胰腺癌組織Stat3、HIF-1α與VEGF表達(dá)及意義

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(青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院肝膽外科，山東 青島 266003)

胰腺癌組織Stat3、HIF-1α與VEGF表達(dá)及意義

呂海鋒，馬炳奇，張順，張斌，史成宇

(青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院肝膽外科，山東 青島 266003)

目的探討信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄活化因子3(Stat3)、缺氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)在胰腺導(dǎo)管腺癌組織中的表達(dá)及其與胰腺癌臨床病理特征的關(guān)系。方法采用免疫組化SABC方法檢測49例胰腺導(dǎo)管腺癌和10例正常胰腺組織中Stat3、HIF-1α、VEGF的表達(dá)。結(jié)果Stat3、HIF-1α、VEGF在正常胰腺組織中的陽性表達(dá)率分別為10.0%、0、20.0%，而在胰腺癌組織中的陽性表達(dá)率分別為75.5%、73.5%、71.4%，兩組比較差異有顯著性(χ2=7.323～14.429,P<0.05)。在胰腺癌組織中，Stat3的表達(dá)與病理分級、臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)(χ2=3.287～14.352，P<0.05)，HIF-1α的表達(dá)與臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)(χ2=9.511、5.200，P<0.05)，VEGF的表達(dá)與腫瘤標(biāo)志物CA19-9、病理分級和臨床分期有關(guān)(χ2=6.005～11.876，P<0.05)。在胰腺癌組織中，3種因子的表達(dá)均呈正相關(guān)(r=0.729～0.792，P<0.05)。結(jié)論Stat3、HIF-1α、VEGF在胰腺癌組織中高表達(dá)，三者可能在胰腺癌的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。在胰腺癌的發(fā)生發(fā)展過程中，Stat3可能直接或者通過HIF-1α間接促進(jìn)VEGF的表達(dá)。

胰腺腫瘤；信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄活化因子3；缺氧誘導(dǎo)因子1；血管內(nèi)皮生長因子A；免疫組織化學(xué)

胰腺癌起病十分隱匿，惡性程度非常高，并且缺乏有效的治療手段，預(yù)后極差。90%的病人在確診后12個(gè)月內(nèi)死亡，其5年生存率僅為1%～3%[1]。隨著對胰腺癌分子病理研究的深入，人們把更多的目光放在胰腺癌基因及其作用機(jī)制的研究上。信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄活化因子3(Stat3)在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中起著重要作用，并參與細(xì)胞生長、凋亡、惡性轉(zhuǎn)化等生理和病理過程的調(diào)控。缺氧誘導(dǎo)因子-1(HIF-1)是低氧狀態(tài)調(diào)節(jié)過程中最為重要的因子，在許多腫瘤中高表達(dá)，并與腫瘤細(xì)胞增殖、血管生成、高度侵襲性以及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移等密切相關(guān)[2]。血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)是目前已知的促進(jìn)血管生長作用最強(qiáng)的因子。已有研究結(jié)果顯示，Stat3、HIF-1α、VEGF高表達(dá)在胰腺癌的發(fā)生發(fā)展中起非常重要的作用[1-7]。本研究采用免疫組化SABC方法檢測Stat3、HIF-1α、VEGF在胰腺導(dǎo)管腺癌(約占胰腺癌的90%)和正常胰腺組織中的表達(dá)，旨在探討上述3種因子表達(dá)的變化及其與胰腺癌臨床病理特征的關(guān)系。現(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料

收集我科2007—2012年間經(jīng)手術(shù)切除的胰腺癌標(biāo)本49例，均經(jīng)術(shù)后病理檢查證實(shí)為胰腺導(dǎo)管腺癌。所有病人術(shù)前均未接受放化療。49例病人中男34例，女15例；年齡41～78歲，平均(60.53±8.96)歲。腫瘤直徑≤4 cm者36例，>4 cm者13例。部位：胰頭頸癌40例，胰體尾癌9例。組織學(xué)分化程度：高分化4例，中分化24例，低分化21例。根據(jù)國際抗癌聯(lián)盟(UICC，1997)制定的胰腺癌TNM分期標(biāo)準(zhǔn)，Ⅰ期12例，Ⅱ期32例，Ⅲ期3例，Ⅳ期2例。淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移陽性15例，陰性34例。以取自肝移植術(shù)供體正常胰腺組織10例作為對照。

1.2免疫組化染色

采用免疫組化SABC方法，參照試劑盒說明書操作。兔抗人Stat3單克隆抗體、兔抗人HIF-1α單克隆抗體、鼠抗人VEGF單克隆抗體均購自青島宏達(dá)生物技術(shù)有限公司；免疫組化SABC試劑盒、DAB顯色劑均購自北京中彬生物技術(shù)有限公司。所有標(biāo)本均經(jīng)40 g/L甲醛溶液固定，常規(guī)石蠟包埋，4 μm厚連續(xù)切片，同時(shí)行SABC染色和蘇木精-伊紅染色。用胰腺癌陽性切片作為陽性對照，用PBS溶液代替一抗作為陰性對照。

1.3結(jié)果判定

結(jié)果判定根據(jù)文獻(xiàn)[3]的方法，Stat3、HIF-1α陽性為細(xì)胞質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)棕黃色顆粒，VEGF陽性為細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞膜中出現(xiàn)棕黃色顆粒。在雙盲條件下，由兩名病理科醫(yī)師對切片進(jìn)行觀察，每個(gè)位點(diǎn)隨機(jī)選10個(gè)高倍視野(400倍)，結(jié)果判定采用半定量積分法。①染色強(qiáng)度計(jì)分：0分，無表達(dá)；1分，淺黃色；2分，棕黃色；3分，棕褐色。②陽性細(xì)胞百分比計(jì)分：0分，無；1分，1%～25%；2分，26%～50%；3分，51%～75%；4分，>75%。以染色強(qiáng)度和陽性細(xì)胞百分比兩項(xiàng)計(jì)分之和為總積分，總積分0分為(-)，2～3分為(±)，4～5分為(+)，6～7分為()，將(+)和()判定為陽性。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

應(yīng)用SPSS 13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，計(jì)數(shù)資料用構(gòu)成比描述，組間比較采用χ2檢驗(yàn)或Fisher精確概率法，組間指標(biāo)相關(guān)性應(yīng)用Spearman等級相關(guān)檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1Stat3、HIF-1α、VEGF在正常胰腺組織和胰腺癌組織中的表達(dá)比較

Stat3主要表達(dá)于細(xì)胞質(zhì)中，部分表達(dá)于細(xì)胞核中；HIF-1α主要表達(dá)于細(xì)胞質(zhì)中，部分表達(dá)于細(xì)胞核中；VEGF主要表達(dá)于細(xì)胞質(zhì)中，部分表達(dá)于細(xì)胞膜上。Stat3、HIF-1α、VEGF在正常胰腺組織中的陽性表達(dá)率則分別為10.0%(1/10)、0(0/10)、20.0%(2/10)，而在胰腺癌組織中的陽性表達(dá)率分別為75.5%(37/49)、73.5%(36/49)、71.4%(35/49)，兩組比較差異有顯著意義(χ2=7.323～14.429，P<0.05)。

2.2Stat3、HIF-1α、VEGF表達(dá)與胰腺癌臨床病理特征的關(guān)系

在胰腺癌組織中，Stat3的表達(dá)與病理分級、臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)(χ2=3.287～14.352，P<0.05)，HIF-1α的表達(dá)與臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)(χ2=9.511、5.200，P<0.05)，VEGF的表達(dá)與腫瘤標(biāo)志物CA19-9、病理分級和臨床分期有關(guān)(χ2=6.005～11.876，P<0.05)。見表1。

2.3Stat3、HIF-1α、VEGF在胰腺癌組織中表達(dá)的相關(guān)性

在胰腺癌組織中，3種因子的表達(dá)均呈正相關(guān)(r=0.729～0.792，P<0.05)。

3 討 論

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類型惡性腫瘤中呈現(xiàn)高表達(dá)，并參與細(xì)胞生長、凋亡、惡性轉(zhuǎn)化等生理和病理過程的調(diào)控，促進(jìn)惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展。高水平的p-Stat3與下游靶基因，如抗凋亡基因、細(xì)胞周期調(diào)節(jié)基因、血管形成基因的表達(dá)密切相關(guān)[4]。本研究結(jié)果證實(shí)，Stat3在胰腺癌組織中的表達(dá)陽性率為75.5%，明顯高于其在正常胰腺組織的表達(dá)，這與相關(guān)報(bào)道一致[5-6]。SCHOLZ等[7]對胰腺癌細(xì)胞系的研究顯示，Stat3異常活化與胰腺癌細(xì)胞系惡性表型有關(guān)，提示Stat3在胰腺癌的發(fā)生發(fā)展過程中可能起著重要作用。本研究顯示，在胰腺癌組織中Stat3的表達(dá)與病理分級、臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。病理分級越低的胰腺癌組織Stat3陽性表達(dá)率越高，提示Stat3可能在胰腺癌分化過程中發(fā)揮著重要的作用。臨床分期越高Stat3的陽性表達(dá)率越高，提示Stat3可能促進(jìn)胰腺癌發(fā)展、侵襲及轉(zhuǎn)移。

HIF-1α是低氧狀態(tài)下新生血管生成的重要調(diào)控因子。當(dāng)細(xì)胞低氧時(shí)，HIF-1α在細(xì)胞核內(nèi)高表達(dá)，穩(wěn)定性提高，可以通過多種途徑促進(jìn)新生血管的形成，為腫瘤的生長提供營養(yǎng)物質(zhì)[8]。腫瘤新生血管形成在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移中起著重要作用，并影響著腫瘤的預(yù)后。本文的研究結(jié)果顯示，HIF-1α在胰腺癌組織中的表達(dá)明顯高于正常胰腺組織，并且與腫瘤的臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。這說明HIF-1α可能在胰腺癌發(fā)展、侵襲及淋巴轉(zhuǎn)移過程中起重要作用。

表1Stat3、HIF-1α、VEGF在胰腺癌組織中的表達(dá)與臨床病理特征的關(guān)系(例)

臨床病理特征nStat3陽性χ2、P值HIF-1α陽性χ2、P值VEGF陽性χ2、P值年齡 ≥60歲27210.176234.235211.188 <60歲22160.683130.054140.276性別 男34260.055240.490261.340 女15111.000120.72790.309CA19-9 ≤39kU/L1592.674100.50076.215 >39kU/L34280.148260.479280.017腫瘤部位 頭頸40300.031281.548301.278 體尾971.00080.41250.254腫瘤大小 ≤4cm36304.167270.160260.041 >4cm1370.05890.72391.000病理分級 低分化211914.352161.1061511.876 中分化24180.003180.186200.002 高分化4020臨床分期 Ⅰ期1283.28759.51166.005 Ⅱ期32240.021260.001240.002 Ⅲ期3333 Ⅳ期2222淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移 陽性15144.399145.200132.701 陰性34230.036220.043220.174

VEGF是參與新生血管形成的最有力的因子，其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是通過特異性膜受體的介導(dǎo)實(shí)現(xiàn)的。本研究顯示，在胰腺癌組織中腫瘤標(biāo)志物CA19-9的值越高，VEGF的陽性表達(dá)率越高，提示VEGF可能與CA19-9的高表達(dá)存在內(nèi)在聯(lián)系。病理分級越低的胰腺癌組織，VEGF的陽性表達(dá)率越高，提示VEGF可能在胰腺癌分化過程中發(fā)揮著重要的作用。臨床分期越高，VEGF的陽性率越高，這說明VEGF可能在胰腺癌發(fā)展、侵襲及轉(zhuǎn)移過程中起著重要作用。本研究結(jié)果顯示，伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的胰腺癌組織中VEGF的陽性表達(dá)率高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者，但是差異無顯著性，考慮可能因樣本量不足所致，明確二者的關(guān)系還需擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步研究。

惡性腫瘤的形成需要10年以上的時(shí)間，其中有許多癌基因的激活和抑癌基因的失活，并涉及許多傳導(dǎo)通路的異常表達(dá)。其中，JAK-Stat3是一條重要的通路，而其中的Stat3、HIF-1、VEGF是這條通路中3種極其重要而又不可或缺的因子,這3種因子在許多惡性腫瘤中高表達(dá)[9]。現(xiàn)已證實(shí)，惡性腫瘤的迅速生長需要足夠的營養(yǎng)物質(zhì)及氧氣，這就離不開新生血管的形成，而VEGF是許多惡性腫瘤血管生長最關(guān)鍵的因子[10-11]。同時(shí)，惡性腫瘤的迅速生長會造成低氧的環(huán)境，HIF-1在低氧條件下可以產(chǎn)生促進(jìn)VEGF表達(dá)的轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)控因子[12-13]。Stat3是調(diào)節(jié)HIF1、VEGF的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，三者在惡性腫瘤形成過程中的作用密切相關(guān)[14-16]。本文的研究結(jié)果顯示，在胰腺癌組織中Stat3的表達(dá)與HIF-1α、VEGF的表達(dá)呈正相關(guān)，這提示在胰腺癌發(fā)生發(fā)展過程中，Stat3可能直接或間接促進(jìn)HIF-1α、VEGF的表達(dá)；在胰腺癌組織中HIF-1α的表達(dá)與VEGF的表達(dá)呈正相關(guān)，提示在胰腺癌發(fā)生發(fā)展過程中，腫瘤內(nèi)部產(chǎn)生低氧微環(huán)境，引起HIF-1α的高表達(dá)，而HIF-1α可能進(jìn)而促進(jìn)VEGF的表達(dá)，導(dǎo)致血管生成來滿足腫瘤生長需要。由此可見，Stat3對胰腺癌發(fā)展、轉(zhuǎn)移的影響是多方面的，除了發(fā)揮促癌作用外，可能還通過改變腫瘤微環(huán)境導(dǎo)致低氧促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移和血管生成。

綜上所述，在胰腺癌的發(fā)生、發(fā)展中涉及異常的JAK-Stat信號途徑，此信號途徑最終又集中于轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子Stat3。Stat3可通過其特有的方式促進(jìn)腫瘤的發(fā)展，同時(shí)可能通過改變腫瘤微環(huán)境導(dǎo)致組織細(xì)胞低氧，誘導(dǎo)HIF-1α高表達(dá)，而HIF-1α的高表達(dá)又促進(jìn)VEGF的高表達(dá)，三者相互作用，在胰腺癌的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移中起重要作用。

[1] 吳在德,吳肇漢. 外科學(xué) [M]. 7版.北京:人民衛(wèi)生出版, 2008:583-584.

[2] 史成宇,張勝龍,張順. 胰腺癌組織HIF-1α、Endostatin和VEGF表達(dá)及意義[J]. 齊魯醫(yī)學(xué)雜志, 2013,28(1):17-19.

[3] CAMPBELL C L, JIANG Z, SAVARESE D M, et al. Incerased expression of the interleukin-11 receptor and evidence of Stat3 activation in prostate carcinoma[J]. Am J Pathol, 2001,158:25-32.

[4] HSIEH F C, CHENG GONG, LIN J. Evaluation of potential Stat3-regulated genes in human breast cancer[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2005,335(2):292-299.

[5] 裘正軍,劉辰,胡宏慧. Stat3和Cyclin D1在胰腺癌中的表達(dá)及其臨床意義[J]. 胰腺病學(xué), 2005,5(1):24-27.

[6] 劉辰,裘正軍,傅德良. 胰腺癌組織Stat3的表達(dá)及其與細(xì)胞增殖和凋亡的相關(guān)性研究[J]. 中華肝膽外科雜志, 2007,13(6):414-416.

[7] SCHOLZ A, HEINZE S, DETJEN K M, et al. Actvated signal transducer and activator of transcrition 3 (STAT3) supports the malignant phenotype of human pancreatic cancer[J]. Gastroenterology, 2003,125:891-005.

[8] 成立紅,徐珞. 子宮內(nèi)膜癌組織Livin、HIF-1α和VEGF表達(dá)及意義[J]. 青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào), 2011,47(1):47-49.

[9] 張晨麗,張煦,史淑霞. 子宮頸鱗狀細(xì)胞癌中Stat3、HIF-1α和VEGF的表達(dá)及臨床病理意義[J]. 臨床與實(shí)驗(yàn)病理學(xué)雜志, 2008,24(5):560-563.

[10] KAIO E, TANAKA S, KITADM Y, et al. Clinical significance of angiogenic factor expression at the deepest invasive site of advanced colorectal carcinoma[J]. Oncology, 2003,64(1):61-73.

[11] 馬濤,羅湘江,呂葉,等. VEGF和MVD在大腸癌組織中的表達(dá)及其臨床意義[J]. 寧夏醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào), 2008,30(1):17-18.

[12] SHWEIKID, ITRIN A, SOFFER D, et al. Vascular endothelial growth factor induced by hypoxia may media hypoxia mediated angiogenesis[J]. Nature, 1992,359:843.

[13] GRAY M J, ZHANG J, ELLIS L M, et al. HIF-1alpha, Stat3, BP/p300 and Ref-1/APE are components of a transcriptional complex that regulates Src-dependent hypoxia-induced expression of VEGF in pancreatic and prostate carcinomas[J]. Oncogene, 2005,24(19):3110-3120.

[14] JUNG J E, LEE H G, CHO I H, et al. Stat3 is a potential modulator of HIF-1-mediated VEGF expression in human renal carcinoma cells[J]. FASEB J, 2005,19(10):1296-1298.

[15] CASCIO S, FERLA R, D’ANDREA A, et al. Expression of angiogenic regulators, VEGF and leptin, is regulated by the EGF/PI3K/Stat3 pathway in colorectal cancer cells[J]. Cell Physiological, 2009,221(1):189-194.

(本文編輯 馬偉平)

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

呂海鋒(1986-)，男，在讀碩士研究生。

張順(1960-)，男，教授，碩士生導(dǎo)師。

R735.9

A

1008-0341(2014)03-0196-04