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1、1AQP1 在骨巨细胞瘤中的表达和意义【摘要】 目的 研究水通道蛋白 1(aquaporin 1，AQP1)在骨巨细胞瘤中的分布及在骨巨细胞瘤组和对照组中的表达差别，并确定 AQP1 在骨巨细胞瘤各级中的表达差别，从而确定 AQP1 在骨巨细胞瘤中的作用。方法 对 42 例骨巨细胞瘤标本和24 例对照组标本，采用免疫组织化学方法，镜下观察 AQP1 在组织中的分布，应用自动图像分析检测 AQP1 在两组中表达情况。结果 a)本免疫组化染色显示：AQP1 表达于所有标本的肿瘤微血管和小血管内皮细胞上；AQP1 表达于大多数骨巨细胞瘤的肿瘤细胞上，AQP1 在对照组中无表达或表达很微弱；b)自动图
2、像分析系统所得平均光密度在两组中差别显著(P0.01)，AQP1 在骨巨细胞瘤中高表达；c)AQP1 的表达在骨巨细胞瘤级和骨巨细胞瘤级差别显著(P0.01)，而AQP1 的表达在骨巨细胞瘤其他各级之间无差别(P0.05)。结论 大多数骨巨细胞瘤的肿瘤细胞高表达 AQP1 的原因不明；AQP1 在骨巨细胞瘤中高表达，预示其在骨巨细胞瘤的生物学行为中的作用；AQP1 的表达在骨巨细胞瘤级和骨巨细胞瘤级差别显著，提示 AQP1 可能有区分骨巨细胞瘤级和骨巨细胞瘤级的作用。 【关键词】 骨巨细胞瘤 水通道蛋白 1 免疫组化Abstract：Objective To study expression
3、level and distribution of aquaporin 1(AQP1) in giant cell tumor of bone(GCT) group and control group，and to detect the expression difference of AQP1 in GCT s grade，then try to find out the significance of AQP1 in GCT.Method AQP 1 was detected by SP immunohistochemical method.The distribution of AQP1
4、 in tissues was observed in highscope，and the expression level of AQP 1 was detected by autoimage analysis.Results a)This study showed that AQP 1 protein was strongly expressed in the endothelium of microvessels and small vessels in all cases；AQP 1 protein is mainly localized in the most GCTs rumorc
5、ells.b)The Mean Density(MD)by autoimage analysis in GCT was also significantly higher than control groups(P0.01)，the data indicates that the expression level of AQP 1 in GCT 2was higher than that in control groups.c)The expression level in grade and grade of GCT was significantly different(P0.01)，bu
6、t the expression level in other grades was not different (P0.05).Conclusion The AQP 1 expression level in GCT was remarkably stronger，signify the role of AQP l in GCTs biological behaviour，moreover the expression level in grade and grade of GCT was significantly different explains AQP 1 may have the
7、 role in differenting grade and grade of GCT.Key words：giant cell tumor of bone(GCT)；aquaporin1(AQP1)； immunohistochemical骨巨细胞瘤(giant cell tumor of bone，GCT)是一种介于良恶性之间的常见骨肿瘤。瘤组织以单核基质细胞及多核巨细胞为主要结构。骨巨细胞瘤根据 Jaffe 分级可分为级，但是发现肿瘤的生物学行为、良恶性并不完全与病理分级一致。研究表明水通道蛋白(aquaporin 1，AQP1)在多种组织的肿瘤微小血管和/或部分肿瘤细胞中高表达，提示
8、 AQP1 可能参与肿瘤血管的生成。另有研究表明，AQP1 基因的多样性本身就可引起肿瘤，初步证实了 AQP1 的致癌性。现在 AQP1 在肿瘤中的作用尚未完全确定，笔者尚未见国内外有关 AQP1 在骨巨细胞瘤中的研究报道。本文旨在研究骨巨细胞瘤组和对照组中 AQP1 的分布和表达差别，并确定骨巨细胞瘤各级中 AQP1 的表达差别，从而探索其在骨巨细胞瘤中的意义。1 材料与方法1.1 研究对象和实验分组 a)实验组：选取近 4 年骨巨细胞瘤标本 42 例。对照组：选取近 4 年骨软骨瘤标本 11 例和骨纤维结构不良标本 13 例。所有标本由两位有经验的病理医师重新阅片复核病理诊断。b)免疫组化
9、染色：所有标本行 AQPl 免疫组化染色。整个操作按照产品试剂盒说明书进行。所有标本以 PBS 替代一抗作为阴性对照，以已知 AQPl 强烈表达的肾脏穿刺组织做阳性对照。c)结果判定：为3反映标本高倍视野下 AQP1 染色总程度，利用 ImagePro Plus6.0 行自动图像分析。选择平均光密度(MD)为指标，另外在骨巨细胞瘤组和对照组比较时，以MD0.007 5 为表达阳性，MD0.007 5 为表达阴性。d)统计学处理采用 SPSS11.5统计软件，计量资料用方差分析，计数资料用 2 检验进行统计学处理。结果均以P0.05 为差异显著性检验水平。2 结 果2.1 AQP1 阳性细胞的分
10、布 本免疫组化染色显示：a)AQP1 表达于所有标本的肿瘤微血管和小血管内皮上，未见表达于动脉及静血管内皮上。b)AQP1 表达于人多数骨巨细胞瘤的肿瘤细胞。AQP1 在对照组中无表达或表达很微弱(见图 1)。2.2 AQP1 在骨巨细胞瘤组和对照组中的表达 自动图像分析系统所得 MD 在骨巨细胞瘤组的阳性率 80.95，而在对照组中为 25，差别显著，有统计学意义(P0.01)，表明 AQP1 在骨巨细胞瘤中高表达(见表 1)。2.3 AQP1 在骨巨细胞瘤各级中的表达差别 由表 2 可看图 1 骨巨细胞瘤和对照组 AQP1 表达比较(免疫组化，400)表 1 MD 在骨巨细胞瘤组和对照组中
11、的比较表 2 MD 在骨巨细胞瘤各级间的比较(ANOVA GamesHowell 法) 3 讨 论骨巨细胞瘤是一种介于良恶性之间的常见骨肿瘤。瘤组织以单核基质细胞及多核巨细胞为主要结构。骨巨细胞瘤 Jaffe 分级可分为级，但是发现此肿瘤的生物学行为、良恶性并不完全与病理分级一致，其原因尚不清楚。国内外研究表明 AQP1 广泛表达于恶性肿瘤中。如 AQP1 在星型细胞的表达量4与恶性程度有直接关系；AQP1 在结肠直肠癌进展中有促进作用；AQP1 是低级肾透明细胞可靠的标记1。众所周知细胞恶性度越高，生长越快，越需要消耗大量的水分及营养物质，以满足其快速生长的需要。AQP1 在微血管内皮和癌细
12、胞的高表达为其生长提供了一个快速通道，使其以最小的能量消耗，摄取足够的水分，大量增殖。本文为研究 AQPl 在标本组织中总表达，以便更全面了解 AQP1 的作用，采用了先进的自动图像分析法2，证实 AQP1 在骨巨细胞瘤中高表达，提示AQP1 表达与骨巨细胞瘤的生物学行为有关。本研究通过比较 AQP1 在骨巨细胞瘤各级间的表达差别，发现 AQP1 在骨巨细胞瘤级和级间差别显著，有统计学意义(P0.009)，但是 AQP1 在骨巨细胞瘤其他各级间无统计学意义，因此提示 AQP1 可能有区分骨巨细胞瘤级和骨巨细胞瘤级的作用。关于 AQP1 与肿瘤的关系，目前可归纳为以下两个方面。一个方面，AQP1
13、 在肿瘤血管中的作用。大量研究发现 AQP1 在多种人类肿瘤的肿瘤血管的内皮细胞高表达，表明 AQP1 在肿瘤血管内皮的表达是一普遍现象，提示 AQP1 可能参与肿瘤血管生成3。Saadoun 等42005 年 4 月发表于 Nature杂志上的一项研究，通过一系列实验提出确切证据发现：AQP1 敲除小鼠血管内皮细胞迁移功能发生了显著异常；AQP1 敲除小鼠内皮细胞的迁移速度明显降低；水通道蛋白介导的水分子快速跨膜转运是促进细胞迁移的一个重要机制；水通道蛋白在迁移中的细胞上呈极性分布，AQP1 通过促进伪足前缘细胞膜突伸的快速更新而加速了细胞迁移。国内冯学超等通过对 AQP1 敲除小鼠肿瘤血管
14、和生长的研究，发现 AQPl 敲除小鼠的肿瘤生长毛象延迟，肿瘤血管内皮 AQP1 阴性表达，血管床明显膨大，肿瘤血管密度明显降低，并且围绕 AQP1 敲除肿瘤血管的肿瘤细5胞岛周边坏死区域明显大于 AQP1 正常肿瘤。以上确切证据表明，AQP1 缺失使肿瘤血管生成发生障碍，从而影响了肿瘤的血液供应和肿瘤生长5。本研究中免疫组化染色见 AQP1 蛋白表达于所有标本组织的肿瘤微血管和小血管内皮细胞的细胞膜上，未见表达于动脉及静脉血管内皮的细胞膜上，与上述研究结果一致。另一方面，发现 AQP1 本身有致癌性。Moon 等研究认为 AQP1 具有致癌性，AQP1 全长 cDNA 的异位表达引起许多表现
15、型的改变，包括细胞增殖活性加强及非依赖生长的增殖细胞固定等6。Hoque 等研究发现，AQP1 在一些肺癌细胞中超表达，刺激了此肿瘤细胞的增殖和非依赖性生长，为我们提供了一个 AQP1 致癌性的功能性证据7。一项最新研究发现，AQP1 的表达增加了肿瘤细胞的侵袭和转移能力8。本实验结果显示 AQPl 在骨巨细胞瘤的形状不规则的细胞膜上大量表达，说明 AQP1在骨巨细胞瘤的肿瘤细胞水跨膜转运过程中作用很大，AQP1 表达的增高能够改变肿瘤细胞膜的渗透压，有助于肿瘤细胞体积及外形的改变及向周围基质浸润。因此可以推测 AQP1 的高表达，能增强肿瘤细胞的侵袭和转移能力。这也给我们一个疑问：骨巨细胞瘤
16、各级都可侵袭，是否与这些高表达 AQP1 的肿瘤细胞有关。这个疑问目前尚未见到报道，需要进一步的实验研究。本研究显示 AQP1 表达于所用标本的骨巨细胞瘤标本的微血管和小血管内皮上及大多数骨巨细胞瘤的肿瘤细胞；AQP1 在骨巨细胞瘤中高表达，预示 AQP1 在骨巨细胞瘤的生物学行为中的作用。AQP1 的表达在骨巨细胞瘤级和骨巨细胞瘤级差别显著，提示 AQP1 可能有区分骨巨细胞瘤级和骨巨细胞瘤级的作用。6【参考文献】1Mazal PR，Stichenwirth M，Koller A，et al.Expression of aquaporins and PAX2 compared to CD10 and cytokeratin 7 in renal neoplasms：a tissue microarray studyJ.Modern Pathol，2005，18(4)：535540.12吕宏升，朱庆生，
