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编号:10226951
粘附分子P选择素单克隆抗体抑制胃癌转移的实验研究
http://www.100md.com 《中国医学杂志》 1998年第6期
     作者:陈金联 章月星 储榆德 周 同 许蕙敏 程俊 李明烈

    单位:200233 上海市第六人民医院(陈金联、储榆德、许蕙敏),上海市肿瘤研究所(章月星、程俊、李明烈),上海第二医科大学附属瑞金医院(周同)

    关键词:膜糖蛋白类;肿瘤转移;胃肿瘤

    中华医学杂志980612 【摘要】 目的 研究P选择素单克隆抗体对SCID小鼠胃癌的抗转移作用。方法 用人胃癌组织块SGC-7901原位移植SCID小鼠制作转移模型。术后第3天开始,动物分别静脉注射P选择素单克隆抗体(单抗组,9只鼠),每次100 μg,每周2次,共3周;或PBS液体(PBS组,11只鼠),每次100 μl,每周2次,共3周。术后第6周末,所有动物处死,取肿大淋巴结和可疑转移脏器作病理学检查。结果 PBS组肿瘤转移(淋巴结、肝、肺等脏器)率为90.9%(10/11),单抗组转移率为22.2%(2/9)。逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)测定发现,SCID小鼠有癌转移者其胃癌组织中P选择素mRNA基因表达较不伴癌转移者明显增强,正常对照鼠胃组织P选择素mRNA表达水平较低。结论 P选择素及其基因mRNA表达与肿瘤转移相关,P选择素单克隆抗体具有抗肿瘤转移作用。
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    Inhibition of human stomach cancer metastasis in vivo by anti-P-selectin monoclonal antibody Chen Jinlian*, Zhang Yuexing,Chu Yude, et al. * Shanghai Sixth Hospital,Shanghai 200233

    【Abstract】 Objective To study the role of cell adhesion molecule P-selectin monoclonal antibody (Mab)in tumor metastasis of an orthotopic implantation metastatic model.Methods SCID mice were implanted orthotopically using SGC-7901 human stomach carcinoma intact tissue.Three days later,animals were given i.v.injections of PBS or P-selectin Mab (100μg/injection) twice weekly for 3 weeks.42 days after operation, all animals were sacrificed.Tissues from stomach and other organs were obtained for histopathological evaluation.Results Ten of the animals (n=11) treated with PBS developed metastatic tumors in the regional lymph nodes,liver,and lung. In contrast,2 of the animals (n=9)treated with P-selectin Mab developed metastatic tumors in the organs examined. The level of P、selectin mRNA expression determined by RT-PCR in gastric carcinoma tissue of SCID mice with tumor metastas is was higher than that without metastasis. Conclusions The expression of P-selectin adhesion moleculeis associated with tumor metastasis,and the metastasis can be arrested by the Mab.
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    【Key words】 Membrane glycoproteins Neoplasm metastasis Stomach neoplasms

    (Natl Med J China, 1998, 78:437-439)

    近年来,细胞粘附分子(如CD44,钙粘附蛋白等)在肿瘤转移过程中的作用已引起人们的重视。晚近发现的粘附分子受体P选择素,能介导内皮细胞和血小板与肿瘤细胞的粘附作用,在肿瘤转移中可能起重要作用[1]。我们以往的研究发现,P选择素在胃癌中表达与肿瘤转移及预后显著相关[2]。本研究在胃癌转移动物模型上,进行P选择素单克隆抗体(简称单抗)抑制胃癌转移的实验研究,并对其中的作用机制进行了探讨,现报道如下。

    材料与方法

    一、材料
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    1.主要试剂:异硫氰酸胍、氯仿、水饱和酚、异丙醇购于华美公司,RNA酶抑制剂(RNasin)、逆转录酶(AMV-RT)、Tag DNA聚合酶系美国Promega公司产品。P选择素单克隆抗体(鼠源性,SZ-51)购于苏州医学院。

    2.实验动物:重度联合免疫缺陷(SCID)小鼠,健康,雄性,6~7周龄,体重为20~25 g,由上海市肿瘤研究所实验动物部提供。

    二、方法

    1.动物实验方法:SCID小鼠30只,随机分为试验组(20只)和正常对照组(10只)。试验组动物模型制作采用人胃癌组织胃壁原位移植方法[3]。肿瘤组织系上海市肿瘤研究所裸鼠皮下传代的人胃癌组织(SGC-7901)。模型制作后,动物随机分为P选择素单抗注射组(单抗组,9只鼠)和PBS注射组(PBS组,11只鼠)。术后第3天,单抗组静脉内注射P选择素单克隆抗体,每次100 μg(以100 μl PBS液稀释),每周2次,共3周;PBS组注射PBS缓冲液每次100μl,每周2次,共3周。
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    2.标本采集及病理学检查:所有动物于术后第6周末处死,取胃壁生长的肿瘤组织、肿大淋巴结及可疑转移脏器,10%甲醛固定和石蜡包埋,常规切片,HE染色,观察肿瘤生长和转移情况。同时取部分胃癌组织置液氮下保存。

    3.RNA抽取及定量[4]:胃癌组织总RNA的提取按硫氰酸胍-酚-氯仿一步法进行。用紫外分光光度计测定总RNA的纯度及含量,用甲醛凝胶变性电泳鉴定RNA的质量。

    4.鼠的P选择素引物序列[5]:由中国科学院上海植物生理研究所合成,Sense 5′-ACG AGC TGG ACG GAC CCG-3′,antisense 5′-GGC TGG CAC TCA AAT TTA CAG C-3′,扩增片断为181个bp。以β2 MG为内参基因,扩增片断为120个bp。

    5.cDNA 合成:将5μg总RNA加入经二乙基焦磷酰胺(DEPC)处理过的eppendorf管,各成份用量参照Promega公司提供的逆转录试剂盒(Promega reverse transcription system)说明作适当调整,用合成的P选择素3′端引物(反义链)代替寡聚核苷酸12~18;在25 μl总反应体积中含2.5 μl 10×缓冲液,5 μl 25mmol/L MgCL2,0.6 μl RNA酶抑制剂(RNasin,40 U/μl),2.5 μl脱氧核糖核苷酸混合物(dNTP混合,4种dNTP水溶液浓度为10 mmol/L,pH7.0),0.6 μl鼠白血病病毒反转录酶(AMV reverse transcriptase)。P选择素及β2 M的 3′端引物(反义链)各1.5 μl(20 pmol/μl),用去离子水补至终体积25 μl,石蜡油封顶,42℃反应1小时后,94℃灭活10分钟,冷却至0℃,置-20℃下保存待测。
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    6.PCR反应及分析:50μl 反应体系中含10×PCR缓冲液5 μl,25 mmol/L MgCL2 3 μl,2.5 mmol/L dNTPs 4 μl,P选择素、β2 MG的有义链、无义链引物各1 μl(20 pmol/μl);94℃变性5分钟加Taq 酶2 μl。94℃变性60秒,60℃退火60秒,72℃延伸90秒,扩增35个循环后,72℃延伸10分钟。PCR结束后,取10 μl样品在8%聚丙酰胺凝胶上电泳,0.2%硝酸银染色。

    7.统计学处理:χ2 精确法检验。

    结果

    一、P选择素单抗对小鼠肿瘤转移的影响

    人胃癌组织原位移植SCID小鼠后,于第6周末处死。发现胃壁肿瘤原位生长良好,肿瘤向胃腔内不规则突出,质硬脆,部分表面形成溃疡;显微镜下观察肿瘤组织为低分化腺癌,浸润粘膜层、粘膜下层,肌层内亦见癌组织浸润。此外,可见癌细胞侵犯淋巴管和血管现象。对肿大淋巴结和可疑转移脏器检查,发现淋巴结和脏器癌转移,淋巴结转移以胃周、肠系膜和主动脉旁淋巴结为主;脏器转移以肝脏最为常见,其次为肺、脾、胰等脏器。
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    小鼠胃癌原位移植后6周,PBS组肿瘤转移率较高(10/11),分别为淋巴结转移10例(10/11),肝脏7例(7/11),其他脏器转移5例(肺和胰各2例,脾1例)。但经P选择素单抗处理的小鼠胃原位移植肿瘤后6周,则肿瘤的淋巴结和脏器的转移明显被抑制。单抗组发现2例转移(2/9),其中1例仅发现肝脏转移;另1例仅发现单个淋巴结(1/2)转移,表现为镜下少量癌细胞。余7例未发现有脏器和淋巴结转移情况。经χ2精确法检验,PBS组肿瘤转移率高于单抗组(分别为90.9%与22.2%),两组差异有显著意义(P<0.05)。

    二、P选择素mRNA在SCID小鼠胃癌组织中的表达

    1.RNA纯度及质量鉴定:紫外分光光度计A260、A280处测定,A260/A280>2.0,表明抽取的RNA纯度良好。甲醛凝胶变性电泳,可见总RNA的28s、18s和5s带,且各带的密度逐渐减弱。
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    1,2,3为PBS组SCID小鼠伴癌转移者;4为pGEM-3zf(+) Hac ⅢMarkers;5为正常对照鼠;6,7为单抗组小鼠;8为PBS组小鼠不伴癌转移者.

    附图 癌组织P选择素mRNA检测结果

    2.癌组织P选择素mRNA检测结果:胃癌组织RNA,利用P选择素特异性引物,经逆转录聚合酶链反应,8%聚丙烯酰胺凝胶电泳和硝酸银染色,发现PBS组有10例在分子量181个bP处出现较强的DNA条带,与预期扩增片断的长度一致,表明这10例胃癌组织中有较高的特异性mRNA表达。这10例表现为淋巴结和脏器转移;1例凝胶电泳的特异性条带区密度较低,表明这1例(不伴癌转移者)P选择素mRNA表达较低。并发现单抗组9例中有4例在分子量181个bp处的特异性条带极弱,提示这4例癌组织中P选择素mRNA表达极低;余5例特异性mRNA表达与PBS组伴癌转移者相近。10例正常胃组织标本中P选择素mRNA表达均较低(附图)。
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    讨论

    近年来,有关肿瘤转移及细胞粘附分子在肿瘤转移中起粘附介导作用越来越被人们所重视。选择素是最近被确定的一类粘附分子家族,其重要成分之一的P选择素(P-selectin,GMP140/颗粒表面膜蛋白,分子量为140 000)主要分布于中等大小血管内皮细胞棒状小体(Weibel-Palade)及血小板α颗粒,并随这些细胞活化而迅速出现在细胞膜表面或释放至血液中。选择素具有分子胞外区与植物凝集素、表皮生长因子及补体调节蛋白同源的氨基酸序列等特点[1]。研究表明,P选择素可介导内皮细胞和血小板与肿瘤细胞之间相互作用,在肿瘤转移过程中可能起粘附介导作用。

    作者[2,6]曾对60例胃癌组织进行了P选择素免疫组化研究,发现P选择素不仅在肿瘤血管内皮上表达,而且在肿瘤细胞膜上表达,淋巴结有癌转移者其肿瘤血管内皮上P选择素阳性表达率明显高于无淋巴转移者,且阳性表达者的平均生存期和5年生存率显著低于阴性者。而且,在乳腺癌、皮肤黑色素瘤及肾细胞癌的免疫组化研究中亦有类似的发现[6~8]。研究结果表明,选择素与肿瘤转移相关,选择素阳性表达的肿瘤易于浸润、转移,且预后差。
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    本研究用人胃癌组织原位移植SCID小鼠建立胃癌转移模型,并进行了P选择素单克隆抗体抗转移的动物实验。该模型肿瘤原位生长良好,且淋巴结及肝脏等脏器转移率很高(10/11),可为胃癌转移的实验研究提供较为理想的动物模型。本研究发现,经P选择素单抗注射后小鼠的肿瘤转移率低于PBS对照组(分别为22.2%与90.9%),两组差异有非常显著意义(P<0.05),表明P选择素单抗通过抑制肿瘤细胞与内皮细胞、血小板的粘附作用,从而抑制肿瘤的转移。本研究结果与Stone的体外研究结果一致。Stone等[9]发现两种肺癌细胞株和神经母细胞癌细胞株均可与激活的血小板相结合,这种结合系通过P选择素介导的,且P选择素单克隆抗体可抑制这种作用。研究结果表明选择素通过介导内皮细胞、血小板与癌细胞粘附,在肿瘤转移过程中起重要作用;反之,其单克隆抗体可抑制肿瘤转移。

    RT-PCR测定结果表明,SCID小鼠有癌转移者其胃癌组织中P选择素mRNA基因表达较不伴癌转移者明显增强,而正常鼠胃组织中P选择素mRNA表达较低,提示P选择素表达与肿瘤转移相关。有关研究表明,肿瘤细胞可分泌血管渗透因子、白细胞介素-1等细胞因子,后者可刺激内皮细胞棒状小体的释放和细胞膜选择素表达[10]。本研究结果表明,在肿瘤转移过程中,粘附分子P选择素不仅释放增强,而且其合成也明显增强,导致选择素表达增强,而后者通过促进肿瘤细胞与内皮细胞和血小板的粘附而加强了肿瘤的转移能力。此外,P选择素单克隆抗体组部分小鼠癌组织中其mRNA表达显著减少,揭示P选择素单克隆抗体还可通过抑制选择素基因表达,而进一步发挥抗转移作用,其机制有待于进一步研究。
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    总之,有关选择素与肿瘤抗转移的研究,既对进一步阐明胃癌转移分子机理的研究有较大理论价值,还能作为胃癌转移的治疗方法,为胃癌及其他肿瘤的生物学治疗提供重要的前期资料。

    参考文献

    1 陈金联,吴云林. 选择素与肿瘤转移机制. 肿瘤,1996,16:43-45.

    2 陈金联,周同,王瑞年,等.胃癌P选择素表达的临床意义.上海第二医科大学学报,1996,16:328-331.

    3 Furukawa T, Fu X, Kubota T, et al. Nude mouse metastatic models of human stomach cancer constructed using orthotopic implantation of histologically intact tissue. Cancer Res, 1993, 53:1204-1208
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    4 Chomezynski P, Sacchi N. Single-step method of RNA isolation by acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction.Anal Biochem, 1987, 162:156-159.

    5 De Kossodo S, Moore R, Gschmeissner S, et al. Changes in endogenous cytokines, adhesion molecules and platelets during cytokine-induced tumornecrosis. Bri J Cancer, 1995, 72:1165-1172.

    6 周同,李晓,陈金联,等.P选择素在胃癌、肾癌中表达及其临床意义.中华医学杂志,1997, 77:530-531.
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    (收稿:1997-06-13 修回:1998-02-11), 百拇医药