鮑小招　范廣民　吳忠明　吳忠標　毛祺琦　曾愛平　屈宏斐

1.溫州醫(yī)學(xué)院附屬溫嶺市醫(yī)院泌尿科，浙江溫嶺317500；2.浙江省臺州市中心醫(yī)院病理科，浙江臺州317000；3.浙江大學(xué)附屬第一醫(yī)院泌尿科，浙江杭州310000；4.溫州醫(yī)學(xué)院附屬溫嶺市醫(yī)院病理科，浙江溫嶺317500

缺氧誘導(dǎo)因子-1α在前列腺癌中的表達及意義

鮑小招1范廣民2吳忠明1吳忠標1毛祺琦3曾愛平4屈宏斐1

1.溫州醫(yī)學(xué)院附屬溫嶺市醫(yī)院泌尿科，浙江溫嶺317500；2.浙江省臺州市中心醫(yī)院病理科，浙江臺州317000；3.浙江大學(xué)附屬第一醫(yī)院泌尿科，浙江杭州310000；4.溫州醫(yī)學(xué)院附屬溫嶺市醫(yī)院病理科，浙江溫嶺317500

目的探討缺氧誘導(dǎo)因子-1α（HIF-1α）在前列腺癌發(fā)病機制中的作用。方法各取50例石蠟包埋的前列腺癌組織（前列腺癌組）和良性前列腺增生組織（良性前列腺增生組），采用免疫組化法測定兩組組織中HIF-1α蛋白的表達。結(jié)果前列腺癌組HIF-1α蛋白的陽性表達率和陽性表達強度均顯著高于良性前列腺增生組（依次為：74.00%vs 12.00%；OD值為0.17±0.04 vs 0.14±0.03）（P<0.01或P<0.05）。前列腺癌組HIF-1α蛋白的陽性表達率低分化高于高、中分化（87.10%vs 52.63%，P<0.05），在伴有骨/淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移高于不伴有轉(zhuǎn)移（81.58%vs 50.00%，P<0.05），而與TNM分期（Ⅲ～Ⅳ期和Ⅰ～Ⅱ期）、年齡（＞70歲和≤70歲）間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（依次為：84.38%vs 66.67%；75.86%vs 71.43%）（P＞0.05）。HIF-1α的陽性率在Gleason分級、TNM分期、骨及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移間兩兩呈直線正相關(guān)（n=37，r=0.735、0.710、0.734，P<0.01）。結(jié)論HIF-1α在前列腺癌組織中表達增強，其可能參與了前列腺癌的形成過程，增強表達的HIF-1α蛋白可能與前列腺癌的惡化有關(guān)，預(yù)示預(yù)后不良。

前列腺癌；前列腺增生；HIF-1α；發(fā)病機制

前列腺癌是最普遍的一種男性惡性腫瘤，也是世界上第二種引起男性死亡的癌癥，且不同種族間存在差異，同時受不同文化、社會、心理因素等影響[1]。其發(fā)病機制十分復(fù)雜,缺氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxia induciblefactor-1α，HIF-1α）是介導(dǎo)細胞對缺氧環(huán)境進行適應(yīng)性反應(yīng)的關(guān)鍵性轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，是血管發(fā)生的重要調(diào)節(jié)劑，在腫瘤的生長和轉(zhuǎn)錄中起著潛在的作用[2]。目前已發(fā)現(xiàn)患前列腺癌的風(fēng)險與HIF-1α的基因多肽性相關(guān)，我國患者在rs11549467基因位點發(fā)生轉(zhuǎn)變，而以色列的前列腺癌患者與C1772T的基因位點突變有關(guān)[3，4]。近年來有報道認為HIF-1α可能在前列腺癌的惡變和預(yù)后中起關(guān)鍵的決定性作用[5，6]，但其作用機制如何至今尚未完全闡明。本研究通過觀察HIF-1α在前列腺癌中的表達，探討HIF-1α與前列腺癌生物學(xué)特征的相關(guān)性，為臨床治療前列腺癌提供理論依據(jù)。

1　資料與方法

1.1一般資料

選擇臺州市各醫(yī)院2010年5月～2014年2月的前列腺癌住院手術(shù)患者50例（前列腺癌組），年齡59～82歲（平均71歲），標本均經(jīng)術(shù)后病理確診。并以良性前列腺增生患者50例（良性前列腺增生組）作對照，年齡53～81歲（平均69歲），均經(jīng)尿道前列腺電切除術(shù)留取增生前列腺組織。兩組組織標本經(jīng)10%甲醛固定保存，兩組患者年齡比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0．05）。

1.2試劑

鼠抗人HIF-1α單克隆抗體（生產(chǎn)批號ZM-0356）和二抗羊抗鼠免疫組化試劑盒及DAB底物顯色劑均購自福州邁新生物技術(shù)有限公司。HIF-1α抗體的工作濃度為1∶100。

1.3HIF-1α蛋白的檢測

采用SP法進行檢測，主要步驟如下：標本經(jīng)10%甲醛固定、濃度梯度的乙醇脫水、石蠟包埋、4 μm厚度切片、脫蠟、抗原修復(fù)，3%過氧化氫滅活內(nèi)源性過氧化物酶，兔血清封閉，滴加一抗4℃過夜、二抗及鏈霉素抗生物素蛋白-過氧化物酶復(fù)合物，DAB顯色、復(fù)染、封固。PBS代替一抗作為陰性對照。陽性表達細胞為綜黃色，表達定位在細胞漿和（或）細胞核。每張切片于隨機選擇5個視野（200倍），細胞陽性率計數(shù)方法為：無著色為（-），＜30%記為+，30%～70%記為++，＞70%記為+++；并對陽性細胞采用Image Pro-plus 5．1免疫組化圖像分析系統(tǒng)進行灰度掃描來表達其平均吸光強度，取其平均值代表該片的吸光度（OD）值。

1.4統(tǒng)計學(xué)處理

應(yīng)用SPSS 16．0統(tǒng)計學(xué)軟件進行數(shù)據(jù)分析，計量資料以均數(shù)±標準差（x±s）表示，采用t檢驗，計數(shù)資料采用χ2檢驗，率的相關(guān)分析采用Pearson相關(guān)分析法，P＜0．05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1前列腺組織HIF-1α蛋白的表達水平

免疫組化結(jié)果顯示，陽性細胞呈棕黃色，主要表達在細胞質(zhì)和（或）細胞核，兩組均有呈陽性表達的細胞。前列腺癌組HIF-1α蛋白的陽性率和平均吸光強度均顯著高于良性前列腺增生組（表1、圖1）。

表1　前列腺組織HIF-1α蛋白的表達水平

圖1　免疫組化法示HIF-1α蛋白呈陽性表達

2.2HIF-1α表達與前列腺癌臨床病理參數(shù)的關(guān)系

HIF-1α表達與前列腺癌Gleason分級、骨及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0．05），與年齡、TNM分期差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0．05），見表2。

2.3臨床病理參數(shù)間HIF-1α陽性率的相關(guān)性

HIF-1α的陽性率在Gleason分級、TNM分期、骨及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移間兩兩呈直線正相關(guān)（n=37，r=0．735、0．710、0．734，P＜0．01）。

表2　HIF-1α蛋白的表達與前列腺癌臨床病理參數(shù)的關(guān)系

3　討論

HIF-1是一種轉(zhuǎn)錄因子，具有調(diào)節(jié)細胞活力、血管發(fā)生、凋亡、黏附和生長的作用。由α和β亞單位組成，其中α作為調(diào)節(jié)子亞單位，在HIF-1的轉(zhuǎn)錄活性中作為決定子，它受多種因素調(diào)節(jié)，包括氧張力、細胞因子和癌基因。HIF-1的蛋白活性與基因?qū)Φ脱醴磻?yīng)相互作用，HIF-1α已在多種癌組織表現(xiàn)為過度表達，通過HIF-1基因?qū)Φ脱醐h(huán)境中增強癌組織的適應(yīng)反應(yīng)?；贖IF-1α和惡性腫瘤表型的相關(guān)性，抑制HIF-1α的表達成為一種癌癥重要的治療策略[7]。其治療機制可能是通過PI3K/Akt/TOR、MAPK、鞘氨基醇激酶1信號通路等途經(jīng)[8，9]。

本研究發(fā)現(xiàn)，兩組前列腺組織中HIF-1α都有呈陽性表達的細胞，主要表達在細胞漿和（或）細胞核，增生組織的陽性表達率低，陽性強度也弱。前列腺癌組織的HIF-1α的陽性率高，達74．00%，與齊廣強等[10]的報道相近；HIF-1α的陽性率和陽性強度高于前列腺增生組，提示HIF-1α在前列腺癌組織中過度表達，參與了前列腺增生的癌變過程，推測它可能在前列腺癌發(fā)生、發(fā)展中起促進作用[11]。

本研究還發(fā)現(xiàn)，前列腺癌組HIF-1α的陽性率與Gleason分級、骨/淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。低分化前列腺癌HIF-1α的陽性率高于高、中分化，提示分化程度越低其陽性率越高。伴有骨/淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移前列腺癌HIF-1α的陽性率高于不伴有癌細胞轉(zhuǎn)移，提示HIF-1α具有促進癌細胞轉(zhuǎn)移功能。陽性表達強度也與分化程度有關(guān)，高分化的前列腺腫瘤組織中HIF-1α的反應(yīng)較弱，反之，低分化的前列腺癌組織免疫反應(yīng)較強。但HIF-1α的陽性率與TNM分期、年齡無關(guān)，TNM分期在Ⅰ～Ⅱ期和Ⅲ～Ⅳ期之間及年齡在≤70和＞70歲之間HIF-1α的陽性率沒有差異，提示HIF-1α的表達與TNM分期、年齡的生物學(xué)特征方面沒有內(nèi)在聯(lián)系。李偉等[12]研究發(fā)現(xiàn)，HIF-1α陽性表達率與前列腺癌的Gleason分級、TNM臨床分期、骨/淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，而與年齡無關(guān)，進一步支持HIF-1α的高表達預(yù)示預(yù)后不良。Miyazawa K等[13]也發(fā)現(xiàn)，HIF-1α在前列腺癌組織中表達陽性，但在增生和正常的腺體中卻呈陰性表達，其陽性表達強度與Gleason分級有關(guān)，Gleason分級積分越高表達越強。而另一項在前列腺癌活檢標本的研究發(fā)現(xiàn)，其中有32%的病例標本中HIF-1α呈強陽性表達，21%呈弱陽性表達，放療合并化療后HIF-1α表達水平下降，也認為HIF-1α與前列腺癌的預(yù)后相關(guān)[14]。本研究通過相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，HIF-1α的陽性率在前列腺癌組織的病理分級、TNM分期、骨/淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的關(guān)系中兩兩之間呈現(xiàn)直線正相關(guān)，進一步提示HIF-1α的高表達預(yù)示前列腺癌變預(yù)后不良。

綜上所述，HIF-1α在前列腺癌組織中表達增強，可能在腫瘤生物學(xué)行為方面扮演關(guān)鍵的角色，包括腫瘤細胞的增殖、移行、預(yù)后，抑制HIF-1α通路可能是抑制腫瘤進展的有效策略。

[1]Qinghu Ren，Jiaqian Liang，Jianjun Wei，et al．Epithelial and stromal expression of miRNAs during prostate cancer progression[J]．Am J Transl Res，2014，6（4）：329-339．

[2]Xu QR，Liu X，Yao YM，et al．Expression of HSP90 and HIF-1α in human colorectal cancer tissue and its significance[J]．Asian Pac J Trop Med，2014，7（9）：720-724．

[3]Li P，Cao Q，Shao PF，et al．Genetic polymorphisms in HIF1A are associated with prostate cancer risk in a Chinese population[J]．Asian J Androl，2012，14（6）：864-869．

[4]Vainrib M，Golan M，Amir S，et al．HIF1A C1772T polymorphism leads to HIF-1α mRNA over expression in prostate cancer patients[J]．Cancer Biol Ther，2012，13（9）：720-726．

[5]Huang X，Zhou J，Liu J，et al．Biological characteristics of prostate cancer cells are regulated by hypoxia-inducible factor 1α[J]．Oncol Lett，2014，8（3）：1217-1221．

[6]Shang W，Chen X，Nie L，et al．MiR199b Suppresses expression of hypoxia-inducible factor 1α（HIF-1α)in prostate cancer cells[J]．Int J Mol Sci，2013，14（4）：8422-8436．

[7]Huang X，Zhou J，Liu J，et al．Biological characteristics of prostate cancer cells are regulated by hypoxia-inducible factor 1α[J]．Oncol Lett，2014，8（3）：1217-1221．

[8]Cho SY，Cho S，Park E，et al.Coumestrol suppresses hypoxia inducible factor 1α by inhibiting ROS mediated sphingosine kinase 1 in hypoxic PC-3 prostate cancer cells[J].Bioorg Med Chem Lett，2014，24（11）：2560-2564.

[9]Befani CD，Vlachostergios PJ，Hatzidaki E，et al.Bortezomib represses HIF-1α protein expression and nuclear accumulation by inhibiting both PI3K/Akt/TOR and MAPK pathways in prostate cancer cells[J].J Mol Med（Berl)，2012，90（1）：45-54.

[10]齊廣強，郝利芬，路喜安.缺氧誘導(dǎo)因子-1αKi-67在前列腺癌中的表達及意義[J].山西醫(yī)藥雜志，2007，36（11）：973-974.

[11]Shaida N，Chan P，Turley H，et al.Nuclear localization of factor inhibitor hypoxia-inducible factor in prostate cancer is associated with poor prognosis[J].J Urol，2011，185（4）：1513-1518.

[12]李偉，張華東，李自強，等.VEGF、HIF-1α在不同前列腺病變組織中的表達及臨床意義[J].解放軍醫(yī)藥雜志，2012，24（5）：11-13.

[13]Miyazawa K，Tanaka T，Nakai D，et al.Immunohistochemical expression of four different stem cell markers in prostate cancer:High expression of NANOG in conjunction with hypoxia-inducible factor-1α expression is involvedinprostateepithelialmalignancy[J].OncolLett，2014，8（3）：985-992.

[14]Al-Ubaidi FL，Schultz N，Egevad L，et al.Castration therapy of prostate cancer results in downregulation of HIF-1α levels[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys，2012，82（3）：1243-1248.

Expression and significance of hypoxia inducible factor(HIF)-1α in prostatic cancer

BAO Xiaozhao1FAN Guangmin2WU Zhongming1WU Zhongbiao1MAO Qiqi3ZENG Aiping4QU Hongfei1

1.Department of Urology,Wenlin Hospital Affiliated to Wenzhou Medical College,Wenling317500,China;2.Department of Pathology,Taizhou Central Hospital in Zhejiang Province,Taizhou317000,China;3.Department of Urology, the First Affiliated Hospital of Zhejiang University,Hangzhou310000,China;4.Department of Pathology,Wenlin Hospital Affiliated to Wenzhou Medical College,Wenling317500,China

Objective To investigate the potential roles of hypoxia inducible factor(HIF)-1α in the pathogenesis of prostatic cancer.Methods HIF-1α protein were detected by immunohistochemistry techniques and analyzed in each 50 paraffin-embedded prostatic cancer and benign prostatic hyperplasia samples,named prostatic cancer group and benign prostatic hyperplasia group respectively.Results The positive expression rate and expression levels of HIF-1α in prostatic cancer group were significantly higher than those in benign prostatic hyperplasia group(74.00%vs 12.00%；optical density 0.17±0.04 vs 0.14±0.03,respectively)(P<0.01 or P<0.05).Moreover,the positive expression rate of HIF-1α in prostatic cancer group with low differentiation and bone/lymph nodes metastasis were significantly higher than those with high or mode rate differentiation and without bone/lymph nodes metastasis（87.10%vs 52.63%；81.58%vs 50.00%, respectively）(P<0.05).Whereas,there was no statistic significance of HIF-1α positive reaction betweenⅢ-ⅣandⅠ-ⅡTNM grade or between＞70 and≤70 age(84.38%vs 66.67%；75.86%vs 71.43%,respectively)(P＞0.05).Furthermore,the positive expression rate of HIF-1α in prostatic cancer among Gleason score and TNM grade and bone/lymph nodes metastasis were positive correlated(n=37,r=0.735,0.710,0.734,P<0.01).Conclusion The result shows that levels of HIF-1α expression are elevated at prostatic cancer tissue.These findings indicate that the HIF-1α system changes as prostate tissue progresses from a hyperplasia to a malignant state.Differential expression of certain HIF-1α system components in prostatic cancer may be associated with the malignant phenotype and more aggressive tumor behavior.Hence HIF-1α could serve to predict the harmful outcome of prostatic cancer.

Prostatic cancer;Prostatic hyperplasia;Hypoxia inducible factor-1α;Pathogenesis

R737.25

A

1673-9701（2015）07-0001-03

國家自然科學(xué)基金（81101717）；浙江省溫嶺市科技計劃項目（2010-1-53）

（2014-09-11）