HIF-1α在胃癌組織中的表達(dá)及其意義

(延安大學(xué)醫(yī)學(xué)院，陜西延安 716000)

腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的無(wú)限性和浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移是腫瘤最重要的特征，也是腫瘤治療失敗導(dǎo)致死亡的重要原因。已有許多證據(jù)表明，腫瘤組織在有氧條件下生長(zhǎng)緩慢，而在缺氧狀態(tài)下增殖迅速。因此，腫瘤組織內(nèi)是相對(duì)缺氧的。在這種缺氧狀態(tài)下，腫瘤細(xì)胞不僅對(duì)放化療的抗拒性增加，而且更具有侵襲性，易發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。其原因可能是腫瘤細(xì)胞為了適應(yīng)低氧環(huán)境，在能量代謝、血管生成、糖酵解、凋亡、浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移等方面產(chǎn)生了一系列的變化。而低氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)處于腫瘤細(xì)胞缺氧的中樞位置，是啟動(dòng)這一系列代謝和生物學(xué)行為改變的重要因子［1］。為此，2008年1月～2009年10月，我們探討了HIF-1α在胃癌組織中的表達(dá)及其臨床意義?，F(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇延安大學(xué)附屬醫(yī)院經(jīng)病理確診的胃癌組織蠟塊120份(胃癌組)，其中患者男79例、女41例，年齡27 ～88(60.06 ±12.63)歲;組織類型:未分化和低分化82例，中分化和高分化38例;TNM分期(2003年美國(guó)癌癥聯(lián)合會(huì)第6版pTNM分期):Ⅰ+Ⅱ期48例、Ⅲ+Ⅳ期72例;浸潤(rùn)深度:T1+T239例、T3+T481例;有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移66例，無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移54例;有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移50例，無(wú)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移70例。所有患者術(shù)前未接受放療及化療。同期選擇68份正常健康體檢者胃黏膜組織(對(duì)照組)，經(jīng)病理證實(shí)為非胃癌胃黏膜。其中患者男45例、女23 例，年齡24～79(56.06 ±9.85)歲。兩組性別、年齡具有可比性。

1.2 檢測(cè)方法 采用免疫組織化學(xué)SP法進(jìn)行HIF-1α檢測(cè)。具體步驟:將石蠟包埋的標(biāo)本于切片機(jī)上行4 μm連續(xù)切片，二甲苯脫蠟后，乙醇中水化，3%的過(guò)氧化氫消除內(nèi)源性過(guò)氧化物酶，EDTA修復(fù)液修復(fù)，滴加HIF-1α一抗于4℃冰箱孵育過(guò)夜，PBS清洗，順序滴加二抗及三抗孵育并清洗，然后滴加DAB顯色、蘇木精復(fù)染、鹽酸乙醇水化，最后滴加中性樹膠封片。本實(shí)驗(yàn)以PBS代替一抗作為陰性對(duì)照，陽(yáng)性的乳腺癌切片作為陽(yáng)性對(duì)照。染色結(jié)果判定:由病理科?？漆t(yī)生獨(dú)立閱片，對(duì)照HE染色確定腫瘤細(xì)胞區(qū)域，于顯微鏡下計(jì)數(shù)。HIF-1α蛋白以胞質(zhì)或胞核呈棕黃色細(xì)顆粒為陽(yáng)性，在高倍鏡下(400×)隨機(jī)選擇5個(gè)視野，每個(gè)視野計(jì)數(shù)200個(gè)細(xì)胞，共計(jì)1 000個(gè)，計(jì)算每張切片陽(yáng)性細(xì)胞百分率，無(wú)陽(yáng)性細(xì)胞為陰性(－)，陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)＜10%為弱陽(yáng)性(+)，10% ～50%為中度陽(yáng)性(++)，＞50%為強(qiáng)陽(yáng)性(+++)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS11.5統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)。P≤0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 HIF-1α在正常胃黏膜和胃癌組織中的表達(dá)HIF-1α陽(yáng)性表達(dá)的黃色顆?；蜃攸S色顆粒見于細(xì)胞核及胞質(zhì)中，對(duì)照組胃黏膜組織中未見HIF-1α的陽(yáng)性表達(dá)。見圖1。胃癌組中，HIF-1α(－)35例、(+)14例、(++)41例、(+++)30例，總陽(yáng)性表達(dá)率為70.83%(85/120)，與對(duì)照組比較 P ＜0.01。

2.2 HIF-1α的表達(dá)與胃癌臨床病理因素的關(guān)系見表1。

圖1 HIF-1α在胃組織中的表達(dá)(SP×100)

3 討論

胃癌的早期診斷率低、總體預(yù)后差，長(zhǎng)期以來(lái)嚴(yán)重威脅著人民的生命健康。腫瘤組織微環(huán)境低氧是腫瘤發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)移的啟動(dòng)因子，也是其治療效果差，易產(chǎn)生放、化療耐受性的原因。HIF-1α是介導(dǎo)細(xì)胞對(duì)缺氧微環(huán)境進(jìn)行適應(yīng)性反應(yīng)的關(guān)鍵性轉(zhuǎn)錄調(diào)控基因，是由HIF-1α及HIF-1β組成的異源性二聚體，HIF-1α是氧調(diào)節(jié)亞基，又是功能亞基，其蛋白水平和活性決定了HIF-1的活性;HIF-1β屬結(jié)構(gòu)亞基，在常氧和缺氧條件下均可表達(dá)，而HIF-1α在氧濃度正常時(shí)，雖然不斷合成，但是很快被泛素蛋白酶體系所降解，其表達(dá)量維持在較低水平，因而很難檢測(cè)到。當(dāng)氧濃度降低時(shí)，HIF-1α的穩(wěn)定性升高，其降解過(guò)程受到抑制，轉(zhuǎn)位于核內(nèi)與HIF-1β結(jié)合形成有活性的 HIF-1，轉(zhuǎn)錄、翻譯水平則呈指數(shù)增加［2］。HIF-1作為轉(zhuǎn)錄因子具有廣泛的靶基因譜，可調(diào)控 40 余種基因的表達(dá)［3］，如 VEGF、EPO、糖酵解酶類及MDR等，其功能涉及到腫瘤血管生成、細(xì)胞增殖與凋亡調(diào)控、糖代謝、浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移等多方面，在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用，并且能使腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生抗藥性。

表1 胃癌組織中HIF-1α陽(yáng)性表達(dá)與臨床病理特征的關(guān)系

本研究應(yīng)用免疫組化方法檢測(cè)了HIF-1α在胃癌組織中的表達(dá)，結(jié)果顯示，HIF-1α的表達(dá)見于腫瘤細(xì)胞核及細(xì)胞質(zhì)中，總陽(yáng)性表達(dá)率為70.83%，在正常組織中未見到表達(dá)，與Cabuk等［4］的研究結(jié)果一致，提示HIF-1α可能在胃癌的發(fā)生過(guò)程中起一定作用。此外，HIF-1α增加了p53蛋白的穩(wěn)定性，通過(guò)p53介導(dǎo)的凋亡機(jī)制，使細(xì)胞對(duì)缺氧引起的死亡有更高的敏感性。Graeber等［5］研究證實(shí)，野生型p53的缺失與缺氧介導(dǎo)的凋亡明顯減少有關(guān)。因此，HIF-1α可能通過(guò)p53的穩(wěn)定性支持缺氧介導(dǎo)的凋亡。在早期腫瘤形成階段，通過(guò)體細(xì)胞突變導(dǎo)致p53功能喪失和HIF-1α過(guò)表達(dá)，從而減少凋亡刺激腫瘤形成。HIF-1α在胃癌組織中的表達(dá)存在著顯著的異質(zhì)性，主要表現(xiàn)為隨著胃癌分化程度的降低，其表達(dá)強(qiáng)度及陽(yáng)性率逐漸升高，未或低分化組HIF-1α表達(dá)率明顯高于中高分化組;在同一種胃癌組織內(nèi)，分化較好的區(qū)域(如腺管樣結(jié)構(gòu)形成較多、癌細(xì)胞巢團(tuán)較大等)HIF-1α的表達(dá)較弱，在分化較差的區(qū)域(如腺管樣結(jié)構(gòu)形成較少、癌細(xì)胞巢團(tuán)小或呈彌漫分布等)其表達(dá)則較強(qiáng)。另外，在腫瘤壞死區(qū)周圍或腫瘤近邊緣區(qū)域，HIF-1α表達(dá)明顯增多，與Zhong等［6］研究結(jié)果一致。由此可見，HIF-1α的表達(dá)與胃癌的演進(jìn)、惡性程度高低有一定的關(guān)系。

腫瘤細(xì)胞的快速增殖必然導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞處于缺氧狀態(tài)而誘導(dǎo)HIF-1α表達(dá)，癌細(xì)胞可能通過(guò)產(chǎn)生過(guò)量HIF-1α的，使之適應(yīng)這一缺氧環(huán)境。腫瘤細(xì)胞的快速增殖使得血管生長(zhǎng)相對(duì)滯后，HIF-1α的表達(dá)誘導(dǎo)了VEGF的表達(dá)，導(dǎo)致腫瘤血管網(wǎng)的形成，這樣不僅為腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)帶來(lái)了更多的氧和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，更能為腫瘤的侵襲和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移帶來(lái)了便利條件。研究發(fā)現(xiàn)，HIF-1α的表達(dá)與VEGF表達(dá)呈正相關(guān)，抑制HIF-1α的表達(dá)，腫瘤生長(zhǎng)以及血管生成同時(shí)受抑制［4，7～9］。本研究發(fā)現(xiàn)，HIF-1α 的表達(dá)與腫瘤的浸潤(rùn)深度、TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等密切相關(guān)，而這些因素恰恰是決定胃癌預(yù)后的主要指標(biāo)。因此，檢測(cè)HIF-1α的表達(dá)具有一定的臨床意義。

［1］唐彬秩，屈藝，母得志.低氧誘導(dǎo)因子-1α:調(diào)節(jié)腫瘤生物學(xué)行為的關(guān)鍵因子［J］.生命的化學(xué)，2009，29(2):184-188.

［2］Kallio PJ，Wilson WJ，O＇Brien S，et al.Regulation of the hypoxiainducble transcription factor 1 alpha by the ubiquitin-proteasome pathway［J］.J Biol Chem，1999，274(10):6519-6525.

［3］Semenza GL.HIF-1 and tumor progression:pathophysiology and therapeutics［J］.Trends Mol Med，2002，8(4 Suppl):S62-S67.

［4］Cabuk D，Basaran G，Celikel C，et al.Vascular endothelial growth factor，hypoxia-inducible factor 1 alpha and CD34 expressions in early-stage gastric tumors:relationship with pathological factors and prognostic impact on survival［J］.Oncology，2007，72(1-2):111-117.

［5］Graeber TG，Osmanian C，Jacks T，et al.Hypoxia-mediated selection of cells with diminished apoptotic potential in solid tumors［J］.Nature，1996，379(6560):88-91.

［6］Zhong H，De Marzo AM，Laughner E，et al.Overexpression of hypoxia-inducible factor1 alpha in common human cancer and their metastases［J］.Caner Res，1999，59(22):5830-5835.

［7］Oh SY，Kwon HC，Kim SH，et al.Clinicopathologic significance of HIF-1alpha，p53 and VEGF expression and preoperative serum VEGF level in gastric cancer［J］.BMC Cancer，2008，8:123.

［8］Horree N，van Diest PJ，van der Groep P，et al.Hypoxia and angiogenesis in endometrioid endometrial carcinogenesis［J］.Cell Oncol，2007，29(3):219-227.

［9］Urano N，F(xiàn)ujiwara Y，Doki Y，et al.Overexpression of hypoxia inducible factor-1α in gastric adenocarcinoma［J］.Gastric Cancer，2006，9(1):44-49.