HIF-1α和E-cadherin蛋白在大腸腺癌中的表達及臨床意義

王　遠　徐　放　解志娟　高志安

(錦州醫科大學病理教研室，遼寧　錦州　121001)

?

HIF-1α和E-cadherin蛋白在大腸腺癌中的表達及臨床意義

王遠徐放1解志娟2高志安

(錦州醫科大學病理教研室，遼寧錦州121001)

〔摘要〕目的為了探討缺氧誘導因子(HIF)-1α和上皮型鈣黏蛋白(E-cadherin)在大腸腺癌中的表達及臨床意義。方法采用免疫組織化學PV6000二步法檢測78例大腸腺癌、42例大腸腺瘤和20例距腫瘤邊緣5 cm的癌旁黏膜組織中HIF-1α和E-cadherin蛋白的表達。結果HIF-1α在大腸腺癌組織中的陽性率(62.8%)明顯高于大腸腺瘤組織(38.1%)和癌旁正常黏膜組織(15%)；E-cadherin在大腸腺癌組織中的陽性率(48.7%)明顯低于大腸腺瘤組織(76.2%)及癌旁正常黏膜組織(100%)。HIF-1α和E-cadherin蛋白在大腸腺癌中的表達異常均與TNM分期、腫瘤分化程度以及淋巴結轉移有關(P均<0.05)。結論HIF-1α和E-cadherin蛋白在大腸腺癌的發生及癌組織的侵襲和轉移過程中可能起重要作用。

〔關鍵詞〕大腸腺癌；大腸腺瘤；缺氧誘導因子-1α；上皮型鈣黏蛋白

大腸腺癌的發生涉及多種基因和因子的調控。缺氧微環境可以刺激腫瘤血管的生成，增強細胞運動能力，從而增強癌組織的侵襲轉移潛能。而缺氧誘導因子(HIF)-1α是缺氧狀態下廣泛存在于哺乳動物和人體內的一種轉錄因子，其過度表達與腫瘤細胞的增殖和轉移有著密切的關系〔1,2〕。E-cadherin是介導上皮性腫瘤細胞間黏附和信號轉導的重要因子，它的低表達可以導致癌細胞去分化和侵襲轉移能力增強〔3,4〕。本研究應用免疫組化的方法檢測大腸腺癌、大腸腺瘤及癌旁正常黏膜中HIF-1α和E-cadherin蛋白的表達情況，以探討二者在大腸腺癌發生發展中的作用和臨床意義。

1資料與方法

1.1一般資料78例大腸腺癌，42例大腸腺瘤及20例對應的距腫瘤邊緣5 cm的大腸黏膜標本均選自2010年11月至2012年3月遼寧醫學院附屬第一醫院病理科手術存檔蠟塊；所有患者術前均未接受化療和放療；其中高、中分化者45例，低分化者33例；發生淋巴結轉移的有34例，未發生淋巴結轉移的有44例；根據國際抗癌聯盟(UICC)TNM分期：其中Ⅰ、Ⅱ期的病例51例，其余的27例為Ⅲ、Ⅳ期。大腸腺癌、腺瘤及正常黏膜組織標本都經過10%甲醛固定，石蠟包埋，4 μm厚連續切片后，分別做HE染色和免疫組化染色。

1.2試劑兔抗人HIF-1α單克隆抗體購自美國Santa Cruz公司，鼠抗人E-cadherin單克隆抗體工作液、PV-6000試劑盒、濃縮DAB試劑盒均購自北京中杉金橋生物技術有限公司。

1.3試驗方法免疫組化染色：石蠟切片常規脫蠟至水，HIF-1α在EDTA 修復液(pH8.0)中經高壓抗原修復2.5 min，E-cadherin在檸檬酸緩沖液中經高壓抗原修復2 min，使用3%H2O2在室溫下孵育15 min后,一抗4℃冰箱過夜，用新鮮配制的DAB顯色。

1.4結果判斷標準HIF-1α表達于細胞核中，少數細胞質中也有表達，以細胞核出現清晰的棕褐色為陽性；E-cadherin表達于細胞膜，以細胞膜內出現棕黃色染色為陽性。判斷標準①按切片中陽性細胞占細胞總數的比例計分：0分，無陽性細胞；1分，陽性細胞比例1%～25%；2分，陽性細胞比例26%～50%；3分，陽性細胞比例51%～100%。②按細胞中細胞的顯色強弱計分：0分，細胞無顯色；1分，顯現為淺黃色；2分，顯現為棕黃色；3分，顯現為棕褐色。(1) × (2) <3分計為陰性，≥3分計為陽性。見圖1。

1.5統計學方法應用SPSS 13.0統計軟件進行χ2檢驗，相關性分析用Spearman相關分析法。

2結果

2.1HIF-1α和E-cadherin蛋白在三種組織中的表達HIF-1α在正常黏膜組和腺瘤組與腺癌組表達差異顯著(P<0.05)；E-cadherin在正常黏膜和腺癌組與腺瘤組表達差異顯著(P<0.05)。見表1。

表1　HIF-1α 和E-cadherin在三種不同組織中的陽性表達〔n(%)〕

與腺癌組比較：1)P<0.05；與正常組比較：2)P<0.05

2.2HIF-1α和E-cadherin在大腸腺癌的表達及與臨床病理參數的關系HIF-1α和E-cadherin在大腸腺癌的過表達均與TNM分期、腫瘤分化程度及淋巴結轉移有關。見表2。

2.3HIF-1α和E-cadherin在大腸腺癌中表達的相關性HIF-1α與E-cadherin的表達之間呈顯著負相關(r=-0.630，P=0.000)。

圖1　E-cadherin、HIF-1α在不同分化程度腺癌中的陽性表達(PV，×400)

臨床病理參數nHIF-1αχ2值P值E-cadherinχ2值P值腫瘤直徑(cm) ≥5/<528/5015(53.6)/34(68.0)1.600>0.0511(39.3)/27(54.0)1.555>0.05分化程度 高-中/低分化45/3322(48.9)/27(81.8)8.839<0.0528(62.2)/10(30.3)7.764<0.05TNM分期 Ⅰ+Ⅱ/Ⅲ+Ⅳ51/2726(51.0)/23(85.2)8.843<0.0530(58.8)/8(29.6)6.022<0.05淋巴結轉移 有/無34/4428(82.4)/21(47.7)9.845<0.0512(35.3)/26(59.1)4.347<0.05

3討論

惡性增殖是腫瘤細胞的一個主要特征，目前公認缺氧是腫瘤細胞增殖、轉移等的主驅動力，而HIF-1α在此過程中起到了關鍵的作用，它作為介導細胞對缺氧微環境進行適應性反應的關鍵性轉錄調控因子〔5〕，在腫瘤血管的生成以及腫瘤侵襲性方面起促進作用〔6〕。Yamamoto等〔7〕分析了171例浸潤型乳腺癌標本，發現HIF-1α蛋白在腫瘤組織中的表達率明顯高于對應的正常乳腺和良性增生組織中的表達率，且HIF-1α蛋白表達與腫瘤大小、腫瘤分化程度、有無淋巴結轉移和臨床分期明顯相關；另有研究顯示,HIF-1α可通過對腫瘤細胞黏附分子，如上皮型鈣黏素(E-cad) 與β鏈接素(β-cat) 等表達的影響而促進腫瘤細胞的分離、移動而轉移〔8〕。在本實驗中，大腸腺癌中HIF-1α的表達率明顯高于大腸腺瘤和癌旁5 cm正常黏膜組織中的表達率，提示缺氧微環境可以促進腫瘤細胞的轉移：并且HIF-1α的高表達與E-cadherin的低表達密切相關，這說明大腸癌組織中HIF-1α的高表達可能通過調節E-cadherin的表達和轉錄來促進腫瘤的發生。

E-cadherin隸屬于細胞黏附分子，是一類主要介導細胞間的黏附連接，維持細胞間支架穩定的鈣依賴性跨膜糖蛋白。研究表明E-cadherin表達下調可以引起上皮間質轉化(EMT)的發生〔9〕。Klymkowsky等〔10〕認為在腫瘤發生發展過程中，伴隨著E-cadhein的丟失,細胞形態發生改變,從而使腫瘤細胞具備了強大的侵襲能力。本研究顯示:大腸腺癌細胞和腺瘤細胞中E-cadherin也有不同程度的表達,但均明顯低于正常組織中的表達率,說明它的表達下調可以增加腫瘤細胞的侵襲轉移能力。

惡性腫瘤的轉移是腫瘤治療中最大的障礙,而缺氧和EMT均可以抑制大腸腺癌的凋亡，促進腫瘤的侵襲和遷移，隨著人們對HIF-1α和E-cadherin蛋白的深入研究和對大腸腺癌轉移機制的進一步探索，可能會為大腸腺癌早期診斷、治療和預后評估提供有效的參考依據。

4參考文獻

1Semenza GL.Defining the role of hypoxia-inducible factor 1 in cancer biology and therapeutics〔J〕.Oncogene,2010；29(5):625-34.

2Kim JW,Gao P,Liu YC,etal. Hypoxia-inducible factor-1 and dysregulated c-Myc cooperatively induce vascular endothelial growth factor and metabolic switches hexokinase 2 and pyruvate dehydrogenase kinase 1〔J〕.Mol Cell Biol,2007；27(21):7381-93.

3Mohammadizadeh F,Ghasemibasir H,Rajabi P,etal. Correlation of E-cadherin expression and routine immunohistochemistry panel in breast invasive ductal carcinoma〔J〕.Cancer Biomark,2009；5:1-8.

4Ray ME,Mehra R,Sandler HM,etal. E-cadherin protein expression predicts prostate cancer salvage radiotherapy outcomes〔J〕.J Urol,2006；176(4pt1):1409-14.

5Huang LE,Bunn HF. Hypoxia-inducible factor and its biomedical relevance〔J〕. Biol Chem,2003；278(22):19575-8.

6Kaur B,Khwaja FW,Severson EA,etal.Hypoxia and the hypoxia- inducible- factor pathway in glioma growth and angiogenesis〔J〕.Neurol Oncol，2005；7(2):134-53.

7Yamamoto Y,Ibusuki M,Okumura Y,etal. Hypoxia-inducible factor 1 alpha is closely linked to an aggressive phenotype in breast cancer〔J〕.Breast Cancer Res Treat，2008；110(3):465-75.

8Zhao JH,Luo Y,Jiang YG,etal. Knockdown of β-catenin through shRNA cause a reversal of EMT and metastatic phenotypes induced by HIF-1α〔J〕.Cancer Invest,2011；29(6):377-82.

9Browne G,Sayan AE,Tulchinsky E. ZEB proteins link cell motility with cell cycle control and cell survival in cancer〔J〕.Cell Cycle,2010；9(5):886-91.

10Klymkowsky MW,Savagner P. Epithelial-mesenchymal transition:a cancer researcher's conceptual friend and foe 〔J〕.Am J Pathol,2009；174(5):1588-93.

〔2015-03-17修回〕

(編輯苑云杰/曹夢園)

通訊作者：高志安(1955-)，男，博士，教授，主要從事腫瘤病理學研究。

〔中圖分類號〕R735.3

〔文獻標識碼〕A

〔文章編號〕1005-9202(2016)13-3206-03；

doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.13.054

1錦州市第二醫院2山東省臨沭縣人民醫院

第一作者：王遠(1988-)，女，碩士，住院醫師，主要從事腫瘤病理學研究。