【摘要】：侵襲和轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤的重要生物學(xué)特征,也是導(dǎo)致惡性腫瘤治療失敗和復(fù)發(fā)的重要原因。高度侵襲性是惡性膠質(zhì)瘤的重要病理學(xué)特征,瘤體邊界不清致使手術(shù)完整切除難度增大,從而導(dǎo)致腫瘤很快復(fù)發(fā),這是患者預(yù)后差,復(fù)發(fā)率、死亡率高的主要原因。結(jié)直腸癌是我國最為常見的消化系統(tǒng)惡性腫瘤,晚期常發(fā)生淋巴結(jié)及肝轉(zhuǎn)移。因此,惡性膠質(zhì)瘤的侵襲性生長特性和結(jié)直腸癌的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移特性,是研究侵襲、轉(zhuǎn)移機(jī)制的良好材料和模型。近年來,腫瘤干細(xì)胞理論的提出及相關(guān)研究進(jìn)展為闡釋惡性腫瘤發(fā)生及演進(jìn)機(jī)制提供了新視角,腫瘤干細(xì)胞被認(rèn)為是惡性腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵細(xì)胞。已有研究證明,乙醛脫氫酶1(ALDH1)可作為結(jié)直腸癌、乳腺癌、肺癌等惡性腫瘤的腫瘤干細(xì)胞分子標(biāo)記物。然而,ALDH1及其優(yōu)勢亞型ALDH1A1與腫瘤細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移能力的關(guān)系仍然存有爭議;同時,其在惡性腫瘤組織中的表達(dá)規(guī)律及臨床病理意義亦有待于進(jìn)一步闡明。在腫瘤組織中,除了有腫瘤細(xì)胞構(gòu)成的腫瘤實(shí)質(zhì)外,還含有非腫瘤細(xì)胞的間質(zhì)成分。這些腫瘤間質(zhì)成分包括脂肪、成纖維細(xì)胞、血管、淋巴管以及浸潤到腫瘤實(shí)質(zhì)中的免疫細(xì)胞(如骨髓源性抑制細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、DC細(xì)胞、NK細(xì)胞、T細(xì)胞等),我們稱之為腫瘤微環(huán)境,它參與調(diào)控腫瘤生長、演進(jìn)、侵襲、轉(zhuǎn)移及放化療抵抗。近年研究表明,腫瘤微環(huán)境中浸潤的腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(Tumor associated macrophages,TAMs)對于腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移非常關(guān)鍵。我們在膠質(zhì)瘤的研究中發(fā)現(xiàn),TAMs高表達(dá)于侵襲前沿,并通過分泌TGF-β,促進(jìn)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞侵襲。然而,ALDH1A1是否參與調(diào)控腫瘤干細(xì)胞與TAMs相互作用,TAMs與ALDH1A1陽性腫瘤細(xì)胞之間的位置分布關(guān)系尚不得而知。為了系統(tǒng)闡釋ALDH1A1調(diào)控惡性腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移作用及機(jī)制。我們分別以惡性膠質(zhì)瘤作為腫瘤侵襲模型,以結(jié)直腸癌作為腫瘤轉(zhuǎn)移模型,觀察了ALDH1A1在腫瘤組織及瘤旁組織的表達(dá)規(guī)律,分析了ALDH1A1不同表達(dá)模式的臨床病理意義及對腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移能力的預(yù)測機(jī)制,研究了ALDH1A1陽性細(xì)胞與M2型TAMs的位置分布特征,并通過體外實(shí)驗及建立移植瘤模型探討了ALDH1A1對惡性腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移能力的調(diào)控作用及相關(guān)分子機(jī)制。本研究分為兩部分,主要研究結(jié)果及結(jié)論如下:第一部分:aldh1a1在人腦膠質(zhì)瘤中的表達(dá)及其在膠質(zhì)瘤侵襲中的作用和機(jī)制研究1.aldh1a1的表達(dá)同膠質(zhì)瘤組織學(xué)分級呈正相關(guān),與患者預(yù)后呈負(fù)相關(guān)。我們在117例低級別膠質(zhì)瘤(whoi-ii)以及120例高級別膠質(zhì)瘤(whoiii-iv)中研究發(fā)現(xiàn),aldh1a1在約8.5%(10/117)的低級別膠質(zhì)瘤中呈高表達(dá),而在34.2%(41/120)的高級別膠質(zhì)瘤中高表達(dá),兩者間差異顯著,具有統(tǒng)計學(xué)意義。另外,通過病人隨訪數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),aldh1a1表達(dá)高者,患者預(yù)后差。ald1a1的表達(dá)具有空間分布特異性,在膠質(zhì)瘤侵襲前沿其陽性細(xì)胞數(shù)量及染色強(qiáng)度上均顯著強(qiáng)于腫瘤中間部位(49%±6%vs.14%±3%,p0.0001)。2.aldh1a1的表達(dá)同膠質(zhì)瘤母細(xì)胞瘤的分子分型相關(guān),在“classical-like”亞型中顯著高表達(dá)。膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的分子分型是近年腫瘤分子學(xué)研究的重要進(jìn)展,為膠質(zhì)瘤預(yù)后判定、放化療個體化方案的制定提供了更可靠和有效的參考指標(biāo)。我們采用免疫組織化學(xué)染色(tp53、pdgfra、egfr)的方法對72例膠質(zhì)母細(xì)胞瘤進(jìn)行了分子分型。將tp53和/或pdgfra陽性的病例歸入“pronural-like”型;將前兩者陰性,egfr陽性者歸入“classical-like”型;三者都陰性歸于“other”。研究結(jié)果表明,84.6%(11/13)的“classical-like”型的膠質(zhì)母細(xì)胞高表達(dá)aldh1a1,“other”型膠質(zhì)母細(xì)胞中高表達(dá)aldh1a1僅占21.%(5/23),而“pronural-like”型中高表達(dá)aldh1a1也僅有11.1%(4/36)。統(tǒng)計結(jié)果表明,aldh1a1的表達(dá)狀態(tài)和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的分子分型密切相關(guān)(p=0.0001)3.aldh1a1促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖及克隆形成。研究發(fā)現(xiàn),aldh1a1陽性的膠質(zhì)瘤細(xì)胞克隆形成能力顯著強(qiáng)于陰性腫瘤細(xì)胞,在膠質(zhì)瘤細(xì)胞系u251(16.3%±3.2%vs.7.1%±1.5%,p0.05)和一例原代膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(8.4%±0.9%vs.4.1%±0.6%,p0.05)中的結(jié)果均具有統(tǒng)計學(xué)差異。通過免疫組化染色對237例膠質(zhì)瘤標(biāo)本進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)aldh1a1的表達(dá)和ki67增殖指數(shù)密切正相關(guān)(53.6%vs.30.5%;p0.05),aldh1a1高表達(dá)者,ki67陽性腫瘤細(xì)胞數(shù)更多。4.aldh1a1通過影響侵襲相關(guān)分子mmp2、mmp7、mmp9的表達(dá)而促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞侵襲;膠質(zhì)瘤侵襲前沿aldh1a1表達(dá)高者,患者預(yù)后差。aldh1a1陽性的膠質(zhì)瘤細(xì)胞侵襲能力顯著強(qiáng)于陰性腫瘤細(xì)胞,在膠質(zhì)瘤細(xì)胞系u251(178.2±18.1vs.41±5.9,p0.01)和一例原代膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(110.3±12.6vs.56.9±8.9,p0.01)中的結(jié)果均具有統(tǒng)計學(xué)差異。進(jìn)一步研究表明aldh1a1高表達(dá)的腫瘤細(xì)胞中,mmp2、MMP7、MMP9等侵襲相關(guān)分子無論在RNA水平還是蛋白水平都顯著上調(diào)。在臨床標(biāo)本中,腫瘤侵襲前沿ALDH1A1的表達(dá)顯著的強(qiáng)于腫瘤中央(49%±6%vs.14%±3%,p0.0001)。在瘤旁正常腦組織中檢測到散在ALDH1A1表達(dá)的病人預(yù)后顯著差于陰性者。5.ALDH1A1的表達(dá)同IDH1的突變狀態(tài)相關(guān),野生型IDH1的病例,ALDH1A1陽性比率高于突變型的病例。既往研究表明,IDH1突變的病人,其放化療敏感性增強(qiáng),預(yù)后較好。對56例膠質(zhì)瘤標(biāo)本進(jìn)行了IDH1突變狀態(tài)檢測,發(fā)現(xiàn),IDH1的突變率為35.8%(20/56);在IDH1發(fā)生突變的病例中,ALDH1A1高表達(dá)占40%(8/40);在IDH1野生型中,ALDH1A1高表達(dá)占72.2%(26/36),差異顯著。結(jié)果表明,ALDH1A1的表達(dá)和IDH1的突變狀態(tài)有相關(guān)性。第二部分:ALDH1A1在結(jié)直腸癌中表達(dá)及其在促進(jìn)結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移中的作用和分子機(jī)制研究。1.通過檢測406例結(jié)直腸癌標(biāo)本中ALDH1A1表達(dá)情況,發(fā)現(xiàn)此分子在結(jié)直腸癌與癌旁組織的表達(dá)具有異質(zhì)性。癌組織ALDH1A1表達(dá)高于癌旁組織時,腫瘤轉(zhuǎn)移能力強(qiáng)、惡性程度高,且患者預(yù)后差。2.通過檢測249例結(jié)直腸癌標(biāo)本中ALDH1A1與轉(zhuǎn)移相關(guān)分子β-catenin的表達(dá)情況,發(fā)現(xiàn)癌組織ALDH1A1表達(dá)癌旁組織的病例,其β-catenin蛋白定位于腫瘤細(xì)胞核內(nèi)的比例顯著提高(36.0%(45/125,RA/C1)vs.16.9%(21/124,RA/C≥1))(P0.01),提示β-catenin入核可能是這部分病例高轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制之一。3.以CD163作為M2型巨噬細(xì)胞標(biāo)志物,分析105例結(jié)直腸癌標(biāo)本中ALDH1A1表達(dá)和M2型巨噬細(xì)胞浸潤的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞ALDH1A1表達(dá)量和CD163陽性的巨噬細(xì)胞浸潤程度呈正相關(guān)性。在RA/C1這一亞型的結(jié)直腸癌標(biāo)本中,其M2型巨噬細(xì)胞浸潤越多,癌細(xì)胞更易發(fā)生淋巴結(jié)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,患者預(yù)后越差(33.6±8.7天vs.25.1±7.9天)(P=0.002)。綜上所述,在膠質(zhì)瘤中,ALDH1A1表達(dá)與腫瘤級別、病人預(yù)后、IDH1突變狀態(tài)、膠質(zhì)瘤分子分型等指標(biāo)密切相關(guān);高表達(dá)ALDH1A1的膠質(zhì)瘤細(xì)胞具有更強(qiáng)的增殖能力、克隆形成能力以及侵襲能力。其高表達(dá)可以通過影響侵襲相關(guān)蛋白MMP2、MMP7以及MMP9的表達(dá)來影響膠質(zhì)瘤的侵襲。在結(jié)直腸癌中,ALDH1A1通過促進(jìn)β-catenin入核和招募M2型巨噬細(xì)胞浸潤而促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移,進(jìn)而影響患者預(yù)后;癌組織ALDH1A1表達(dá)高于癌旁組織時,可以作為判斷患者預(yù)后的重要指標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：第三軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R739.41;R735.34

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本文編號：2761007