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(青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院肝膽外科，山東 青島 266003)

胰腺癌組織Stat3、HIF-1α與VEGF表達(dá)及意義

呂海鋒，馬炳奇，張順，張斌，史成宇

(青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院肝膽外科，山東 青島 266003)

目的探討信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄活化因子3(Stat3)、缺氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)在胰腺導(dǎo)管腺癌組織中的表達(dá)及其與胰腺癌臨床病理特征的關(guān)系。方法采用免疫組化SABC方法檢測(cè)49例胰腺導(dǎo)管腺癌和10例正常胰腺組織中Stat3、HIF-1α、VEGF的表達(dá)。結(jié)果Stat3、HIF-1α、VEGF在正常胰腺組織中的陽(yáng)性表達(dá)率分別為10.0%、0、20.0%，而在胰腺癌組織中的陽(yáng)性表達(dá)率分別為75.5%、73.5%、71.4%，兩組比較差異有顯著性(χ2=7.323～14.429,P<0.05)。在胰腺癌組織中，Stat3的表達(dá)與病理分級(jí)、臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)(χ2=3.287～14.352，P<0.05)，HIF-1α的表達(dá)與臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)(χ2=9.511、5.200，P<0.05)，VEGF的表達(dá)與腫瘤標(biāo)志物CA19-9、病理分級(jí)和臨床分期有關(guān)(χ2=6.005～11.876，P<0.05)。在胰腺癌組織中，3種因子的表達(dá)均呈正相關(guān)(r=0.729～0.792，P<0.05)。結(jié)論Stat3、HIF-1α、VEGF在胰腺癌組織中高表達(dá)，三者可能在胰腺癌的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。在胰腺癌的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，Stat3可能直接或者通過(guò)HIF-1α間接促進(jìn)VEGF的表達(dá)。

胰腺腫瘤；信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄活化因子3；缺氧誘導(dǎo)因子1；血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A；免疫組織化學(xué)

胰腺癌起病十分隱匿，惡性程度非常高，并且缺乏有效的治療手段，預(yù)后極差。90%的病人在確診后12個(gè)月內(nèi)死亡，其5年生存率僅為1%～3%[1]。隨著對(duì)胰腺癌分子病理研究的深入，人們把更多的目光放在胰腺癌基因及其作用機(jī)制的研究上。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄活化因子3(Stat3)在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中起著重要作用，并參與細(xì)胞生長(zhǎng)、凋亡、惡性轉(zhuǎn)化等生理和病理過(guò)程的調(diào)控。缺氧誘導(dǎo)因子-1(HIF-1)是低氧狀態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程中最為重要的因子，在許多腫瘤中高表達(dá)，并與腫瘤細(xì)胞增殖、血管生成、高度侵襲性以及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移等密切相關(guān)[2]。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)是目前已知的促進(jìn)血管生長(zhǎng)作用最強(qiáng)的因子。已有研究結(jié)果顯示，Stat3、HIF-1α、VEGF高表達(dá)在胰腺癌的發(fā)生發(fā)展中起非常重要的作用[1-7]。本研究采用免疫組化SABC方法檢測(cè)Stat3、HIF-1α、VEGF在胰腺導(dǎo)管腺癌(約占胰腺癌的90%)和正常胰腺組織中的表達(dá)，旨在探討上述3種因子表達(dá)的變化及其與胰腺癌臨床病理特征的關(guān)系。現(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料

收集我科2007—2012年間經(jīng)手術(shù)切除的胰腺癌標(biāo)本49例，均經(jīng)術(shù)后病理檢查證實(shí)為胰腺導(dǎo)管腺癌。所有病人術(shù)前均未接受放化療。49例病人中男34例，女15例；年齡41～78歲，平均(60.53±8.96)歲。腫瘤直徑≤4 cm者36例，>4 cm者13例。部位：胰頭頸癌40例，胰體尾癌9例。組織學(xué)分化程度：高分化4例，中分化24例，低分化21例。根據(jù)國(guó)際抗癌聯(lián)盟(UICC，1997)制定的胰腺癌TNM分期標(biāo)準(zhǔn)，Ⅰ期12例，Ⅱ期32例，Ⅲ期3例，Ⅳ期2例。淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移陽(yáng)性15例，陰性34例。以取自肝移植術(shù)供體正常胰腺組織10例作為對(duì)照。

1.2免疫組化染色

采用免疫組化SABC方法，參照試劑盒說(shuō)明書(shū)操作。兔抗人Stat3單克隆抗體、兔抗人HIF-1α單克隆抗體、鼠抗人VEGF單克隆抗體均購(gòu)自青島宏達(dá)生物技術(shù)有限公司；免疫組化SABC試劑盒、DAB顯色劑均購(gòu)自北京中彬生物技術(shù)有限公司。所有標(biāo)本均經(jīng)40 g/L甲醛溶液固定，常規(guī)石蠟包埋，4 μm厚連續(xù)切片，同時(shí)行SABC染色和蘇木精-伊紅染色。用胰腺癌陽(yáng)性切片作為陽(yáng)性對(duì)照，用PBS溶液代替一抗作為陰性對(duì)照。

1.3結(jié)果判定

結(jié)果判定根據(jù)文獻(xiàn)[3]的方法，Stat3、HIF-1α陽(yáng)性為細(xì)胞質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)棕黃色顆粒，VEGF陽(yáng)性為細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞膜中出現(xiàn)棕黃色顆粒。在雙盲條件下，由兩名病理科醫(yī)師對(duì)切片進(jìn)行觀察，每個(gè)位點(diǎn)隨機(jī)選10個(gè)高倍視野(400倍)，結(jié)果判定采用半定量積分法。①染色強(qiáng)度計(jì)分：0分，無(wú)表達(dá)；1分，淺黃色；2分，棕黃色；3分，棕褐色。②陽(yáng)性細(xì)胞百分比計(jì)分：0分，無(wú)；1分，1%～25%；2分，26%～50%；3分，51%～75%；4分，>75%。以染色強(qiáng)度和陽(yáng)性細(xì)胞百分比兩項(xiàng)計(jì)分之和為總積分，總積分0分為(-)，2～3分為(±)，4～5分為(+)，6～7分為()，將(+)和()判定為陽(yáng)性。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

應(yīng)用SPSS 13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，計(jì)數(shù)資料用構(gòu)成比描述，組間比較采用χ2檢驗(yàn)或Fisher精確概率法，組間指標(biāo)相關(guān)性應(yīng)用Spearman等級(jí)相關(guān)檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1Stat3、HIF-1α、VEGF在正常胰腺組織和胰腺癌組織中的表達(dá)比較

Stat3主要表達(dá)于細(xì)胞質(zhì)中，部分表達(dá)于細(xì)胞核中；HIF-1α主要表達(dá)于細(xì)胞質(zhì)中，部分表達(dá)于細(xì)胞核中；VEGF主要表達(dá)于細(xì)胞質(zhì)中，部分表達(dá)于細(xì)胞膜上。Stat3、HIF-1α、VEGF在正常胰腺組織中的陽(yáng)性表達(dá)率則分別為10.0%(1/10)、0(0/10)、20.0%(2/10)，而在胰腺癌組織中的陽(yáng)性表達(dá)率分別為75.5%(37/49)、73.5%(36/49)、71.4%(35/49)，兩組比較差異有顯著意義(χ2=7.323～14.429，P<0.05)。

2.2Stat3、HIF-1α、VEGF表達(dá)與胰腺癌臨床病理特征的關(guān)系

在胰腺癌組織中，Stat3的表達(dá)與病理分級(jí)、臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)(χ2=3.287～14.352，P<0.05)，HIF-1α的表達(dá)與臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)(χ2=9.511、5.200，P<0.05)，VEGF的表達(dá)與腫瘤標(biāo)志物CA19-9、病理分級(jí)和臨床分期有關(guān)(χ2=6.005～11.876，P<0.05)。見(jiàn)表1。

2.3Stat3、HIF-1α、VEGF在胰腺癌組織中表達(dá)的相關(guān)性

在胰腺癌組織中，3種因子的表達(dá)均呈正相關(guān)(r=0.729～0.792，P<0.05)。

3 討 論

Stat3在食管癌、前列腺癌、肺癌、乳癌、卵巢癌、黑色素瘤和白血病等很多類(lèi)型惡性腫瘤中呈現(xiàn)高表達(dá)，并參與細(xì)胞生長(zhǎng)、凋亡、惡性轉(zhuǎn)化等生理和病理過(guò)程的調(diào)控，促進(jìn)惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展。高水平的p-Stat3與下游靶基因，如抗凋亡基因、細(xì)胞周期調(diào)節(jié)基因、血管形成基因的表達(dá)密切相關(guān)[4]。本研究結(jié)果證實(shí)，Stat3在胰腺癌組織中的表達(dá)陽(yáng)性率為75.5%，明顯高于其在正常胰腺組織的表達(dá)，這與相關(guān)報(bào)道一致[5-6]。SCHOLZ等[7]對(duì)胰腺癌細(xì)胞系的研究顯示，Stat3異?；罨c胰腺癌細(xì)胞系惡性表型有關(guān)，提示Stat3在胰腺癌的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中可能起著重要作用。本研究顯示，在胰腺癌組織中Stat3的表達(dá)與病理分級(jí)、臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。病理分級(jí)越低的胰腺癌組織Stat3陽(yáng)性表達(dá)率越高，提示Stat3可能在胰腺癌分化過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用。臨床分期越高Stat3的陽(yáng)性表達(dá)率越高，提示Stat3可能促進(jìn)胰腺癌發(fā)展、侵襲及轉(zhuǎn)移。

HIF-1α是低氧狀態(tài)下新生血管生成的重要調(diào)控因子。當(dāng)細(xì)胞低氧時(shí)，HIF-1α在細(xì)胞核內(nèi)高表達(dá)，穩(wěn)定性提高，可以通過(guò)多種途徑促進(jìn)新生血管的形成，為腫瘤的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[8]。腫瘤新生血管形成在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移中起著重要作用，并影響著腫瘤的預(yù)后。本文的研究結(jié)果顯示，HIF-1α在胰腺癌組織中的表達(dá)明顯高于正常胰腺組織，并且與腫瘤的臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。這說(shuō)明HIF-1α可能在胰腺癌發(fā)展、侵襲及淋巴轉(zhuǎn)移過(guò)程中起重要作用。

表1Stat3、HIF-1α、VEGF在胰腺癌組織中的表達(dá)與臨床病理特征的關(guān)系(例)

臨床病理特征nStat3陽(yáng)性χ2、P值HIF-1α陽(yáng)性χ2、P值VEGF陽(yáng)性χ2、P值年齡 ≥60歲27210.176234.235211.188 <60歲22160.683130.054140.276性別 男34260.055240.490261.340 女15111.000120.72790.309CA19-9 ≤39kU/L1592.674100.50076.215 >39kU/L34280.148260.479280.017腫瘤部位 頭頸40300.031281.548301.278 體尾971.00080.41250.254腫瘤大小 ≤4cm36304.167270.160260.041 >4cm1370.05890.72391.000病理分級(jí) 低分化211914.352161.1061511.876 中分化24180.003180.186200.002 高分化4020臨床分期 Ⅰ期1283.28759.51166.005 Ⅱ期32240.021260.001240.002 Ⅲ期3333 Ⅳ期2222淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移 陽(yáng)性15144.399145.200132.701 陰性34230.036220.043220.174

VEGF是參與新生血管形成的最有力的因子，其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是通過(guò)特異性膜受體的介導(dǎo)實(shí)現(xiàn)的。本研究顯示，在胰腺癌組織中腫瘤標(biāo)志物CA19-9的值越高，VEGF的陽(yáng)性表達(dá)率越高，提示VEGF可能與CA19-9的高表達(dá)存在內(nèi)在聯(lián)系。病理分級(jí)越低的胰腺癌組織，VEGF的陽(yáng)性表達(dá)率越高，提示VEGF可能在胰腺癌分化過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用。臨床分期越高，VEGF的陽(yáng)性率越高，這說(shuō)明VEGF可能在胰腺癌發(fā)展、侵襲及轉(zhuǎn)移過(guò)程中起著重要作用。本研究結(jié)果顯示，伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的胰腺癌組織中VEGF的陽(yáng)性表達(dá)率高于無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者，但是差異無(wú)顯著性，考慮可能因樣本量不足所致，明確二者的關(guān)系還需擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步研究。

惡性腫瘤的形成需要10年以上的時(shí)間，其中有許多癌基因的激活和抑癌基因的失活，并涉及許多傳導(dǎo)通路的異常表達(dá)。其中，JAK-Stat3是一條重要的通路，而其中的Stat3、HIF-1、VEGF是這條通路中3種極其重要而又不可或缺的因子,這3種因子在許多惡性腫瘤中高表達(dá)[9]?，F(xiàn)已證實(shí)，惡性腫瘤的迅速生長(zhǎng)需要足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及氧氣，這就離不開(kāi)新生血管的形成，而VEGF是許多惡性腫瘤血管生長(zhǎng)最關(guān)鍵的因子[10-11]。同時(shí)，惡性腫瘤的迅速生長(zhǎng)會(huì)造成低氧的環(huán)境，HIF-1在低氧條件下可以產(chǎn)生促進(jìn)VEGF表達(dá)的轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)控因子[12-13]。Stat3是調(diào)節(jié)HIF1、VEGF的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，三者在惡性腫瘤形成過(guò)程中的作用密切相關(guān)[14-16]。本文的研究結(jié)果顯示，在胰腺癌組織中Stat3的表達(dá)與HIF-1α、VEGF的表達(dá)呈正相關(guān)，這提示在胰腺癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，Stat3可能直接或間接促進(jìn)HIF-1α、VEGF的表達(dá)；在胰腺癌組織中HIF-1α的表達(dá)與VEGF的表達(dá)呈正相關(guān)，提示在胰腺癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，腫瘤內(nèi)部產(chǎn)生低氧微環(huán)境，引起HIF-1α的高表達(dá)，而HIF-1α可能進(jìn)而促進(jìn)VEGF的表達(dá)，導(dǎo)致血管生成來(lái)滿(mǎn)足腫瘤生長(zhǎng)需要。由此可見(jiàn)，Stat3對(duì)胰腺癌發(fā)展、轉(zhuǎn)移的影響是多方面的，除了發(fā)揮促癌作用外，可能還通過(guò)改變腫瘤微環(huán)境導(dǎo)致低氧促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移和血管生成。

綜上所述，在胰腺癌的發(fā)生、發(fā)展中涉及異常的JAK-Stat信號(hào)途徑，此信號(hào)途徑最終又集中于轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子Stat3。Stat3可通過(guò)其特有的方式促進(jìn)腫瘤的發(fā)展，同時(shí)可能通過(guò)改變腫瘤微環(huán)境導(dǎo)致組織細(xì)胞低氧，誘導(dǎo)HIF-1α高表達(dá)，而HIF-1α的高表達(dá)又促進(jìn)VEGF的高表達(dá)，三者相互作用，在胰腺癌的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移中起重要作用。

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(本文編輯 馬偉平)

EXPRESSIONANDCLINICALSIGNIFICANCEOFSTAT3,HIF-1α,ANDVEGFINPANCREATICCARCINOMA

LüHaifeng,MABingqi,ZHANGShun,ZHANGBin,SHIChengyu

(Department of Hepatobiliary Surgery, The Affiliated Hospital of Qingdao University Medical College, Qingdao 266003, China)

ObjectiveTo study the expression of signal transduction and transcription activation factor 3 (Stat3), anaerobic induced factor-1α (HIF-1α), and vascular endothelial growth factor (VEGF) in human pancreatic ductal adenocarcinoma tissues and its correlation with clinicopathological features.MethodsUsing immunohistochemistry (SABC method), the expressions of Stat3, HIF-1α, and VEGF were detected in 49 cases of pancreatic ductal adenocarcinoma tissues and 10 cases of normal pancreatic tissues.ResultsThe positive expression rate of Stat3, HIF-1α, and VEGF in normal pancreas tissue was 10.0% (1/10), 0 (0/10), and 20.0% (2/10), respectively, while that in the pancreatic carcinoma tissue was 75.5% (37/49), 73.5% (36/49), and 71.4% (35/49), respectively, the differences between the two groups were significant (χ2=7.323-14.429,P<0.05). In the cancer tissue, the expression of Stat3 was correlated with pathologic grade (χ2=3.287-14.352,P<0.05), linical stage and whether or not with lymph node metastases, that of HIF-1α was associated with clinical stage and with or without lymph node metastases (χ2=9.511,5.200;P<0.05), that of VEGF was related to tumor marker CA19-9, pathologic grade and clinical stage. In the cancer tissue, the expression of the three factors was positively correlated with each other (r=0.729-0.792,P<0.05).ConclusionStat3, HIF-1α, and VEGF show a high expression in tissue of pancreatic carcinoma, these three factors are likely to play an important role in the occurrence and development of the cancer. In the process of this malignancy, Stat3 may directly, or indirectly through HIF-1α, promote the expression of VEGF.

pancreatic neoplasms; signal transducer and activator of transcription3; hypoxia-inducible factor 1; vascular endothelial growth factor A; immunohistochemistry

2013-06-30;

2013-12-30

呂海鋒(1986-)，男，在讀碩士研究生。

張順(1960-)，男，教授，碩士生導(dǎo)師。

R735.9

A

1008-0341(2014)03-0196-04