华中科技大学同医院神经外科,湖北武汉
galectin-3是一种多功能的β-半乳糖蛋白,在介导细胞黏附、促进增殖、抑制凋亡、促进血管形成和肿瘤侵袭与转移等方面发挥作用。galectin-3在多种脑肿瘤表达且与肿瘤的细胞增殖、侵袭及恶性程度密切相关。galectin-3可能是一种脑肿瘤恶性程度判断的标志及治疗靶点,本文即就galectin-3的结构、分布、功能及其与脑肿瘤的关系作一综述,以期为脑肿瘤的基础研究和治疗提供依据。
半乳糖凝集素3脑肿瘤肿瘤浸润肿瘤转移
一、galectin-3与垂体瘤
galectin-3可促进垂体瘤细胞增殖并与其侵袭性密切相关。抑癌基因p27和表皮生长因子(tgf)-β1均对垂体瘤的细胞增殖起抑制作用。研究发现:p27敲除鼠可导致垂体过度增生和垂体肿瘤的发生,而其galectin-3的表达与对照组相比显著增加;用一定浓度的tgf-β1处理来自无功能腺瘤的hp75垂体瘤细胞,其galectin-3表达下降约75%以上,应用sirna干扰galectin-3基因表达后,hp75细胞增殖能力显著降低,凋亡速度明显加快,表明galectin-3对垂体瘤细胞的增殖凋亡起着重要作用。国内王洪等研究galectin-3在32例泌乳素(prl)腺瘤的表达,结果16例侵袭组均为阳性,而16例非侵袭组中仅2例阳性,侵袭组的阳性表达率显著性高于非侵袭组,说明galectin-3的高表达可能与垂体prl腺瘤的侵袭性有关。jin等应用逆转录-酶促链反应(rt-pcr)检测galectin-3mrna在促肾上腺皮质激素(acth)、prl腺瘤的表达,发现仅功能性腺瘤表达,且在静止期不表达,提示检测galectin-3有助于静止期acth腺瘤的诊断。经进一步研究,galectin-3在垂体腺瘤的表达具有重要意义,不仅对垂体瘤的侵袭性及功能性判断大有帮助,而且有望成为治疗恶性垂体瘤的一个良好靶点。
galectin-3在不同类型垂体肿瘤的表达有明显的差异。据riss等报道:galectin-3在正常垂体前叶细胞仅有少量表达,38例prl腺瘤中24例(63.2%)呈阳性表达,6例prl腺癌中5例(83.3%)呈阳性表达;41例acth腺瘤中19例(46.3%)呈阳性表达,8例acth腺癌中7例(87.5%)呈阳性表达;prl、acth腺癌组的阳性表达率显著性高于prl、acth腺瘤组,且在其他类型的垂体腺瘤均未见表达。可见,galectin-3在垂体瘤的表达主要限于prl和acth两种类型。galectin-3在垂体肿瘤的调控机制尚不清楚,ruebel等的研究表明:galectin-3在垂体肿瘤的表达与lgals3基因启动子区的dna甲基化有关,prl、acth腺瘤等表达galectin-3细胞的lgals3基因均为去甲基化者。因此,galectin-3在垂体腺瘤表达的差异可能是由于lgals3基因的去甲基化引起的。
二、galectin-3与胶质瘤
许多研究报道galectin-3表达与胶质瘤的侵袭、恶性程度分级及预后密切相关。bresalier等于年首先用免疫组化方法研究42例胶质瘤和29例脑转移瘤的galectin-3表达,发现低级别的胶质瘤呈低表达,高级别的间变形星形细胞瘤和胶母细胞瘤呈高表达,galectin-3表达与胶质瘤的恶性程度分级之间存在密切相关性(p0.),即随着galectin-3表达增加,胶质瘤的恶性程度增加,且galectin-3表达与病人的生存率呈负相关(p0.)。胶质瘤浸润带内5%以上的细胞表达galectin-3,且所有的转移瘤病人均呈阳性表达,表明galectin-3在肿瘤对周围组织的侵袭中起重要作用。kuklinski等应用rt-pcr及westernblot法检测galectin-3在胶质瘤细胞的表达,结果表明:galectin-3选择性地在高级别星形细胞瘤和少突胶质细胞瘤表达。camby等的体外实验研究结果表明:galectin-1、galectin-3、galectin-8等三种半乳糖凝集素均与胶质瘤的侵袭、迁移有关,其中galectin-3调节胶母细胞瘤细胞迁移的潜能最大,而迁移又与侵袭密切相关;对h4、u等细胞的裸鼠移植瘤实验也证实:脑实质侵袭部分的galectin-3表达显著性高于非侵袭部分;而例星形细胞瘤手术标本的免疫组化研究也得出了与bresalier等相似的结果,即galectin-3表达与病人的存活率呈负相关,低表达的病人预后好。neder等则认为:采用免疫组化检测galectin-3表达是鉴别星形细胞瘤、少突胶质细胞瘤及胶母细胞瘤的有力工具。
然而,个别学者的研究却得出了不同的结果:gordower等报道多数星形细胞瘤galectin-3的表达水平从低级别到高级别逐渐降低,仅少数随恶性程度增加而表达增加;strik等虽然观察到galectin-3的表达水平随肿瘤分级而增加,但未发现其表达与肿瘤恶性程度明显相关;debray等应用galectin-3反义质粒转染胶母细胞瘤株u细胞,结果侵袭性和黏附性均无显著性改变。因此,galectin-3在胶质瘤的作用仍有待进一步探讨。
三、galectin-3与其他脑肿瘤
galectin-3在脑膜瘤中广泛表达,且与肿瘤位置无关。非典型脑膜瘤的galectin-3结合位点显著下降,因此,galectin-3表达可能与非典型脑膜瘤的侵袭性有关。
有研究发现:快速复发的颅咽管瘤galectin-3表达水平较不复发或缓慢复发者显著性降低。
展望
目前,对galectin-3的结构、功能关系及其在生理、病理过程中的作用有了较多的了解,但仍有许多问题需要进一步明确,如galectin-3在细胞内和细胞外信号传导中的作用,galectin-3影响机体细胞增殖、黏附、凋亡、血管形成的确切机制,及galectin-3与脑肿瘤细胞增殖、侵袭等恶性生物学行为的关系等。
人乳腺癌细胞裸鼠移植瘤体外实验表明:口服galectin-3抑制剂低分子柑橘果胶(lcp)可抑制乳腺癌细胞增殖、血管形成和自发转移,提示抑制galectin-3表达可能成为抑制包括脑肿瘤在内的恶性肿瘤生长的又一重要途径,即galectin-3有望成为脑肿瘤治疗的良好靶点。对这些问题的深入研究,不仅有助于阐明galectin-3在生命活动中的作用及恶性肿瘤发生、发展的机制,而且将为脑肿瘤的诊断和治疗研究提供一个新的切入点。
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