HIF-1α和VEGF在膀胱移行細胞癌中的表達及其相關性

王昕

(天津市第三醫院病理科，天津300250)

膀胱移行細胞癌是泌尿系統最常見的腫瘤，由于腫瘤生物學行為的異質性，目前尚沒有特異指標預測其惡性程度，復發危險以及指導臨床選擇治療方案。現采用免疫組織化學技術檢測膀胱移行細胞癌中缺氧誘導因子1α(hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α)和血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)的表達，旨在探索兩者相關性以及與膀胱移行細胞癌生物學行為的關系。

1 材料和方法

1.1 組織標本 本研究所用的52例膀胱移行細胞癌標本皆為2002～2011年天津市第三醫院手術后存檔標本。其中男40例，女12例，年齡43～75(62.8± 5.1)歲。病理分級按WHO標準:Ⅰ級6例，Ⅱ級24例，Ⅲ級 22例。臨床分期按UICC-TNM標準:Tis3例，Ta6例，T123例，T210例，T310例。初發組33例，復發組19例;單發組28例，多發組24例。所有患者術前均未行放療、化療及生物治療。從10例行開放手術的前列腺增生患者取正常膀胱黏膜作為對照。所有標本均經甲醛固定，石蠟包埋處理。

1.2 免疫組織化學染色鼠抗人HIF-1α單克隆抗體購自武漢博士德生物工程有限公司;鼠抗人VEGF單克隆抗體、SP工作液試劑盒和DAB顯色劑均購自福州邁新生物技術公司。采用免疫組織化學染色SP法:石蠟切片常規脫蠟、水化、抗原修復，內源性過氧化物酶活性阻斷，正常山羊血清封閉，分別滴加一抗(鼠抗人HIF-1α單克隆抗體、鼠抗人VEGF單克隆抗體)4℃過夜，滴加生物素標記的二抗及鏈霉菌抗生物素蛋白-過氧化酶溶液，作DAB顯色，蘇木素輕度復染細胞核，常規脫水封片。

1.3 判定標準 染色程度判斷標準:以腫瘤細胞胞質內含有橘黃色或棕黃顆粒為陽性染色，不著色為陰性染色。具體標準為:陰性(－)細胞質不著色;陽性(+)細胞質呈橘黃色顆粒;強陽性(++)細胞質呈棕黃色顆粒。

1.4 統計學方法 采用SPSS 13.0軟件對單項有序的列聯表數據進行秩和檢驗，HIF-1α與VEGF的表達采用Spearman等級相關分析，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

HIF-1α和VEGF在正常膀胱黏膜中均呈陰性表達;而在膀胱移行細胞癌組中陽性表達率分別為51.9%和57.7%，顯著高于正常黏膜組(P＜0.05)。HIF-1α和VEGF與膀胱移行細胞癌的病理分級、臨床分期呈正相關。初發組HIF-1α表達低于復發組，但差別無統計學意義(P＞0.05);復發組VEGF表達顯著高于初發組(P＜0.05);單發組與多發組相比上述兩指標表達均無統計學差異(P＞0.05)(表1，表2)。

HIF-1α表達和VEGF表達的相關分析結果表明:HIF-1α表達和VEGF表達呈顯著正相關，VEGF隨HIF-1α表達的增高而增高(rs=0.406，P＜0.05) (表3)。

表1 HIF-1α的表達與膀胱癌生物學行為的關系

表2 VEGF的表達與膀胱癌生物學行為的關系

表3 HIF-1α與VEGF相關性分析

3 討論

缺氧是實質性腫瘤微環境的基本特征之一。缺氧狀態下，細胞內許多與腫瘤血管生成相關的基因轉錄和表達發生改變，從而對缺氧作出復雜的應激反應［1］。HIF-1是缺氧條件下廣泛存在于哺乳動物體內的一種異源二聚體轉錄因子，在缺氧誘導的基因表達中起著關鍵作用。HIF-1主要由HIF-1α和HIF-1β兩個亞單位組成，其中HIF-1α是唯一的氧調節亞單位，它決定HIF-1的活性［2］，其靶基因涉及腫瘤細胞能量代謝、血管生成和腫瘤轉移等，VEGF即是靶基因之一。VEGF作為迄今為止發現的最強的天然促血管生成因子，其過度表達對于促進腫瘤進展具有重要作用［3-4］。

HIF-1對VEGF的調控機制已基本闡明，HIF-1通過與VEGF 5'端增強子相互作用來實現對VEGF的轉錄調節。在VEGF 5'端增強子內存在HIF-1結合位點 HRE(the hypoxia responsive element)。當HIF-1DNA結合活性被誘導，HIF-1便與之結合，使VEGF的轉錄活性和表達增強。有研究表明，誘導HIF-1突變則不能與VEGF增強子內的HRE結合，使增強子的作用不能發揮。此時VEGF mRNA水平顯著降低，即使在低氧條件下，VEGF mRNA也未被誘導表達。如果誘導VEGF上的HRE缺失，同樣使HIF-1不能與其結合而發揮轉錄作用［5］。Liu等［6］發現，HIF-1通過調節VEGF的轉錄活性和VEGF mRNA穩定性兩個方面來影響VEGF的表達。HIF-1α的過度表達則會提高VEGF mRNA的水平。

關于HIF-1α和VEGF在人類惡性腫瘤的異常表達及相關性的研究近年報道較多。日本Okada比較了HIF-1α和VEGF在正常乳腺上皮(或纖維腺瘤)和乳腺癌組織表達的異同，研究顯示HIF-1α與腫瘤特征及預后密切相關，而且VEGF水平伴隨著HIF-1α增高而升高，并與腫瘤的淋巴轉移相關［7］。在國內這方面的研究在消化系統腫瘤中報道較多。李國元等［8］探討了HIF-1α和VEGF在胃癌中的表達及相互關系，研究結果顯示HIF-1α與VEGF的表達呈正相關，并且與胃癌浸潤深度、淋巴結轉移和臨床分期相關。其他關于肝癌、結腸癌、胰腺癌、食管癌方面的報道與此結論基本一致。HIF-1α和VEGF在膀胱移行細胞癌方面的研究也有少量報道。黃江波等［9］經過研究證實，HIF-1α陽性表達與膀胱癌的臨床分期及復發明顯相關，而且HIF-1α與VEGF的表達具有明顯相關性。

本實驗更加系統的研究了HIF-1α和VEGF與膀胱移行細胞癌生物學行為的關系，詳細分析其在腫瘤病理分級、臨床分期、初發復發及單發多發等不同狀態下的蛋白表達情況，并對上述兩個指標進行了相關性分析。結果顯示，HIF-1α在膀胱移行細胞癌和正常組織中的表達呈顯著差異，隨著膀胱癌的浸潤程度的增加和分化程度的降低，HIF-1α的表達也增高，與以往研究結果一致［5］。VEGF蛋白在膀胱癌組織中呈高表達(57.7%)，并與腫瘤病理分級、臨床分期、復發密切相關(P＜0.05)。相關性分析顯示，HIF-1α和VEGF表達呈顯著正相關(r=0.406，P＜0.05)，進一步說明兩者與膀胱移行細胞癌的生物學行為的密切關系。

綜上所述，在膀胱移行細胞癌組織中，HIF-1α通過促進VEGF表達而增加腫瘤血管生成，進而影響腫瘤的侵襲和轉移。同時檢測VEGF和HIF-1α的表達情況對判定膀胱癌的惡性程度、自然病程及預后方面更有意義;并可能為針對以HIF-1α為目標的靶基因治療提供新的思路。

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［7］ Okada K，Osaki M，Araki K，et al.Expression of hypoxia-inducible factor(HIF-1alpha)，VEGF-C and VEGF-D in non-invasive and invasive breast ductal carcinomas［J］.Anticancer Res，2005，25(4): 3003-3009.

［8］ 李國元，趙久達，王成，等.HIF-1α和VEGF在胃癌中的表達及臨床意義［J］.中國癌癥雜志，2010，20(8):602-606.

［9］ 黃江波，鄒飛燕，申鵬飛，等.HIF-1α、VEGF在膀胱移行細胞癌組織中的表達及其臨床意義［J］.醫學臨床研究，2006，23(7): 998-1000.