

    例数

    DNA含量(AU)

    组化定量分析(PU)

    P16蛋白标记

    Rb蛋白标记

    Ⅰ级

    12

    33.79±12.43
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    51.52±3.06

    65.37±4.90

    Ⅱ级

    25

    45.82±10.67

    33.90±6.70

    40.61±7.43

    Ⅲ级

    20

    68.94±21.45

    12.50±4.75

    23.09±2.34
, 百拇医药
    Ⅳ级

    23

    83.53±18.78

    12.36±5.78

    18.85±1.04

    DNA含量(AU):Ⅰ、Ⅱ级及Ⅲ、Ⅳ级之间,P<0.05;Ⅰ、Ⅲ级,Ⅰ、Ⅳ级,Ⅱ、Ⅲ级及Ⅰ-Ⅱ级与Ⅲ-Ⅳ级之间,P<0.01。

    组化分析(PU):Ⅰ、Ⅱ级,Ⅰ、Ⅲ级,Ⅰ、Ⅳ级,Ⅱ、Ⅲ级,Ⅱ、Ⅳ级及Ⅰ-Ⅱ级与Ⅲ-Ⅳ级之间,P<0.01;Ⅲ、Ⅳ级之间,P>0.05。2.4 定量分析、P16和Rb蛋白表达与预后的关系:P16阳性组生存率曲线显著高于阴性组(P<0.01,见图4),Pb表达与生存率曲线无显著关系(P>0.05)。术后生存5年以上组与5年以下组比较,其PU值和AU值均有统计学意义(P<0.01),AU值随生存时间延长增大,PU值随生存时间延长减小。
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    图4 80例星形细胞瘤P16蛋白阳性组和阴性组生存率曲线

    3 讨论

    人类细胞增殖周期的不同阶段均受到不同的细胞周期蛋白激酶(CDKs)的调节,其中,CDK4与Gyclin D1结合并被激活,形成CDK4-Cyclin D1复合物,促使Rb蛋白磷酸化,正调节细胞增殖周期,P16蛋白能竞争性地与CDK4或CDK4-Cylin D1复合物结合,抑制CDK4活性,阻止细胞从G1期向S期过渡,从而负调节细胞增殖周期[2]。研究表明:来源于肺、乳腺、皮膨肤、膀胱、卵巢等组织的癌细胞系中有高频P16基因缺失或/和突变[6],Kamb等发现星形细胞瘤细胞系中的P16缺失率达82%[1]。本组P16蛋白失表达率为56.2%,低于细胞系,可能是原发肿瘤中含有大量非肿瘤细胞,掩盖了P16基因缺失。本研究显示:低级别与高级别星形细胞瘤中P16蛋白缺失率分别为37.8%和72.1%,二者有显著差异性(P<0.01),低级别组与高级别组PU值之间差异性更显著(P<0.001)。结果提示,P16蛋白参与星形细胞瘤细胞增殖过程,并且P16蛋白缺失可能是星形细胞瘤从低度恶性向高度恶性过渡的重要事件。
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    Serrano 等[2]研究显示:Rb蛋白在G1期的生理性失活将导致P16蛋白表达增加,以抑制CDK4活性。本实验P16与Rb蛋白表达关系结果证实两者表达存在负相关[7],且提示:Rb蛋白阴性肿瘤伴有高水平P16蛋白表达,而Rb蛋白阳性肿瘤则伴随低水平P16蛋白表达,以获得高水平CDK4使Rb蛋白灭活,这一反馈机制在非小细胞性肺癌中也得到了证实[8]

    80例星形细胞瘤中,术后生存5年以上19例,其中,Ⅲ级2例,Ⅳ1例,16例P16阳性,12例Rb阳性,12例两者共同阳性;术后生存5年以上组与5年以下组比较,其AU值和PU值均有统计学意义(P<0.01),P16阳性组生存率曲线显著高于阴性组。此结果表明:高级别星形细胞瘤不一定预后差;而P16和Rb蛋白的表达,结合PU和AU值,可以作为判断星形细胞瘤预后指标之一。
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    综上所述,P16和Rb蛋白均参与星形细胞瘤细胞增殖周期,其不同表达水平影响肿瘤的细胞分化与增殖,并决定其预后。

    作者简介:范智勇(1971—),男,医师

    参考文献:

    [1]Kamb A,Gruis NA,Weaver-Feldhaus J,et al.A cell cycle regulator potentially involved in genesis of many tumor types[J].Science,1994,264:436-440.

    [2]Serrano M,Hannon GJ,Beach D.A new regulary motif in cell-cycle control causing specific inhibition D/CDK4[J].Nature,1993,366:704-709.
, http://www.100md.com
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    [4]Barnes DM,Dublin EM,Fisher CJ,et al.Immunohisto chemical detection of P53 protein in mammry carcinoma:an important new independent indictor of prognosis[J].Hum Pathol,1993,24:469-476.

    [5]申 洪,陆药丹.免疫组织化学染色的定量方法研究[J].生物医学工程杂志,1993;10(3):281-284.

, 百拇医药     [6]Nobori T,Miura K,Wu DJ,et al.A deletions of the cyclin-dependent kinase-4 gene in multiple human cancers[J].Nature,1994,368:753-758.

    [7]Li Y,Nichols MA,Shng JW,et al.Transcriptional reprwssion of the D-type cyclin dependent kinase inhibitor P16 by the retinoblastoma susceptibility gene pRb[J].Cancer Res,1995,55:20-26.

    [8]Shapiro JI,Edwards CD,Kobzik L,et al.Reciprocal Rb inactivation and P16INK4 expression in primary lung cancers and cell lines.[J].Cancer Res,1995,55:505.

    收稿日期:1999-06-22, 百拇医药