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编号:10276823
口腔颌面部恶性肿瘤尿激酶及其受体的基因表达和临床意义
http://www.100md.com 《军医进修学院学报》 1999年第4期
     作者:梁立民 步荣发 谷志远 郝好杰

    单位:解放军总医院口腔科,北京 100853 梁立民 步荣发 解放军总医院分子生物学研究室 谷志远 郝好杰

    关键词:尿激酶型纤溶酶原激活剂;受体;口腔颌面部肿瘤

    军医进修学院学报990410 摘要 目的:探讨uPA及uPAR与口腔颌面部恶性肿瘤浸润、转移的关系。方法:应用cDNA-mRNA斑点杂交技术定量检测 30 例口腔颌面部恶性肿瘤uPA和uPAR mRNA表达水平。结果:癌组织uPA和uPAR mRNA含量高于相应正常组织 (P<0.01),伴有淋巴结转移癌组织uPA和uPAR高于无淋巴结转移者 (P<0.01,P<0.05),uPA、uPAR表达水平与淋巴结转移关系密切 (r=0.41 P<0.01,r=0.31 P<0.05),与T分期、分化程度及肿瘤类型无明显关系。结论:uPA和uPAR是促进口腔颌面部恶性肿瘤转移的重要因素,其表达水平可作为肿瘤转移的参考指标。
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    中国图书资料分类法分类号 R 782

    Gene expression and significance of urokinase-type plasminogen activator and its receptor in oral and maxillofacial tumor tissue

    Liang Limin, Bu Rongfa, Gu Zhiyuan, Hao Haojie

    (Department of Stomatology, General Hospital of PLA, Beijing 100853)

    Abstract Objective:To investigate the relationship between gene expression levels of urokinase-type plasminogen activator (uPA) & its receptor (uPAR) and biological behavior of oral and maxillofacial malignancies.Methods:The mRNA contents of uPA and uPAR in samples were quantitatively detected by cDNA-mRNA dot blot hybridization. Results:The malignent tumors had greatly higher mRNA contents of uPA and uPAR than those in their relevant surrounding tissues (P<0.01). These mRNA contents in cancer tissues with lymphatic metastases were higher than those without lymphatic metastases (P<0.01 and P<0.05); lymphatic metastases were mainly affected by these genes expression levels (r=0.41 P<0.01,r=0.31 P<0.05). T classification, differential degradation or tumor kind wasn′t correlated with uPA or uPAR mRNA content. Conclusion:The overexpression of uPA and uPAR gene is an important factor in the metastases of promoting oral and maxillofacial malignent tumors. It may be used as a symbol of tumor metastasis to detect these mRNA contents.
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    Key words urokinase-type plasminogen activator; receptor; oral and maxillofacial tumor

    肿瘤细胞浸润、转移必须首先突破周围的基质屏障。作为丝氨酸蛋白酶之一,尿激酶型纤溶酶原激活剂,简称尿激酶(urokinase-type plasminogen activator, uPA)及受体(uPA receptor, uPAR)在降解胞外基质中发挥重要作用〔1〕。uPA具有多种生物学功能,可直接降解细胞外基质及基底膜;也可特异性激活纤溶酶,间接破坏基质成分。uPAR是一种专一性膜上受体,起到定位、浓集和协助激活uPA作用〔2〕。有研究显示uPA、uPAR在肺癌、乳腺癌等肿瘤中表达升高,表达水平与肿瘤的恶性程度、转移能力及预后相关〔3〕。未见有关口腔颌面部肿瘤uPA和uPAR基因转录水平的研究报道。本研究应用cDNA-mRNA斑点杂交技术测定口腔颌面部恶性肿瘤uPA、 uPAR mRNA含量,探讨其在肿瘤浸润、转移中的作用。
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    1 材料和方法

    1.1 病例 收集我科 1996 年 10 月~1997 年 10 月手术标本。标本置液氮中保存,全部经病理学确诊。口腔颌面部恶性肿瘤 30 例,患者平均年龄 (50.6±20.8) 岁,男性 19 例,女性 11 例;其中鳞状细胞癌 18 例,腺上皮源性恶性肿瘤 12 例。有淋巴结转移 14 例,无转移 16 例;T1 期 2 例,T2 期 7 例,T3 期 9 例,T4 期 12 例;高分化 20 例,中分化 4 例,低分化 6 例。采用 1982 年上海口腔颌面肿瘤协作组恶性肿瘤TNM分类及分期标准。

    1.2 载有人uPA cDNA 387 bp AccⅠ-BglⅡ 片段的PGEM-4Z重组质粒和uPAR cDNA 585 bp BamHⅠ片段的PGEM-3Z重组质粒由澳大利亚国立大学王耀教授惠赠。β-actin探针、RNase、限制性内切酶及尼龙膜均购自华美生物工程公司。α-32P-dCTP购自北京亚辉生物医学工程公司。
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    1.3 测定方法 异硫氰酸胍一步法提取组织总RNA〔4〕,OD260/OD280 在 1.7~2.0 之间,RNA经变性处理以 20 × SSC稀释,借点样器分别点 10 μg、 5 μg、 2.5 μg 和 1.25 μg RNA 至尼龙膜。以β-actin为内标。碱变性法抽提载有人uPA、uPAR的质粒DNA,玻璃棉离心回收法纯化。随机引物法以α-32P-dCTP标记探针。按Sambrook等〔5〕的方法进行cDNA-mRNA杂交、洗膜和放射自显影。QTM 970 图像分析仪扫描放射自显影底片,测量样品积分光密度值(IOD值)。

    1.4 统计分析 目的基因表达校正值=a/b*c,a为肿瘤组织目的基因IOD值,b、c为肿瘤和相应瘤旁组织β-actin IOD值。进行显著性检验、相关分析和多元线性回归分析。

    2 结 果
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    2.1 肿瘤组织与正常组织uPAR、uPA mRNA的表达 口腔颌面部恶性肿瘤组织uPA、uPAR mRNA表达高于相应正常组织,平均为 3.6 和 3.4 倍,差异有显著意义 (P<0.01,表 1)。肿瘤组织uPA和uPAR mRNA两者呈正相关,相关系数 0.38 (P<0.05)。

    表1 癌组织与相应正常组织uPA和uPAR mRNA的表达(x±s,IOD值) 组别

    n

    uPA

    uPAR

    G

    lgG±SlgG

    P

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    lgG±SlgG

    P

    癌组织

    正常组织

    30

    30

    684

    189

    2.83±0.21

    2.28±0.21

    0.000**

    377
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    111

    2.58±0.21

    2.04±0.25

    0.0001**

    注:依据公式计算肿瘤组织目的基因表达值,所得数据为正偏态分布,取对数后,进行配对t检验。G为几何平均数,SlgG为取对数后计算的标准差。**P<0.01,*P<0.05

    2.2 uPA和uPAR mRNA表达与口腔颌面部恶性肿瘤生物学特性的关系 如表 2 显示 14 例伴有淋巴结转移者uPA和uPAR mRNA表达水平明显高于 16 例无淋巴结转移者 (P<0.01,P<0.05)。T1、T2、T3、T4 和高、中、低分化癌组织中uPA和uPAR mRNA 表达呈升高趋势,但无显著差异 (P>0.05)。鳞状细胞癌与腺上皮源性癌比较差异无显著性意义 (P>0.05)。
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    多元线性回归分析显示,淋巴结有无转移与uPA、uPAR mRNA表达水平关系密切,相关系数为 0.41、 0.31 (P<0.01,P<0.05);其余变量未达到显著水平。

    3 讨 论

    已有研究揭示纤溶酶原激活系统与恶性肿瘤有关。Petruzzelli〔6〕检测头颈部高转移鳞状细胞癌(Scc)系,uPA蛋白含量和PA酶活性显著高于对照组,两者呈线性正相关。Bjorlin〔7〕培养口咽部Scc,测得培养液uPA蛋白含量 40 ng/L,正常对照组未检测出uPA产物。本实验癌组织uPA、uPAR mRNA表达高于癌旁组织,统计学分析有显著差异,说明在基因转录水平口腔颌面部恶性肿瘤组织uPA和uPAR过度表达;uPA和uPAR两者本身呈正相关关系,提示uPA功能的发挥在一定程度需要受体的辅助和参与,这与大多数有关报道一致。但Glayman等〔8〕对头颈部高转移Scc系及实体瘤测定结果显示,uPA在转录及翻译水平增高,而uPAR表达量与正常组织相近。
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    有关uPA与肿瘤的恶性生物学行为的相关性,各报道不一致。Ossowski和Reich〔9〕认为颊粘膜Scc系Hep-3 产生高水平PA酶,动物试验证明其高侵袭力有赖于uPA过度表达,抗uPA单克隆抗体能够抑制接种于裸鼠的Hep-3 转移能力。但Testa等〔10〕对Hep-3 细胞系测定结果显示肿瘤细胞转移能力与uPA表达无关,而与金属蛋白酶组织抑制密切相关。本实验不同病例uPA和uPAR mRNA含量差异较大,伴有淋巴结转移者uPA和uPAR mRNA表达明显高于无转移者,表明肿瘤细胞在基因转录水平具较大异质性。结合生物学特性分析,uPA和uPAR mRNA表达水平与肿瘤的转移能力密切相关;与病程、分化程度及组织学来源无明显关系,因受病例数量的限制,它们之间的关系有待进一步探讨。

    表2 uPA和uPAR mRNA表达与恶性肿瘤生物学指标的关系(±s,IOD值)
, 百拇医药
    n

    uPA

    uPAR

    G

    lgG±SlgG

    P

    G

    lgG±SlgG

    P

    T分期

    T1、T2

    T3

, 百拇医药     T4

    9

    9

    12

    598

    819

    942

    2.78±0.20

    2.91±0.33

    2.94±0.27

    0.618

    349

    384
, 百拇医药
    513

    2.54±0.32

    2.58±0.20

    2.71±0.26

    0.635

    组织学类型

    鳞癌

    腺癌

    18

    12

    728

    675

    2.86±0.28
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    2.83±0.31

    0.771

    345

    493

    2.54±0.30

    2.69±0.19

    0.091

    分化程度

    高

    中

    低

    20

    4
, 百拇医药
    6

    614

    675

    1013

    2.79±0.30

    2.83±0.32

    3.01±0.18

    0.411

    380

    384

    465

    2.58±0.27

    2.59±0.27
, 百拇医药
    2.67±0.25

    0.832

    淋巴结转移

    无

    有

    16

    14

    491

    1073

    2.71±0.25

    3.03±0.27

    0.002**

, 百拇医药     312

    530

    2.49±0.29

    2.72±0.20

    0.012*

    注:依据公式计算肿瘤组织目的基因表达值,所得数据为正偏态分布,取对数后,进行t检验和F检验。G为几何平均数,SlgG为取对数后计算的标准差。**P<0.01,*P<0.05

    国外学者在对乳腺癌、肺癌、结肠癌、食道癌等恶性肿瘤的研究中发现,uPA是一个较独立的临床预后指标,根据其表达水平可推断肿瘤的恶性程度及发展方向,区分高危和低危患者,指导临床治疗。我们对口腔颌面部恶性肿瘤的研究显示,uPA、uPRA在转录水平增高,可导致蛋白翻译过度表达,引起肿瘤组织恶性表型。结合其它研究结果,其表达水平有可能成为判断肿瘤恶性表型的指标和反映肿瘤细胞转移能力的标志,同时提示可通过阻断uPA功能来抑制肿瘤的转移,为抗肿瘤治疗开辟新途径。 参考文献
, 百拇医药
    1 Andreasen PA, Kjoller L, Christensen L et al. The urokinase-type plasminogen activator system in cancer metastasis: a review. Int J Cancer, 1997,72:1

    2 梁立民.尿激酶和尿激酶受体与口腔颌面部肿瘤的关系.国外医学口腔医学分册,1998,25:173

    3 Testa JE, Quigley JP. The role of urokinase-type plasminogen activator in aggressive tumor cell behavior. Cancer Metastasis Rev, 1990,9:353

    4 Chomczynski P, Sacchi N. Single-step method of RNA isolation by acidguanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction. Anal Biochem, 1987,162:156
, 百拇医药
    5 Sambrook J, Fritsch EF, Maniatis T et al. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 2nd Ed. New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989.362

    6 Petruzzelli GJ, Snyderman CH, Johnson JT. In vitro urokinase type plasminogen activator levels and total plasminogen activator activity in squamous cell carcinomas of the head and neck. Arch Otolaryngol Head Neck Surg, 1994,120:989

    7 Bjorlin G, Ljunger H, Wennerberg J et al. Plasminogen activators in human exnografted oro-pharyngeal carcinomas. Acta Otolaryngol, 1987,104:568
, 百拇医药
    8 Clayman G, Wang SW, Nicolson GL et al. Regulation of urokinase-type plasminogen activator expression in squamous-cell carcinoma of the oral cavity. Int J Cancer, 1993,54:73

    9 Ossowski L, Reich E. Loss of malignancy during serial passage of human carcinoma in culture and discordance between malignancy and transtormation parameters. Cancer Res, 1980,40:2310

    10 Testa JE. Loss of the metastatic phenotype by human epidermoid carcinoma line, Hep-3, is accompanied by increased expression of tissue inhibitor of metalloproteinase 2. Cancer Res, 1992,52:5597

    (1999—03—09收稿,1999—04—08修回), 百拇医药