胶质母细胞瘤瘤周水肿与基因表达相关性的研究
【摘要】目的：探讨与胶质母细胞瘤瘤周水肿相关的基因表达，寻找肿瘤基因治疗的靶点。
方法：收集胶质母细胞瘤的肿瘤标本和磁共振图像，运用基因芯片技术分析与瘤周水肿相关的差异表达基因。
结果：瘤周水肿相关的差异基因主要为vegf、nptx2等。
结论：胶质母细胞瘤瘤周水肿与vegf密切相关，是多基因共同作用的结果。
【关键词】胶质母细胞瘤；瘤周水肿；基因芯片
【中图分类号】r739.41 【文献标识码】a 【文章编号】1004—7484（2013）09—0142—02
胶质母细胞瘤是中枢神经系统最常见的恶性胶质瘤，传统的综合治疗后2年生存率仍不足10%[1]。
瘤周水肿是胶质母细胞瘤最常见的磁共振图像特征。
但是即使是同一病理级别的胶质母细胞瘤，其瘤周水肿程度也不尽相同，提示瘤周水肿可能有着内在的基因表达在起作用[2]。
近几年基因芯片技术得到飞速发展，可同时检测数千钟至数万种基因的表达情况。
高通量的特性，使得基因芯片技术在肿瘤的分子机制、分子分型、分子诊断、药理和毒理基因组学的研究中得到了广泛的应用。
本文使用illumina表达谱芯片对30例胶质母细胞瘤样本进行了分析，筛选出差异表达基因，并结合磁共振图像，运用spearman等级相关分析与瘤周水肿相关的差异基因。
1 材料与方法
1.1 病人资料
所有30例经病理证实为星形细胞瘤ⅳ级的肿瘤标本，均取自于徐州医学院附属医院神经外科2009年5月-2012年12月手术中切除的肿瘤组织。
胶质母细胞瘤患者中男性19例，女性11例，年龄32-74岁，平均52.1岁。
患者术前均常规行磁共振t1、t2、t1增强和flair像，根据瘤周水肿的大小分为无明显水肿、中度水肿（水肿范围在0-2 cm）、高度水肿（水肿范围>2 cm）三个级别，每个级别各10例。
1.2 基因芯片检测
通过unizol法抽提30例胶质母细胞瘤总rna，经质量鉴定合格后，反转录合成cdna，对cdna进行纯化后反转录合成crna，再对crna进行纯化，然后与illumina全基因组表达8-样本杂交，用beadstation对杂交芯片进行扫描，利用cy3 （532nm）的荧光信号强度之间的关系计算出不同样本之间的差异性。
1.3 差异基因筛选标准
对差异基因的筛选标准是计算其diffsocre值，diffsocre≥40认为是上调基因，diffsocre≤-40认为是下调基因。
1.4 统计学分析
spearman等级相关
2 结果
芯片扫描后，经过数据分析，瘤周水肿相关的差异基因主要为vegf、aqp-3、aqp-4、no、pdgf、nos、mmp-9、nptx2、hif-1α、igfbp-5、rbbp-8、pi3k、txb2、hgf、igf2r、pten、bai3、timp1。
3 讨论
本实验发现，与瘤周水肿相关的差异中，大部分是促血管生成和抗血管生成基因。
病理观察[3]发现新生的肿瘤细胞结构不完整，管壁薄弱，缺乏平滑肌，基底膜稀疏，易被肿瘤细胞穿透，这些特点影响血脑屏障的完整性，血浆和一些大分子物质可通过破损的血脑屏障渗透到细胞间隙，加之引流静脉被受压和侵蚀，回收水肿液功能降低，使其在瘤体周围聚集，形成瘤周水肿。
胶质母细胞瘤瘤周中、高度水肿与无明显水肿相比，vegf的表达存在显著差异，vegf与胶质母细胞瘤瘤周水肿存在正相关性。
血管内皮生长因子（vegf）是由胶质母细胞在体内分泌的较大量的特异性诱导血管渗透性、内皮细胞生长和血管生成的生长因子[4]，vegf 引起胶质母细胞瘤瘤周水肿的机理目前尚未完全明了。
richard[5]等证实在体内外人类多形性胶质母细胞瘤能产生vegf，且由多形性胶质母细胞瘤细胞所诱导的渗透性多数由vegf引起。
machein[6]等研究发现，糖皮质激素可抑制vegf表达从而减轻胶质瘤瘤周水肿。
进一步揭示出vegf在胶质瘤瘤周水肿中的作用。
pope wb[7]等运用vegf特异性抑制剂阿瓦斯丁来抑制肿瘤中vegf的表达，能够见到瘤周水肿明显的减轻，也揭示了vegf在瘤周水肿的形成中起到很重要的作用。
但是不是所有的病人都对阿瓦斯丁敏感，水肿无明显的减轻，说明瘤周水肿的形成不是只有一条基因在起作用，很可能是多基因表达共同作用的结果。
神经元正五聚蛋白（neuronal pentraxin，np，nptx），该蛋白
有两个亚型，nptx1和nptx2[8]。
nptx1蛋白分布比较局限，仅神经元细胞可以分泌，要介导对降解的突触物质的摄取。
与nptx1不同，nptx2的分布较广，在脑、肝脏、胰腺、心脏、骨骼肌和睾丸中均有表达。
水通道蛋白（aquaporin，aqp）是近几年来逐渐被发现并认识的一类水特异性膜内在蛋白，自1988年agre等发现aqp1以来，在人体内已经陆续发现了11种类型的aqps。
人脑组织中主要有aqp1、aqp4，它们在瘤周水肿这一病理生理过程中的作用越来越收到人们的重视[9]。
但是nptx2、aqp3在胶质母细胞瘤组织中的表达情况未见系统报道。
本实验研究发现，vegf在中、高度瘤周水肿的肿瘤组织中未见明显差异表达，而差异表达明显且与瘤周水肿密切相关的基因是nptx2、aqp3，提示胶质母细胞瘤瘤周水肿程度由中度向高度的转化过程中，vegf并没有起到促进水肿的作用，而nptx2、aqp3可能在这个转化过程中，起到了极为重要的作用。
但是nptx2与aqp3之间是否有关系，以及与vegf是否有交叉的联系，目前仍不清楚，有待进一步的研究。
参考文献：
[1] hiroko ohgaki，paul kleihues. epidemiology and etiology of glioma. acta neuropathol，2005，109：93.
[2] seidel c， domer n，osswald m，et a1. does age matter？- a mri study on peritumoral edema in newly diagnosed primary glioblastoma.bmc cancer， 2011 apr 12；11：127
[3] 王建武，李静，何宁.星形细胞瘤瘤周水肿的mri、ct扫描
的对比研究.中国临床医学影像杂志，2004， 15（7）：361-369.
[4] razao i，jeray k，tomasz b，et al.vascular endothelial growth factor and its receptor kdr， in human brain tissue after ischemic b，inest，1999，79 （4）： 417-424.
[5] richard ab，marsha jm，william cr，et al.expression of the vascular permeability factor/vascular endothelial growth factor gene in central nervous system neoplasms. clin invest，1993，91：153-159.
[6] machein mr， kulhner j， ronicke v， et al. differential downregulation of vascular endothelial growth factor by dexamethasone in normoxic and hypoxic rat glioma cells. neuropathol appl neurtobiol，1999，25（2）：104-112.
[7] pope wb， lai a，nghiemphu p，et al.mr imaging in patients with high grade gliomas treated with bevacizumab and chemotherapy.neurology， 2006， 66：1258-1260.
[8] schlimgen ak，helm ja，vogel h， et al. neuronal pentraxin，a secreted protein with homology to acute phase proteins of the immune system. neuron， 1995，14 （3）： 519-526.
[9] chen yz， xu rx， xu zj， et a1.relationship between aquaporin-4 expression in astrocytes and brain edema caused by glioma. di yi jun yi da xue xue bao，2003， 23（6）：566-568.。