HIF-1α、MMP-9在胃腺癌组织中的表达及临床意义

沈 雷 张 鹏 孙石柱 徐 浩 张彧婷 田国忠

1.齐齐哈尔医学院解剖教研室，黑龙江齐齐哈尔 161006；2.佳木斯大学解剖教研室，黑龙江佳木斯 154007

胃癌是临床上常见的恶性肿瘤，一般认为对其发生、发展和转移与病变组织缺氧的耐受性和新生血管的形成有密切相关性。 据资料显示，，缺氧诱导因子-1α( hypoxia inducible factor-1, HIF-1α)对肿瘤细胞的自身调节和促进肿瘤细胞浸润、转移机制中起到主要的调节作用，特别是在缺氧环境中呈多基因表达。 而肿瘤恶性转化、生长和转移多是因血管内皮细胞迁移并侵入其他细胞外基质中，从而引起分裂形成新生血管，到达远处器官增殖。 近年来，有学者研究认为金属蛋白酶类的基质金属蛋白酶-9 (matrix metallop roteinase-9,MMP-9) 可对肿瘤细胞的细胞外基质起到降解，促进血管内皮细胞和肿瘤细胞的迁移与侵袭[1]。 为探讨H IF、MMP-9 在胃腺癌转移机制中的作用及与肿瘤分期的关系，本研究选择2004年5月—2007年2月在该院进行手术切除63 例患者应用免疫组织化学方法检测，分析其在胃腺癌癌区组织、癌旁区组织、手术切缘区及正常组织各区域HIF-1α、MMP-9 蛋白的表达与关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择齐齐哈尔医学院第三附属医院行手术切除后病理确诊为胃腺癌标本63 例为研究对象，其中男38 例，女24 例，年龄34～77 岁，平均55.5 岁（均知情同意），所有患者术前均未接受化疗，发生转移50 例，其中淋巴结转移27 例，肝脏转移23 例；组织学分级：Ⅰ级17 例，Ⅱ级25 例，Ⅲ级21 例。 每例患者均取癌组织、癌旁组织（距肿瘤边缘1～2 cm）、手术切缘正常组织（距肿瘤边缘＞8cm）各一块进行分析。

1.2 方法

手术标本采用常规甲醛固定，术后24 h 内取材，采用免疫组化S-P 法分别检测癌区、癌旁区和切缘正常组织区MMP-9及HIF-1α，一抗用兔抗人MMP-9 单克隆抗体、兔抗人HIF-1α 单克隆抗体，二抗是HRP 标记的羊抗兔IgG。 DAB 显色，以PBS 缓冲液代替一抗作为阴性对照。

1.3 结果判断

以HIF-1α 阳性细胞＜10%为阴性表达，阳性细胞＞10%为阳性表达[2]，为棕黄色颗粒，在胞质内。MMP-9 检测每例取3 个高倍镜视野，每个高倍视野计数100 个细胞，以镜下细胞浆和细胞膜出现棕黄色颗粒为阳性细胞。参照Sehgal[3]的标准，HIF-1α、MMP-9阳性细胞＜10%为阴性，10%～30%为低表达，＞30%为高表达。

1.4 统计方法

根据数据类型分别采用χ2检验，t 检验和方差分析。

2 结果

2.1 胃腺癌各组织中MMP-9 表达

经比较，胃腺癌癌区组织中癌细胞和癌区、癌旁区、切缘正常组织区均呈现有MMP-9 表达，癌区组织中MMP-9 高表达显著高于癌旁区（P＜0.01），癌旁区组织中MMP-9 低表达明显高于切缘区（P＜0.01）,见表1。

表1 胃腺癌各组织中MMP-9 表达（n=63）

2.2 胃腺癌各组织中HIF-1α 表达

患者胃腺癌切缘区正常组织的HIF-1α 表达均为阴性；Ⅰ、Ⅱ级胃腺癌病例中HIF-1α 表达呈阳性27 例（64.3%）；Ⅲ级病例HIF-1α 表达阳性18 例（85.7%），组间比较差异有统计学意义（P＜0.01），见表2。

2.3 胃腺癌中HIF-1α、MMP-9 蛋白表达的关系

结果显示胃腺癌中HIF-1α、MMP-9 蛋白表达密切相关，见表3。

表2 胃腺癌各组织中HIF-1α 表达[n(%)]

表3 胃腺癌中HIF-1α、MMP-9 蛋白表达的关系

在HIF-1α、MMP-9 蛋白表达与胃腺癌临床病例特征的关系分析（表4），在胃腺癌中，组织学病理分级的增加与临床分期的进展和淋巴结的转移呈正相关性，HIF-1α、MMP-9 蛋白表达也随着临床分期进展和淋巴转移的转移阳性率逐渐上升， 差异有统计学意义（P＜0.01），而HIF-1α、MMP-9 表达与肿瘤大小经比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表4。

3 讨论

目前，随着各种不良因素的影响，胃癌的发生率逐渐呈不断上升趋势。 各种因子与基因表达在胃癌发展、转移中也起着极其重要的作用。 HIF-1α 是存在于人体内的一种异源二聚体核转录因子，有学者认为，HIF-1α 在大多数实体癌中呈过度表达性[4]。特别是在一些癌前病变和肿瘤早期发生的组织中可呈过度表达，HIF-1α 可作为确定肿瘤侵袭性的标志物之一[5]。 经该组研究结果显示，胃腺癌癌区组织中HIF-1α 表达显著高于癌旁区、切缘区，表明HIF-1α 在胃腺腺癌癌变中起一定作用，与临床相关报道相符。 同时, HIF-1α 表达可随着肿瘤分期的增加而升高,提示其对肿瘤的进展、转移起到一定的表达作用。 HIF-1α 对临床晚期、低分化、有腹水的胃腺癌中阳性表达较高，表示肿瘤往往导致组织的血液供应不足而发生缺血坏死，从而诱导HIF-1α 呈阳性表达。

另一方面，肿瘤的生发、发展、侵袭、转移是一个长时间、多步骤、多阶段的复杂变化过程。 细胞外基质的降解，肿瘤血管形成是引发肿瘤细胞侵袭转移的关键因素。据报道，MMP-9 在多种肿瘤中表达增高，而且肿瘤的侵袭转移有关[6]。 MMP-9 能有效降解结缔组织及细胞外基质成分， 从而在肿瘤侵袭转移中发挥重要作用[7]。 该组研究结果中MMP-9 在胃癌标本的3 个病区中表达的差异有统计学意义，癌区组织中有淋巴结、肝脏转移者MMP-9高表达率明显高于无转移者，表明MMP-9 的过度表达对胃腺癌转移起重要作用。 由于癌细胞及间质细胞分泌MMP-9 降解细胞外基质及基底膜，使癌细胞易于穿过细胞外基质及基底膜，侵入淋巴管及血管，有利于成纤维细胞及内皮细胞等迁移并在其中生长，促进形成新生血管，肿瘤的血道转移提供条件，这些都提示MMP-9 高表达与胃癌具有高侵袭、高转移能力有关。

表4 胃腺癌临床病例特征与HIF-1α、MMP-9 蛋白表达的关系[n(%)]

综上所述，在胃腺癌中HIF-1α、MMP-9 的表达对疾病的发生、发展、转移中有着密切的相互作用。一方面HIF-1α 能使肿瘤耐受缺氧环境，刺激肿瘤血管生成；另一方面，癌细胞及间质细胞分泌MMP-9 通过降解细胞外基质和基底膜，促进肿瘤的侵袭转移，而且MMP-9 也可以促进肿瘤组织中新生血管的形成，增强了肿瘤侵袭能力和转移能力。 从而造成HIF-1α、MMP-9 在胃腺癌侵袭、 转移和血管生成中的双重作用。 通过抑制HIF-1α、MMP-9 活性抗胃癌血管生成， 从而抑制胃癌的生长和转移具有重要意义，可以预见，以HIF-1α、MMP-9 为靶点的治疗将为胃腺癌的治疗开辟一条新的途径，有重要的临床价值。

[1] John A，Tuszynki G.The role of metalloproteinases in tumor angiogesis and tumor metastasis[J].Pathol Res,2001，7:14-23.

[2] 樊利芳,刁路明,陈德基,等.肺癌组织中HIF-1α 的表达及其凋亡和增殖的关系[J].癌症,2002,21（3）:254-258.

[3] Sehgal G,Hua J.Requirement of matrix metalloproteinase-9 (glatinase B)expfession in metastasis by murine pros-trate carcinoma[J].Am J Pathol，1998，152：591-599.

[4] Brahimi-Horn C,Pouyssegur J.The role of the hypoxia-indu cible factor in tumor metabolism growth and invasion[J].Bull Cancer,2006,93(8):E73.

[5] Fan LF, Diao LM, Chen DJ, et al. Expression of HIF-1 alpha and its relationship to apoptosis and proliferation in lung cancer[J].Ai Zheng,2002,21: 254-258.

[6] Yao J，Xiong S，Klos K，et al.Multiple signaling pathwaysinvolVed in actiVation of matrix metalloproteinase-9(MMP-9) by heregulin-betal in human breast cancer Cells[J].Oncogene，2001，20：8066-8074.

[7] Folkman J.The role Of angiogenesis in tumor growth[J].Semin CanCer Biol，1992，3：65-71.