胰腺癌组织Stat3、HIF-1α与VEGF表达及意义

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(青岛大学医学院附属医院肝胆外科，山东 青岛 266003)

胰腺癌组织Stat3、HIF-1α与VEGF表达及意义

吕海锋，马炳奇，张顺，张斌，史成宇

(青岛大学医学院附属医院肝胆外科，山东 青岛 266003)

目的探讨信号转导与转录活化因子3(Stat3)、缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)、血管内皮生长因子(VEGF)在胰腺导管腺癌组织中的表达及其与胰腺癌临床病理特征的关系。方法采用免疫组化SABC方法检测49例胰腺导管腺癌和10例正常胰腺组织中Stat3、HIF-1α、VEGF的表达。结果Stat3、HIF-1α、VEGF在正常胰腺组织中的阳性表达率分别为10.0%、0、20.0%，而在胰腺癌组织中的阳性表达率分别为75.5%、73.5%、71.4%，两组比较差异有显著性(χ2=7.323～14.429,P<0.05)。在胰腺癌组织中，Stat3的表达与病理分级、临床分期和淋巴结转移有关(χ2=3.287～14.352，P<0.05)，HIF-1α的表达与临床分期和淋巴结转移有关(χ2=9.511、5.200，P<0.05)，VEGF的表达与肿瘤标志物CA19-9、病理分级和临床分期有关(χ2=6.005～11.876，P<0.05)。在胰腺癌组织中，3种因子的表达均呈正相关(r=0.729～0.792，P<0.05)。结论Stat3、HIF-1α、VEGF在胰腺癌组织中高表达，三者可能在胰腺癌的发生发展中起重要作用。在胰腺癌的发生发展过程中，Stat3可能直接或者通过HIF-1α间接促进VEGF的表达。

胰腺肿瘤；信号转导与转录活化因子3；缺氧诱导因子1；血管内皮生长因子A；免疫组织化学

胰腺癌起病十分隐匿，恶性程度非常高，并且缺乏有效的治疗手段，预后极差。90%的病人在确诊后12个月内死亡，其5年生存率仅为1%～3%[1]。随着对胰腺癌分子病理研究的深入，人们把更多的目光放在胰腺癌基因及其作用机制的研究上。信号转导及转录活化因子3(Stat3)在信号转导过程中起着重要作用，并参与细胞生长、凋亡、恶性转化等生理和病理过程的调控。缺氧诱导因子-1(HIF-1)是低氧状态调节过程中最为重要的因子，在许多肿瘤中高表达，并与肿瘤细胞增殖、血管生成、高度侵袭性以及远处转移等密切相关[2]。血管内皮生长因子(VEGF)是目前已知的促进血管生长作用最强的因子。已有研究结果显示，Stat3、HIF-1α、VEGF高表达在胰腺癌的发生发展中起非常重要的作用[1-7]。本研究采用免疫组化SABC方法检测Stat3、HIF-1α、VEGF在胰腺导管腺癌(约占胰腺癌的90%)和正常胰腺组织中的表达，旨在探讨上述3种因子表达的变化及其与胰腺癌临床病理特征的关系。现将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1一般资料

收集我科2007—2012年间经手术切除的胰腺癌标本49例，均经术后病理检查证实为胰腺导管腺癌。所有病人术前均未接受放化疗。49例病人中男34例，女15例；年龄41～78岁，平均(60.53±8.96)岁。肿瘤直径≤4 cm者36例，>4 cm者13例。部位：胰头颈癌40例，胰体尾癌9例。组织学分化程度：高分化4例，中分化24例，低分化21例。根据国际抗癌联盟(UICC，1997)制定的胰腺癌TNM分期标准，Ⅰ期12例，Ⅱ期32例，Ⅲ期3例，Ⅳ期2例。淋巴结转移阳性15例，阴性34例。以取自肝移植术供体正常胰腺组织10例作为对照。

1.2免疫组化染色

采用免疫组化SABC方法，参照试剂盒说明书操作。兔抗人Stat3单克隆抗体、兔抗人HIF-1α单克隆抗体、鼠抗人VEGF单克隆抗体均购自青岛宏达生物技术有限公司；免疫组化SABC试剂盒、DAB显色剂均购自北京中彬生物技术有限公司。所有标本均经40 g/L甲醛溶液固定，常规石蜡包埋，4 μm厚连续切片，同时行SABC染色和苏木精-伊红染色。用胰腺癌阳性切片作为阳性对照，用PBS溶液代替一抗作为阴性对照。

1.3结果判定

结果判定根据文献[3]的方法，Stat3、HIF-1α阳性为细胞质内出现棕黄色颗粒，VEGF阳性为细胞质及细胞膜中出现棕黄色颗粒。在双盲条件下，由两名病理科医师对切片进行观察，每个位点随机选10个高倍视野(400倍)，结果判定采用半定量积分法。①染色强度计分：0分，无表达；1分，浅黄色；2分，棕黄色；3分，棕褐色。②阳性细胞百分比计分：0分，无；1分，1%～25%；2分，26%～50%；3分，51%～75%；4分，>75%。以染色强度和阳性细胞百分比两项计分之和为总积分，总积分0分为(-)，2～3分为(±)，4～5分为(+)，6～7分为()，将(+)和()判定为阳性。

1.4统计学处理

应用SPSS 13.0软件进行统计学处理，计数资料用构成比描述，组间比较采用χ2检验或Fisher精确概率法，组间指标相关性应用Spearman等级相关检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1Stat3、HIF-1α、VEGF在正常胰腺组织和胰腺癌组织中的表达比较

Stat3主要表达于细胞质中，部分表达于细胞核中；HIF-1α主要表达于细胞质中，部分表达于细胞核中；VEGF主要表达于细胞质中，部分表达于细胞膜上。Stat3、HIF-1α、VEGF在正常胰腺组织中的阳性表达率则分别为10.0%(1/10)、0(0/10)、20.0%(2/10)，而在胰腺癌组织中的阳性表达率分别为75.5%(37/49)、73.5%(36/49)、71.4%(35/49)，两组比较差异有显著意义(χ2=7.323～14.429，P<0.05)。

2.2Stat3、HIF-1α、VEGF表达与胰腺癌临床病理特征的关系

在胰腺癌组织中，Stat3的表达与病理分级、临床分期和淋巴结转移有关(χ2=3.287～14.352，P<0.05)，HIF-1α的表达与临床分期和淋巴结转移有关(χ2=9.511、5.200，P<0.05)，VEGF的表达与肿瘤标志物CA19-9、病理分级和临床分期有关(χ2=6.005～11.876，P<0.05)。见表1。

2.3Stat3、HIF-1α、VEGF在胰腺癌组织中表达的相关性

在胰腺癌组织中，3种因子的表达均呈正相关(r=0.729～0.792，P<0.05)。

3 讨 论

Stat3在食管癌、前列腺癌、肺癌、乳癌、卵巢癌、黑色素瘤和白血病等很多类型恶性肿瘤中呈现高表达，并参与细胞生长、凋亡、恶性转化等生理和病理过程的调控，促进恶性肿瘤的发生发展。高水平的p-Stat3与下游靶基因，如抗凋亡基因、细胞周期调节基因、血管形成基因的表达密切相关[4]。本研究结果证实，Stat3在胰腺癌组织中的表达阳性率为75.5%，明显高于其在正常胰腺组织的表达，这与相关报道一致[5-6]。SCHOLZ等[7]对胰腺癌细胞系的研究显示，Stat3异常活化与胰腺癌细胞系恶性表型有关，提示Stat3在胰腺癌的发生发展过程中可能起着重要作用。本研究显示，在胰腺癌组织中Stat3的表达与病理分级、临床分期和淋巴结转移有关。病理分级越低的胰腺癌组织Stat3阳性表达率越高，提示Stat3可能在胰腺癌分化过程中发挥着重要的作用。临床分期越高Stat3的阳性表达率越高，提示Stat3可能促进胰腺癌发展、侵袭及转移。

HIF-1α是低氧状态下新生血管生成的重要调控因子。当细胞低氧时，HIF-1α在细胞核内高表达，稳定性提高，可以通过多种途径促进新生血管的形成，为肿瘤的生长提供营养物质[8]。肿瘤新生血管形成在肿瘤的发生、发展、侵袭和转移中起着重要作用，并影响着肿瘤的预后。本文的研究结果显示，HIF-1α在胰腺癌组织中的表达明显高于正常胰腺组织，并且与肿瘤的临床分期、淋巴结转移有关。这说明HIF-1α可能在胰腺癌发展、侵袭及淋巴转移过程中起重要作用。

表1Stat3、HIF-1α、VEGF在胰腺癌组织中的表达与临床病理特征的关系(例)

临床病理特征nStat3阳性χ2、P值HIF-1α阳性χ2、P值VEGF阳性χ2、P值年龄 ≥60岁27210.176234.235211.188 <60岁22160.683130.054140.276性别 男34260.055240.490261.340 女15111.000120.72790.309CA19-9 ≤39kU/L1592.674100.50076.215 >39kU/L34280.148260.479280.017肿瘤部位 头颈40300.031281.548301.278 体尾971.00080.41250.254肿瘤大小 ≤4cm36304.167270.160260.041 >4cm1370.05890.72391.000病理分级 低分化211914.352161.1061511.876 中分化24180.003180.186200.002 高分化4020临床分期 Ⅰ期1283.28759.51166.005 Ⅱ期32240.021260.001240.002 Ⅲ期3333 Ⅳ期2222淋巴结转移 阳性15144.399145.200132.701 阴性34230.036220.043220.174

VEGF是参与新生血管形成的最有力的因子，其信号转导是通过特异性膜受体的介导实现的。本研究显示，在胰腺癌组织中肿瘤标志物CA19-9的值越高，VEGF的阳性表达率越高，提示VEGF可能与CA19-9的高表达存在内在联系。病理分级越低的胰腺癌组织，VEGF的阳性表达率越高，提示VEGF可能在胰腺癌分化过程中发挥着重要的作用。临床分期越高，VEGF的阳性率越高，这说明VEGF可能在胰腺癌发展、侵袭及转移过程中起着重要作用。本研究结果显示，伴有淋巴结转移的胰腺癌组织中VEGF的阳性表达率高于无淋巴结转移者，但是差异无显著性，考虑可能因样本量不足所致，明确二者的关系还需扩大样本量进一步研究。

恶性肿瘤的形成需要10年以上的时间，其中有许多癌基因的激活和抑癌基因的失活，并涉及许多传导通路的异常表达。其中，JAK-Stat3是一条重要的通路，而其中的Stat3、HIF-1、VEGF是这条通路中3种极其重要而又不可或缺的因子,这3种因子在许多恶性肿瘤中高表达[9]。现已证实，恶性肿瘤的迅速生长需要足够的营养物质及氧气，这就离不开新生血管的形成，而VEGF是许多恶性肿瘤血管生长最关键的因子[10-11]。同时，恶性肿瘤的迅速生长会造成低氧的环境，HIF-1在低氧条件下可以产生促进VEGF表达的转导调控因子[12-13]。Stat3是调节HIF1、VEGF的关键转录因子，三者在恶性肿瘤形成过程中的作用密切相关[14-16]。本文的研究结果显示，在胰腺癌组织中Stat3的表达与HIF-1α、VEGF的表达呈正相关，这提示在胰腺癌发生发展过程中，Stat3可能直接或间接促进HIF-1α、VEGF的表达；在胰腺癌组织中HIF-1α的表达与VEGF的表达呈正相关，提示在胰腺癌发生发展过程中，肿瘤内部产生低氧微环境，引起HIF-1α的高表达，而HIF-1α可能进而促进VEGF的表达，导致血管生成来满足肿瘤生长需要。由此可见，Stat3对胰腺癌发展、转移的影响是多方面的，除了发挥促癌作用外，可能还通过改变肿瘤微环境导致低氧促进肿瘤转移和血管生成。

综上所述，在胰腺癌的发生、发展中涉及异常的JAK-Stat信号途径，此信号途径最终又集中于转录调节因子Stat3。Stat3可通过其特有的方式促进肿瘤的发展，同时可能通过改变肿瘤微环境导致组织细胞低氧，诱导HIF-1α高表达，而HIF-1α的高表达又促进VEGF的高表达，三者相互作用，在胰腺癌的发生、发展、转移中起重要作用。

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(本文编辑 马伟平)

EXPRESSIONANDCLINICALSIGNIFICANCEOFSTAT3,HIF-1α,ANDVEGFINPANCREATICCARCINOMA

LÜHaifeng,MABingqi,ZHANGShun,ZHANGBin,SHIChengyu

(Department of Hepatobiliary Surgery, The Affiliated Hospital of Qingdao University Medical College, Qingdao 266003, China)

ObjectiveTo study the expression of signal transduction and transcription activation factor 3 (Stat3), anaerobic induced factor-1α (HIF-1α), and vascular endothelial growth factor (VEGF) in human pancreatic ductal adenocarcinoma tissues and its correlation with clinicopathological features.MethodsUsing immunohistochemistry (SABC method), the expressions of Stat3, HIF-1α, and VEGF were detected in 49 cases of pancreatic ductal adenocarcinoma tissues and 10 cases of normal pancreatic tissues.ResultsThe positive expression rate of Stat3, HIF-1α, and VEGF in normal pancreas tissue was 10.0% (1/10), 0 (0/10), and 20.0% (2/10), respectively, while that in the pancreatic carcinoma tissue was 75.5% (37/49), 73.5% (36/49), and 71.4% (35/49), respectively, the differences between the two groups were significant (χ2=7.323-14.429,P<0.05). In the cancer tissue, the expression of Stat3 was correlated with pathologic grade (χ2=3.287-14.352,P<0.05), linical stage and whether or not with lymph node metastases, that of HIF-1α was associated with clinical stage and with or without lymph node metastases (χ2=9.511,5.200;P<0.05), that of VEGF was related to tumor marker CA19-9, pathologic grade and clinical stage. In the cancer tissue, the expression of the three factors was positively correlated with each other (r=0.729-0.792,P<0.05).ConclusionStat3, HIF-1α, and VEGF show a high expression in tissue of pancreatic carcinoma, these three factors are likely to play an important role in the occurrence and development of the cancer. In the process of this malignancy, Stat3 may directly, or indirectly through HIF-1α, promote the expression of VEGF.

pancreatic neoplasms; signal transducer and activator of transcription3; hypoxia-inducible factor 1; vascular endothelial growth factor A; immunohistochemistry

2013-06-30;

2013-12-30

吕海锋(1986-)，男，在读硕士研究生。

张顺(1960-)，男，教授，硕士生导师。

R735.9

A

1008-0341(2014)03-0196-04