探究胃癌中葡萄糖轉運蛋白1、缺氧誘導因子-1α的表達及臨床意義

許凱 宋莉莉 盧紅明 范桂蓮 孫宇

胃癌的發病率在我國居各類腫瘤的第1位, 每年約有17萬人死于胃癌且每年還有2萬以上的新患者產生, 胃癌嚴重威脅人類身心健康。作為由機體正常組織突變而來的細胞,惡性腫瘤的增殖同樣需要依靠氧氣和營養物質, 因此其高增殖狀態會使組織的缺氧狀態尤為明顯, 但是腫瘤細胞可以通過自身調節, 克服不良因素, 繼續生長［1］。在缺氧的微環境中,缺氧誘導因子-1α(hypoxia inducible factor-1 alpha, HIF-1α)和葡萄糖轉運蛋白1(glucosetransporter1, Glut1)表達增加呈高表達狀態, 這兩種因子可改善腫瘤細胞能量代謝, 提高腫瘤細胞能量代謝水平葡萄糖利用及糖代謝, 從而為惡性腫瘤提供更多的能量［2,3］。本研究通過免疫組化技術, 研究胃癌病灶中的 HIF-1α、Glut1表達情況, 探討其與癌細胞增值和臨床病理學改變的關系。報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2008年2月～2015年2月本院病理科120例胃癌患者治療前(包括放、化療和其他可能影響細胞

增殖的治療方法)存檔的組織蠟塊。患者年齡最小53歲, 最大86歲, 平均年齡(68.7±7.4)歲。依據2003年國際抗癌聯盟(UICC)頒布的胃癌 TNM 分期標準進行分期, Ⅰ期+Ⅱ期51例, Ⅲ期+Ⅳ期69例；高中分化58例, 低分化 62例；組織分型：快速病理學分析顯示：管狀腺癌38例, 低分化腺癌51例, 黏液腺癌31例； 75例伴有淋巴結轉移, 無轉移45例。另選取50 例胃癌癌旁組織, 要求為胃黏膜組織且距離癌灶＞5 cm。

1.2 主要試劑和檢測方法 兔抗人Glut1多克隆抗體購自上海信裕生物科技有限公司福州邁新公司, 兔抗人HIF-1α多克隆抗體購自北京鼎國昌盛生物技術有限責任公司武漢博士德公司, 兔抗人HIF-1α多克隆抗體購自北京HYPERLINK"https://dgcs.biomart.cn/" 北京鼎國昌盛生物技術有限責任公司中杉金橋公司。采用免疫組織化學EnVisionTM二步法檢測Glut1和HIF-1α表達。

1.3 結果判定標準 染色結果判定： HIF-1α以胞質或胞核呈棕黃色細顆粒為陽性, Glut1陽性胞質或胞膜呈棕黃色, 在高倍鏡下(400×)隨機選擇5個視野, 每個視野計數200個細胞, 共計l000個, HIF-1α蛋白判斷標準參照相關報道［4］：1+陽性胞數范圍1%～10%為(+)；2+陽性細胞數11%～50% 為 (++)；3+陽性細胞數 ＞50% 為 (+++)。Glut1以陽性細胞數≤0～2%為陰性(-)；低表達(1+)陽性胞數2%～50%為低表達(+), 高表達(2+)陽性胞數≥50%為高表達(++)。

1.4 統計學方法 采用SPSS22.0統計學軟件進行數據統計分析。計數資料以率(%)表示, 采用χ2檢驗。P＜0.05表示差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 胃癌和癌旁組織 HIF-1α和Glut1表達情況 50例癌旁組織HIF-1α陽性8例, 陽性率為16%, Glut1陽性9例,陽性率為18%；胃癌HIF-1α陽性84例, 陽性率為70%,Glut1陽性83例, 陽性率為69%；HIF-1α蛋白表達在胞質或胞核, Glut1蛋白表達在胞質和(或)胞膜, HIF-1α、Glut1在胃癌組織中的陽性率明顯高于癌旁組織, 差異具有統計學意義(P＜0.01)。

2.2 胃癌臨床分期、組織學分級、組織分型及有無淋巴結轉移HIF-1α和Glut1表達情況 高中分化HIF-1α陽性35例, Glut1陽性33例, 低分化HIF-1α陽性49例, Glut1陽性50例, 低分化Glut1陽性率顯著高于高中分化, 差異有統計學意義(P＜0.05)；臨床Ⅰ期+Ⅱ期HIF-1α陽性23例, Glut1陽性26例, 臨床Ⅲ期+Ⅳ期HIF-1α陽性61例, Glut1陽性57例, Ⅲ期+Ⅳ期的HIF-1α、Glut1陽性率顯著高于Ⅰ期+Ⅱ期, 差異有統計學意義(P＜0.01)；有淋巴結轉移HIF-1α陽性60例, Glut1陽性57例, 無淋巴結轉移HIF-1α陽性24例, Glut1陽性26例, 有淋巴結轉移的HIF-1α、Glut1陽性率明顯高于無淋巴結轉移, 差異有統計學意義(P＜0.01)；管狀腺癌HIF-1α陽性16例, Glut1陽性17例, 低分化腺癌HIF-1α陽性45例, Glut1陽性44例, 黏液腺癌HIF-1α陽性23例, Glut1陽性22例, 黏液細胞癌的HIF-1α、Glut1陽性率明顯高于管狀腺癌, 差異有統計學意義(P＜0.05)。胃癌組織中, HIF-1α的陽性表達與胃癌的臨床分期、組織分型及淋巴結轉移有關(P＜0.01)。Glut1的陽性表達與胃癌的臨床分期、組織分型、組織學分級及淋巴結轉移有關(P＜0.05)。HIF-1α與Glut1表達呈正相關(r=0.62,P＜0.01)。

3 討論

惡性腫瘤可造成其周圍組織相對缺氧, HIF由缺氧誘導產生, 可激活缺氧反應基因轉錄DNA的合成, 其由HIF-1α和HIF-1β亞基所構成, HIF-1α是氧調節亞基又是活性亞基, 決定了HIF-1的活性。最近, 國內外研究發現腸癌、卵巢癌等腫瘤中HIF-1α高表達的表達呈陽性, HIF-1α甚至可在癌前病變組織中檢測到。且在癌前病變組織可檢測到HIF-1α［5,6］。在缺氧環境下, HIF-1α被絕大多數的惡性腫瘤細胞檢測到［7］。本實驗結果顯示, 黏液細胞癌中HIF-1α陽性率遠遠高于管狀腺癌, 差異有統計學意義(P＜0.05)；HIF-1α在淋巴結轉移病灶中也具有較高的表達率, 高于無轉移組, 差異有統計學意義(P＜0.01)。提示HIF-1α可能促進胃癌的侵襲轉移。

惡性腫瘤增殖活躍, 細胞存在異常增殖, 因此葡萄糖攝取率明顯增加。至今有關腫瘤細胞糖代謝率升高的分子機制尚未明確, Glut1表達的增加可能是糖代謝率增高的一個機制。惡性腫瘤處于高代謝狀態, 因此其對葡萄糖的利用較高。Glut1的異常表達能促進葡萄糖吸收, 這種現象在多種腫瘤細胞中都可見到, 尤其以腦、食管、肺等部位腫瘤為主［8］。本研究結果表明, Glut1陽性表達在黏液腺癌、淋巴結轉移灶中高表達, 且表達水平隨分期增高而增高, 差異有統計學意義(P＜0.05)。這與相關學者［9］的研究結果吻合。

胃癌患者的主要死亡原因是其具有高轉移、高侵襲特點［10］。缺氧組織中, HIF-1α上調Glut1的表達, 增加糖轉運, 適應癌腫組織的能量代謝需要, 本研究發現胃癌組織HIF-1α與Glut1均呈高表達, HIF-1α與Glut1表達程度呈正相關(r=0.62,P＜0.01), 與胃癌的發生、發展緊密相連, 提示Glut1、HIF-1α表達與癌細胞增殖指數密切相關, 臨床可將其作為評估胃癌轉移及侵襲能力的指標。