HIF-1α與TGF-β蛋白在前列腺癌組織中的表達及其意義△

郝強，王濤，宗煥濤，周永建，張勇

首都醫科大學附屬北京天壇醫院泌尿外科，北京 100050

前列腺癌的發生能夠導致男性患者生存預后的惡化。流行病學研究顯示，前列腺癌的發病率具有逐年上升的趨勢[1]。不同因素均可以促進前列腺癌的發生，影響前列腺上皮細胞的異常病變。缺氧誘導因子1α（hypoxia inducible factor 1 alpha，HIF-1α）的異常表達能夠誘導局部缺氧環境，促進腫瘤微環境的改變，導致高氧化狀態，促進癌細胞的持續性增殖[2-4]；轉化生長因子-β（transforming growth factor-beta，TGF-β）作為生長因子家族成員，在癌細胞分化障礙、癌細胞浸潤能力的改變及新生血管的形成等方面均具有一定的作用，能夠參與腫瘤臨床分期的進展過程[5]。為了進一步評估HIF-1α與TGF-β蛋白在前列腺癌組織中的表達及其意義，本研究選取80例前列腺癌組織，探討了相關指標的異常表達，并揭示了其與患者臨床特征的關系。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2015年9月至2017年9月首都醫科大學附屬北京天壇醫院病理科收集的80例前列腺癌組織（前列腺癌組）、40例正常前列腺組織（對照組）。納入標準：①前列腺癌診斷標準依據中華醫學會制定的相關指南[6]；②所有納入的研究標本均經病理學檢查證實；③前列腺患者在獲取組織標本前未接受放化療、內分泌治療；④納入標本的研究對象的各項資料完整。排除標準：①伴有免疫系統疾病；②長期使用免疫抑制劑、糖皮質激素；③合并泌尿系統其他類型腫瘤；④資料不完整，難以進行統計分析。前列腺癌組患者，年齡55～83歲，平均（68.2±10.4）歲；高分化19例，中分化34例，低分化27例；臨床分期：Ⅰ期14例，Ⅱ期26例，Ⅲ期28例，Ⅳ期12例。對照組患者，年齡52～78歲，平均（66.9±12.0）歲。兩組患者年齡比較，差異無統計學意義（P﹥0.05）。

1.2 免疫組化染色方法

所有組織標本經石蠟包埋后作連續切片，厚度約為3 mm，采用免疫組化鏈霉卵白素-生物素復合體法（strep avidin-biotin complex，SABC）染色，二氨基聯苯胺（Diaminobenzidine，DAB）顯色。HIF-1α蛋白、TGF-β蛋白、PV6000通用型二抗以及免疫組化試劑盒、DAB顯色試劑盒均購自北京中杉金橋生物技術開發公司。以陽性片及PBS代替一抗分別作為陽性及陰性對照，高倍顯微鏡下觀察相關蛋白的表達情況，具體染色步驟嚴格按照試劑盒說明書進行操作。

1.3 結果判斷

免疫組化結果判定：HIF-1α與TGF-β蛋白的陽性表達著色于細胞核及細胞質，呈黃色、棕黃色、褐色。①根據著色強度：無色為0分，淡黃色為1分，棕黃色為2分，褐色、黑色為3分；②根據陽性細胞比例：陽性細胞所占比例≤10%為1分，11%～50%為2分，51%～75%為3分，﹥75%為4分。兩種評分相乘總分﹤3分為“－”，3～5分為“+”，6～9分為“++”，﹥9分為“+++”；總分﹤3分為陰性，≥3分為陽性。

1.4 統計學方法

采用SPSS 16.0統計軟件進行數據分析，計量資料以均數±標準差（±s）表示，組間比較采用t檢驗，計數資料以率（%）表示，組間比較采用χ2檢驗；以P﹤0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組組織標本HIF-1α與TGF-β蛋白的表達情況

前列腺癌組中HIF-1α蛋白、TGF-β蛋白陽性表達率分別為71.25%（57/80）、65.00%（52/80），均高于對照組的 5.00%（2/40）、17.50%（7/40），差異均有統計學意義（χ2=46.830、24.073，P﹤0.05）。（表1、表2）。

表1 兩組標本HIF-1α蛋白的表達情況

表2 兩組標本TGF-β蛋白的表達情況

2.2 HIF-1α與TGF-β蛋白在前列腺癌組織中的表達及其與患者臨床特征的關系

前列腺特異性抗原（prostate specific antigen，PSA）≥4 ng/ml、Gleason評分≥7分、臨床分期為Ⅲ+Ⅳ期、發生骨轉移的前列腺癌患者組織中HIF-1α蛋白陽性表達率高于PSA﹤4 ng/ml、Gleason評分﹤7分、臨床分期為Ⅰ+Ⅱ期、未發生骨轉移的患者，差異均有統計學意義（P﹤0.05）。臨床分期為Ⅲ+Ⅳ期、組織學低分化、發生骨轉移的前列腺癌患者組織中TGF-β蛋白陽性表達率高于臨床分期為Ⅰ+Ⅱ期、組織學高分化和中分化、未發生骨轉移的患者，差異均有統計學意義（P﹤0.05）。（表3）

3 討論

遺傳、易感基因的攜帶、環境因素及激素受體水平的相關改變，能夠促進前列腺移行上皮細胞在增殖、凋亡抑制、低分化障礙等生物學特征方面的異常改變，導致癌細胞的早期發生及腫瘤病灶的后期擴散[6]。近年來，越來越多的研究顯示，基因調控或者分子生物學水平的改變是促進前列腺癌發生的又一重要因素。分子譜相關水平的波動能夠影響癌細胞的癌基因轉錄水平，增強癌細胞周期的調控，促進免疫逃逸，抑制機體的T淋巴細胞免疫反應等，進而協助腫瘤的浸潤或者轉移[7-8]。本文對于HIF-1α及TGF-β蛋白與前列腺癌病情關系的研究，能夠為臨床上前列腺癌的診療及預后評估提供理論基礎。

缺氧環境的改變是促進癌細胞增殖調控異常的重要因素，HIF-1α作為缺氧誘導因子家族成員，對于局部環境中缺氧環境下線粒體的損傷、ATP能量利用障礙或氧化自由基的傳遞障礙等過程均可起到一定的作用[9]。HIF-1α還能夠影響腫瘤細胞DNA的擴增速度，促進癌細胞核異型的增加和癌細胞內多種信號通路如AKT和MAPK的激活，增加癌細胞惡性病變的風險[10-11]。TGF-β能夠干預腫瘤上皮病灶組織的上皮間質轉化，從而促進癌細胞的臨床分期的進展或遠處器官的轉移。TGF-β對于新生血管內皮的協同刺激作用，能夠促進腫瘤病灶新生血管的形成，提高局部血流灌注水平，為癌病灶組織增殖提供條件[12]。部分研究揭示了TGF-β或者HIF-1α在消化道腫瘤、婦科惡性腫瘤中的表達情況，但在泌尿系統腫瘤如前列腺癌中的分析研究不足。

本次研究發現，在前列腺癌病灶組織中可以發現TGF-β或HIF-1α的異常高表達，其表達趨勢的改變提示二者均可能參與到前列腺癌的發生發展過程中，TGF-β或者HIF-1α的高表達能夠通過下列幾個方面的因素，促進前列腺癌患者的臨床特征、癌細胞生物學特征等的改變：①TGF-β的高表達能夠促進癌細胞變形能力的改變，增加癌細胞對于鄰近正常前列腺上皮組織的浸潤過程；②HIF-1α的高表達能夠誘導局部過度激活的白細胞介素-6（interleukin-6，IL-6）或者白細胞介素-10（interleukin-10，IL-10）等，促進炎癥或者氧化應激反應對腫瘤細胞持續性促增殖作用。李丹丹等[13]和劉杰文等[14]在探討前列腺癌患者臨床預后的過程中發現，在病死率較高或臨床治療敏感性較差的人群中，TGF-β或HIF-1α的陽性表達率可明顯上升，平均上升15%、10%以上。在探討相關指標與前列腺癌患者臨床特征關系的過程中發現，HIF-1α與PSA水平升高、Gleason評分增高、臨床分期增高、發生骨轉移有關，提示HIF-1α的異常表達能夠影響腫瘤的擴散、轉移、組織學分型的惡化，這主要考慮與HIF-1α對于癌細胞排列極性的紊亂、增加癌細胞免疫逃逸、促進癌細胞擴散等過程有關。其中，HIF-1α及TGF-β蛋白與前列腺癌骨轉移的發生具有密切的關系，提示二者的陽性表達可能作為臨床上預測腫瘤骨轉移的重要依據，其作用機制考慮可能與HIF-1α及TGF-β蛋白的異常表達使前列腺癌細胞對于脊柱骨質細胞、骨間質細胞的浸潤及黏附能力增加有關。HIF-1α及PSA水平同樣存在一定的關系，PSA是臨床上應用于前列腺癌診斷及臨床預后的重要參考指標，提示HIF-1α與前列腺癌關系密切，其機制主要與HIF-1α促進破碎的癌細胞過度釋放PSA有關，同時也與HIF-1α促進了囊泡轉運體外分泌PSA的作用增強有關。而TGF-β蛋白與前列腺癌的病理學特征同樣存在一定的關系，但并未發現TGF-β蛋白表達與PSA表達的關系，但仍然不排除TGF-β蛋白作為評估前列腺癌患者病情的重要參考價值。

表3 HIF-1α與TGF-β蛋白在前列腺癌組織中的表達及其與患者臨床特征的關系[n（%）]

本次研究的創新性在于探討了HIF-1α與PSA水平的關系。前列腺癌組織中的HIF-1α蛋白、TGF-β蛋白陽性表達率升高，并且與前列腺癌的病理學特征具有一定的關系。

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