缺氧誘導(dǎo)因子－1α及血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子在前列腺增生和癌變組織中的表達(dá)及對(duì)判斷預(yù)后的意義

韓麗華，孫佩杰，吳璠，潘曉蔚

(沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院形態(tài)中心實(shí)驗(yàn)室，遼寧 沈陽(yáng) 110034)

缺 氧 誘 導(dǎo) 因 子－1α (hypoxia－inducible factor－1α，HIF－1α)是在缺氧條件下腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的一種核轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)節(jié)細(xì)胞適應(yīng)低氧狀態(tài)下的能量代謝和氧的運(yùn)輸，是體內(nèi)維持細(xì)胞內(nèi)氧平衡的主要調(diào)控因子，能激活腫瘤組織中包括血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子 (vascular endothelial growth factor，VEGF)在內(nèi)的多種靶基因的轉(zhuǎn)錄活性，提高腫瘤細(xì)胞的生存率。本實(shí)驗(yàn)研究采用免疫組織化學(xué)方法檢測(cè)HIF－1α及 VEGF在前列腺增生 (benign prostatic hyperplasia，BPH)和前列腺癌中的表達(dá)情況，探討其在腫瘤的生長(zhǎng)和浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移中的臨床意義。

1 材料與方法

1.1 材料 實(shí)驗(yàn)于2010年8月至9月在沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院形態(tài)中心實(shí)驗(yàn)室完成。選擇中國(guó)醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院手術(shù)切除并經(jīng)病理證實(shí)的BPH標(biāo)本40例，前列腺癌標(biāo)本40例 (依據(jù)Gleason評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，其中高分化腺癌即A期7例，中等分化腺癌即B期8例，低分化癌即C、D期共25例)。正常前列腺組織10例 (由中國(guó)醫(yī)科大學(xué)法醫(yī)系提供)。

1.2 設(shè)計(jì)、實(shí)施者 研究設(shè)計(jì)者為第一作者，資料收集和實(shí)施干預(yù)者為第二、三、四作者。

1.3 方法 HIF－1α單抗、鼠抗人VEGF抗體工作液以及SP試劑盒為Zymed公司產(chǎn)品。標(biāo)本經(jīng)福爾馬林溶液固定，常規(guī)脫水包埋，每一例病理標(biāo)本均作厚度3～4 μm的連續(xù)切片，進(jìn)行SP法免疫組化染色。參照SP試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行，PBS代替一抗作陰性對(duì)照。根據(jù)染色反應(yīng)程度、范圍和分布特點(diǎn)進(jìn)行綜合判斷。

1.4 主要觀察指標(biāo) (1)HIF－1α及VEGF在正常、BPH及癌性前列腺組織中的表達(dá)情況。 (2)HIF－1α及VEGF在前列腺癌中的表達(dá)與腫瘤的病理分級(jí)、腫瘤預(yù)后之間的聯(lián)系。

1.5 染色結(jié)果判定 光鏡下HIF－1α蛋白以細(xì)胞核或胞漿中有棕黃色顆粒為陽(yáng)性，無(wú)反應(yīng)為陰性。VEGF蛋白以血管內(nèi)皮細(xì)胞胞漿中有棕黃色顆粒為陽(yáng)性，無(wú)陽(yáng)性反應(yīng)為陰性。根據(jù)染色強(qiáng)度均分為0～++++，++～ ++++為強(qiáng)陽(yáng)性。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS10.0由統(tǒng)計(jì)學(xué)教研室進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，行χ2檢驗(yàn)和秩相關(guān)分析。

2 結(jié)果

2.1 HIF－1α在正常、BPH及癌性前列腺組織中及前列腺癌臨床分期中的表達(dá)情況 HIF－1α主要表達(dá)在前列腺癌細(xì)胞核上，部分胞漿里也有表達(dá)，顯棕黃色顆粒;HIF－1α在正常前列腺組織中無(wú)表達(dá)，在BPH中表達(dá)率為60%(24/40)，癌性前列腺組織中陽(yáng)性表達(dá)率為75%(30/40)，其在BPH中表達(dá)率高于正常前列腺組織 (P＜0.05)，前列腺癌組織中表達(dá)率高于BPH(P＜0.05)。HIF－1α陽(yáng)性表達(dá)率隨病理分期的升高而明顯上升 (P＜0.01)(表1、2)。

2.2 VEGF在正常、BPH及癌性前列腺組織中及前列腺癌臨床分期中的表達(dá)情況 前列腺癌組織中VEGF主要表達(dá)于細(xì)胞漿，陽(yáng)性染色呈棕黃色顆粒，VEGF在正常前列腺組織無(wú)表達(dá)，在BPH中陽(yáng)性表達(dá)率為20%(8/40)，癌性前列腺組織中陽(yáng)性表達(dá)率為80%(32/40)，其在BPH中表達(dá)率高于正常前列腺組織 (P＜0.05)，前列腺癌組織中表達(dá)率高于BPH(P＜0.05)。HIF－1α陽(yáng)性表達(dá)率隨病理分期的升高而明顯上升 (P＜0.01)(表1、2)。

2.3 前列腺癌組織中HIF－1α與VEGF表達(dá)的相關(guān)性 前列腺癌組織中HIF－1α與VEGF表達(dá)呈正相關(guān) (r=0.654，P＜0.01)。

表1 HIF－1α、VEGF在正常、BPH及癌性前列腺組織中的表達(dá)情況

表2 HIF－1α、VEGF表達(dá)與前列腺癌臨床分期的關(guān)系

3 討論

越來(lái)越多的資料顯示，缺氧是腫瘤發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化的始動(dòng)因素。HIF－1α是介導(dǎo)細(xì)胞對(duì)缺氧進(jìn)行適應(yīng)性反應(yīng)的關(guān)鍵性轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子。惡性腫瘤酵解速率和形成多血管體系來(lái)適應(yīng)缺氧，從而影響腫瘤細(xì)胞增殖和能量代謝［1－2］。

本研究觀察了40例正常前列腺組織、BPH及不同分期前列腺癌組織中HIF－1α的表達(dá)，結(jié)果顯示，HIF－1α在正常前列腺組織中無(wú)表達(dá)，在BPH中表達(dá)率為60%(24/40)，在前列腺癌組織中表達(dá)率為75%(30/40)，三者之間表達(dá)率差異顯著(P＜0.05)。HIF－1α的表達(dá)在正常 －增生 －癌變組織中的表達(dá)從無(wú)到有，并不斷增高，這表明細(xì)胞缺氧出現(xiàn)在BPH的組織中并持續(xù)到腫瘤形成的全過(guò)程。本文還觀察到，隨著腫瘤分化程度的降低，HIF－1α的表達(dá)率逐漸升高，表明HIF－1α在前列腺癌的浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移中起著重要的作用。HIF－1α高表達(dá)的前列腺癌組織具有較強(qiáng)的浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移能力，因此，HIF－lα在低分化前列腺癌中表達(dá)水平高于在高分化前列腺癌中的表達(dá)水平可能也與缺氧有關(guān)。可以認(rèn)為把HIF－1α作為臨床檢測(cè)前列腺癌進(jìn)展、轉(zhuǎn)移及預(yù)后的一個(gè)有價(jià)值的指標(biāo)。

VEGF為單一基因編碼的同源二聚體糖蛋白，能直接刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞移動(dòng)、增殖及分裂，并增加微血管通透性［3］。在本研究中VEGF多表達(dá)于癌細(xì)胞的細(xì)胞漿，其在前列腺癌組織中表達(dá)率為80%(32/40)，明顯高于BPH(20%，8/40)，兩者之間表達(dá)率差異有顯著性 (P＜0.05)。且隨著腫瘤分化程度的降低，VEGF的表達(dá)率逐漸升高。本研究發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞分泌的VEGF多集中在腫瘤血管周圍，說(shuō)明腫瘤血管對(duì)VEGF的反應(yīng)高于正常血管，表明VEGF與腫瘤血管生成關(guān)系密切，其在前列腺癌的浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移中起著重要的作用。這也為進(jìn)一步抑制VEGF的活性來(lái)控制腫瘤的發(fā)展提供一定的依據(jù)。

腫瘤細(xì)胞的缺氧是腫瘤發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)移的啟動(dòng)子，同時(shí)腫瘤組織微環(huán)境缺氧也是腫瘤治療效果差，易產(chǎn)生放、化療耐受性的原因［4］。有研究提示阻斷缺氧誘導(dǎo)基因的轉(zhuǎn)錄，在體內(nèi)和體外均可抑制腫瘤血管的形成和腫瘤的生長(zhǎng)，對(duì)早期的腫瘤更有效［5］。本組實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，前列腺癌組織中 HIF－1α與 VEGF表達(dá)呈正相關(guān) (r=0.654，P＜0.01)，進(jìn)一步證實(shí)在缺氧組織中HIF－1α的激活與VEGF的高表達(dá)有密切關(guān)系。HIF－1α基因在缺氧狀態(tài)下被激活并過(guò)量表達(dá)，進(jìn)而識(shí)別相應(yīng)靶基因，參與包括VEGF等在內(nèi)的多種基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，上調(diào)VEGF的表達(dá)，誘導(dǎo)腫瘤新生血管形成［6－7］。因此，若利用 RNA 干擾技術(shù)阻斷 HIF－1α的翻譯，應(yīng)該對(duì)腫瘤的發(fā)展有明顯抑制作用。深入研究HIF－1α及VEGF在腫瘤中的作用，其可作為前列腺癌的生物治療靶點(diǎn)，通過(guò)阻斷 HIF－1α、VEGF從而達(dá)到減低腫瘤浸潤(rùn)性的目的，并為腫瘤的診斷和治療提供新的思路和途徑。

［1］Kaur B，Khwaja FW，Severson EA，et al.Hypoxia and the hypoxia－inducible－factor pathway in glioma growth and angiogensis［J］.Neuro Oncol，2005，7(2)：134 －153.

［2］Nardinocchi L，Pantisano V，Puca R，et al.Zinc downregulates HIF－α and inhibits its activity in tumor cells in vitro and in vivo［J］.Plo Sone，2010，5(12)：5048.

［3］Paone A，Galli R，Gabellini C，et al.Toll－like receptor 3 regulates angiogenesis and apoptosis in prostate cancer cell lines through hypoxia－inducible factor 1alpha ［J］.Neoplassia，2010，12(7)：539－549.

［4］Yeo EJ，Chun YS.Yc－1：a potential anticancer drug targeting hypoxia－inducible factor 1 ［J］.J Natl Cancer Inst，2003，95(7)：516.

［5］Bruick RK.Expression of the gene encoding the proapoptotic Nip3 protein is induced by hypoxia ［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2000，97(16)：9082－9087.

［6］YU Y，Varughese J，Brown LF，et al.Increased tie－2 expression，enhanced response to angiopotetin－1，and angiopoietin－2 expression in hemangioma－derived endothelial cells ［J］.Am J Pathol，2001，159(6)：2271.

［7］Gu J，Yamamoto H，Ogawa M，et al.Hypoxia－induced up－regulation of angiopoietin－2 in colorectal cancer ［J］.Oncol Rep，2006，15(4)：779－783.