缺氧诱导因子－1α及血管内皮生长因子在前列腺增生和癌变组织中的表达及对判断预后的意义

韩丽华，孙佩杰，吴璠，潘晓蔚

(沈阳医学院基础医学院形态中心实验室，辽宁 沈阳 110034)

缺 氧 诱 导 因 子－1α (hypoxia－inducible factor－1α，HIF－1α)是在缺氧条件下肿瘤细胞产生的一种核转录因子，调节细胞适应低氧状态下的能量代谢和氧的运输，是体内维持细胞内氧平衡的主要调控因子，能激活肿瘤组织中包括血管内皮生长因子 (vascular endothelial growth factor，VEGF)在内的多种靶基因的转录活性，提高肿瘤细胞的生存率。本实验研究采用免疫组织化学方法检测HIF－1α及 VEGF在前列腺增生 (benign prostatic hyperplasia，BPH)和前列腺癌中的表达情况，探讨其在肿瘤的生长和浸润转移中的临床意义。

1 材料与方法

1.1 材料 实验于2010年8月至9月在沈阳医学院形态中心实验室完成。选择中国医科大学第一医院手术切除并经病理证实的BPH标本40例，前列腺癌标本40例 (依据Gleason评分标准，其中高分化腺癌即A期7例，中等分化腺癌即B期8例，低分化癌即C、D期共25例)。正常前列腺组织10例 (由中国医科大学法医系提供)。

1.2 设计、实施者 研究设计者为第一作者，资料收集和实施干预者为第二、三、四作者。

1.3 方法 HIF－1α单抗、鼠抗人VEGF抗体工作液以及SP试剂盒为Zymed公司产品。标本经福尔马林溶液固定，常规脱水包埋，每一例病理标本均作厚度3～4 μm的连续切片，进行SP法免疫组化染色。参照SP试剂盒说明书进行，PBS代替一抗作阴性对照。根据染色反应程度、范围和分布特点进行综合判断。

1.4 主要观察指标 (1)HIF－1α及VEGF在正常、BPH及癌性前列腺组织中的表达情况。 (2)HIF－1α及VEGF在前列腺癌中的表达与肿瘤的病理分级、肿瘤预后之间的联系。

1.5 染色结果判定 光镜下HIF－1α蛋白以细胞核或胞浆中有棕黄色颗粒为阳性，无反应为阴性。VEGF蛋白以血管内皮细胞胞浆中有棕黄色颗粒为阳性，无阳性反应为阴性。根据染色强度均分为0～++++，++～ ++++为强阳性。

1.6 统计学分析 采用SPSS10.0由统计学教研室进行数据处理，行χ2检验和秩相关分析。

2 结果

2.1 HIF－1α在正常、BPH及癌性前列腺组织中及前列腺癌临床分期中的表达情况 HIF－1α主要表达在前列腺癌细胞核上，部分胞浆里也有表达，显棕黄色颗粒;HIF－1α在正常前列腺组织中无表达，在BPH中表达率为60%(24/40)，癌性前列腺组织中阳性表达率为75%(30/40)，其在BPH中表达率高于正常前列腺组织 (P＜0.05)，前列腺癌组织中表达率高于BPH(P＜0.05)。HIF－1α阳性表达率随病理分期的升高而明显上升 (P＜0.01)(表1、2)。

2.2 VEGF在正常、BPH及癌性前列腺组织中及前列腺癌临床分期中的表达情况 前列腺癌组织中VEGF主要表达于细胞浆，阳性染色呈棕黄色颗粒，VEGF在正常前列腺组织无表达，在BPH中阳性表达率为20%(8/40)，癌性前列腺组织中阳性表达率为80%(32/40)，其在BPH中表达率高于正常前列腺组织 (P＜0.05)，前列腺癌组织中表达率高于BPH(P＜0.05)。HIF－1α阳性表达率随病理分期的升高而明显上升 (P＜0.01)(表1、2)。

2.3 前列腺癌组织中HIF－1α与VEGF表达的相关性 前列腺癌组织中HIF－1α与VEGF表达呈正相关 (r=0.654，P＜0.01)。

表1 HIF－1α、VEGF在正常、BPH及癌性前列腺组织中的表达情况

表2 HIF－1α、VEGF表达与前列腺癌临床分期的关系

3 讨论

越来越多的资料显示，缺氧是肿瘤发生恶性转化的始动因素。HIF－1α是介导细胞对缺氧进行适应性反应的关键性转录调控因子。恶性肿瘤酵解速率和形成多血管体系来适应缺氧，从而影响肿瘤细胞增殖和能量代谢［1－2］。

本研究观察了40例正常前列腺组织、BPH及不同分期前列腺癌组织中HIF－1α的表达，结果显示，HIF－1α在正常前列腺组织中无表达，在BPH中表达率为60%(24/40)，在前列腺癌组织中表达率为75%(30/40)，三者之间表达率差异显著(P＜0.05)。HIF－1α的表达在正常 －增生 －癌变组织中的表达从无到有，并不断增高，这表明细胞缺氧出现在BPH的组织中并持续到肿瘤形成的全过程。本文还观察到，随着肿瘤分化程度的降低，HIF－1α的表达率逐渐升高，表明HIF－1α在前列腺癌的浸润、转移中起着重要的作用。HIF－1α高表达的前列腺癌组织具有较强的浸润和转移能力，因此，HIF－lα在低分化前列腺癌中表达水平高于在高分化前列腺癌中的表达水平可能也与缺氧有关。可以认为把HIF－1α作为临床检测前列腺癌进展、转移及预后的一个有价值的指标。

VEGF为单一基因编码的同源二聚体糖蛋白，能直接刺激血管内皮细胞移动、增殖及分裂，并增加微血管通透性［3］。在本研究中VEGF多表达于癌细胞的细胞浆，其在前列腺癌组织中表达率为80%(32/40)，明显高于BPH(20%，8/40)，两者之间表达率差异有显著性 (P＜0.05)。且随着肿瘤分化程度的降低，VEGF的表达率逐渐升高。本研究发现肿瘤细胞分泌的VEGF多集中在肿瘤血管周围，说明肿瘤血管对VEGF的反应高于正常血管，表明VEGF与肿瘤血管生成关系密切，其在前列腺癌的浸润、转移中起着重要的作用。这也为进一步抑制VEGF的活性来控制肿瘤的发展提供一定的依据。

肿瘤细胞的缺氧是肿瘤发生恶性转化及转移的启动子，同时肿瘤组织微环境缺氧也是肿瘤治疗效果差，易产生放、化疗耐受性的原因［4］。有研究提示阻断缺氧诱导基因的转录，在体内和体外均可抑制肿瘤血管的形成和肿瘤的生长，对早期的肿瘤更有效［5］。本组实验发现，前列腺癌组织中 HIF－1α与 VEGF表达呈正相关 (r=0.654，P＜0.01)，进一步证实在缺氧组织中HIF－1α的激活与VEGF的高表达有密切关系。HIF－1α基因在缺氧状态下被激活并过量表达，进而识别相应靶基因，参与包括VEGF等在内的多种基因的转录调控，上调VEGF的表达，诱导肿瘤新生血管形成［6－7］。因此，若利用 RNA 干扰技术阻断 HIF－1α的翻译，应该对肿瘤的发展有明显抑制作用。深入研究HIF－1α及VEGF在肿瘤中的作用，其可作为前列腺癌的生物治疗靶点，通过阻断 HIF－1α、VEGF从而达到减低肿瘤浸润性的目的，并为肿瘤的诊断和治疗提供新的思路和途径。

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