鼻息肉中转化生长因子β1 及其受体的表达
关键词: 鼻息肉;转化生长因子β;受体,转化生长因子β;免疫组织化学
摘 要:目的 研究转化生长因子β1 (TGFβ1 )及其受体Ⅰ型(TGFβRⅠ)在鼻息肉组织中的分布和意义. 方法 20例鼻息肉病患者鼻息肉组织及6例正常下鼻甲组织行免疫组化染色. 结果 20例鼻息肉组织中炎性细胞TGFβ1 和TGFβRⅠ高表达,阳性细胞主要分布在上皮下、纤维化区域及血管周围,纤维化区域TGFβ1 指数明显高于非纤维化区. 结论 TGFβ1 可能通过与自身及邻近细胞的受体结合,促进细胞外基质积聚、局部纤维化,从而参与鼻息肉的形成和发展.
Expression of transforming growth factorβ1 and its receptor in nasal polyps
HUANG Wei-Guo,CHEN Fu-Quan,QIAO Li,JIANG Hong-Yan,QIU Jian-Hua
Department of Otolaryngology,Xijing Hospital,Fourth Military Medical University,Xi'an710033,China
Keywords:nasal polyps;transforming growth factor beta;receptors,transforming growth factor beta;im-munohistochemistry
Abstract:AIM To assess the expression and role of trans-forming growth factorβ1 (TGFβ1 )and FGFβreceptor typeⅠ(TGFβRⅠ)in nasal polyps.METHODS Specimens from20patients with nasal polyposis and6normal inferior turbinate mucosa were studied with immunohistochemical technique.RESULTS 20cases of nasal polyps were positive for TGFβ1 and TGFβRⅠwhile normal inferior turbinate mu-cosa negative.Inflammatory cell was the main source of TGFβ1 and TGFβRⅠ.Theβ1 index was significantly higher in fibrotic region than in non-fibrotic region.CONCLUSIONTGFβ1 may induce extracellular matrix accumulation and local fibrosis via autocrine and/or paracrine and therefore be in-volved in the formation and development of nasal polyposis.
0 引言
鼻息肉病是一种上呼吸道慢性炎症性疾病,其病理变化包括上皮增殖、增生、基底膜增厚、细胞外基质堆积及局部纤维化、新血管生成.鼻息肉组织中炎性细胞的浸润和活化与鼻息肉的发生密切相关[1] .有报道活化的巨噬细胞和嗜酸性粒细胞可产生转化生长因子β1 (transforming growth factor,TGFβ1 )[2] .本研究观察TGFβ1 及TGFβ受体I型(TGFβRⅠ)在鼻息肉组织中的表达分布,探讨TGFβ1 的可能作用机制,以进一步了解鼻息肉病的发病机制.
1 对象和方法
1.1 对象
鼻息肉组织标本来自我科接受经鼻内窥镜鼻息肉切除术的鼻息肉病患者20(男12,女8)例,年龄36(25~54)岁.综合病史、术前鼻内窥镜检查、鼻窦冠状位CT扫描及术中证实,明确诊断,双侧筛窦粘膜显著水肿,无近期过敏性鼻炎及使用类固醇药物史.6例正常下鼻甲组织来自接受鼻整形手术患者,作为正常对照组.所有标本均用10mL·L-1 中性福尔马林固定,石蜡包埋,作5μm厚的连续切片.
1.2 方法
用免疫组织化学染色.兔抗TGFβ1 多克隆抗体、兔抗TGFβRⅠ多克隆抗体美国Santa Cruz公司产品.以上抗体及SABC试剂盒、DAB显色试剂盒购自博士德公司,均为即用型.整个免疫组织化学染色过程按SABC试剂盒说明书进行.PBS代替一抗为空白对照,结果为阴性.
统计学处理:用SPSS统计分析软件对各组数据进行配对t检验.
2 结果
2.1 TGFβ1 阳性反应呈棕黄色颗粒状 定位于细胞质及胞膜,细胞核不着色.阳性细胞形态学观察为炎性细胞,部分细胞核呈分叶状,主要分布在固有层浅层,纤维化区域、血管周围分布较多,部分阳性细胞位于上皮层中,固有层深层较少(Fig1),呈离心性分布.细胞外基质无阳性染色.TGFβRⅠ阳性反应呈棕黄色颗粒状,定位于细胞膜及胞质,阳性细胞形态及分布与TGFβ1 相似(Fig2).20例鼻息肉组织均有TGFβ1 ,TGFβRⅠ蛋白阳性表达,6例下鼻甲组织表达阴性.可以看出鼻息肉组织TGFβ1 ,TGFβRⅠ的表达明显高于正常对照组.
2.2 每张切片中纤维化区与非纤维化区任选5个不同视野(×400)
分别计数TGFβ1 阳性细胞数,计算平均数,得相应指数.纤维化区与非纤维化区TGFβ1 指数分别为85.64±15.38,35.13±9.64.鼻息肉组织中纤维化区TGFβ1 指数明显高于非纤维化区(P<0.01).
3 讨论
TGFβ是一类结构相似、生物学活性相近的多肽生长因子,在人体已发现3种类型的TGFβ,包括TGFβ1,2,3 ,其中广泛研究的是TGFβ1 .TGFβ1 是由两个二硫键相连的同源二聚体组成,分子量为25KD.Wong等[3] 最早报告特发性嗜酸性粒细胞增多症患者外周血中EOS表达TGFβ1 mRNA和蛋白.Ohno等[2] 的研究表明鼻息肉及过敏性鼻炎组织的RNA中有特异性TGFβ1 信号存在,进一步研究发现近50%EOS表达TGFβ1 基因及蛋白.Elovic[4] 和Eis-ma等[5] 也认为鼻息肉组织浸润嗜酸性粒细胞是TGFβ1 的主要来源.而Coste等[6] 的研究结果却认 为鼻息肉组织中巨噬细胞是TGFβ1 的主要来源.总之,鼻息肉组织中炎性细胞是TGFβ1 的主要来源.细胞外基质及基底膜可能有TGFβ1 表达[4] ,但多数研究不支持 [5,6] .
鼻息肉形成和发展过程中需要细胞外基质的积聚[7] .TGFβ1 能趋化成纤维母细胞、诱导血管生成,促进成纤维母细胞合成细腻外基质蛋白,下调基底降解酶的表达.TGFβ1 体内可以促进组织纤维化及血管生成,体外可能促进胶原组织形成[8] .Nakagawa等[9] 报道鼻息肉组织中成纤维母细胞PCNA高表达,呈增殖活跃状态,且成纤维母细胞PCNA的表达与细胞外基质主要成份纤维连结素(fibronectin,FN)的表达有明显相关性.Wang等[10] 的研究发现肌纤维母细胞在鼻息肉中分布丰富,而在正常鼻粘膜中很少,局部炎症细胞产生的TGFβ可能调控肌纤维母细胞的生成,诱导细胞外基质的积聚.Eisma等[5] 曾报道鼻息肉浸润炎性细胞有TGFβRⅠ阳性表达.TGFβ1 通过自分泌和/或旁分泌机制与II型受体(TGFβRⅡ)结合成二聚体结构,形成复合物,随后Ⅰ型受体(TGFβRⅠ)也以二聚体形成加入到复合物中与TGFβ1 结合,TGFβⅡ诱导TGFβRⅠ磷酸化,激活下游信号转导通路引起物质效应[11] .本研究结果证实鼻息肉组织炎性细胞表达TGFβ1 和TGFβRⅠ.研究结果表明,TGFβ1 和TGFβRⅠ阳性细胞主要分布在纤维化区域,上皮下近基底膜处,其分布情况与纤维化有关.由炎性细胞产生的TGFβ1 可能与自身或邻近细胞的受体结合,通过诱导成纤维母细胞趋化、增殖及血管内皮细胞增殖,促进细胞外基质积聚及血管生成,从而在鼻息肉的形成和发展中起重要作用.
TGFβ1 参与对慢性炎症反应的调节,趋化中性粒细胞和单核细胞[12] ,抑制T淋巴细胞、中性粒细胞和巨噬细胞,具有免疫抑作用[13] .TGFβ1 对上皮细胞的增殖起抑制作用,而鼻息肉组织上皮细胞呈增殖活跃状态[14] ,TGFβ1 可能通过抑制某些由炎性细胞产生的生长因子的促上皮增殖效应来调节鼻息肉上皮细胞的增殖.
参考文献:
[1]Kong H,Yang JH,Dong Z,Yang ZQ,Bu GX.Cell infiltration in nasal polyps and it's pathological significance [J].Linchuang Erbi Yanhou Kexue Zazhi(J Clin Otolaryngol),1999;13(6):339-340.
[2] Ohno I,Lea RG,Flanders KC,Clark DA,Banwatt D,Dolovich J,Denburg J,Harley CB,Gouldie J,Jordana M.Eosinophils in chronically inflamed human upper airway tissues express transforming growth factorβ1 gene(TGFβ1 )[J].J Clin Invest,1992;89(12):1662-1668.
[3]Wong DT,Elovic A,Matossiam K,Nagura N,McBride J,Chou MY,Gordon JR,Rand TH,Galli ST,Weller PF.Eosinophils from patients with blood eosinophilia express trans-forming growth factorβ1 [J].Blood,1991;78(11):2702-2707.
[4]Elovic A,Wong DTW,Weller PF,Matossian K,Galli SJ.Ex-pression of transforming growth factor-αandβ1 messenger RNA and product by eosinophils in nasal polyps [J].J Allergy Clin Immunol,1994;93(5):864-869.
[5]Eisma RJ,Allen JS,Lafreniere D,Leonard G,Kreutger DL.Eosinophil expression of transforming growth factor-beta and its receptor in nasal polyps:Role of cytokines in this disease pro-cess [J].Am J Otolaryngol,1997;18(4):405-411.
[6]Coste A,Lefaucheur JP,Wang QP,Lesprit E,Poron F,Peynegre R,Escudier E.Factorβisoforms in inflammatory cells of nasal polyps [J].Arch Otolaryngol Head Neck Surg,1998;124(12):1361-1366.
[7]Norlander T,Westrin KM,Fukami M,Stierna P,Carlsoo B.Experimental induced polyps in the sinus mucosa:A structural analysis of the initial stage [J].Laryngoscope,1996;106(3):196-203.
[8]Roberts AB,Sporn MB,Assoian RK,Smith JM,Roche NS,Wakefield LM,Heine UI,Liotta LA,Falanga V,Kehrl JH.Transforming growth factor typeβ:Rapid induction of fibrosis and angiogenesis in vivo and stimulation of collagen formation in vitro [J].Proc Natl Acad Sci USA,1986;83911):4167-4171.
[9]Nakagawa T,Yamane H,Shigeta T,Nakal Y,Takashima T,Takeda Z.Comparative assessment of cell proliferation and ac-cumulation of extracellular matrix in nasal polyps [J].Acta Oto-laryngol(stockholm),1998;538(4):205-208.
[10]Wang QP,Escudier E,Roudot-Thoraval F,Abd-A1Samad I,Peynegre R,Coste A.Myofibroblast accumulation induced by transforming growth factor-βis involved in the pathogenesis of nasal polyps [J].Laryngoscope,1997;107(11):926-931.
[11]Leivo T,Leivo I,Kariniemi AL,Keski-Oja J,Virtanen I.Down-regulation of transforming growth factor-beta receptors I andⅡis seen in lesional but not non-lesional psoriatic epidermis [J].Br J Dermatol,1998;138(1):57-62.
[12]Wahl SM,Hunt DA,Wakefield LM,Mc cartney-francis N,Wahl CM,Roberts AB,sporn MB.Transforming growth factor type beta induce monocyte chemotaxis and growth factor produc-tion [J].Proc Natl Acad Sci USA,1987;84(4):1037-1050.
[13]Nelson BJ,Ralph P,Gree SJ,Nacy CA.Differential suscepti-bility of activated macrophage cytotoxic effector reactions to the suppressive effects of transforming growth factor-β
1 [J].J Im-munol,1991;146(10):1849-1857.
[14]Chen FQ,Huang WG,Qiao L,Jiang HY.The expression of transforming growth factorαand it's receptor in nasal polyps [J].Di-si Junyi Daxue Xuebao(J Fourth Mil Med Univ),2000;21(2):254-255.
作者简介: 黄维国(1944-),男(汉族),陕西省西安市人.主任,教授,硕士生导师.Tel.(029)3375381 Email.wa-huang@hotmail.com
(第四军医大学西京医院耳鼻咽喉科,陕西西安710033)
编辑 许昌泰
收稿日期:2001-04-09, http://www.100md.com(黄维国,陈福权,乔莉,姜鸿彦,邱建华)
摘 要:目的 研究转化生长因子β1 (TGFβ1 )及其受体Ⅰ型(TGFβRⅠ)在鼻息肉组织中的分布和意义. 方法 20例鼻息肉病患者鼻息肉组织及6例正常下鼻甲组织行免疫组化染色. 结果 20例鼻息肉组织中炎性细胞TGFβ1 和TGFβRⅠ高表达,阳性细胞主要分布在上皮下、纤维化区域及血管周围,纤维化区域TGFβ1 指数明显高于非纤维化区. 结论 TGFβ1 可能通过与自身及邻近细胞的受体结合,促进细胞外基质积聚、局部纤维化,从而参与鼻息肉的形成和发展.
Expression of transforming growth factorβ1 and its receptor in nasal polyps
HUANG Wei-Guo,CHEN Fu-Quan,QIAO Li,JIANG Hong-Yan,QIU Jian-Hua
Department of Otolaryngology,Xijing Hospital,Fourth Military Medical University,Xi'an710033,China
Keywords:nasal polyps;transforming growth factor beta;receptors,transforming growth factor beta;im-munohistochemistry
Abstract:AIM To assess the expression and role of trans-forming growth factorβ1 (TGFβ1 )and FGFβreceptor typeⅠ(TGFβRⅠ)in nasal polyps.METHODS Specimens from20patients with nasal polyposis and6normal inferior turbinate mucosa were studied with immunohistochemical technique.RESULTS 20cases of nasal polyps were positive for TGFβ1 and TGFβRⅠwhile normal inferior turbinate mu-cosa negative.Inflammatory cell was the main source of TGFβ1 and TGFβRⅠ.Theβ1 index was significantly higher in fibrotic region than in non-fibrotic region.CONCLUSIONTGFβ1 may induce extracellular matrix accumulation and local fibrosis via autocrine and/or paracrine and therefore be in-volved in the formation and development of nasal polyposis.
0 引言
鼻息肉病是一种上呼吸道慢性炎症性疾病,其病理变化包括上皮增殖、增生、基底膜增厚、细胞外基质堆积及局部纤维化、新血管生成.鼻息肉组织中炎性细胞的浸润和活化与鼻息肉的发生密切相关[1] .有报道活化的巨噬细胞和嗜酸性粒细胞可产生转化生长因子β1 (transforming growth factor,TGFβ1 )[2] .本研究观察TGFβ1 及TGFβ受体I型(TGFβRⅠ)在鼻息肉组织中的表达分布,探讨TGFβ1 的可能作用机制,以进一步了解鼻息肉病的发病机制.
1 对象和方法
1.1 对象
鼻息肉组织标本来自我科接受经鼻内窥镜鼻息肉切除术的鼻息肉病患者20(男12,女8)例,年龄36(25~54)岁.综合病史、术前鼻内窥镜检查、鼻窦冠状位CT扫描及术中证实,明确诊断,双侧筛窦粘膜显著水肿,无近期过敏性鼻炎及使用类固醇药物史.6例正常下鼻甲组织来自接受鼻整形手术患者,作为正常对照组.所有标本均用10mL·L-1 中性福尔马林固定,石蜡包埋,作5μm厚的连续切片.
1.2 方法
用免疫组织化学染色.兔抗TGFβ1 多克隆抗体、兔抗TGFβRⅠ多克隆抗体美国Santa Cruz公司产品.以上抗体及SABC试剂盒、DAB显色试剂盒购自博士德公司,均为即用型.整个免疫组织化学染色过程按SABC试剂盒说明书进行.PBS代替一抗为空白对照,结果为阴性.
统计学处理:用SPSS统计分析软件对各组数据进行配对t检验.
2 结果
2.1 TGFβ1 阳性反应呈棕黄色颗粒状 定位于细胞质及胞膜,细胞核不着色.阳性细胞形态学观察为炎性细胞,部分细胞核呈分叶状,主要分布在固有层浅层,纤维化区域、血管周围分布较多,部分阳性细胞位于上皮层中,固有层深层较少(Fig1),呈离心性分布.细胞外基质无阳性染色.TGFβRⅠ阳性反应呈棕黄色颗粒状,定位于细胞膜及胞质,阳性细胞形态及分布与TGFβ1 相似(Fig2).20例鼻息肉组织均有TGFβ1 ,TGFβRⅠ蛋白阳性表达,6例下鼻甲组织表达阴性.可以看出鼻息肉组织TGFβ1 ,TGFβRⅠ的表达明显高于正常对照组.
2.2 每张切片中纤维化区与非纤维化区任选5个不同视野(×400)
分别计数TGFβ1 阳性细胞数,计算平均数,得相应指数.纤维化区与非纤维化区TGFβ1 指数分别为85.64±15.38,35.13±9.64.鼻息肉组织中纤维化区TGFβ1 指数明显高于非纤维化区(P<0.01).
3 讨论
TGFβ是一类结构相似、生物学活性相近的多肽生长因子,在人体已发现3种类型的TGFβ,包括TGFβ1,2,3 ,其中广泛研究的是TGFβ1 .TGFβ1 是由两个二硫键相连的同源二聚体组成,分子量为25KD.Wong等[3] 最早报告特发性嗜酸性粒细胞增多症患者外周血中EOS表达TGFβ1 mRNA和蛋白.Ohno等[2] 的研究表明鼻息肉及过敏性鼻炎组织的RNA中有特异性TGFβ1 信号存在,进一步研究发现近50%EOS表达TGFβ1 基因及蛋白.Elovic[4] 和Eis-ma等[5] 也认为鼻息肉组织浸润嗜酸性粒细胞是TGFβ1 的主要来源.而Coste等[6] 的研究结果却认 为鼻息肉组织中巨噬细胞是TGFβ1 的主要来源.总之,鼻息肉组织中炎性细胞是TGFβ1 的主要来源.细胞外基质及基底膜可能有TGFβ1 表达[4] ,但多数研究不支持 [5,6] .
鼻息肉形成和发展过程中需要细胞外基质的积聚[7] .TGFβ1 能趋化成纤维母细胞、诱导血管生成,促进成纤维母细胞合成细腻外基质蛋白,下调基底降解酶的表达.TGFβ1 体内可以促进组织纤维化及血管生成,体外可能促进胶原组织形成[8] .Nakagawa等[9] 报道鼻息肉组织中成纤维母细胞PCNA高表达,呈增殖活跃状态,且成纤维母细胞PCNA的表达与细胞外基质主要成份纤维连结素(fibronectin,FN)的表达有明显相关性.Wang等[10] 的研究发现肌纤维母细胞在鼻息肉中分布丰富,而在正常鼻粘膜中很少,局部炎症细胞产生的TGFβ可能调控肌纤维母细胞的生成,诱导细胞外基质的积聚.Eisma等[5] 曾报道鼻息肉浸润炎性细胞有TGFβRⅠ阳性表达.TGFβ1 通过自分泌和/或旁分泌机制与II型受体(TGFβRⅡ)结合成二聚体结构,形成复合物,随后Ⅰ型受体(TGFβRⅠ)也以二聚体形成加入到复合物中与TGFβ1 结合,TGFβⅡ诱导TGFβRⅠ磷酸化,激活下游信号转导通路引起物质效应[11] .本研究结果证实鼻息肉组织炎性细胞表达TGFβ1 和TGFβRⅠ.研究结果表明,TGFβ1 和TGFβRⅠ阳性细胞主要分布在纤维化区域,上皮下近基底膜处,其分布情况与纤维化有关.由炎性细胞产生的TGFβ1 可能与自身或邻近细胞的受体结合,通过诱导成纤维母细胞趋化、增殖及血管内皮细胞增殖,促进细胞外基质积聚及血管生成,从而在鼻息肉的形成和发展中起重要作用.
TGFβ1 参与对慢性炎症反应的调节,趋化中性粒细胞和单核细胞[12] ,抑制T淋巴细胞、中性粒细胞和巨噬细胞,具有免疫抑作用[13] .TGFβ1 对上皮细胞的增殖起抑制作用,而鼻息肉组织上皮细胞呈增殖活跃状态[14] ,TGFβ1 可能通过抑制某些由炎性细胞产生的生长因子的促上皮增殖效应来调节鼻息肉上皮细胞的增殖.
参考文献:
[1]Kong H,Yang JH,Dong Z,Yang ZQ,Bu GX.Cell infiltration in nasal polyps and it's pathological significance [J].Linchuang Erbi Yanhou Kexue Zazhi(J Clin Otolaryngol),1999;13(6):339-340.
[2] Ohno I,Lea RG,Flanders KC,Clark DA,Banwatt D,Dolovich J,Denburg J,Harley CB,Gouldie J,Jordana M.Eosinophils in chronically inflamed human upper airway tissues express transforming growth factorβ1 gene(TGFβ1 )[J].J Clin Invest,1992;89(12):1662-1668.
[3]Wong DT,Elovic A,Matossiam K,Nagura N,McBride J,Chou MY,Gordon JR,Rand TH,Galli ST,Weller PF.Eosinophils from patients with blood eosinophilia express trans-forming growth factorβ1 [J].Blood,1991;78(11):2702-2707.
[4]Elovic A,Wong DTW,Weller PF,Matossian K,Galli SJ.Ex-pression of transforming growth factor-αandβ1 messenger RNA and product by eosinophils in nasal polyps [J].J Allergy Clin Immunol,1994;93(5):864-869.
[5]Eisma RJ,Allen JS,Lafreniere D,Leonard G,Kreutger DL.Eosinophil expression of transforming growth factor-beta and its receptor in nasal polyps:Role of cytokines in this disease pro-cess [J].Am J Otolaryngol,1997;18(4):405-411.
[6]Coste A,Lefaucheur JP,Wang QP,Lesprit E,Poron F,Peynegre R,Escudier E.Factorβisoforms in inflammatory cells of nasal polyps [J].Arch Otolaryngol Head Neck Surg,1998;124(12):1361-1366.
[7]Norlander T,Westrin KM,Fukami M,Stierna P,Carlsoo B.Experimental induced polyps in the sinus mucosa:A structural analysis of the initial stage [J].Laryngoscope,1996;106(3):196-203.
[8]Roberts AB,Sporn MB,Assoian RK,Smith JM,Roche NS,Wakefield LM,Heine UI,Liotta LA,Falanga V,Kehrl JH.Transforming growth factor typeβ:Rapid induction of fibrosis and angiogenesis in vivo and stimulation of collagen formation in vitro [J].Proc Natl Acad Sci USA,1986;83911):4167-4171.
[9]Nakagawa T,Yamane H,Shigeta T,Nakal Y,Takashima T,Takeda Z.Comparative assessment of cell proliferation and ac-cumulation of extracellular matrix in nasal polyps [J].Acta Oto-laryngol(stockholm),1998;538(4):205-208.
[10]Wang QP,Escudier E,Roudot-Thoraval F,Abd-A1Samad I,Peynegre R,Coste A.Myofibroblast accumulation induced by transforming growth factor-βis involved in the pathogenesis of nasal polyps [J].Laryngoscope,1997;107(11):926-931.
[11]Leivo T,Leivo I,Kariniemi AL,Keski-Oja J,Virtanen I.Down-regulation of transforming growth factor-beta receptors I andⅡis seen in lesional but not non-lesional psoriatic epidermis [J].Br J Dermatol,1998;138(1):57-62.
[12]Wahl SM,Hunt DA,Wakefield LM,Mc cartney-francis N,Wahl CM,Roberts AB,sporn MB.Transforming growth factor type beta induce monocyte chemotaxis and growth factor produc-tion [J].Proc Natl Acad Sci USA,1987;84(4):1037-1050.
[13]Nelson BJ,Ralph P,Gree SJ,Nacy CA.Differential suscepti-bility of activated macrophage cytotoxic effector reactions to the suppressive effects of transforming growth factor-β
1 [J].J Im-munol,1991;146(10):1849-1857.
[14]Chen FQ,Huang WG,Qiao L,Jiang HY.The expression of transforming growth factorαand it's receptor in nasal polyps [J].Di-si Junyi Daxue Xuebao(J Fourth Mil Med Univ),2000;21(2):254-255.
作者简介: 黄维国(1944-),男(汉族),陕西省西安市人.主任,教授,硕士生导师.Tel.(029)3375381 Email.wa-huang@hotmail.com
(第四军医大学西京医院耳鼻咽喉科,陕西西安710033)
编辑 许昌泰
收稿日期:2001-04-09, http://www.100md.com(黄维国,陈福权,乔莉,姜鸿彦,邱建华)