尿路上皮分化特异糖蛋白与膀胱癌分化的相关性研究

中华泌尿外科杂志 2000年第3期第21卷 论著

作者：孔祥田　席志军　宓培　曾荔　夏同礼　张志文　郭应禄

单位：（北京医科大学第一医院，北京医科大学泌尿外科研究所　100034）

　　关键词： 膀胱肿瘤；病理学

　　摘　要：目的　探讨尿路上皮分化特异的糖蛋白(UP)表达与膀胱癌分化程度的相关性。方法　用免疫组织化学方法研究UPⅡ-Ⅲ在96例膀胱移行细胞癌的表达情况，并与膀胱癌的WHO分级进行对照研究。结果　UP在G₁组乳头状移行细胞癌的表达率为100.0%（19/19），G₂组为90.5%（38/42），两组间差异无显著性（P=0.40）。但明显高于G₃组的51.4%（18/35），P=0.0001，关联系数为44.5%。G₁、G₂组UP表达主要在乳头的外周和囊腔，两组间差异无显著性（P1=0.20，P2=0.21）。G₃组则主要在胞浆内，明显高于 g₁、G₂组（P=0.0026）。结论　UP表达与膀胱癌分化程度有相关关系，膀胱癌分化越好，UP的表达比例越高。

Correlation between expression of urothelial differentiation-associated uroplakin and differentiation of bladder transitional cell carcinoma

KONG Xiangtian（Institute of Urology, Beijing Medical University, Beijing 100034,China）

　　xI Zhijun, MI Pei（Institute of Urology, Beijing Medical University, Beijing 100034,China）

　　Abstract：Objective　To probe into the correlation between expression of urothelial differentiation dependent uroplakins (UP) and differentiation state of bladder cancer.Methods　Immunohistochemical stain was applied to 96 cases of different WHO grading bladder cancer, polyclonal UPⅡ-Ⅲ antibody as the primary antibody.Results　100.0%(19/19) of grade Ⅰ transitional cell carcinoma(TCC), and 90.5%(38/42) grade Ⅱ TCC were positive for UP(P=0.40).Whereas,these were statistically higher than that of grade Ⅲ TCC, which was 51.4%(18/35) positive for UP(P=0.0001, the correlation coefficient being 44.5%. The expression of UP was mainly observed at the peripheral and luminal of the papilla in grade Ⅰ and grade Ⅱ TCC of urinary bladder with no statistical significance in these two groups(P1=0.20, p2=0.21).Whereas,UP expression was at the cytoplasm in grade Ⅲ.Which expression was higher than that of grade Ⅰ and grade Ⅱ (P=0.0026).Conclusions　There is correlation between UP expression and the differentiation of bladder cancer, the better differentiation the higher expression.

　　Key words：Bladder neoplasms　Pathology▲

　　尿路上皮分化特异糖蛋白(Uroplakins,UP)主要存在于移行上皮分化较好的伞状细胞层，而移行上皮的基底层和大部分中间层细胞无UP的表达^［1，2］。我们应用免疫组织化学方法研究了UP在不同分化程度膀胱移行细胞癌的表达情况，以探讨UP的表达与膀胱癌分化程度的相关性。

　　材料和方法

　　一、标本的选择

　　采用本院1997年1月至1999年3月膀胱癌石蜡标本96例，按WHO分级标准分为3组，G₁组19例，G₂组42例，G₃组35例。每个蜡块切免疫组化切片1张和HE切片1张备用。

　　二、免疫组化染色

　　采用DAKO公司的EnVision+过氧化物酶免疫组化染色系统进行染色。一抗兔抗牛UPⅡ-Ⅲ多克隆抗体（1∶12000）由北京大学生命科学院丁明孝教授惠赠。二抗抗兔IgG(工作液)和过氧化物酶偶联物及DAB由DAKO公司提供。

　　石蜡切片经脱水、封闭内源性过氧化物酶、微波抗原修复、一抗室温孵育1h、过氧化物酶标多聚体孵育30min，DAB显色10min后终止。每步间用PBS冲洗3次。苏木素复染、封片后观察。

　　预实验以人正常输尿管和膀胱做研究对象，分别以1∶2000、1∶5 000、1∶10 000、1∶12 000和1∶15 000的浓度进行染色。选1∶12000染色效果最佳的浓度做终浓度。实验设阴性和阳性对照。

　　三、结果判断及统计学处理

　　移行上皮癌细胞中有棕黄色颗粒出现判为阳性，无为阴性。

　　对结果进行χ²检验和精确概率检验及相关分析。

　　结　　果

　　正常膀胱、输尿管UP主要位于伞状细胞层及紧邻其下的少数中间层细胞。基底层细胞和大部分中间层细胞无UP表达。

　　不同分级膀胱癌UP的表达以WHO分级为准，G₁组UP表达率为100.0%（19/19），G₂组为90.5%（38/42），G₃组为51.4%（18/35）(图1,2)。经χ²检验，G₁、G₂组差异无显著性（P=0.40）。而这两组表达率明显高于G₃组，P=0.0001。关联系数为44.5%。不同分级膀胱癌UP表达部位的差异见表1。

图1　膀胱乳头状移行细胞癌(G₁)的UP表达箭头所示乳头的外周和囊腔有UPⅡ-Ⅲ表达。EnVision⁺免疫组化染色

图2　膀胱移行细胞癌(G₃)的UP表达细胞浆内有UPⅡ-Ⅲ表达，图右下方正常膀胱上皮表层有UPⅡ-Ⅲ表达(箭头示)。En vision⁺免疫组化染色

表1　膀胱移行细胞癌UP表达部位（%）

　　* P值为G₁+G₂与G₃比较讨　　论

　　尿路上皮的细微结构研究发现，尿路上皮的腔表面细胞膜上覆盖着许多直径0.3～0.5μm的脂样斑块。高倍电镜显示，胞膜上的这些斑块表现为不对称单位膜（AUM）即斑块的腔表面厚度（8nm）约是胞浆内层厚度（4nm）的2倍，表现为内外层厚度的不对称性。AUM是由相对分子质量15000、27 000、28 000和47 000四种蛋白构成。根据其被发现的顺序和相对分子质量不同分别命名为UroplakinⅡ（UPⅡ）、UPIa、UPIb uPⅢ。并制备了相应的抗体^［1-4］。免疫电镜和免疫荧光均证实这组蛋白主要位于移行上皮的伞状细胞层，而基底层和中间层则无此蛋白表达，提示它们是分化相关的膜蛋白^［5］。转基因鼠和免疫组织化学证明此组蛋白仅存在于尿路移行上皮，有尿路上皮的高度特异性和种属进化的高度保守性^［6］，是尿路上皮高度特异的分化相关的膜蛋白，但其表达与膀胱癌分化程度是否有关未见详细报道。

　　我们应用兔抗UPⅡ-Ⅲ多克隆抗体检测了96例人膀胱移行细胞癌的表达情况，并与WHO分级进行对照研究，发现G₁组和G₂组的表达率明显高于G₃组，UP的表达与膀胱癌的分级有相关关系。尽管G₁组和G₂组膀胱癌在分化程度和生物学行为上有差异^［7］，但在表达率和表达部位上差异无显著性，G₃组表达率明显低于G₁、G₂组说明肿瘤分化差者表达率低。Moll等^［8］曾对106例膀胱癌进行了UP表达的检测，16例乳头状非浸润癌（Ta）者中14（88%）例有UP的表达，55例浸润性膀胱癌（T₁～T₄）者中29例（53%）有UP-Ⅲ表达，35例移行细胞转移癌23例（66%）者有UP表达。35例转移癌者中G₁、G₂的表达部位以囊腔和乳头外周多见，G₃仅有1例在癌巢的外周表达。本研究结果与此相似，但Moll等没有作不同分化程度的膀胱癌与UP表达的统计学结论。177例各种各样的非移行细胞癌无UP的表达说明UP是尿路上皮高度特异的标志性蛋白，其表达对不明来源的转移癌的鉴别有诊断价值。

　　尽管UP表达被作为判断体外培养的尿路上皮向伞状细胞分化的标志蛋白^［9］，但膀胱癌细胞绝大多数是分化不好的细胞，只有少数细胞分化成表达UP的伞状细胞。仔细观察染色切片发现，UP在膀胱癌的表达有局限性，它主要在G₁、G₂膀胱癌的乳头外周、囊腔和G₃膀胱癌的胞浆表达。我们判断膀胱癌的分化程度主要不是靠移行细胞癌乳头的外周细胞，而是看整个乳头细胞的层次、核的极向和核的异形性^［7］，而恰恰是这些细胞很少有UP的表达。用这些少数UP阳性细胞来判断膀胱癌的分化程度有一定的局限性。从表达强度看，G₃组的表达强度有的并不低于G₁、G₂组，也不能得出表达强度强分化好的结论。所以UP的局限性表达尽管与膀胱癌的分化程度有相关性，但还代表不了膀胱癌的分化程度，UP还不宜作为膀胱癌分化程度的标志蛋白。

　　参考文献：

　　［1］Yu J, Manabe M, Wu XR, et al. Uroplakin I: a 27 000 protein associated with the asymmetric unit membrane of mammalian urothe-lium. J Cell Biol, 1990, 111∶1207-1216.

　　［2］Wu XR, Manabe M, Yu J, et al. Large scale purification and immunolocalization of bovine uroplakins I,II andⅢ. J Biol Chem, 1990,265∶19170-19179.

　　［3］Wu XR,Sun TT. Molecular cloning of a 47 000 tissue-specific and differentiation dependent urothelial cell surface glycoprotein. J Cell Science,1993, 106∶31-43.

　　［4］Yu J, Lin JH, Wu XR, et al. Uroplakins Ia and Ib, two major differentiation products of bladder epithelium, belong to a family of four transmembrane domain(4TM) proteins. J Cell Biol, 1994, 125∶171-182.

　　［5］Ker DE, Liang F, Bondioli KR, et al. The bladder as a bioreactor: urothelium production and selection of growth hormone into urine. Nature biotechnology, 1998, 16∶75-79.

　　［6］Wu XR, Lin JH, Walz T, et al. Mammalian uroplakins. A group of highly conserved urothelial differentiation—related membrane proteins. J Biol Chem,1994, 269∶13716-13724.

　　［7］Mostofi FK, Sobin HL, Torlini H. Histologic typing of urinary bladder tumors. Geneva, World Health Organization.1973,1-123.

　　［8］Moll R, Wu XR, Lin JH, et al. Uroplakins, specific membrane proteins of urothelial umbrella cells, as histological markers of metastatic transitional cell carcinomas. Am J Pathol, 1995, 147∶1383-1397.

　　［9］Surya B, Yu J, Manabe M, et al. Assessing the differentiation state of cultured bovine urothelial cells:elevated synthesis of stratification-related k5 and k6 ketatins and persistent expression of uroplakin I. J Cell Science, 1990,97∶419-432.

收稿日期：1999-06-28