人胶质瘤血管内皮糖萼的可视化

Visualizing the endothelial glycocalyx in human glioma vasculature

作者信息Kazufumi Ohmura, Hiroyuki Tomita, Hideshi Okada, Noriyuki Nakayama, Naoyuki Ohe, Tsuyoshi Izumo, Akira Hara
PMID40035915
发布时间2025-04
DOI10.1007/s10014-025-00498-z

实验完整度

中

包含患者样本的电子显微镜形态学观察、定量测量和凝集素染色成分分析,但缺乏功能验证和机制验证。

主要模型

人胶质瘤手术标本(包括胶质母细胞瘤、星形细胞瘤、少突胶质细胞瘤) 肿瘤核心血管和肿瘤边缘血管

重点核对

患者样本类型及WHO分级(胶质母细胞瘤IDH野生型、星形细胞瘤IDH突变型4级、少突胶质细胞瘤IDH突变1p/19q共缺失3级) 硝酸镧染色用于电子显微镜观察内皮糖萼 内皮糖萼高度测量:每例随机选择5个毛细血管,沿血管壁取5个点测量平均高度 凝集素染色:使用20种不同凝集素,定量分析荧光强度,比较肿瘤核心与边缘的差异 统计方法:Wilcoxon秩和检验,显著性水平p<0.05

摘要

胶质瘤是成人中最常见的原发性脑肿瘤。然而,尽管治疗取得了进展,胶质母细胞瘤仍然特别难以治疗。因此,需要新的更有效的治疗方法。内皮糖萼覆盖内皮细胞的管腔表面,在血管稳态中发挥重要作用。肿瘤血管通常具有增加的渗透性,但其中一些模仿正常的脑血管构成血脑屏障并保留药物屏障功能。因此,脑肿瘤血管被认为构成血肿瘤屏障。关于人脑肿瘤血管内皮糖萼的报道很少。我们旨在可视化人脑肿瘤血管内皮糖萼,并评估其在胶质瘤血管和正常毛细血管中的微结构差异。研究了在我们机构接受肿瘤切除术的胶质瘤患者的手术标本。我们使用硝酸镧电子显微镜观察了人胶质瘤标本中脑肿瘤血管的微结构。在人胶质瘤脉管系统中鉴定出内皮糖萼,其微结构在肿瘤边缘和核心之间有所不同。这些变化可能影响肿瘤血管生成和血管重塑,有助于推进针对人胶质瘤的靶向治疗和诊断。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
人胶质瘤血管内皮糖萼是否可以被可视化,以及其在肿瘤核心和边缘的微结构和组成是否存在差异?
核心机制
文中未明确说明具体机制,但提出内皮糖萼的微结构和组成差异可能影响肿瘤血管生成和血管重塑。
主要证据
使用电子显微镜(SEM和TEM)结合硝酸镧染色,在9例胶质瘤手术标本中观察到内皮糖萼;定量分析显示肿瘤边缘内皮糖萼高度显著高于核心(0.88±0.2 µm vs 0.4±0.19 µm, p<0.01);凝集素染色显示多种凝集素(PHA-L, UEA I, PNA, Con A, LCA, SBA, STL)在肿瘤核心和边缘的染色面积有显著差异。
研究意义
作者提出这些发现可能为未来靶向肿瘤血管的疗法和诊断提供基础。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

临床样本收集与影像定位

获取胶质瘤手术标本,并确定肿瘤核心和边缘区域。

收集2023年6月30日至2024年5月10日期间在岐阜大学医院接受肿瘤切除术的9例胶质瘤患者的手术标本;术前进行钆增强MRI,术中利用导航系统确定钆增强区(肿瘤核心)和非增强区(肿瘤边缘)。

2

电子显微镜观察内皮糖萼

观察人胶质瘤血管内皮糖萼的存在及其微结构。

使用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察肿瘤血管;关键步骤是使用硝酸镧染色以可视化内皮糖萼;SEM用于三维观察,TEM用于定量高度。

3

定量分析内皮糖萼高度

比较肿瘤核心和边缘内皮糖萼高度的差异。

在TEM图像中,每个病例随机选取5个毛细血管,沿血管壁取5个点(避开细胞核)测量内皮糖萼高度,计算平均值;统计分析使用Wilcoxon秩和检验。

4

凝集素染色分析糖萼成分

比较肿瘤核心和边缘内皮糖萼中碳水化合物成分的差异。

使用20种不同凝集素对冰冻切片进行双重染色(凝集素和CD31抗体),通过ImageJ定量分析荧光强度,比较肿瘤核心和边缘的染色面积。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Intera Achieva Quasar-dual 3.0Philips--
钆布醇Bayer--
BrainLAB导航系统BrainLAB--
Tissue OCT包埋剂Sakura Finetek--
Leica CM1850冷冻切片机Leica Microsystems--
抗CD31抗体Abcamab76533
Histofine Simplestain Max PO (R)Nichirei--
DAB显色液Sigma-Aldrich--
凝集素筛选试剂盒Vector Laboratories--
链霉亲和素-DyLight 594Vector Laboratories--
山羊抗兔IgG H&L (DyLight 488)Abcamab96899
DAPIDOJINDO--
BX53显微镜Olympus--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
患者样本与分组
患者数量、肿瘤类型、WHO分级、原发/复发状态
阅读提示:Methods - Patients, Results - 第一部分, Table S1
MRI成像
MRI参数、造影剂种类及剂量,以及肿瘤核心和边缘的确定方法
阅读提示:Methods - MRI
组织处理
组织固定、包埋、切片厚度(5 μm)、冷冻切片制备条件
阅读提示:Methods - Tissue preparation
电子显微镜观察
固定液配方(含硝酸镧)、组织块大小、切片厚度、设备型号
阅读提示:Methods - Scanning and transmission electron microscopy
内皮糖萼高度定量
每个病例测量的毛细血管数量、测量点数量、统计方法
阅读提示:Methods - Quantitative assessments of the endothelial glycocalyx height, Figure 2G
凝集素染色
凝集素种类、浓度、孵育时间、定量分析方法、统计方法
阅读提示:Methods - Double staining with fluorescence-labeled lectins and anti-CD31 antibody, Methods - Assessment of lectin-staining intensity, Figure 3, Table S2