肿瘤防治研究  2015, Vol. 42 Issue (12): 1206-1209
本刊由国家卫生和计划生育委员会主管,湖北省卫生厅、中国抗癌协会、湖北省肿瘤医院主办。
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文章信息

张鹏,冯斐斐,张巧,王家强,高嵩涛,姚伟涛,晋乐飞,王鑫,蔡启卿
ZHANG Peng, FENG Feifei, ZHANG Qiao, WANG Jiaqiang, GAO Songtao, YAO
低度恶性肌纤维母细胞肉瘤中NLRP3
Expression of NLRP3 Inflammasome Proteins in Low-grade Myofibroblastic Sarcoma
肿瘤防治研究, 2015, 42(12): 1206-1209
Cancer Research on Prevention and Treatment, 2015, 42(12): 1206-1209
http://www.zlfzyj.com/CN/10.3971/j.issn.1000-8578.2015.12.008

文章历史

收稿日期: 2015-02-06
修回日期: 2015-05-18
低度恶性肌纤维母细胞肉瘤中NLRP3
张鹏1, 冯斐斐2, 张巧2, 王家强1, 高嵩涛1, 姚伟涛1, 晋乐飞2, 王鑫1, 蔡启卿1     
1. 450008 郑州,郑州大学附属肿瘤医院(河南省肿瘤医院)骨与软组织肿瘤科;
2. 450001 郑州,郑州大学公共卫生学院卫生毒理系
摘要: 目的 探讨低度恶性肌纤维母细胞肉瘤(low grade myofibroblastic sarcoma,LGMS) 组织中NLRP3炎性体蛋白的表达与LGMS发展、转移和预后的关系及其意义方法 采用免 疫组织化学法检测13例手术切除的经病理检查确诊的LGMS瘤组织和瘤旁组织中Caspase-1、 ASC和NLRP3蛋白的表达,分析瘤组织中3个NLRP3炎性体蛋白表达与临床病理特征的关系, 并采用Pearson相关检验检测3个NLRP3炎性体蛋白两两之间的相关性。结果 瘤旁组织中 Caspase-1、ASC和NLRP3蛋白表达的平均吸光度值分别为(0.40±0.01)、(0.42±0.01)和(0.37 ±0.02),均明显高于肌纤维母细胞瘤组织,差异有统计学意义(P<0.05);LGMS转移患者和 复发患者瘤组织中Caspase-1、ASC和NLRP3蛋白表达明显低于未发生转移患者和原发肿瘤患者 (P<0.05);而瘤组织中NLRP3炎性体蛋白表达与年龄、性别和原发部位是否有慢性炎性反 应无关(P>0.05)。两组中Caspase-1、ASC和NLRP3蛋白表达水平两两之间均呈明显正相关 (P<0.05)。结论NLRP3炎性体 相关蛋白主要在LGMS瘤旁组织中 高表达,且其与LGMS转移与预后 有关。
关键词:      低度恶性肌纤维母细胞肉瘤     炎性体     Caspase-1     ASC     NLRP3    
Expression of NLRP3 Inflammasome Proteins in Low-grade Myofibroblastic Sarcoma
ZHANG Peng1, FENG Feifei2, ZHANG Qiao2, WANG Jiaqiang1, GAO Songtao1, YAO Weitao1, JIN Yuefei2, WANG Xin1, CAI Qiqing1     
1. Department of Bone and Soft Tissue Cancer, The Affiliated Cancer Hospital of Zhengzhou University (He’nan Cancer Hospital), Zhengzhou 450008, China;;
2. Department of Toxicology, College of Public Health, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China
AbstractObjectiveTo analyze the relationship of NLRP3 inflammasome proteins expression in low-grade myofibroblastic sarcoma(LGMS) tissues with the development, metastasis and prognosis of LGMS. Methods The expression of Caspase-1, apoptosis-associated speck-like protein containing a carboxy-terminal CARD(ASC) and NLRP3 proteins in 13 pairs of LGMS tissues and adjacent cancer tissues were detected using immunohistochemical method. The relationship between the expression levels of three NLRP3 inflammasome proteins in LGMS tissues and clinical characteristics were analyzed. The correlations between every two of these three NLRP3 inflammasome proteins were detected using Pearson correlation analysis. ResultsThe average optical density of Caspase-1, ASC and NLRP3 proteins expression in adjacent cancer tissues of LGMS were(0.40±0.01), (0.42±0.01) and(0.37±0.02), respectively, which were higher than those in LGMS tissues(P<0.05); Caspase-1, ASC and NLRP3 proteins expression in cancer tissues from LGMS patients with metastasis or recurrence were lower than those without metastasis or primary LGMS(P<0.05), but three NLRP3 inflammasome proteins expression in cancer tissues were not affected by age, gender or chronic inflammation diseases in the site of cancer(P>0.05). And there was all positive correlation between every two proteins from these three NLRP3 inflammasome proteins in two groups(P<0.05). ConclusionNLRP3 inflammasome proteins are expressed mainly in adjacent cancer tissues of LGMS, which is closely related to the metastasis and prognosis of LGMS patients.
Key words: Low-grade myofibroblastic sarcoma(LGMS)     Inflammasome     Caspase-1     ASC     NLRP3    
0 引言

低度恶性肌纤维母细胞肉瘤(low-grade myofibroblastic sarcoma,LGMS)是临床上一种非常少见 的恶性梭形细胞肿瘤,起源于间叶组织,主要由分 化程度不同的肌纤维母细胞组成[1],好发四肢及头颈 部。目前LGMS的病因和发病机制仍不十分明了。 富含亮氨酸的核苷酸结合域受体家族的模式

识别受体(nucleotide-binding domain leucine-rich repeat-containing,NLR)主要参与先天性免疫系统 形成的炎症[2],NLRP3(NLR protein 3)是NLRs家 族中的重要成员,其与半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶前 体(pro-caspase-1)和含有CARD羧基末端的细胞 凋亡相关斑点蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing a carboxy-terminal CARD,ASC) 共同组成NLRP3炎性复合体。其不仅在髓系细胞中 表达,而且在非髓系细胞中也存在NLRP3炎性体, 且参与多种疾病发生发展过程[3, 4]。例如其在肝细 胞中表达且参与肝癌的发展进程[5],然而NLRP3炎 性体在LGMS中的表达及作用尚未见报道。

本研究预收集LGMS瘤组织和瘤旁组织,检测 NLRP3炎性体3个蛋白的表达水平,及与肌纤维母 细胞肉瘤发生、发展的关系,为其发病机制研究 奠定基础,为LGMS的预防和治疗提供线索。

1 材料与方法 1.1 材料

收集2011年9月至2014年9月郑州大学附属肿 瘤医院骨与软组织肿瘤科13例软组织LGMS手术 切除标本,瘤组织经病理学确诊,瘤旁组织为距 离瘤组织5 cm以上组织。其中男8例,女5例;年 龄14~68岁,肿瘤原发部位:四肢11例,头颈部 2例;原发4例,复发9例。所有病例术前均无化 疗、放疗和免疫治疗史。所有患者术后均进行定 期随访,2年内每3月复诊一次,第3年每6月复诊 一次,随访率为100%。本研究已获得郑州大学附 属肿瘤医院伦理委员会批准。

1.2 NLRP3炎性体3个蛋白的检测

采用免疫组织化学SP法,兔抗人Caspase-1和 NLRP3多克隆抗体购于武汉博士德生物工程有限 公司、羊抗人ASC多克隆抗体购于Santa Cruz公 司,SP免疫组织化学试剂盒和DAB显色剂均购于 北京中杉金桥生物技术开发公司。

染色Caspase-1、ASC和NLRP3一抗均按1:100 稀释,用PBS代替一抗作为空白对照,DAB显 色,程序严格按试剂盒说明书进行,苏木精对比染色,脱水,透明,封片。应用江苏捷达科技公 司图像采集分析系统,在高倍显微镜下(×200和× 400)每张切片选取阳性细胞集中的10个视野采集 图像,之后采用Image-Pro Plus 6.0图像分析软件, 测量每个视野下阳性表达区域的累积吸光度,并 求出每张切片的平均吸光度值。

1.3 统计学方法

采用SPSS15.0统计软件包进行数据处理,平 均吸光度值采用均数±标准差表示,两组间均数 比较采用t检验,3个指标间两两相关采用Pearson 相关分析,检验水准为双侧α=0.05。

2 结果 2.1 瘤组织和瘤旁组织NLRP3炎性体Caspase-1、ASC、NLRP3蛋白的表达

NLRP3炎性体中Caspase-1、ASC和NLRP3蛋 白均主要表达在细胞质中,染色呈棕黄色,瘤旁 组织中Caspase-1、ASC和NLRP3蛋白表达水平均 明显高于低度恶性肌纤维母细胞瘤组织,差异有 统计学意义(P<0.05),见图 1表 1

A: ×200; B: ×400; ASC: apoptosis-associated speck-like protein containing a carboxy-terminal CARD; NLRP3: nucleotide-binding domain leucinerichrepeat-containing protein 3 图 1 低度恶性肌纤维母细胞肉瘤组织和瘤旁组织中NLRP3炎性体Caspase-1、ASC和NLRP3蛋白的表达 Figure 1 Expression of three NLRP3 inflammasome proteins in LGMS and adjacent cancer tissues detected by immunohistochemistry

表 1 低度恶性肌纤维母细胞肉瘤组织和瘤旁组织NLRP3 炎性体Caspase-1、ASC、NLRP3蛋白的表达水平 Table 1 Average optical density(AOD) of Caspase-1, ASC and NLRP3 proteins in LGMS and adjacent cancer tissues
2.2 瘤组织中NLRP3炎性体Caspase-1、ASC、NLRP3蛋白的表达与肌纤维母细胞肉瘤患者临床 病理特征的关系

LGMS转移患者和复发患者瘤组织中Caspase-1、 ASC和NLRP3蛋白表达明显低于未发生转移患者和 原发肿瘤患者(P<0.05);而与年龄、性别和原发部 位是否有慢性炎性反应无关(P>0.05),见表 2

表 2 低度恶性肌纤维母细胞肉瘤组织NLRP3炎性体Caspase-1、ASC和NLRP3蛋白的表达与患者临床病理特征的关系 Table 2 Relationship between three NLRP3 inflammasome proteins expression in LGMS tissues and clinical characteristics of LGMS patients
2.3 两组中NLRP3炎性体Caspase-1、ASC、NLRP3蛋白间相关性分析

两组中Caspase-1、ASC和NLRP3蛋白表达水 平两两之间均呈明显正相关:Caspase-1与ASC 表达呈正相关(r=0.762,P=0.028); Caspase-1与 NLRP3表达呈正相关(r=0.805,P=0.019); ASC与 NLRP3表达呈正相关(r=0.784,P=0.026)。

3 讨论

肌纤维母细胞最早于1971年被Gabbiani在肉芽 组织中发现,其在超微结构和部分功能上同时具有 纤维母细胞和平滑肌的部分特点[6]。起源于肌纤维母 细胞的良性肿瘤有炎性肌纤维母细胞瘤(inflammatory myofibroblastic tumor,IMT)和肌纤维瘤(myofibroma), 而低度恶性肌纤维母细胞肉瘤(low-grade myofibroblastic sarcoma,LGMS)是来源于肌纤维母 细胞的一种恶性肿瘤,在新的WHO软组织肿瘤分类 中被列为独立的疾病类型[7]。LGMS发病率很低,主 要发生于成人,男性略多于女性,发病部位多见于四 肢和头颈。LGMS能转移至脑[8]、肺和心脏[9]等部位。

有文献报道[10]该病的发生可能与炎性反应、感 染或自身免疫功能异常等因素有关,通过异常病 灶愈合或在炎性细胞因子的作用下促使成纤维细 胞增殖和胶原异常修复而形成肿瘤。

介导炎性反应发生的有细胞膜受体和细胞质 受体,NOD样受体(NOD like receptor,NLR)是一类存在于细胞质的受体,NLRP3是其中之一。 NLRP3炎性体是由NLRP3、ASC和Pro-caspase-1组 成的蛋白复合体,当其被细胞质中的一些危险信号 激活后,Pro-caspase-1被裂解为成熟的Caspase-1, 而成熟的具有活性的Caspase-1能进一步裂解IL-1β 和IL-18的前体(pro-IL-1β和pro-IL-18)为成熟体并 分泌至细胞外,发挥其促炎作用[11]。此外,决定细 胞的命运是NLRP3炎性体的另一个功能,即激活的 NLRP3炎性体能够促进细胞死亡[12]

NLRP3炎性体与炎性疾病发生关系密切。例如 NLRP3炎性体促进动物过敏性哮喘的发生和气道 炎性因子的分泌[13, 14];并能够促进小鼠诱导性肠炎 的发生[15]。近年来专家们开始着力于研究NLRP3炎 性体与肿瘤的关系,研究显示肝癌瘤旁组织中炎性 体Caspase-1、ASC和NLRP3三个蛋白的表达水平 均明显高于肝癌组织[5],与本研究的结果一致。

本研究显示LGMS转移患者和复发患者瘤组织 中Caspase-1、ASC和NLRP3蛋白表达明显低于未 发生转移患者和原发肿瘤患者,即LGMS瘤组织中 炎性体相关蛋白表达水平高时,LGMS不容易发 生转移,且手术切除后不易复发,表明NLRP3炎 性体能够抑制LGMS的转移,并影响其预后。有 类似的文献支持本研究的结果,例如NLRP3能够 抑制自然杀伤细胞介导的肺癌转移[16],且研究[5]显 示随着肝癌病理分期的升高,Caspase-1、ASC和 NLRP3蛋白表达水平均明显降低,提示该炎性体 对肝癌的进展具有一定的保护作用。

LGMS可能在炎性反应的作用下成纤维细胞出 现异常,释放损伤相关分子信号,从而进一步促进 炎性反应发展和细胞损伤。成纤维细胞损伤后会 反馈性的进行补偿性细胞再生,而异常的细胞再 生可能会增加LGMS的发生风险;而NLRP3炎性体 作为一种细胞质内的危险信号识别受体,其表达减 少可能会忽视细胞质中的危险信号而错误地允许 异常细胞存活[5],最终导致肿瘤的发生。这可能是 NLRP3炎性体对LGMS发展发挥保护作用的原因。

但也有报道显示NLRP3炎性体能够促进黑色 素瘤的生长和转移[17],并能促进胃癌的侵袭[18]。 这可能和NLRP3炎性体激活后释放入肿瘤微环境 中较多的细胞因子(IL-1β和IL-18)有关[19]。因此 NLRP3炎性体在肿瘤,特别是LGMS转移和预后的 作用仍需进一步深入探讨。

本研究还发现NLRP3炎性体3个蛋白表达水平 两两之间呈明显正相关,这可能是因为只有这3个蛋 白结合在一起形成复合物才能被激活而发挥作用。

本研究首次报道NLRP3炎性体3个蛋白在 LGMS中的表达及与临床指标间的关系,为LGMS 的发病机制、预防和治疗提供一定的理论基础。

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