VEGF、HIF-1α、COX-2在非小細胞肺癌中的表達及意義

石國一，劉玉玲，王　敏(.河北省贊皇縣醫(yī)院外科，河北 贊皇 0530；.河北省贊皇縣醫(yī)院內鏡室，河北 贊皇 0530)

?

·論著·

VEGF、HIF-1α、COX-2在非小細胞肺癌中的表達及意義

石國一1，劉玉玲2，王敏1(1.河北省贊皇縣醫(yī)院外科，河北 贊皇 051230；2.河北省贊皇縣醫(yī)院內鏡室，河北 贊皇 051230)

[摘要]目的探討血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、缺氧誘導因子1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)及環(huán)氧合酶2(cyclooxygenase-2,COX-2)在非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)中的表達及與臨床病理的關系。方法采用免疫組織化學方法檢測89例NSCLC組織和17例正常肺組織(對照組)VEGF、HIF-1α及COX-2的表達情況，并分析其臨床病理意義。結果VEGF、HIF-1α、COX-2在NSCLC中的陽性表達率分別為71.9%、47.2%、57.3%，分別顯著高于對照組陽性表達率29.4%(P=0.001)、17.6%(P=0.024)、23.5%(P=0.011)。有淋巴結轉移的患者較無淋巴結轉移的患者VEGF、HIF-1α和COX-2的表達陽性率高(P<0.05)；在TNM分期中，Ⅲ+Ⅳ期的患者較Ⅰ+Ⅱ期患者VEGF、HIF-1α表達陽性率高(P<0.05)。結論VEGF、HIF-1α及COX-2在NSCLC組織中的表達顯著增高，提示三者在NSCLC的發(fā)生中發(fā)揮重要作用。

[關鍵詞]癌，非小細胞肺；血管內皮生長因子類；缺氧誘導因子1

doi:10.3969/j.issn.1007-3205.2016.03.003

肺癌是我國常見的惡性腫瘤之一，發(fā)病率及病死率逐年上升。非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)占肺癌的80%左右[1]，其發(fā)生發(fā)展機制是目前研究的熱點。血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是已知最重要的血管生成促進因子之一，與許多腫瘤密切相關[2]。缺氧誘導因子1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)可以促進腫瘤組織生長，并對VEGF具有調節(jié)作用[3]。環(huán)氧合酶2(cyclooxygenase-2,COX-2)在多種腫瘤中的表達與VEGF密切相關。鑒于此，本研究采用免疫組織化學方法檢測89例NSCLC患者腫瘤標本中VEGF、HIF-1α、COX-2的表達，并分析其與臨床病理特征的關系。

1資料與方法

1.1標本收集收集2010年3月—2014年3月河北省贊皇縣人民醫(yī)院外科NSCLC福爾馬林固定石蠟包埋組織89例，男性56例，女性33例，年齡42～78歲，平均(58.4±6.1)歲，其中腺癌49例，鱗癌40例。隨機選取同時手術的正常肺組織17例作為對照組，男性11例，女性6例，年齡48～72歲，平均(56.2±7.2)歲。病理切片由2位高年資病理醫(yī)生復診。2組性別、年齡差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2檢驗試劑VEGF鼠抗人單克隆抗體、HIF-1α鼠抗人單克隆抗體、COX-2兔抗人單克隆抗體、鏈霉菌抗生物素蛋白-過氧化物酶連接法(sptreptavidin-perosidasease,SP)免疫組織化學試劑盒以及二氨基聯(lián)苯胺(diaminobenzidine,DAB)顯色試劑盒均購自福州邁新生物技術開發(fā)公司。

1.3免疫組織化學檢測切片常規(guī)脫蠟至水，3% H2O2室溫孵育15 min去除內源性過氧化物酶活性，然后選用枸櫞酸鹽緩沖液高壓抗原修復，室溫自然冷卻。滴加血清封閉液室溫15 min后，直接加一抗(VEGF：1∶100；HIF-1α：1∶100；COX-2：1∶100)于切片上，濕盒內4℃冰箱過夜。PBS沖洗5 min 3次，按照SP試劑盒說明書操作。DAB顯色，蘇木精復染，中性樹膠封片。用0.01 mol/L PBS代替一抗作為陰性對照，其余步驟同上。

1.4結果判斷以細胞質或細胞核內出現棕黃色顆?；蜃攸S色團塊為陽性細胞。根據陽性細胞百分比制定如下判定標準：COX-2染色位于細胞漿，腫瘤細胞數>10%為陽性；VEGF陽性染色位于細胞漿，腫瘤細胞染色數>25% 為陽性；HIF-1α染色位于細胞核，腫瘤細胞數>10%為陽性。

1.5統(tǒng)計學方法應用SPSS 21.0統(tǒng)計軟件進行數據分析，計數資料比較采用χ2檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2結果

2.1VEGF、HIF-1α、COX-2在NSCLC中的表達VEGF、COX-2免疫組織化學染色以細胞漿內出現棕黃色顆粒為陽性，HIF-1α染色以細胞核內出現棕黃色顆粒為陽性(圖1)。VEGF在NSCLC腫瘤組織中陽性表達率明顯高于對照組(P=0.001)；HIF-1α在NSCLC腫瘤組織中陽性表達率明顯高于對照組(P=0.024)；COX-2在NSCLC腫瘤組織中陽性表達率明顯高于對照組(P=0.011)。見表1。

表1　VEGF、HIF-1α、COX-2在NSCLC組織中的表達

圖1VEGF、HIF-1α及COX-2在NSCLC組織中的表達 (IHC ×400)

A.對照組中VEGF的表達；B.腺癌中VEGF的表達；C.鱗狀細胞癌中VEGF的表達；D.對照組中HIF-1α的表達；E.腺癌中HIF-1α的表達；F.鱗狀細胞癌中HIF-1α的表達；G.對照組中COX-2的表達；H.腺癌中COX-2的表達；I.鱗狀細胞癌中COX-2的表達

Figure 1The expression of VEGF，HIF-1α and COX-2 in NSCLC(IHC ×400)2.2VEGF、HIF-1α、COX-2表達與臨床病理特征的關系在NSCLC中，有淋巴結轉移的患者較無淋巴結轉移的患者VEGF、HIF-1α和COX-2的表達陽性率高(P<0.05)；在TNM分期中，Ⅲ+Ⅳ期的患者較Ⅰ+Ⅱ期患者VEGF、HIF-1α表達陽性率高(P<0.05)，COX-2陽性率表達在Ⅰ+Ⅱ期與Ⅲ+Ⅳ期患者之間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；而在不同年齡、性別、病理類型和分化程度患者之間VEGF、HIF-1α和COX-2的表達陽性率差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表2。

表2　VEGF、HIF-1α、COX-2表達與NSCLC臨床病理特征的關系

3討論

VEGF是一種內皮細胞特異性致分裂原，與其受體結合后，可特異性促進內皮細胞分裂增殖，促進血管生成，增加血管的通透性，有助于腫瘤侵襲轉移，是目前誘導腫瘤血管形成特異性最高的血管生長因子之一[4]。本研究結果顯示，NSCLC患者VEGF表達明顯增高，且有淋巴結轉移及TNM分期Ⅲ+Ⅳ期的患者VEGF表達陽性率高。提示VEGF可能參與NSCLC的發(fā)病，同時具有一定預后判斷意義。

HIF-1是由HIF-1α和HIF-1β組成的異源二聚體，其中HIF-1α是主要的氧調節(jié)亞基。有研究表明，HIF-1α是一種重要的轉錄因子，可在缺氧狀態(tài)下對包括VEGF在內的多種基因發(fā)揮調節(jié)作用，有利于腫瘤的生存及轉移等[5]。以往研究發(fā)現在NSCLC組織中，腫瘤迅速增殖引起的局部缺氧或抑癌基因突變均可使腫瘤組織中HIF-1α蛋白的表達增多[6]。本研究結果顯示，HIF-1α在NSCLC腫瘤組織中的表達明顯高于正常組織，且有淋巴結轉移的患者其陽性表達率明顯升高。提示HIF-1α在NSCLC發(fā)生中發(fā)揮重要作用，可能成為判斷NSCLC惡性程度的指標。

COX-2是花生四烯酸代謝過程中的限速酶，在細胞因子、致癌劑、癌基因等的作用下可迅速表達，與腫瘤發(fā)生發(fā)展及預后密切相關[7]。COX-2選擇性抑制劑塞來昔布可抑制多種腫瘤細胞增殖，與其他藥物具有協(xié)同抗腫瘤細胞作用[8]，在腫瘤的化學預防與治療中具有潛在的應用價值。本研究結果顯示，有淋巴結轉移的患者NSCLC腫瘤組織中COX-2陽性表達明顯增高。提示COX-2表達可能具有一定判斷預后價值。

有研究顯示，VEGF、HIF-1α、COX-2在某些腫瘤中的表達具有相關性，推測三者在腫瘤發(fā)生發(fā)展中可能具有協(xié)同作用[9-11]。最近研究發(fā)現，用shRNA抑制COX-2基因表達可顯著降低VEGF-C mRNA的合成，并影響其蛋白水平[9]。而且，在子宮頸癌細胞中，COX-2抑制劑可通過抑制VEGF-C的表達影響細胞的侵襲轉移[10]。de Francesco等[11]研究認為，HIF-1α信號通路參與乳腺癌細胞中VEGF的表達，影響細胞增殖。而COX-2抑制劑塞來昔布可明顯抑制急性早幼粒細胞白血病細胞株NB4中VEGF、HIF-1α的表達。

綜上所述，在NSCLC腫瘤組織中，VEGF、HIF-1α、COX-2表達均發(fā)生變化，提示三者參與了該腫瘤的發(fā)生發(fā)展，而且VEGF、HIF-1α、COX-2之間可能存在協(xié)同關系，但需進一步深入研究。

[參考文獻]

[1]Parkin DM,Bray F,Ferlay J,et al. Global cancer statistics,2002[J]. CA Cancer J Clin,2005,55(2):74-108.

[2]安峰,何薇薇,林媛媛,等.涎腺黏液表皮樣癌中信號傳導和轉錄激活因子3、血管內皮生長因子的表達及臨床意義[J].河北醫(yī)科大學學報,2015,36(5):540-542，546，封三.

[3]Park S，Ha SY，Cho HY，et al. Prognostic implications of hypoxia-inducible factor 1α in epidermal growth factor receptor-negative non-small cell lung cancer [J]. Lung Cancer,2011,72(1):100-107.

[4]Maeda A，Nakata M，Yasuda K，et al. Influence of vascular endothelial growth factor single nucleotide polymorphisms on non small cell lung cancer tumor angiogenesis[J]. Oncol Rep,2013,29(1):39-44.

[5]王芳,付占昭,張麗嬌,等.缺氧誘導因子1和P糖蛋白在乳腺癌中的表達及意義[J].臨床薈萃,2014,29(7): 744-746.

[6]Kuo WH,Shih CM,Lin CW,et al. Association of hypoxia inducible factor 1α polymorphisms with susceptibility to non-small-cell lung cancer[J]. Transl Res,2012,159(1):42-50.

[7]Onguru O,Gamsizkan M,Ulutin C,et al. Cyclooxygenase-2(COX-2) expression and angiogenesis in glioblastoma[J]. Neuropathology,2008,28(1):29-34.

[8]Li J,Xue L,Hao H,et al. Rapamycin combined with celecoxib enhanced antitumor effects of mono treatment on chronic myelogenous leukemia cells through downregulating mTOR pathway[J]. Tumour Biol,2014,35(7):6367-6374.

[9]Wang YH,Wu MW,Yang AK,et al. COX-2 Gene increases tongue cancer cell proliferation and invasion through VEGF-C pathway[J]. Med Oncol,2011,28(Suppl 1):S360-366.

[10]Liu H,Xiao J,Yang Y,et al. COX-2 expression is correlated with VEGF-C,lymphangiogenesis and lymph node metastasis in human cervical cancer[J]. Microvasc Res,2011,82(2):131-140.

[11]de Francesco EM,Lappano R,Santolla MF,et al. HIF-1α/GPER signaling mediates the expression of VEGF induced by hypoxia in breast cancer associated fibroblasts(CAFs)[J]. Breast Cancer Res,2013,15(4):R64.

(本文編輯：許卓文)

Expressions of VEGF, HIF-1α and COX-2 in non-small-cell lung cancer

SHI Guo-yi1, LIU Yu-ling2, WANG Min1

(1.Department of Surgery, the People′s Hospital of Zanhuang County, Hebei Province,Zanhuang 051230, China;2.Department of Endoscopy Room, the People′s Hospital of Zanhuang County, Hebei Province,Zanhuang 051230,China )

[Abstract]ObjectiveTo study the expressions and clinicopathological relationship of vascular endothelial growth factor(VEGF), hypoxia inducible factor-1α(HIF-1α) and cyclooxygenase-2(COX-2) in tissues of non-small-cell lung cancer(NSCLC). MethodsEighty-nine samples of non-small-cell lung cancer and 17 cases of normal lung tissue were involved in this study, and the expressions of VEGF, HIF-1α and COX-2 were detected using immunohistochemistry(IHC). ResultsThe positive rates of VEGF, HIF-1α and COX-2 expressions were 71.9%, 47.2%, 57.3% in NSCLC, which is significantly higher than those in the control group respectively(29.4%, P=0.001; 17.6%, P=0.024; 23.5%, P=0.011). Notably, the expressions of VEGF, HIF-1α and COX-2 were higher in cases with lymphatic metastasis than in negative lymphatic metastasis(P<0.05). Moreover, the samples at Ⅲ+Ⅳ stage showed significantly higher expressions of VEGF and HIF-1α than that at Ⅰ+Ⅱ stage(P<0.05). ConclusionThe expressions of VEGF, HIF-1α and COX-2 were higher in NSCLC, indicating that the three antigens played important roles in NSCLC development.

[Key words]carcinoma, non-small-cell lung； vascular endothelial growth factors；hypoxia-inducible factor 1

[中圖分類號]R730.26

[文獻標志碼]A

[文章編號]1007-3205(2016)03-0256-04

[作者簡介]石國一(1974-)，男， 河北贊皇人，河北省贊皇縣醫(yī)院主治醫(yī)師，醫(yī)學學士，從事外科疾病診治研究。

[收稿日期]2015-05-13；[修回日期]2015-06-26