CD44在脑膜瘤、多形性胶质母细胞瘤及脑转移瘤中的表达
作者：曹卫东 章翔 刘卫平 刘飞 刘先珍 王占祥
单位：第四军医大学西京医院全军神经外科研究所，陕西 西安 710033
关键词：CD44；多形性胶质母细胞瘤；脑转移瘤；脑膜瘤
第四军医大学学报001039 摘 要：目的 研究CD44粘附分子在脑膜瘤、多形性胶质母细胞瘤和脑转移瘤中的表达及其在瘤细胞转移、侵袭中的作用. 方法 采用免疫组化SABC法检测脑膜瘤、多形性胶质母细胞瘤和脑转移瘤各20例及10例正常脑组织中CD44s，CD44v3，CD44v6和CD44v3-10的表达. 结果 ①CD44s在脑膜瘤、多形性胶质母细胞瘤和脑转移瘤中的表达率分别为15%，100%和90%，其表达在前两者间有显著性差异(P<0.01)；②CD44v3，CD44v6和CD44v3-10在脑膜瘤和多形性胶质母细胞瘤中无阳性表达，在脑转移瘤中表达率分别为40%，50%和75%(P<0.01)；③CD44s，CD44v3，CD44v6和CD44v3-10在正常脑组织中均无阳性表达. 结论 ①CD44s蛋白可能在多形性胶质母细胞瘤的脑内侵袭过程中起重要作用；②CD44v蛋白可能在部分脑转移瘤向颅内转移的过程中起作用，且有可能成为脑转移瘤诊治的有用指标.
中图号：R730.264；R739.41 文献标识码：A
文章编号：1000-2790(2000)10-1292-03
Expression of CD44 in meningiomas, glioblastomas multiform and brain metastases
CAO Wei-Dong，ZHANG Xiang，LIU Wei-Ping，LIU Fei，LIU Xian-Zhen，WANG Zhan-Xiang
(Institute of Neurosurgery of Chinese PLA，Xijing Hospital，Fourth Military Medical University，Xi'an 710033，China)
Abstract：AIM To investigate the expression of CD44 in meningiomas,glioblastomas and brain metastases,and its role in metastasis or invasion of these tumors. METHODS Expression of CD44 standard form (CD44s), the variant isoforms containing the domain encoded by variant exon 3 (CD44v3), variant exon 6 (CD44v6) and variant exon 3 to 10(CD44v3-10) were detected by techniques of immunohistochemistry in paraffin-embedded tissues from 20 meningiomas, 20 glioblastomas multiforme(GMs), 20 brain metastases and 10 normal brains. RESULTS CD44s was expressed in 15% of meningiomas, 100% of GMs and 90% of brain metastases, and there was a significant difference between the expression of CD44s in meningiomas and that in GMs(P<0.01). The expressions of CD44v3, CD44v6 and CD44v3-10 in brain metastases were 40%, 50% and 75% respectively. None of 20 meningionas and 20 GMs expressed CD44v. There were marked differences between the expressions of CD44v in GMs and those in brain metastases (P<0.01). None of the 10 normal brain tissues expressed CD44s, CD44v3, CD44v6 and CD44v3-10. CONCLUSION CD44s protein may play an important role in the intracerebral invasive process of GM. CD44v protein may play a role in the intracerebral spread of some of the brain metastases.Therefore,CD44v expression Should be further considered as a potential marker for diagnosis and treatment of patients with brain metastases.
Keywords：CD44；glioblastoma；brain metastasis；meningioma
0 引言
从肿瘤生物学角度寻求更合理、更准确预测肿瘤转移、侵袭的检测方法和指标正逐步成为新的研究热点，其中CD44粘附分子与肿瘤的侵袭、转移的关系受到广泛的重视. 我们应用原位杂交和免疫组化技术检测脑膜瘤、多形性胶质母细胞瘤和脑转移瘤中CD44的表达. 研究 CD44表达在脑肿瘤侵袭中的作用，为进一步探索脑肿瘤侵袭规律提供分子生物学基础.
1 材料和方法
1.1 材料 西京医院病理科1993/1997存档、并按 WHO脑瘤病理诊断标准确诊的石蜡包埋标本，脑肿瘤60(男38，女22)例，年龄 7～70岁. 其中脑膜瘤20例(纤维母细胞型7例，合体细胞型5例，血管母细胞型4例，恶性脑膜瘤3例和混合型脑膜瘤1例)；多形性胶质母细胞瘤20例；脑转移瘤20例(肺癌转移11例，鼻咽癌、头颈部黑色素瘤、乳腺癌及胃癌转移各2例，耳癌转移1例). 10例正常脑组织为本校病理学教研室保存因创伤致死的尸检标本. 所有标本均行4 μm厚连续切片，贴于经APES处理的载玻片上.
1.2 方法 免疫组化染色的鼠抗人CD44s mAb为美国Zymed公司产品， 兔抗人CD44v3， CD44v6，CD44v3-10多克隆抗体为美国Calbiochem公司产品. SABC试剂盒购自武汉博士德公司. 采用SABC法进行免疫组化染色，染色方法按SABC试剂盒说明进行(微波抗原修复，一抗按1∶100稀释，一抗与组织块室温孵育22 h). 以正常人皮肤切片为阳性对照，阴性对照以 PBS代替一抗， DAB显色，苏木素复染. 结果判断：免疫组化阳性以胞质及胞膜出现棕黄染色为准. 随机在高倍视野中记数1000个瘤细胞，标本中无阳性反应细胞或阳性细胞<5%为阴性；阳性细胞介于≥5%和<50%之间为弱阳性；阳性细胞≥50%为强阳性. 统计学方法：用χ2检验.
2 结果
CD44s，CD44v3，CD44v6和CD44v3-10免疫组化阳性反应物呈棕黄色颗粒状，在10例正常脑组织标本中，这4种蛋白均无阳性表达，在60例脑肿瘤中有不同程度的表达(Tab 1). CD44s在脑膜瘤中表达率为15%，只在3例恶性脑膜瘤中有散在的弱阳性表达. 多形性胶质母细胞瘤中CD44s表达率为100%，在各阳性标本中，阳性细胞数20%～80%，绝大多数呈强阳性表达；在某些标本中还观察到肿瘤侵袭前沿单个向周围脑组织侵袭的瘤细胞呈阳性反应. CD44s在脑转移瘤中表达率为90%，阳性表达局限于肿瘤细胞，周围正常脑组织无阳性细胞. 变体CD44蛋白CD44v3，CD44v6和CD44v3-10在脑膜瘤和多形性胶质母细胞瘤中均呈阴性表达，而在脑转移瘤中其阳性表达率分别为40%，50%和75%，且阳性细胞主要为瘤细胞，周围正常脑组织阳性细胞极少.
表 1 60例脑肿瘤中CD44s，CD44v3，CD44v6和CD44v3-10蛋白的表达
Tab 1 Expressions of CD44s，CD44v3，CD44v and CD44v3-v10 in brain tumors
Tumor type
Origin
Histology
n
CD44s
CD44v3
CD44v6
CD44v3-10
Meningioma
Brain
Benign
17
0
0
0
0
Malignant
3
3
0
0
0
Glioblastoma
Brain
Glioblastoma multiforme
20
20
0
0
0
Brain metastssis
Lung
Squamous cell carcinoma
4
4
3
4
4
Adenocarcinoma
4
4
0
1
2
Small cell cardinoma
2
0
0
0
0
Large cell cardinoma
1
1
0
1
1
Nasopharynx
Squamous cell carcinoma
2
2
2
1
2
Head/neck skin
Malignant melanoma
2
2
0
0
1
Breast
Marcinoma
2
2
2
2
2
Testis
Adenocarcinoma
2
2
1
1
2
Ear
Squamous cell carcinoma
1
1
0
0
1
3 讨论
脑膜瘤、多形性胶质母细胞瘤和脑转移瘤是具有不同侵袭和转移能力的脑肿瘤. 脑膜瘤很少向脑实质侵袭也罕见向颅外转移，多形性胶质母细胞瘤能在脑实质特别是脑白质内发生广泛的侵袭，理论上它也有潜能发展成为转移性肿瘤，但罕见其颅外转移，在少数发生颅外转移的脑胶质瘤病例中，一般均有颅脑手术史. 但脑肿瘤中有较高比例(25%～30%)是从身体其他部位的恶性肿瘤转移至颅内的[1]. 曾有许多假说试图解释脑胶质瘤很少发生颅外转移这一现象，然而，均没有完整的分子生物学依据. 近来有研究提示，CD44变体，可能在肿瘤的转移中起重要作用[2,3]. CD44分子是一种透明质酸盐受体，其基因组有 20 外显子，前后各5个外显子是恒定的，由它们编码的蛋白为CD44标准型蛋白(CD44s) ；中间的10个外显子可有不同拼接方式，除前后各5个外显子外，尚有中间10个外显子中的1个或数个共同编码的蛋白为CD44变体蛋白(CD44v). 由于转录、翻译及翻译后的变化使该分子有多种变体，目前已知的至少有20种[2]. 脑胶质瘤细胞可能具有一套特异的粘附分子和蛋白酶，使它们能在脑内独特的环境侵袭，但缺乏向颅外转移应有的关键物质，如：胶质瘤细胞能选择性地粘附于脑内毛细血管内皮，并沿血管发生脑内侵袭，但它不能有效地粘附于颅外血管内皮[4]. CD44可能就是具有这种作用的粘附分子. 本研究观察到，CD44在各种脑肿瘤中的表达有明显的不同. 脑膜瘤中只有 CD44s的表达，且表达率低(15%)，只在3例有着不同程度向脑实质侵袭的恶性脑膜瘤中呈散在的弱阳性表达；而多形性胶质母细胞瘤中其表达率为100%，多数呈强阳性表达，在肿瘤侵袭前沿的单个肿瘤细胞也观察到有阳性表达. 我们认为CD44s可能通过与透明质酸盐的相互作用而在胶质母细胞瘤的脑内侵袭中起重要作用. 透明质酸盐广泛分布于脑内细胞外基质中，它能结合大量水分子，而占据较大的空间. 在神经系统的胚胎发育过程中，透明质酸能增加细胞外间隙而在促进神经细胞增殖及调节神经细胞迁移方面起着重要作用[2,5]. 我们还观察到脑膜瘤和多形性胶质母细胞瘤中无CD44v阳性表达，而几种CD44v(CD44v3，CD44v6，CD44v3-10 )在20例脑转移瘤中则有不同程度的阳性表达，CD44v阳性主要位于转移瘤细胞中，周围正常脑组织极少有阳性背景. 且CD44在脑转移瘤中呈异质性表达. 这提示CD44v参与了部分恶性肿瘤向颅内转移的过程，并在其中起一定作用，但CD44v在不同病理类型的脑转移瘤向颅内的转移中起不同程度的作用.
总之，我们认为至少在一定程度上脑膜瘤中CD44s的低水平表达与脑膜瘤很少向富含透明质酸盐的脑实质侵袭相一致；多形性胶质母细胞瘤于脑实质内呈高度侵袭性生长，在一定程度上与CD44s强表达有关；而CD44v在这两类肿瘤中的阴性表达，也在某种程度上反映了它们缺乏颅外的转移能力；CD44v可能在脑转移瘤向颅内转移的过程中起一定作用，且有可能成为颅内转移瘤诊治的有用指标.
基金项目：总后“九五”科研基金资助项目(96M141)
作者简介：曹卫东(1968-)，男(汉族)，湖南省资兴市人. 硕士，住院医师. Tel.(029)3375330
参考文献：
[1] Russell DS, Rubinstein LJ. Pathology of tumors of the nervous system[M]. London: Edward Arnold,1989:437-448.
[2] Naot D, Sionov RV, Shalom DI. CD44: structure, function, and association with malignant process[J]. Adv Cancer Res, 1997; 71: 241-319.
[3] Goodison S, Yoshida K, Sugino T et al. Rapid analysis of distinctive CD44RNA splicing preferences that characterize colonic tumors[J]. Cancer Res,1997; 57(15):3140-3144.
[4] Alby L, Auerbach R. Differential adhesion of tumor cells to capillary endothelial cell in vitro[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 1984;81(18):5739-5743.
[5] Giese A, Westphal M.Glioma invasion in the central nervous system [review] [J]. Neurosurgery, 1996; 39(2):235-252.
收稿日期：1999-10-08； 修回日期：2000-04-27