HIF-1α和VEGF在大肠癌组织中的表达及意义

　　作者：杨 洁1,2, 田 林1, 曹书芬1, 杨桂芳2* 作者单位：(1郧阳医学院附属人民医院消化内科,湖北 十堰 442000;2武汉大学中南医院病理科,湖北 武汉 430071)

　　【摘要】 目的:探讨缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)和血管内皮生长因子(VEGF)在大肠癌组织中的表达及其与大肠癌临床病理特征的关系。方法:免疫组化法检测61例大肠癌组织中HIF-1α及VEGF蛋白表达,并与15例正常大肠组织比较。 结果:大肠癌组织中HIF-1α和VEGF的阳性表达率分别为54.10%(33/61)和62.30%(38/61)，均明显高于正常对照组(P<0.05);两者呈正相关(r=0.505,P<0.05);Dukes分期中的表达存在显著差异(P<0.05);组织学分级中的表达则无差异性(P>0.05)。 结论:HIF-1α及VEGF在肿瘤血管生成和转移中起重要作用，联合检测 HIF-1α和VEGF可作为判断大肠癌转移潜能和预后的重要指标。

　　【关键词】 缺氧诱导因子-1α;血管内皮生长因子;大肠癌

　　Expression and Clinical Significance of HIF-1α and VEGF in Colorectal Carcinomas YANG Jie1,2，TIAN Lin1，CAO Shu-fen1，YANG Gui-fang2* (1Department of Gastroenterology,Renmin Hospital,Yunyang Medical college,Shiyan,Hubei 442000;2Department of Pathology,Zhongnan Hospital,Wuhan University,Wuhan,Hubei 430071,China)

　　Abstract: Objective To investigate the expression of hypoxia inducible factor-1α(HIF-1α ) and vascular endothelial growth factor(VEGF) and their clinicopathological characteristics in colorectal carcinomas.Methods The expression of HIF-1α and VEGF in 61 colorectal carcinomas and 15 normal colorectal tissues was determined by using immunohistochemical SP method.Results The average positive rate of HIF-1α and VEGF was 54.10%(33/61) and 62.30%(38/61),in colorectal carcinomas,respectively,which was significantly higher than those in normal colorectal tissues(P<0.05).There was a direct correlation between the expression of HIF-1α and VEGF in colorectal carcinomas(r=0.505,P<0.05).Both HIF-1α and VEGF were associated with Dukes stage in colorectal carcinomas (P<0.05).However,there was no correlation between the expression of HIF-1α,VEGF and histological stage(P>0.05).Conclusion Both HIF-1α and VEGF may play important roles in the carcinogenesis and aggression in colorectal carcinomas.Both HIF-1α and VEGF may be useful markers to evaluate the potential metastasis and prognosis of colorectal carcinomas.

　　Key Words: Hypoxia inducible factor-1 alpha;Vascular endothelial growth factor;Colorectal carcinomas

　　大肠癌是消化道重要恶性肿瘤之一，肿瘤组织缺氧是常见现象，新生血管形成又是肿瘤适应缺氧的重要途径，其与肿瘤的发生、侵袭和转移密切相关。缺氧诱导因子-1(Hypoxia inducible factor 1，HIF-1)是介导肿瘤缺氧适应性反应的转录因子，在新生血管形成过程中起关键调控作用[1]，血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)是其重要靶基因之一[1-2]，能促进肿瘤血管形成、增加血管通透性。本研究通过检测61例大肠癌及15例正常大肠组织中HIF-1α及VEGF的表达，旨在分析其与大肠癌临床病理特征的关系。

　　1 材料与方法

　　1.1 材料

　　2006年7月-2007年12月在本院行大肠癌根治术切除石蜡标本61例，其中男性41例，女性20例;年龄33～80岁，平均年龄55.7岁;术前均未接受放、化疗;病理诊断均为腺癌，其中高分化癌l4例，中分化癌22例，低分化癌25例;Dukes分期为：A期9例，B期20例，C期24例，D期8例。同时收集大肠癌两切端大肠标本(距癌组织10 cm以上的正常大肠组织)15例作对照。

　　主要试剂：兔抗人HIF-1α多克隆抗体(即用型，武汉博士德生物工程有限公司);鼠抗人VEGF单克隆抗体(即用型，福州迈新生物技术开发有限公司); SP超敏试剂盒(ElivisionTM plus广谱试剂盒)，DAB显色剂，柠檬酸抗原修复液(福州迈新生物技术开发有限公司)。

　　1.2 方法

　　免疫组织化学采用链霉素抗生物素蛋白-过氧化物酶法(Strepotavidin-perocidase,SP法)。

　　石蜡标本连续切片，厚4 μm，脱蜡至水，用0.01 M，pH 6.0的柠檬酸缓冲液于微波炉行抗原修复10 min;分别滴加封闭血清及一抗(即用型兔抗人HIF-1α抗体及VEGF鼠抗人抗体)，其余步骤按SP试剂盒说明书进行，DAB显色，苏木素复染。

　　以 PBS代替第一抗体作为阴性对照，已知的胃癌阳性切片染色作为阳性对照。以肿瘤细胞胞质内出现棕黄色细颗粒为阳性评判标准。

　　结果判断：高倍镜下(×400)对每张切片随机选择5个视野，每个视野记数200个细胞，共计1000个，计算每张切片阳性细胞百分率：HIF-1α阳性细胞数<1%为阴性(-)，阳性细胞数≥1%为阳性(+)[3];VEGF阳性细胞数<10%为阴性(-)，阳性细胞数≥10%为阳性(+)[4]。

　　1.3 统计学处理

　　数据处理采用SPSS 13.0统计软件，采用配对计数资料的χ2检验及Spearman相关分析，P<0.05为差异有统计学意义。

　　2 结果

　　HIF-1α阳性表达为棕黄色颗粒，主要位于肿瘤细胞胞质(见图1);VEGF阳性主要位于肿瘤细胞胞质，部分细胞膜也有表达(见图2)。与正常大肠粘膜组织比，大肠癌组织中HIF-1α和VEGF的表达显著升高(P<0.05)(见表1)，二者呈显著正相关(r=0.505，P<0.05)(见表2)。表1 HIF-1α及VEGF在大肠癌组织中的表达(%)表2 HIF-1α及VEGF在大肠癌组织中表达的相关性HIF-1αVEGF+-+285-1018

　　HIF-1α及VEGF在大肠癌不同Dukes分期中表达差异有显著性，晚期明显高于早期(P<0.05); 在高、中、低分化腺癌中的表达则无显著性差异(P>0.05)(见表3)。表3 HIF-1α及VEGF在大肠癌组织中的表达与其分期、分化的关系

　　3 讨论

　　恶性肿瘤在生长过程中，由于组织增生过快导致局部严重缺氧，而触发肿瘤产生一系列应激性保护反应，使得肿瘤细胞适应缺氧微环境，新生血管的形成是肿瘤适应缺氧的重要途径之一。HIF-1是与恶性肿瘤生长进程密切相关的转录调节因子，由HIF-1α和HIF-1β两个亚基组成异源二聚体核转录因子，其中HIF-1α是主要的氧调节亚基和功能亚基[5]。某些肿瘤如胃癌、乳腺癌、肺癌等组织中可检测到HIF-1α的过度表达[6-8]，它在新生血管形成过程中起到关键性调控作用，与肿瘤的发生、侵袭和转移密切相关，并影响大部分恶性肿瘤的预后。VEGF是目前已知的作用最强大、特异性最高的血管生成刺激因子，大量研究证实VEGF具有促进肿瘤血管形成、增加血管通透性的作用，可为肿瘤的生长、浸润和转移提供适宜环境[9]。

　　本研究结果显示HIF-1α及VEGF在大肠癌组织中的表达存在一致性：两者均高表达，在有淋巴结或远处转移的Dukes C、D期中的表达显著高于A、B期，证实HIF-1α及VEGF有促进大肠腺癌的浸润和转移的作用;但两者均与组织学分化程度无关，表明只有当大肠癌向侵袭转移方向转变时,HIF-1α及VEGF的表达才上升至较高水平。

　　VEGF是HIF-1的重要靶基因之一，HIF-1在基因水平上直接调控VEGF的表达，是恶性肿瘤诱导新生血管形成的一个重要调控因子[1-2]。大肠癌组织在缺氧的微环境下，可以诱导HIF-1α过度表达，促进其下游靶基因VEGF表达，其作用于血管内皮细胞表面的VEGF-R1和VEGF-R2，从而激活一系列的缺氧转导通路，诱导新生血管生成，最终增加肿瘤的局部血流，为肿瘤细胞的侵袭和转移创造条件。本研究结果显示HIF-1α及VEGF在大肠癌组织中的表达呈正相关，与它们在其它肿瘤中的表达类似[10]，证实HIF-1α通过调节VEGF的表达，有利于肿瘤血管生成，促进了肿瘤的生长、浸润和转移。因此联合检测 HIF-1α和VEGF可作为判断大肠癌转移潜能和预后的重要指标。

　　(文中图1～2见封四)

　　【参考文献】

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　　[5]宋武战,池 君,汪 静.缺氧诱导因子HIF-1α与恶性肿瘤[J].西南军医,2008,10(1):104-106.

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　　[7]郝朗松,王 耕,钱 昆,等.乳腺癌组织中缺氧诱导因子-1α的表达及其与肿瘤细胞增殖、血管形成的关系[J].四川大学学报(医学版),2007,38(1):60-63.

　　[8]高晓来,周彩存.低氧诱导因子在非小细胞肺癌中的表达[J].中国现代医药杂志,2006,8(12):26-28.

　　[9]陈严伟,左彦珍,姚灵艳,等.血管内皮生长因子与大肠癌[J].承德医学院学报,2007,24(2):207-209.

　　[10]马玉芳,宋仕茂,易建华,等.宫颈鳞状细胞癌VEGF蛋白表达与分化程度的关系[J].郧阳医学院学报,2006,25(4):209-210