胃腸道腺癌組織中 HIF－1α、COX－2及Bax蛋白的表達及意義

高秀江 李淑靜 朱振龍 何春年

胃癌及大腸癌分別位居消化道惡性腫瘤的第一位及第三位，近年來研究資料發(fā)現(xiàn)缺氧誘導因子－1α(hypoxia－inducible factor－1α，HIF－1α)、環(huán)氧化酶－2(cyclooxygenase－2，COX－2)及Bax在某些腫瘤組織中異常表達，且其異常表達與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、浸潤、轉移有關。胃腸道腺癌很多機制相同，所以本試驗將胃腸腺癌放在一起研究。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2007年河北醫(yī)科大學第一醫(yī)院及河北省人民醫(yī)院手術切除并經(jīng)病理證實為胃腸道腺癌標本37例為胃腸道腺癌組，其中男25例，女12例;年齡26～80歲，平均年齡60.3歲，中位年齡60歲。所有患者在手術前均未接受過非甾體類抗炎藥治療及化療、放療或其他針對腫瘤的治療，具有完整的臨床和病理資料。同時選取經(jīng)病理證實為正常胃腸道黏膜組織37例作為正常腸道黏膜組，胃腸道腺癌轉移的淋巴結組織37例作為淋巴結轉移癌組。

表1 3組HIF－1α表達情況比較n=37，例

1.2 試驗試劑 HIF－1α免疫組化試劑盒，購自北京中杉公司。

1.3 方法 采用鏈霉素－生物素(S－P)免疫組化技術。

1.4 統(tǒng)計學分析 應用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件，采用Wilcoxon秩和檢驗進行組間比較，P＜0.05為差異有統(tǒng)計意義。

2 結果

胃腸道腺癌組和淋巴結轉移癌組中HIF－1α、COX－2及Bax蛋白陽性表達率均明顯高于正常胃腸道黏膜組織(u值分別為2.255、22.350、2.787 和3.249、7.512、6.0123，P ＜0.01);淋巴結轉移癌組的及胃腸道腺癌組組織中HIF－1α、COX－2及Bax蛋白陽性表達率之間差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。

3 討論

3.1 HIF－1α、COX－2及 Bax表達及其促進胃腸道腺癌發(fā)生的機制

3.1.1 本研究發(fā)現(xiàn)，在胃腸道腺癌組織中HIF－1α蛋白陽性表達率明顯高于正常胃腸道黏膜組織，兩者之間差異有統(tǒng)計學意義(P ＜0.01)。其原因之一為 HIF－1α 特性所決定。HIF－1α是低氧適應和病理反應中的一個特異的中介因子，是惟一的氧調(diào)節(jié)亞基，決定著HIF－1的活性。HIF－1α在常氧條件下半衰期為5 min，很快被蛋白酶所降解，因此很難檢測到HIF－1α的存在［1］，而在缺氧條件下HIF－1α的降解受阻，引起細胞核內(nèi)HIF－1α 的聚集，并與HIF－1β 發(fā)生二聚化，形成穩(wěn)定的 HIF－1，故而在多數(shù)的缺氧組織中有高表達。

3.1.2 本研究還發(fā)現(xiàn)，胃腸道腺癌組織及轉移癌組織中COX－2蛋白陽性表達率均明顯高于正常胃腸道黏膜組織，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)。COX－2在正常生理狀態(tài)下多數(shù)組織內(nèi)是檢測不到的，只有當細胞接受相應的刺激后才開始合成，這些刺激因素中包括腫瘤促進劑及癌基因(如ras，KRAS)等［2］。一般情況下，當刺激作用于細胞30 min后便可以檢測到COX－2mRNA表達，1～2 h達到高峰，4～6 h開始下降，其表達水平可以以8～10倍的速度急劇增高。胃腸道腺癌組織及轉移癌組織中 HIF－1α、COX－2、Bax 差異無統(tǒng)計學意義(P ＞ 0.05)。這一研究結果表明，不能通過測定 HIF－1α、COX－2、Bax作為判斷有無淋巴結轉移的指標。

3.1.3 Bcl－2和 Bax蛋白基因同屬 Bcl－2基因家族，是參與細胞凋亡調(diào)控的重要基因之一，與人類胃腸道腺癌的發(fā)生關系密切。Bcl－2基因通過抑制細胞凋亡而延長細胞的壽命，Bax基因通過拮抗Bcl－2基因發(fā)揮促凋亡作用，在正常細胞內(nèi)，Bcl－2/Bax比值維持在一平衡狀態(tài)，調(diào)節(jié)細胞正常的生長死亡，若該平衡狀態(tài)被破壞，如Bcl－2/Bax比值增大，即凋亡受阻，則有可能導致腫瘤的發(fā)生。Bax蛋白為抑癌基因，人類消化道腫瘤的體細胞中常有Bax基因的閱讀框架移位突變，人類結腸腺癌中約有50%的微衛(wèi)星突變子的表現(xiàn)型有Bax基因的閱讀框架移位突變，在60%的胃癌高度微衛(wèi)星不穩(wěn)定腫瘤中有Bax基因的閱讀框架移位突變［3］。因此Bax基因突變在胃腸道腺癌發(fā)生過程中起重要作用。

3.2 HIF－1α、COX－2 及 Bax 在胃腸道腺癌中的相互關系Yung 等［4］研究表明炎癥能導致 IL－1β 分泌增加，而 IL－1β 增加又可通過NK－κB途徑導致 COX－2表達增強，COX－2表達增強可引起HIF－1α過表達，從而促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展。Naomoto等［5］研究表明類肝素酶可引起胃癌中COX－2的過表達，類肝素酶誘導的 COX－2 增量調(diào)節(jié)有 3 個結合位點，NF－κB，NF－IL－6和CRE，而COX－2的過表達可進一步誘導HIF－1α的過表達，從而促進胃癌的血管生成。Huang等［6］利用免疫組織化學法對胃腸道腺癌中 COX－2、HIF－1及 VEGF 進行了研究，表明 COX－2提高了胃癌中HIF－1和VEGF的表達，從而促進胃癌腫瘤血管發(fā)生。本研究結果顯示胃腸道腺癌組織中HIF－1α、COX－2陽性表達率均增高，支持上述論斷。筆者認為胃腸道腺癌組織中COX－2 與 HIF－1α 之間關系密切，COX－2 可誘導 HIF－1α 表達增強，從而促進胃癌的浸潤、轉移及血管生成等，其具體機制不明，有待進一步研究。

HIF－1α、COX－2及Bax在胃腸道腺癌中的異常表達及其分子機制研究表明，三者不僅與胃腸道腺癌的發(fā)生有關，與胃腸道腺癌的生長、周圍組織的浸潤、轉移等均密切相關。進一步探討HIF－1α、COX－2及Bax與胃腸道腺癌的關系及三者之間的關系，不僅是為了更好的揭示胃腸道腺癌發(fā)生的分子機制，更重要的意義在于利用HIF－1α、COX－2抑制劑用于胃腸道腺癌的防治，明確這些藥的應用可否改善胃腸道腺癌患者的預后，為非細胞毒性藥物防治胃腸道腺癌開辟新的途徑。

1 Balagi K，Shannon BD，Brian K，et al.Regulation of colon carcinoma cell Invasion by hypoxia－Inducible factoral.Cancer Res，2003，63:1138－1143.

2 Smakman N，Kranenburg O，Vogten JM，et al.Cyclooxygenase－2 is a target of KRASD12，which facilitates the outgrowth of murine C26 colorectal liver metastases.Clin Cancer Res，2005，11:41－48.

3 Komatsu K，Suzuki S，Shimosegawa T，et al.Cre－loxP－mediated bax gene activation reduces growth and increases sensitivityto chemotherapeutic agents in human gastric cancer cells.Cancer Gene Ther，2000，7:885－892.

4 Yung YJ，Isaacs JS，Lee S，et al.IL－1beta－mediated up－regulation of HIF－1alpha via an NFkappaB/COX－2 pathway identifies HIF－1 as a critical link between inflammation and oncogenesis.FASEB J，2003，17:2115－2117.

5 Naomoto Y，Gunduz M，Takaoka M，et al.Heparanase promotes angiogenesis through Cox－2 and HIF1alpha.Med Hypotheses，2007，6:162－165.

6 Huang SP，Wu MS，Shun CT，et al.Cyclooxygenase－2 increases hypoxiainducible factor－1 and vascular endothelial growth factor to promote angiogenesis in gastric carcinoma.J Biomed Sci，2005，12:229－241.