HIF—1α及其調控基因PTEN在食管鱗癌中的表達及其與血管形成的關系

摘要：本課題利用RT-PCR、免疫組化兩種技術研究PTEN、HIF-1α及VEGF在食管癌組織中的表達情況，分析三者與食管癌臨床病理因素的關系及其相關性，探討它們的各自功能、相互聯系及其與食管癌發展機制的關系，對篩選食管癌的標志物、食管癌的預防、早期診斷、判斷惡性程度及預后具有重要指導意義；為在細胞水平進一步研究PTEN、HIF-1α及VEGF之間的相關性及其與食管癌的關系奠定基礎；為開發新的抗食管癌藥物、尋找新的基因治療靶位提供理論依據。

關鍵詞：HIF-1α；PTEN；VEGF，食管鱗癌；關系

1前言

食管癌是我國高發的消化系統惡性腫瘤之一，因其惡性度高，5年生存率僅20%左右。目前因其確切病因及發病機制仍不明確，治療方法大都采用手術結合大劑量放、化療法，由于反復多次的放、化療導致患者免疫功能下降，抵抗力降低，容易轉移，從而加速了患者死亡；同時，食管癌的浸潤和轉移一直都是困擾治療的難題，所以從多種途徑發現腫瘤的病變機制，早期發現和針對其早期浸潤轉移入手而進行有針對性的治療才是該病治療成敗的關鍵。

2國內外研究概況、水平和發展趨勢

PTEN基因（MMAC1）是 1997年克隆的第一個具有磷酸酶活性的抑癌基因，mRNΑ 長為 5.5kb，可通過促進細胞凋亡和抑制腫瘤細胞浸潤等多種途徑發揮抗癌作用，其缺失、突變或過甲基化與人類許多惡性腫瘤有關[1]。在腫瘤細胞浸潤、血管發生及腫瘤轉移中起重要作用[2]。目前普遍認為PTEN抑癌作用機制包括以下幾個方面：①PTEN通過拮抗PI3 K/AKT信號系統，誘導細胞周期阻滯。這種作用與誘導三個細胞周期素依賴性激酶抑制劑p21、p27、p57的表達，以及抑制細胞周期素D1的積聚和核定位有關[3]；②PTEN可能通過以下機制促進細胞凋亡：阻斷轉錄因子NF-κB介導的Ras/PI3K/PKB/IKK/NF-κB抗凋亡信號傳導通路[4]；抑制胰島素樣生長因子-Ⅰ受體信號傳導通路[5]；③PTEN通過阻斷整合素信號途徑，抑制腫瘤細胞黏附、鋪展和遷移行為。這種效應除與FAK去磷酸化有關外，尚與其下游的有絲分裂原激活蛋白激酶（MAPK）通路受阻有關；④PTEN通過下調VEGF的表達抑制腫瘤血管形成。PTEN調控腫瘤血管發生是通過磷酸肌醇信號傳導途徑實現的，與其脂質磷酸酶活性有關。如朱紅等利用RT-PCR、免疫組化法研究PTEN在肝癌組織中的表達情況，發現無論是基因水平還是蛋白水平上PTEN的表達在癌灶組織中都顯著低于非癌組織（P<0.001）。戴珍珍等利用免疫組化法檢測PTEN在肺癌組織中的表達后顯示，癌旁正常肺組織中 PTEN 蛋白的表達明顯高于肺癌組織；在臨床Ⅰ、Ⅱ期組明顯高于Ⅲ、Ⅳ期組，PTEN與肺癌的組織分化程度、病理分期、淋巴轉移有關。提示 PTEN 蛋白在肺癌組織中表達降低和缺失對于肺癌細胞獲得侵襲、轉移潛能方面可能起重要作用。同樣，何曉燕利用免疫組化法檢測PTEN蛋白在大腸癌組織中的表達后顯示，癌旁正常大腸組織中 PTEN 蛋白的表達明顯高于大腸癌組織，PTEN 蛋白低表達與大腸癌的浸潤深度、淋巴結轉移及 Dukes分期密切相關。Yang等首先運用PCR-SSCP和DNA直接測序方法對33例原發性食管鱗癌標本和20例癌旁正常組織中PTEN基因突變情況進行研究，發現33例鱗癌中僅有1例出現異常的SSCP條帶，測序分析表明在第7內含子802～829位點發生了T→C置換，在所有標本的第5內含子492位點發現一個堿基T缺失，在PTEN突變的\"熱點\"第5外顯子沒有發現突變，PTEN突變在原發性食管鱗癌的發生中不起重要作用。黃綺國等利用免疫組化法觀察PTEN在食管鱗癌組織當中的表達，PTEN表達與食管癌的分化程度高低、浸潤深度、是否有淋巴結轉移和臨床分期關系密切（P<0.05）。研究發現，PTEN基因突變常見于惡性膠質瘤、子宮內膜癌、前列腺癌等惡性腫瘤。且一些消化道惡性腫瘤如胃癌、結腸癌等的研究中發現PTEN基因突變比較常見，但這些腫瘤的組織學類型均為腺癌，而食管癌多為鱗癌。目前研究報道了一些關于PTEN蛋白表達與食管癌關系的研究，而關于PTEN基因突變頻率與食管癌的關系研究較少。

缺氧誘導因子-1α是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，能激活許多缺氧反應性基因的表達，對維持腫瘤細胞的能量代謝、細胞增殖和腫瘤血管生成具有重要作用。Yamakawa 等研究表明HIF-1α 可以上調多種血管因子的表達，介導缺氧條件下的血管形成反應；HIF-1α 不僅促進 VEGF 轉錄，也可增強 VEGFmRNA 的穩定性，從而增加腫瘤血管生成，最終增加腫瘤的局部血流。Krishnamachary 等研究表明，腫瘤抑制基因 PTEN 即具有抑制 HIF-1α 表達和降低 HIF-1α 穩定性的作用，腫瘤細胞中如果 PTEN 失活將不能阻斷 HIF-1α的表達。故文獻顯示HIF-1α在肺癌組織中表達特點是：與病理分期有關，分期越高表達越多；與淋巴轉移是否轉移無相關性；PTEN 蛋白表達均與HIF-1α蛋白表達呈負相關。文獻研究顯示PTEN 基因下調或缺失可能誘導 HIF-1α 的過度表達，與肝癌的發生發展密切相關。戴澤文等利用免疫組化法對HIF-1α與食管鱗癌的關系進行研究，結果顯示HIF-1α在食管鱗癌組織中的表達高于食管正常組織，且與癌組織的浸潤深度、分化程度及淋巴結轉移相關。

VEGF是血小板源性生長因子（PDGF）家族的一個成員，也是迄今所發現的最重要的促血管生成因子，特異地作用于血管內皮細胞，促進內皮細胞的增殖、遷移并誘導新生血管形成，這些新生血管是腫瘤組織生長的必備條件，同時也是腫瘤轉移的基礎。研究表明，VEGF 還可提高血管通透性，促進血漿蛋白、纖維蛋白原外滲導致腫瘤間質水腫，為腫瘤浸潤及轉移提供條件。VEGF 基因的表達受缺氧、多種細胞因子，抑瘤基因產物及一些小分子物質等因素的調控。如研究發現抑癌基因PTEN 突變或缺失可促進血管內皮因子形成，使血管內皮細胞增殖和腫瘤微血管形成，從而使腫瘤侵襲轉移能力增高，研究表明，PTEN和VEGF在大腸癌中關系密切，且二者的表達呈負相關。目前研究顯示，缺血或缺氧是誘導 VEGF 表達的最主要因素。缺氧條件下機體組織HIF-1α表達增加，體外實驗表明，HIF-1α對VEGF可表現出多個層面上的調控：HIF-1α能夠啟動VEGF的轉錄，增加VEGFmRNA的穩定性，還可以上調VEGF受體Flt-1α的轉錄，加強VEGF的生物學效應。相反，阻斷癌細胞HIF-1α表達可降低VEGF產量，導致腫瘤血管發展缺陷，并抑制移植腫瘤的生長。目前關于VEGF和HIF-1α共同表達的關系及相關性在胃癌、肝癌、子宮內膜癌、乳腺癌等研究中有相關報道。對于PTEN、VEGF與HIF-1α在食管癌中的共同表達情況及其相關性研究，在國內外尚未見報道。

3結論

本課題研究首次從基因和蛋白水平聯合研究PTEN、HIF-1α及VEGF在食管鱗癌組織中共同表達水平，分析三者與食管鱗癌臨床病理特點的關系及其相關性，為食管鱗癌的早期診斷、特異治療及判斷預后提供可靠的理論依據；同時為PTEN/HIF-1α/VEGF調控機制的深入研究奠定基礎。而目前國內外對PTEN、HIF-1α及VEGF與食管癌關系實驗研究未見報道，為我國臨床治療食管癌提供新的思路。

參考文獻：

[1]王偉.CYP2E1基因和GSTP1基因的多態性與食管癌的易感性[D].南京醫科大學，2004.

[2]張淑華.小干擾RNA靶向VEGF基因在體內外抑制乳腺癌細胞增殖的研究[D].青島大學，2007.

[3]張偉鋒.RNA干擾HIF-1α對食管鱗癌細胞Eca-109糖酵解相關基因表達的影響[D].南京醫科大學，2010.

[4]劉建平.MTA1、VEGF-C在食管鱗癌中的表達及與臨床病理、腫瘤淋巴管生成的關系[D].川北醫學院，2015.

[5]陳永順，李道明.缺氧誘導因子-1α在惡性腫瘤中的研究進展[J].現代腫瘤醫學，2007（04）.

編輯/丁一