文摘
炎症是免疫系统响应外部或内部侵略者在某些组织如受伤或感染。身体的反应和炎症和癌症有许多相似之处修理;炎症细胞和细胞因子在肿瘤更容易导致肿瘤生长,发展,构建一个有效的抗肿瘤和免疫抑制,而不是辩护。利用蛋白质组学新技术,我们调查了pro - (il - 1血清的状况β、il - 6、引发、il - 12、gm - csf和TNF -α)和抗炎细胞因子(il - 4、il - 10),以及血管生成因子(VEGF、bFGF)为了评估tumoural攻击性。我们的结果显示明显失调血清细胞因子和血管生成因素的水平,超过三倍upregulation的il - 6、il - 1β肿瘤坏死因子-α,il - 10和双重的upregulation的VEGF, FGF-2,引发,2,gm - csf。这些分子在肿瘤进展和侵略性,也参与一代疾病相关的疼痛。
1。介绍
恶性胶质瘤是颅内肿瘤的最激进的类型、高度耐药联合治疗,患者显示15个月(平均存活时间1]。这些临床特征的分子机制的存在,这些肿瘤细胞的特定基因和分子的概要文件。最近的报道显示基因组不稳定性(特别是肿瘤从短期生存患者),染色体改变,体细胞突变和多态性(2]。知道这个特定的脑部肿瘤细胞,一个人可以不知道,除了固有细胞功能,引发的炎症环境发展的恶性胶质瘤肿瘤不能影响特定的临床开发。
炎症和癌症之间的关系首先是建议在现代时间,到1863年菲尔绍,发现淋巴浸润在肿瘤组织中,因此这表明这些反映网站的癌症的起源的慢性炎症。大量实验证明出现近年来支持菲尔绍的概念3]。
在合成配方,炎症是定义为“癌症”的第七标志,由Colotta et al。4]。身体的反应和炎症和癌症有许多类比修理;炎症细胞和细胞因子在肿瘤更容易导致肿瘤生长,发展,构建一个有效的抗肿瘤和免疫抑制,而不是辩护。癌症易感性和严重程度往往与功能在细胞因子基因多态性有关。可塑性被Balkwill多亏尤文和,如果遗传损伤是癌症的“匹配灯火”,某些类型的炎症可能提供“燃料为火焰”[3]。
肿瘤起始和发展是一个复杂的过程,涉及基因突变,微观环境因素和炎症介质。在肿瘤环境中炎症标志物负责细胞增殖,肿瘤侵犯,标志着血管生成,抑制某些免疫功能的5]。
炎症是免疫系统响应外部或内部的侵略者,在某些组织如受伤或感染。典型的炎症的迹象包括肿胀、发红、疼痛,温度上升,随后失去功能。许多研究表明,绝大多数的肿瘤组织与炎症相关的迹象。然而,一个清晰的炎症和癌症之间的联系还没有被证明。
胶质母细胞瘤是最常见的和致命的原发性脑瘤。预后差,尤其是对于更高年级glioma-the中枢神经系统最常见的原发性肿瘤,组合超过40%的这类肿瘤,发病率从8%到27%不等(6]。
一系列广泛的细胞因子在癌症,显示修改表达式包括多形性成胶质细胞瘤(7,8]。
源于肿瘤细胞之间的相互作用和变化nontumour细胞,巨噬细胞,淋巴细胞,或基质细胞,并提供管理支持肿瘤生长、血管生成、入侵和转移(8- - - - - -10]。
脑癌的血管系统不当表达膜蛋白,导致血液外渗。生产的炎症介质(如细胞因子、一氧化氮)和肿瘤低氧参与了这些效应(11]。
痛苦属于炎症的“古典”标记,描述在2000多年前,由利乌克理索(液态气体,皮肤的红色,肿瘤等悲哀)。各种炎症分子的演员,包括介质的疼痛已经描述了近年来;一个关键的角色似乎是由细胞因子,有时出现进行小分子介质的乐团,一氧化氮和前列腺素等。许多研究表明,炎症可能参与肿瘤发展的不同阶段。一些癌症的危险因素如吸烟、酒精和生长因子可以激活信号通路与炎症(如NFκB和STAT3信号)。一些慢性感染导致炎症条件和与致癌作用(如乙型肝炎病毒)。化疗药物和γ辐照也可以干涉的规定一些基因的表达与炎症、生存、增殖,入侵,血管生成和癌症转移(12]。炎症可能参与通过突变致癌,基因组不稳定性和表观遗传修饰13]。此外,炎症可以参与癌变前的细胞增殖,刺激血管生成,促进转移性传播(图1)。
细胞因子中,经常发现在肿瘤过度表达水平,IL1-beta, tnf、il - 6、il - 10, IFN-gamma, CX3CL1,这些只是其中一部分,一直密切相关的痛苦很长一段时间(14- - - - - -16]。
在胶质母细胞瘤、头痛是最常见的声称迹象的患者,而且经常诊断设置太晚了对于一个成功的治疗方法。
承认全球研究工作领域的胶质母细胞瘤,我们已经开始着手研究循环细胞因子确定血清炎性模式可以描述成胶质细胞瘤病人的进化。因此,我们的研究调查了几个职业的血清和抗炎细胞因子,血管生成因子在脑瘤患者诊断阶段III和IV(胶质母细胞瘤),为了建立他们的角色和行为在肿瘤进展。
2。材料和方法
2.1。病人和样品
收集的样本(血清)55胶质母细胞瘤患者(28岁男性和27名女性;平均年龄:58和62年,分别地。,range: 37–79 years) from Neurology and Neurovascular Diseases National Institute, Elias Hospital Neurosurgery Department and 20 controls (healthy individuals with no known history of inflammatory or neoplastic diseases, 12 men and 8 women; mean age: 57 years, range: 25–70 years). Written informed consent has been obtained upon sample prelevation according to Helsinki II Declaration and Ethics Committee of Victor Babes National Institute of Pathology that has approved the study. The collection of total peripheral blood from patients and controls has been achieved in vacutainers (Systems, Becton Dickinson) without anticoagulant. Serum was aliquoted and stored at −80°C until analysis.
2.2。xMAP分析和ELISA
xMAP试验是根据制造商的协议和执行板使用Luminex 200系统进行分析。细胞因子水平和血管生成因素决定使用人类细胞因子12-plex装备,以12 analyte-specific珠集(同时量化)炎症il - 1β2,il - 6、TNF引发α、gm - csf和正无穷γ、抗炎il - 4、il - 10、il - 12和血管生成因子VEGF和FGF-2。多路数据采集和分析进行了使用STarStation 2.3。一式三份样本用于所有标本。值来衡量个体蛋白质多路复用的蛋白质阵列技术已被证明与单一ELISA测量。
与Quantikine Immunoenzymatic ELISA分析(研发系统)。血清生长因子水平决定根据制造商的协议。所有样本化验一式三份,以及细胞因子的平均值被考虑。光密度测量在450 nm Anthos天顶3100多模微板读者。最低检测浓度被认为是小于9.0 pg / mL VEGF bFGF和小于3.0 pg / mL。
2.3。统计分析
数据收集和表达为三个独立的重复的平均值±标准误差。通过一维方差分析组之间的差异进行分析;值小于0.05被认为是具有统计学意义;皮尔逊相关性(r, p)被用来探索细胞因子之间的关系表达式。使用SPSS 19.0软件进行统计分析。
3所示。结果与讨论
从多元分析发现(200年Luminex)强大的超表达il - 6、il - 1β肿瘤坏死因子-α,il - 10在胶质母细胞瘤患者(超过三倍刺激)。明显上调(2倍)被发现对VEGF, FGF-2,引发,2,gm - csf。与肿瘤细胞因子表达明显高于和强烈相关年级,增殖标记,并在恶性胶质瘤临床攻击性。比较病人团体和控制生长因子,获得的值由xMAP数组与ELISA分析获得的轮廓。
基于xMAP分析,平均血清水平的变化(控制)相比呈现在图2。
几个分子显示修改等离子体水平的2倍多,那就是,作为一个惯例,验收标准作为潜在的标记。然而,它也出现明显,一些细胞因子,患者广泛变化的时间间隔。更多细节表达提供了数据3,4,5,分布也可以更好的检查和控制的行为。
(一)
(b)
(c)
(d)
增强的il - 1的表达β似乎直接与il - 6和il - 4引发水平和反向关联。在大脑中,il - 1β调节生存和胶质母细胞瘤细胞的侵袭性,anti-IL-1β抗体抑制胶质母细胞瘤细胞的增长和入侵(17]。王等人表明,ln - 229年神经胶质瘤细胞系,il - 1β和TGF -β可以诱导神经胶质瘤干细胞表型和导致致癌作用18]。增强的分泌il - 1β由神经胶质瘤细胞il - 6,引发被杨报道et al。19),这些细胞因子与“绿带运动”的扩张(多形性成胶质细胞瘤)。在其他类型的癌症(胃和食管)、il - 1β参与致癌作用和扩散起到了至关重要的作用在化学carcinogen-induced肿瘤的发展20.,21]。
il - 6在胶质母细胞瘤病人中出现过表达(平均4倍)。测定血清水平符合肿瘤细胞分泌促炎细胞因子的能力,以及与il - 6在刺激血管生成中的作用。根据我们的数据,与il - 6表达il - 1β、引发和干扰素-γ。Ancrile等人显示il - 6参与致癌作用的血管生成和肿瘤生长,可能是一个潜在的anti-invasion目标(22]。U251, T98G U87毫克胶质母细胞瘤细胞系,il - 6促进血管内皮细胞迁移和促进肿瘤血管新生和入侵23,24]。放大的il - 6基因多形性成胶质细胞瘤患者是与减少生存25]。
血清肿瘤坏死因子水平α出现显著提高(),暗示很强的相关性与疾病;然而,与其他分子的相关性不是如此强大,表明它的含义在不同的/补充监管瀑布。-哈格曼-什纳布掌管等人表明TNF参与了肿瘤细胞入侵通过upregulation移动抑制因子(MIF)和增强基质金属蛋白酶在肿瘤细胞通过NF -生产κβ- - - JNK-signalling [26]。卵巢癌肿瘤坏死因子α刺激其他细胞因子(il - 6)、血管新生因子(VEGF)和趋化因子(CCL2和CXCL12),促进肿瘤生长和转移27]。其他的研究也表明TNF通过诱导趋化因子受体CXCR4表达增强迁移和转移,MCP-1,引发和基质金属蛋白酶(28,29日]。U373MG最近的研究,人类C6神经胶质瘤细胞系表明TNF -α通过JAK / STAT3通路诱导il - 6的合成和TNF抑制剂能降低肿瘤细胞入侵(30.,31日]。
引发被发现在病人血清差异(1.9折刺激),而控制。许多研究表明,IL8调节神经胶质瘤和参与促进血管生成。在PTEN-deficient胶质母细胞瘤细胞,镇压引发可以抑制胶质母细胞瘤细胞增殖和侵袭性32]。
小鼠模型的研究表明,移植的胶质母细胞瘤的肿瘤细胞,表达高水平的2、il - 4,或gm - csf显示增强肿瘤的生存。U87-MG胶质母细胞瘤细胞系表达高水平的gm - csf,发现和gm - csf表达只在文化源自星形细胞瘤(33]。
在胶质母细胞瘤患者中,平均超表达- 2 2倍,但病人组已经分布在一个小组的患者(55%)显示强烈提高水平的表达(5倍),而45%的患者表现出温和的表情增强平均增长了1.4倍。分布还不能与其他临床资料。统计分析(以及)表明,这两个子组代表不同的族群的胶质母细胞瘤患者,所以进一步的调查和集成更多的数据需要巩固和解释这个隔离。报告- 2用于癌症治疗的刺激t细胞介导的抗肿瘤活性。
抗炎细胞因子il - 4和il - 12在病人的血清出现在低水平相比,控制集团(图57 - 80%3)。il - 4参与细胞增殖的抑制作用,粘附分子,调节和感应JAK / STAT信号;il - 4受体在恶性胶质瘤细胞系和肿瘤标本胶质母细胞瘤患者,但是他的机制仍不清楚34]。许多研究在小鼠模型上显示il - 12是一个强大的抗癌因子可抑制植入胶质母细胞瘤的生长和提高生存时间(35]。
il - 10水平显著增加()。乍一看,il - 10的强劲增长看起来矛盾的总体平衡的职业——和抗炎细胞因子;然而,证明了先前的报道Kumar et al。36),报告显著增加患者的血清il - 10水平的间变性星形细胞瘤和胶质母细胞瘤。血清il - 10水平的增加也可能与神经胶质瘤诱导免疫抑制。同样的研究也发现显著降低血清胶质母细胞瘤、间变性星形细胞瘤,暗示系统性脑肿瘤对免疫系统的影响。rt - pcr和免疫测定胶质母细胞瘤的研究表明,il - 10 stem-cell-derived肿瘤球细胞的表达明显高于主要培养的胶质瘤细胞来自同一肿瘤(37]。il - 10明显在优质星形细胞瘤的肿瘤和有助于发展38]。
血清血管生成因子在胶质母细胞瘤患者明显升高,以xMAP ELISA分析和确认;VEGF和bFGF明显过表达(bFGF、修改,3.05倍VEGF,修改,3.2倍),见图5。血管生成因子的表达和分布配置文件是相同的在这两种检测方法,增加2.99倍的bFGF xMAP分析ELISA和VEGF和3.22的3.12和3.08,分别。
在GBM VEGF-VEGFR2信号是由连续的分泌VEGF配体,促进肿瘤生长、侵袭性和增强抵抗一些治疗(39]。抗血管治疗和VEGFR抑制剂可以延缓胶质母细胞瘤,但这种机制还不是很清楚40]。在体外和在活的有机体内研究表明,癌神经胶质瘤细胞分泌VEGF水平升高引起缺氧,抗血管治疗取消proangiogenic神经胶质瘤的影响(41- - - - - -43]。
FGF-2参与肿瘤的神经胶质瘤细胞通过激活Ras /皇家空军/ ERK信号,可以刺激血管生成在胶质母细胞瘤(44,45]。
我们的研究主要是针对评估的血清水平的一些细胞因子和血管生成因子在胶质母细胞瘤患者中,为了评估其适用性作为诊断,预后和监测生物标志物。不过,调查小组的许多组件多效性的分子,除了他们的主要角色作为细胞行为的监管机构,他们也扮演主要角色在炎症和/或肿瘤相关的疼痛。血清il - 1的含量β,肿瘤坏死因子α干扰素-γ胶质母细胞瘤患者,gm - csf显著增加。先前的研究Makimura et al。46]研究了26个细胞因子在癌症患者的血浆水平与响应吗啡治疗相关性;他们不能关联的水平与疼痛的水平,但能够关联的一些研究吗啡治疗的分子反应。根据川崎et al。47TNF和il - 1β导致增加的活动AMPA (2-amino-3 - (3-hydroxy-5-methyl-isoxazol-4-yl)丙酸)或NMDA (n -甲基- d)受体,而il - 1β和il - 6抑制gamma-amino-butyric酸(GABA)和雷克斯glycine-induced离子电流第二叶片痛觉受器,证明这些促炎细胞因子支持神经元兴奋性的增加。几项研究表明,促炎和抗炎细胞因子调节异常与致癌作用和肿瘤进展的固体癌症,如胰腺癌和结肠癌(48- - - - - -50]。
4所示。结论
我们的研究表明,细胞因子和血管生成因素水平与脑瘤行为密切相关。
的潜在生物标志物胶质母细胞瘤分期和预后,一组炎性细胞因子和血管生成因素比单身更相关的分子,我们的研究证明。此外,进一步的研究可能会生成一个多分子的面板,用于更好的患者分层和更适当的治疗方法。的参与细胞因子在炎症和疼痛,以及疼痛胶质母细胞瘤的相关性使他们可靠的调查目标,与潜在的诊断和治疗的应用。
xMAP技术可能是一个合适的工具tumoural发展的评价。xMAP技术的优势可能是微创技术,分子标记的筛选,验证假定的治疗靶点。
进一步分析蛋白表达和信号,蛋白质相互作用网络,与临床小组疼痛评分的实现,可能会导致炎症介质之间建立更清晰地连接,信号通路和tumoural发展目标,癌症治疗,癌症疼痛治疗。
疼痛是一种常见的症状被胶质母细胞瘤患者,其中一个主要症状进行调查和诊断,但是,不幸的是,最常诊断出现迟到或太迟了;细胞因子的集合可以添加在速度和准确性,从而使可能的早期诊断和治疗发作。
利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
作者要感谢Enciu安娜玛利亚,玛丽亚Cruceru琳达,安娜Neagu技术援助和Irina拉技术和语言帮助。这项工作在一定程度上支持赠款POS CCE 685 - 152/2010和PNII 93/2012。