探究胃癌中葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白1、缺氧誘導(dǎo)因子-1α的表達及臨床意義

許凱 宋莉莉 盧紅明 范桂蓮 孫宇

胃癌的發(fā)病率在我國居各類腫瘤的第1位, 每年約有17萬人死于胃癌且每年還有2萬以上的新患者產(chǎn)生, 胃癌嚴(yán)重威脅人類身心健康。作為由機體正常組織突變而來的細胞,惡性腫瘤的增殖同樣需要依靠氧氣和營養(yǎng)物質(zhì), 因此其高增殖狀態(tài)會使組織的缺氧狀態(tài)尤為明顯, 但是腫瘤細胞可以通過自身調(diào)節(jié), 克服不良因素, 繼續(xù)生長［1］。在缺氧的微環(huán)境中,缺氧誘導(dǎo)因子-1α(hypoxia inducible factor-1 alpha, HIF-1α)和葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白1(glucosetransporter1, Glut1)表達增加呈高表達狀態(tài), 這兩種因子可改善腫瘤細胞能量代謝, 提高腫瘤細胞能量代謝水平葡萄糖利用及糖代謝, 從而為惡性腫瘤提供更多的能量［2,3］。本研究通過免疫組化技術(shù), 研究胃癌病灶中的 HIF-1α、Glut1表達情況, 探討其與癌細胞增值和臨床病理學(xué)改變的關(guān)系。報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2008年2月～2015年2月本院病理科120例胃癌患者治療前(包括放、化療和其他可能影響細胞

增殖的治療方法)存檔的組織蠟塊。患者年齡最小53歲, 最大86歲, 平均年齡(68.7±7.4)歲。依據(jù)2003年國際抗癌聯(lián)盟(UICC)頒布的胃癌 TNM 分期標(biāo)準(zhǔn)進行分期, Ⅰ期+Ⅱ期51例, Ⅲ期+Ⅳ期69例；高中分化58例, 低分化 62例；組織分型：快速病理學(xué)分析顯示：管狀腺癌38例, 低分化腺癌51例, 黏液腺癌31例； 75例伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移, 無轉(zhuǎn)移45例。另選取50 例胃癌癌旁組織, 要求為胃黏膜組織且距離癌灶＞5 cm。

1.2 主要試劑和檢測方法 兔抗人Glut1多克隆抗體購自上海信裕生物科技有限公司福州邁新公司, 兔抗人HIF-1α多克隆抗體購自北京鼎國昌盛生物技術(shù)有限責(zé)任公司武漢博士德公司, 兔抗人HIF-1α多克隆抗體購自北京HYPERLINK"https://dgcs.biomart.cn/" 北京鼎國昌盛生物技術(shù)有限責(zé)任公司中杉金橋公司。采用免疫組織化學(xué)EnVisionTM二步法檢測Glut1和HIF-1α表達。

1.3 結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn) 染色結(jié)果判定： HIF-1α以胞質(zhì)或胞核呈棕黃色細顆粒為陽性, Glut1陽性胞質(zhì)或胞膜呈棕黃色, 在高倍鏡下(400×)隨機選擇5個視野, 每個視野計數(shù)200個細胞, 共計l000個, HIF-1α蛋白判斷標(biāo)準(zhǔn)參照相關(guān)報道［4］：1+陽性胞數(shù)范圍1%～10%為(+)；2+陽性細胞數(shù)11%～50% 為 (++)；3+陽性細胞數(shù) ＞50% 為 (+++)。Glut1以陽性細胞數(shù)≤0～2%為陰性(-)；低表達(1+)陽性胞數(shù)2%～50%為低表達(+), 高表達(2+)陽性胞數(shù)≥50%為高表達(++)。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS22.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。計數(shù)資料以率(%)表示, 采用χ2檢驗。P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 胃癌和癌旁組織 HIF-1α和Glut1表達情況 50例癌旁組織HIF-1α陽性8例, 陽性率為16%, Glut1陽性9例,陽性率為18%；胃癌HIF-1α陽性84例, 陽性率為70%,Glut1陽性83例, 陽性率為69%；HIF-1α蛋白表達在胞質(zhì)或胞核, Glut1蛋白表達在胞質(zhì)和(或)胞膜, HIF-1α、Glut1在胃癌組織中的陽性率明顯高于癌旁組織, 差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)。

2.2 胃癌臨床分期、組織學(xué)分級、組織分型及有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移HIF-1α和Glut1表達情況 高中分化HIF-1α陽性35例, Glut1陽性33例, 低分化HIF-1α陽性49例, Glut1陽性50例, 低分化Glut1陽性率顯著高于高中分化, 差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)；臨床Ⅰ期+Ⅱ期HIF-1α陽性23例, Glut1陽性26例, 臨床Ⅲ期+Ⅳ期HIF-1α陽性61例, Glut1陽性57例, Ⅲ期+Ⅳ期的HIF-1α、Glut1陽性率顯著高于Ⅰ期+Ⅱ期, 差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)；有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移HIF-1α陽性60例, Glut1陽性57例, 無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移HIF-1α陽性24例, Glut1陽性26例, 有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的HIF-1α、Glut1陽性率明顯高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移, 差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)；管狀腺癌HIF-1α陽性16例, Glut1陽性17例, 低分化腺癌HIF-1α陽性45例, Glut1陽性44例, 黏液腺癌HIF-1α陽性23例, Glut1陽性22例, 黏液細胞癌的HIF-1α、Glut1陽性率明顯高于管狀腺癌, 差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。胃癌組織中, HIF-1α的陽性表達與胃癌的臨床分期、組織分型及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)(P＜0.01)。Glut1的陽性表達與胃癌的臨床分期、組織分型、組織學(xué)分級及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)(P＜0.05)。HIF-1α與Glut1表達呈正相關(guān)(r=0.62,P＜0.01)。

3 討論

惡性腫瘤可造成其周圍組織相對缺氧, HIF由缺氧誘導(dǎo)產(chǎn)生, 可激活缺氧反應(yīng)基因轉(zhuǎn)錄DNA的合成, 其由HIF-1α和HIF-1β亞基所構(gòu)成, HIF-1α是氧調(diào)節(jié)亞基又是活性亞基, 決定了HIF-1的活性。最近, 國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)腸癌、卵巢癌等腫瘤中HIF-1α高表達的表達呈陽性, HIF-1α甚至可在癌前病變組織中檢測到。且在癌前病變組織可檢測到HIF-1α［5,6］。在缺氧環(huán)境下, HIF-1α被絕大多數(shù)的惡性腫瘤細胞檢測到［7］。本實驗結(jié)果顯示, 黏液細胞癌中HIF-1α陽性率遠遠高于管狀腺癌, 差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)；HIF-1α在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移病灶中也具有較高的表達率, 高于無轉(zhuǎn)移組, 差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)。提示HIF-1α可能促進胃癌的侵襲轉(zhuǎn)移。

惡性腫瘤增殖活躍, 細胞存在異常增殖, 因此葡萄糖攝取率明顯增加。至今有關(guān)腫瘤細胞糖代謝率升高的分子機制尚未明確, Glut1表達的增加可能是糖代謝率增高的一個機制。惡性腫瘤處于高代謝狀態(tài), 因此其對葡萄糖的利用較高。Glut1的異常表達能促進葡萄糖吸收, 這種現(xiàn)象在多種腫瘤細胞中都可見到, 尤其以腦、食管、肺等部位腫瘤為主［8］。本研究結(jié)果表明, Glut1陽性表達在黏液腺癌、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶中高表達, 且表達水平隨分期增高而增高, 差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。這與相關(guān)學(xué)者［9］的研究結(jié)果吻合。

胃癌患者的主要死亡原因是其具有高轉(zhuǎn)移、高侵襲特點［10］。缺氧組織中, HIF-1α上調(diào)Glut1的表達, 增加糖轉(zhuǎn)運, 適應(yīng)癌腫組織的能量代謝需要, 本研究發(fā)現(xiàn)胃癌組織HIF-1α與Glut1均呈高表達, HIF-1α與Glut1表達程度呈正相關(guān)(r=0.62,P＜0.01), 與胃癌的發(fā)生、發(fā)展緊密相連, 提示Glut1、HIF-1α表達與癌細胞增殖指數(shù)密切相關(guān), 臨床可將其作為評估胃癌轉(zhuǎn)移及侵襲能力的指標(biāo)。