Title
β-catenin expression in glioma with reference to angiogenesis 1)
Immunohistochemical analysis of β-catenin in
N-ethyl-N-nitrosourea-induced rat gliomas : Implications in regulation of
angiogenesis 2) Differential expression of β-catenin in human
glioblastoma multiforme and normal brain tissue( 内容の要旨
(Summary) )
Author(s)
矢野, 大仁
Report No.(Doctoral
Degree)
博士（医学）甲 第449号
Issue Date
2000-07-19
Type
博士論文
Version
URL
http://hdl.handle.net/20.500.12099/14673
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氏名 (本籍) 学位の種類 学位授与番号 学位授与日付 学位授与の要件 学位論文題目 審 査 委 貞 矢 野 大 仁(岐阜県) 博 士(医学) 甲第 449 号 平成12 年 7 月19 日 学位規則第4条第1項該当
β-Catenin expressionin glioma with reference to angiogenesis
l)lmmunohistochemicalanalysis of β-Cateninin
N-ethyl-N-njtrosourea-induced rat gliomas:lmplicationsin regulation of ang10geneSis
2)Differentialexpression of β-Cateninin human glioblastoma
multiforme and normalbrain tissue
(主査)教授 坂 井 昇
(副査)教授 森 秀 樹 教授 高 見 剛
論 文 内 容 の 要 旨
悪性脳腫瘍の発育に関わる重要な因子として血管の新生が挙げられる｡脳腫瘍における血管新生の機序につい
ては従来より,VEGF(vascularendothelialgrowth factor)やbFGF(basic fibroblastgrowth factor)な どをはじめとする血管増殖因子に関心が寄せられてきたが,血管内皮や周皮細胞及び平滑筋細胞などで構成され
る血管細胞の相互間における細胞接着因子や細胞骨格に注目,言及した報告はない｡神経膠芽腫に極めて特徴的 な糸球体様に増生する血管は,その無造作な増生の故に,血管構成細胞間の接着や細胞骨格の状態は,正常脳に おける血管細胞と比較して何らかの変化を呈していることが予想される｡申請者はかかる血管細胞接着関連蛋白
の一つであるβ-Cateninに着目した｡この蛋白は正常血管内皮の管腔形成に関わるVE(vascular endothelial) Cadherinの裏打ち蛋白であり,一方で癌抑制遺伝子であるAPC(adenomatous polyposis coli)とともに,そ の変異が大腸癌などのtumorigenesisに重要な役割を果たすこと,またアプリカツメガェルの体軸に関する実験
から細胞の極性にも関与するなどの機能が報告されている｡本研究ではβ-Cateninがtumorigenesisと細胞の極 性との関連性を有することから,脳腫瘍における血管増生に関与するか否かについて免疫組織学的に解析した｡
対象及び方法
論文1)対象はN-ethyl-N-nitrosourea(ENU)で誘発されたratglioma45例[benign glioma(BG)8例, anaplasticglioma(AG)34例,glioblastoma multiforme(GBM)3例]とrat normalbrain45例でホルマ
リン固定パラフィン包埋された標本を用いて,microwave処理(15分)後,β-Cateninに対する免疫染色をLSAB 法にて行い,更に血管基底膜同定のためPAS染色を追加して二重染色とした｡増殖能の評価にはNucleolar Organizerregion-aSSOCiated argyrophilicprotein(AgNOR)染色を行い,腫瘍血管,正常脳血管,腫瘍細胞 及び正常ダリア各々について200cellnucleiから平均値を算出し,統計学的処理を行った｡ 論文2)対象は手術摘出されたGBM32例と剖検正常脳10例で,ホルマリン固定パラフィン包埋された標本を 用い七,β-Cateninに対する免疫染色及びPASによる二重染色法は論文1と同様に行った｡β-Cateninの染色を分 子レベルから確認するため,GBM2例とてんかん患者1例の病巣周辺部から摘出された大脳白質組織を用いてβ-Cateninに対するWestern blottingを行った｡ 結 果 論文1)rat正常脳における血管は45例中35例で血管の細胞間に限局してβ-Cateninが染色された(junctional Staining)のに対し,ENU誘発腫瘍例の腫瘍内血管は細胞質に涌漫性の染色(cytoplasmicstaining)が見られ, 核も濃染(mclearstaining)された｡BG,AG,GBM各腫瘍間における血管細胞についてcytoplasmicstajning は8例(62･5%),27例(79.4%),3例(100%),またnuclea∫･Stai血gは2例(25.0%),9例(26.5%),ユ例(33.
3%)と両染色共に腫瘍の悪性度の上昇に伴って増加を示した｡AgNORによる増殖能の評価では,その平均値 は腫瘍細胞,腫瘍血管共に,腫瘍の悪性化に伴って増加を示し,正常脳のダリア,正常血管の平均値との間で有 意善が各々で認められたb<0.0001)｡また腫瘍細胞のAgNORの平均値と腫瘍血管の平均値とは正の相関関係 が認められた(correlation O.56;P<0.0001)｡ 論文2)剖検正常脳の血管ではβ-Cateninが全例junctionalstainingを呈した｡GBMの腫瘍血管では26例(81･ 3%)にcytoplasmicstainingを認め,この内4例(12.5%)はnuclear stainingが認められた｡正常脳ではβ-cateninは神経網が弱陽性を示したのに対し,ダリアは全例で陰性であった｡腫瘍例においては腫瘍細胞の細胞 間(junCtionalstaining)と細胞質(cytoplasmicstaining)の両者が染色され,31例(96･9%)が陽性であっ た｡WesternblottingによりGBM及び白質の両組織から92kDa(β-Catenin)のバンドが検出され,免疫染色 の結果が分子レベルで裏付けられた｡ 考 察 論文1)ではratgliomaにおいて,腫瘍血管は正常血管と異なってirregularな形態をしばしば呈し,AgNOR でその増殖能を評価すると,正常血管より有意差を持って高く,さらに腫瘍血管は周囲の腫瘍細胞の増殖に応じ て増殖していることが示唆された｡β-Cateninの免疫染色の結果から,β-Cateninは正常血管では細胞間に局在 するのに対し,腫瘍血管では細胞質や核に移行する事が判明した｡論文2)では,ヒトGBMのirregularな形態 を呈する血管増生部についてβ-Cateninの局在を正常脳血管と比較したところ,正常血管では細胞間に局在を示 したβ-Cateninが,腫瘍血管ではratgliomaと同様,細胞質内や核内に局在変化することが確認された｡免疫染 色で観察されたこれらの変化はt消化器癌の癌細胞においても見られ,β-Cateninがアポトーシスの抑制や増殖 能の獲得との関連因子と考えられていることから,脳腫瘍血管においても同様な機序で血管増生に寄与すること が推察される｡また,メラノーマ細胞を用いたin vitroの実験において,ePithelialphenotypeからmesenchymal phenotypeに形態変化を起こす時にもβ一Cateninが細胞表面から細胞質内や核内へ局在変化することが報告され ており,腫瘍血管の形態変化にもβ-Cateninが関与することが推察される｡本研究に示された腫瘍血管における β-Cateninの局在変化は,腫瘍血管の増殖能の獲得と形態変化に関連性を有していることが推察され,β-Catenin が脳腫瘍の血管増生に関与する可能性が示唆された｡ 論文審査の結果の要旨 申請者 矢野大仁は,N-ethyl-N-nitrosoureaで誘発されたratgliomaとrat正常脳,及び外科的に摘出された ヒトglioblastomamultiformeとヒト剖検正常脳に対するβ-Cateninの免疫組織学的検討を行った0その結果, 正常脳の血管と腫瘍内の血管ではβ一Cateninの局在に変化が生じ,ratgliomaではその頻度が腫瘍の悪性度に伴っ て上昇していることが明らかとなり,β-Cateninが脳腫瘍における血管増生に関与する可能性をin vivoで示し た｡本研究の成果は脳神経外科および神経腫瘍学の発展に少なからず寄与するものと認める｡ [主論文公表誌]
ImmunOhistochemicalanalysis ofβ-Cateninin N-ethyl-N-nitrosourea-induced rat gliomas: Implicationsin regulation of anglOgeneSis
NeurologicalResearch(in press)
Differentialexpression ofβ-Catenininlmmanglioblastomamultiformeandnormalbrain tissue
NeurologicalResearch(in press)
