缺氧誘導因子-1α在前列腺癌中的表達及意義

鮑小招　范廣民　吳忠明　吳忠標　毛祺琦　曾愛平　屈宏斐

1.溫州醫學院附屬溫嶺市醫院泌尿科，浙江溫嶺317500；2.浙江省臺州市中心醫院病理科，浙江臺州317000；3.浙江大學附屬第一醫院泌尿科，浙江杭州310000；4.溫州醫學院附屬溫嶺市醫院病理科，浙江溫嶺317500

缺氧誘導因子-1α在前列腺癌中的表達及意義

鮑小招1范廣民2吳忠明1吳忠標1毛祺琦3曾愛平4屈宏斐1

1.溫州醫學院附屬溫嶺市醫院泌尿科，浙江溫嶺317500；2.浙江省臺州市中心醫院病理科，浙江臺州317000；3.浙江大學附屬第一醫院泌尿科，浙江杭州310000；4.溫州醫學院附屬溫嶺市醫院病理科，浙江溫嶺317500

目的探討缺氧誘導因子-1α（HIF-1α）在前列腺癌發病機制中的作用。方法各取50例石蠟包埋的前列腺癌組織（前列腺癌組）和良性前列腺增生組織（良性前列腺增生組），采用免疫組化法測定兩組組織中HIF-1α蛋白的表達。結果前列腺癌組HIF-1α蛋白的陽性表達率和陽性表達強度均顯著高于良性前列腺增生組（依次為：74.00%vs 12.00%；OD值為0.17±0.04 vs 0.14±0.03）（P<0.01或P<0.05）。前列腺癌組HIF-1α蛋白的陽性表達率低分化高于高、中分化（87.10%vs 52.63%，P<0.05），在伴有骨/淋巴結轉移高于不伴有轉移（81.58%vs 50.00%，P<0.05），而與TNM分期（Ⅲ～Ⅳ期和Ⅰ～Ⅱ期）、年齡（＞70歲和≤70歲）間差異無統計學意義（依次為：84.38%vs 66.67%；75.86%vs 71.43%）（P＞0.05）。HIF-1α的陽性率在Gleason分級、TNM分期、骨及淋巴結轉移間兩兩呈直線正相關（n=37，r=0.735、0.710、0.734，P<0.01）。結論HIF-1α在前列腺癌組織中表達增強，其可能參與了前列腺癌的形成過程，增強表達的HIF-1α蛋白可能與前列腺癌的惡化有關，預示預后不良。

前列腺癌；前列腺增生；HIF-1α；發病機制

前列腺癌是最普遍的一種男性惡性腫瘤，也是世界上第二種引起男性死亡的癌癥，且不同種族間存在差異，同時受不同文化、社會、心理因素等影響[1]。其發病機制十分復雜,缺氧誘導因子-1α（hypoxia induciblefactor-1α，HIF-1α）是介導細胞對缺氧環境進行適應性反應的關鍵性轉錄調控因子，是血管發生的重要調節劑，在腫瘤的生長和轉錄中起著潛在的作用[2]。目前已發現患前列腺癌的風險與HIF-1α的基因多肽性相關，我國患者在rs11549467基因位點發生轉變，而以色列的前列腺癌患者與C1772T的基因位點突變有關[3，4]。近年來有報道認為HIF-1α可能在前列腺癌的惡變和預后中起關鍵的決定性作用[5，6]，但其作用機制如何至今尚未完全闡明。本研究通過觀察HIF-1α在前列腺癌中的表達，探討HIF-1α與前列腺癌生物學特征的相關性，為臨床治療前列腺癌提供理論依據。

1　資料與方法

1.1一般資料

選擇臺州市各醫院2010年5月～2014年2月的前列腺癌住院手術患者50例（前列腺癌組），年齡59～82歲（平均71歲），標本均經術后病理確診。并以良性前列腺增生患者50例（良性前列腺增生組）作對照，年齡53～81歲（平均69歲），均經尿道前列腺電切除術留取增生前列腺組織。兩組組織標本經10%甲醛固定保存，兩組患者年齡比較差異無統計學意義（P＞0．05）。

1.2試劑

鼠抗人HIF-1α單克隆抗體（生產批號ZM-0356）和二抗羊抗鼠免疫組化試劑盒及DAB底物顯色劑均購自福州邁新生物技術有限公司。HIF-1α抗體的工作濃度為1∶100。

1.3HIF-1α蛋白的檢測

采用SP法進行檢測，主要步驟如下：標本經10%甲醛固定、濃度梯度的乙醇脫水、石蠟包埋、4 μm厚度切片、脫蠟、抗原修復，3%過氧化氫滅活內源性過氧化物酶，兔血清封閉，滴加一抗4℃過夜、二抗及鏈霉素抗生物素蛋白-過氧化物酶復合物，DAB顯色、復染、封固。PBS代替一抗作為陰性對照。陽性表達細胞為綜黃色，表達定位在細胞漿和（或）細胞核。每張切片于隨機選擇5個視野（200倍），細胞陽性率計數方法為：無著色為（-），＜30%記為+，30%～70%記為++，＞70%記為+++；并對陽性細胞采用Image Pro-plus 5．1免疫組化圖像分析系統進行灰度掃描來表達其平均吸光強度，取其平均值代表該片的吸光度（OD）值。

1.4統計學處理

應用SPSS 16．0統計學軟件進行數據分析，計量資料以均數±標準差（x±s）表示，采用t檢驗，計數資料采用χ2檢驗，率的相關分析采用Pearson相關分析法，P＜0．05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1前列腺組織HIF-1α蛋白的表達水平

免疫組化結果顯示，陽性細胞呈棕黃色，主要表達在細胞質和（或）細胞核，兩組均有呈陽性表達的細胞。前列腺癌組HIF-1α蛋白的陽性率和平均吸光強度均顯著高于良性前列腺增生組（表1、圖1）。

表1　前列腺組織HIF-1α蛋白的表達水平

圖1　免疫組化法示HIF-1α蛋白呈陽性表達

2.2HIF-1α表達與前列腺癌臨床病理參數的關系

HIF-1α表達與前列腺癌Gleason分級、骨及淋巴結轉移差異有統計學意義（P＜0．05），與年齡、TNM分期差異無統計學意義（P＞0．05），見表2。

2.3臨床病理參數間HIF-1α陽性率的相關性

HIF-1α的陽性率在Gleason分級、TNM分期、骨及淋巴結轉移間兩兩呈直線正相關（n=37，r=0．735、0．710、0．734，P＜0．01）。

表2　HIF-1α蛋白的表達與前列腺癌臨床病理參數的關系

3　討論

HIF-1是一種轉錄因子，具有調節細胞活力、血管發生、凋亡、黏附和生長的作用。由α和β亞單位組成，其中α作為調節子亞單位，在HIF-1的轉錄活性中作為決定子，它受多種因素調節，包括氧張力、細胞因子和癌基因。HIF-1的蛋白活性與基因對低氧反應相互作用，HIF-1α已在多種癌組織表現為過度表達，通過HIF-1基因對低氧環境中增強癌組織的適應反應。基于HIF-1α和惡性腫瘤表型的相關性，抑制HIF-1α的表達成為一種癌癥重要的治療策略[7]。其治療機制可能是通過PI3K/Akt/TOR、MAPK、鞘氨基醇激酶1信號通路等途經[8，9]。

本研究發現，兩組前列腺組織中HIF-1α都有呈陽性表達的細胞，主要表達在細胞漿和（或）細胞核，增生組織的陽性表達率低，陽性強度也弱。前列腺癌組織的HIF-1α的陽性率高，達74．00%，與齊廣強等[10]的報道相近；HIF-1α的陽性率和陽性強度高于前列腺增生組，提示HIF-1α在前列腺癌組織中過度表達，參與了前列腺增生的癌變過程，推測它可能在前列腺癌發生、發展中起促進作用[11]。

本研究還發現，前列腺癌組HIF-1α的陽性率與Gleason分級、骨/淋巴結轉移相關。低分化前列腺癌HIF-1α的陽性率高于高、中分化，提示分化程度越低其陽性率越高。伴有骨/淋巴結轉移前列腺癌HIF-1α的陽性率高于不伴有癌細胞轉移，提示HIF-1α具有促進癌細胞轉移功能。陽性表達強度也與分化程度有關，高分化的前列腺腫瘤組織中HIF-1α的反應較弱，反之，低分化的前列腺癌組織免疫反應較強。但HIF-1α的陽性率與TNM分期、年齡無關，TNM分期在Ⅰ～Ⅱ期和Ⅲ～Ⅳ期之間及年齡在≤70和＞70歲之間HIF-1α的陽性率沒有差異，提示HIF-1α的表達與TNM分期、年齡的生物學特征方面沒有內在聯系。李偉等[12]研究發現，HIF-1α陽性表達率與前列腺癌的Gleason分級、TNM臨床分期、骨/淋巴結轉移有關，而與年齡無關，進一步支持HIF-1α的高表達預示預后不良。Miyazawa K等[13]也發現，HIF-1α在前列腺癌組織中表達陽性，但在增生和正常的腺體中卻呈陰性表達，其陽性表達強度與Gleason分級有關，Gleason分級積分越高表達越強。而另一項在前列腺癌活檢標本的研究發現，其中有32%的病例標本中HIF-1α呈強陽性表達，21%呈弱陽性表達，放療合并化療后HIF-1α表達水平下降，也認為HIF-1α與前列腺癌的預后相關[14]。本研究通過相關分析發現，HIF-1α的陽性率在前列腺癌組織的病理分級、TNM分期、骨/淋巴結轉移的關系中兩兩之間呈現直線正相關，進一步提示HIF-1α的高表達預示前列腺癌變預后不良。

綜上所述，HIF-1α在前列腺癌組織中表達增強，可能在腫瘤生物學行為方面扮演關鍵的角色，包括腫瘤細胞的增殖、移行、預后，抑制HIF-1α通路可能是抑制腫瘤進展的有效策略。

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Expression and significance of hypoxia inducible factor(HIF)-1α in prostatic cancer

BAO Xiaozhao1FAN Guangmin2WU Zhongming1WU Zhongbiao1MAO Qiqi3ZENG Aiping4QU Hongfei1

1.Department of Urology,Wenlin Hospital Affiliated to Wenzhou Medical College,Wenling317500,China;2.Department of Pathology,Taizhou Central Hospital in Zhejiang Province,Taizhou317000,China;3.Department of Urology, the First Affiliated Hospital of Zhejiang University,Hangzhou310000,China;4.Department of Pathology,Wenlin Hospital Affiliated to Wenzhou Medical College,Wenling317500,China

Objective To investigate the potential roles of hypoxia inducible factor(HIF)-1α in the pathogenesis of prostatic cancer.Methods HIF-1α protein were detected by immunohistochemistry techniques and analyzed in each 50 paraffin-embedded prostatic cancer and benign prostatic hyperplasia samples,named prostatic cancer group and benign prostatic hyperplasia group respectively.Results The positive expression rate and expression levels of HIF-1α in prostatic cancer group were significantly higher than those in benign prostatic hyperplasia group(74.00%vs 12.00%；optical density 0.17±0.04 vs 0.14±0.03,respectively)(P<0.01 or P<0.05).Moreover,the positive expression rate of HIF-1α in prostatic cancer group with low differentiation and bone/lymph nodes metastasis were significantly higher than those with high or mode rate differentiation and without bone/lymph nodes metastasis（87.10%vs 52.63%；81.58%vs 50.00%, respectively）(P<0.05).Whereas,there was no statistic significance of HIF-1α positive reaction betweenⅢ-ⅣandⅠ-ⅡTNM grade or between＞70 and≤70 age(84.38%vs 66.67%；75.86%vs 71.43%,respectively)(P＞0.05).Furthermore,the positive expression rate of HIF-1α in prostatic cancer among Gleason score and TNM grade and bone/lymph nodes metastasis were positive correlated(n=37,r=0.735,0.710,0.734,P<0.01).Conclusion The result shows that levels of HIF-1α expression are elevated at prostatic cancer tissue.These findings indicate that the HIF-1α system changes as prostate tissue progresses from a hyperplasia to a malignant state.Differential expression of certain HIF-1α system components in prostatic cancer may be associated with the malignant phenotype and more aggressive tumor behavior.Hence HIF-1α could serve to predict the harmful outcome of prostatic cancer.

Prostatic cancer;Prostatic hyperplasia;Hypoxia inducible factor-1α;Pathogenesis

R737.25

A

1673-9701（2015）07-0001-03

國家自然科學基金（81101717）；浙江省溫嶺市科技計劃項目（2010-1-53）

（2014-09-11）