胃肠道腺癌组织中HIF 1α、COX2及Bax蛋白的表达及意义

　　作者：高秀江,李淑静,朱振龙,何春年　　作者单位：050031 石家庄市，河北医科大学第一医院　;河北省人民医院病理科

　　【摘要】 目的 探讨缺氧诱导因子1(HIF1α)、环氧化酶2(COX2)及Bax在胃肠道癌组织中的表达及其临床意义。方法 以经病理证实的胃肠道腺癌组织37例为胃肠道腺癌组，以其胃肠道腺癌淋巴结转移组织37例作为淋巴结转移癌组，正常胃肠道黏膜组织37例作为正常胃肠道黏膜组。采用链霉素生物素(SP)免疫组化技术，分别测定3组癌组织中HIF1α、COX2及Bax的表达。采用Wilcoxon秩和检验进行组间比较。结果 胃肠道腺癌、胃肠道腺癌淋巴结转移组织中HIF1α、COX2及Bax蛋白阳性表达率均明显高于正常胃肠道黏膜组织(P <0.01);胃肠道腺癌组织淋巴结转移的癌组织及胃肠道腺癌组织中HIF1α、COX2及Bax蛋白阳性表达率间差异无统计学意义(P>0.05)。结论 HIF1α、COX2及Bax蛋白在胃肠道腺癌及其淋巴结转移癌的组织中表达水平高于正常胃肠道黏膜，其表达水平与肿瘤的发生、发展、浸润、转移相关，检测上述标志物有一定的临床及病理意义。

　　【关键词】 胃肠道腺癌 免疫组织化学 缺氧诱导因子1 环氧化酶2 bcl2相关X蛋白质

　　Expression and significance of HIF1α，COX2 and Bax in gastrointestinal adenocarcioma GAO Xiujiang，LI Shujing，ZHU Zhenlong，et al. The First Hospital of Hebei Medical University，Shijiazhuang 050051，China

　　【Abstract】 Objective To investigate the expression of hypoxiainducible factor1α， cyclooxygenase2 and Bax in gastrointestinal adenocarcioma and its clinical significance.Methods The 37 cases of gastrointestinal adenocarcioma identified by pathology were used as gastrointestinal adenocarcioma group，37 cases gastrointestinal adenocarcioma with lympho node metastasis were used as lymph node metastasis group and 37 cases of normal gastrointestinal mucous membrane were used as control group.Immunohistochemistry SP method was used to examine the expression of HIF1α， COX2 and Bax in gastrointestinal adenocarcioma，normal gastrointestinal mucous membrane and metastasis lymph node of gastrointestinal adenocarcioma.The comparison among groups was performed by Wilcoxon sum of ranks.Results The positive expression rates of HIF1α， COX2 and Bax both in gastrointestinal adenocarcioma group and lymph node metastasis group were significantly higher than those in control group(P<0.01).There was no significant difference in the positive expression rate of HIF1α， COX2 and Bax between gastrointestinal adenocarcioma group and lymph node metastasis group(P>0.05).Conclusion The expression of HIF1α， COX2 and Bax protein in gastrointestinal adenocarcioma and metastasis lymph node tissue is higher than that in normal gastrointestinal mucous membrane.They may play an important role in the pathogenesis，progression， invasion and metastases of the gastrointestinal adenocarcioma.Detemination of HIF1α， COX2 and Bax is helpful for the diagnosis and therapy of gastrointestinal adenocarcioma.

　　【Key words】 gastrointestinal adenocarcioma;immunohistochemistry;hypoxiainducible factor1α;byclooxygenase2;Bax

　　胃癌及大肠癌分别位居消化道恶性肿瘤的第一位及第三位，近年来研究资料发现缺氧诱导因子1α(hypoxiainducible factor1α，HIF1α)、环氧化酶2(cyclooxygenase2，COX2)及Bax在某些肿瘤组织中异常表达，且其异常表达与肿瘤的发生、发展、浸润、转移有关。胃肠道腺癌很多机制相同，所以本试验将胃肠腺癌放在一起研究。

　　1 资料与方法

　　1.1 一般资料

　　收集2007年河北医科大学第一医院及河北省人民医院手术切除并经病理证实为胃肠道腺癌标本37例为胃肠道腺癌组，其中男25例，女12例;年龄26～80岁，平均年龄60.3岁，中位年龄60岁。所有患者在手术前均未接受过非甾体类抗炎药治疗及化疗、放疗或其他针对肿瘤的治疗，具有完整的临床和病理资料。同时选取经病理证实为正常胃肠道黏膜组织37例作为正常肠道黏膜组，胃肠道腺癌转移的淋巴结组织37例作为淋巴结转移癌组。3组HIF1α表达情况比较注：HIF1α成功试验21例

　　1.2 试验试剂

　　HIF1α免疫组化试剂盒，购自北京中杉公司。

　　1.3 方法

　　采用链霉素生物素(SP)免疫组化技术。

　　1.4 统计学分析

　　应用SPSS 13.0统计软件，采用Wilcoxon秩和检验进行组间比较，P<0.05为差异有统计意义。

　　2 结果

　　胃肠道腺癌组和淋巴结转移癌组中HIF1α、COX2及Bax蛋白阳性表达率均明显高于正常胃肠道黏膜组织(u值分别为2.255、22.350、2.787和3.249、7.512、6.0123，P<0.01);淋巴结转移癌组的及胃肠道腺癌组组织中HIF1α、COX2及Bax蛋白阳性表达率之间差异无统计学意义(P>0.05)。

　　3 讨论

　　3.1 HIF1α、COX2及Bax表达及其促进胃肠道腺癌发生的机制

　　3.1.1 本研究发现，在胃肠道腺癌组织中HIF1α蛋白阳性表达率明显高于正常胃肠道黏膜组织，两者之间差异有统计学意义(P<0.01)。其原因之一为HIF1α特性所决定。HIF1α是低氧适应和病理反应中的一个特异的中介因子，是惟一的氧调节亚基，决定着HIF1的活性。HIF1α在常氧条件下半衰期为5 min，很快被蛋白酶所降解，因此很难检测到HIF1α的存在[1]，而在缺氧条件下HIF1α的降解受阻，引起细胞核内HIF1α的聚集，并与HIF1β发生二聚化，形成稳定的HIF1，故而在多数的缺氧组织中有高表达。

　　3.1.2 本研究还发现，胃肠道腺癌组织及转移癌组织中COX2蛋白阳性表达率均明显高于正常胃肠道黏膜组织，差异有统计学意义(P<0.01)。COX2在正常生理状态下多数组织内是检测不到的，只有当细胞接受相应的刺激后才开始合成，这些刺激因素中包括肿瘤促进剂及癌基因(如ras，KRAS)等[2]。一般情况下，当刺激作用于细胞30 min后便可以检测到COX2mRNA表达，1～2 h达到高峰，4～6 h开始下降，其表达水平可以以8～10倍的速度急剧增高。胃肠道腺癌组织及转移癌组织中HIF1α、COX2、Bax差异无统计学意义(P>0.05)。这一研究结果表明，不能通过测定HIF1α、COX2、Bax作为判断有无淋巴结转移的指标。

　　3.1.3 Bcl2和Bax蛋白基因同属Bcl2基因家族，是参与细胞凋亡调控的重要基因之一，与人类胃肠道腺癌的发生关系密切。Bcl2基因通过抑制细胞凋亡而延长细胞的寿命，Bax基因通过拮抗Bcl2基因发挥促凋亡作用，在正常细胞内，Bcl2/Bax比值维持在一平衡状态，调节细胞正常的生长死亡，若该平衡状态被破坏，如Bcl2/Bax比值增大，即凋亡受阻，则有可能导致肿瘤的发生。Bax蛋白为抑癌基因，人类消化道肿瘤的体细胞中常有Bax基因的阅读框架移位突变，人类结肠腺癌中约有50%的微卫星突变子的表现型有Bax基因的阅读框架移位突变，在60%的胃癌高度微卫星不稳定肿瘤中有Bax基因的阅读框架移位突变[3]。因此Bax基因突变在胃肠道腺癌发生过程中起重要作用。

　　3.2 HIF1α、COX2及Bax在胃肠道腺癌中的相互关系

　　Yung等[4]研究表明炎症能导致IL1β分泌增加，而IL1β增加又可通过NKκB途径导致COX2表达增强，COX2表达增强可引起HIF1α过表达，从而促进肿瘤的发生发展。Naomoto等[5]研究表明类肝素酶可引起胃癌中COX2的过表达，类肝素酶诱导的COX2增量调节有3个结合位点，NFκB，NFIL6和CRE，而COX2的过表达可进一步诱导HIF1α的过表达，从而促进胃癌的血管生成。Huang等[6]利用免疫组织化学法对胃肠道腺癌中COX2、HIF1及VEGF进行了研究，表明COX2提高了胃癌中HIF1和VEGF的表达，从而促进胃癌肿瘤血管发生。本研究结果显示胃肠道腺癌组织中HIF1α、COX2阳性表达率均增高，支持上述论断。笔者认为胃肠道腺癌组织中COX2与HIF1α之间关系密切，COX2可诱导HIF1α表达增强，从而促进胃癌的浸润、转移及血管生成等，其具体机制不明，有待进一步研究。

　　HIF1α、COX2及Bax在胃肠道腺癌中的异常表达及其分子机制研究表明，三者不仅与胃肠道腺癌的发生有关，与胃肠道腺癌的生长、周围组织的浸润、转移等均密切相关。进一步探讨HIF1α、COX2及Bax与胃肠道腺癌的关系及三者之间的关系，不仅是为了更好的揭示胃肠道腺癌发生的分子机制，更重要的意义在于利用HIF1α、COX2抑制剂用于胃肠道腺癌的防治，明确这些药的应用可否改善胃肠道腺癌患者的预后，为非细胞毒性药物防治胃肠道腺癌开辟新的途径。

　　【参考文献】

　　1 Balagi K，Shannon BD，Brian K，et al.Regulation of colon carcinoma cell Invasion by hypoxiaInducible factoral.Cancer Res，2003，63：11381143.

　　2 Smakman N，Kranenburg O，Vogten JM，et al.Cyclooxygenase2 is a target of KRASD12，which facilitates the outgrowth of murine C26 colorectal liver metastases.Clin Cancer Res，2005，11：4148.

　　3 Komatsu K，Suzuki S，Shimosegawa T，et al.CreloxPmediated bax gene activation reduces growth and increases sensitivityto chemotherapeutic agents in human gastric cancer cells.Cancer Gene Ther，2000，7：885892.

　　4 Yung YJ，Isaacs JS，Lee S，et al.IL1betamediated upregulation of HIF1alpha via an NFkappaB/COX2 pathway identifies HIF1 as a critical link between inflammation and oncogenesis.FASEB J，2003，17：21152117.

　　5 Naomoto Y，Gunduz M，Takaoka M，et al.Heparanase promotes angiogenesis through Cox2 and HIF1alpha.Med Hypotheses，2007，6：162165.

　　6 Huang SP，Wu MS，Shun CT，et al.Cyclooxygenase2 increases hypoxiainducible factor1 and vascular endothelial growth factor to promote angiogenesis in gastric carcinoma.J Biomed Sci，2005，12：229241.