HIF-1α和MMP-2在胃低分化腺癌中的表达及浸润转移的关系

　　【摘要】 目的：研究缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)与基质金属蛋白酶-2(MMP-2)在胃低分化腺癌中的表达，并探讨二者在胃低分化腺癌浸润转移过程中的相互关系及作用。方法：采用S-P免疫组化方法，对胃低分化腺癌石蜡标本54例及正常胃组织20例，每例切片两张，分别检测HIF-1α和MMP-2的表达情况，结果进行统计学处理。结果：胃低分化腺癌组织中HIF-1α、MMP-2阳性表达明显高于正常胃组织(P<0.05)，二者与胃低分化腺癌的浸润深度、淋巴转移、TNM分期均显著相关(P<0.05),HIF-1α与MMP-2的表达呈正相关(r=0.580,P<0.05)。结论：HIF-1α和MMP-2在胃低分化腺癌组织中的表达呈正相关(r=0.580,P<0.05)，表明二者在胃低分化腺癌的侵袭转移过程中存在一定的协同作用。二者可能成为判断预后的指标。

　　【关键词】 HIF-1α; MMP-2; 胃低分化腺癌; 浸润转移; 免疫组化

　　Expression of hypoxia inducible factor-1α and matrix metalloproteinase-2 in poorly differentiated gastric adenocarcinoma and their relationship with invasion and metastasis

　　JI Zhiwu,CHEN Zhendong,WANG Lei

　　(The 1st General Surgery, the First Affiliated of Jiamusi University, Jiamusi 154003,China)

　　Abstract：Objective：To investigate the expression of hypoxia inducible factor-1α (HIF-1α) and matrix metalloproteinase-2 (MMP-2) in poorly differentiated gastric adenocarcinoma (PDGA) and their relationship with tumor cell invasion and metastasis.Methods：We detected the expression of HIF-1α and MMP-2 in the paraffin-embedded specimen of 54 cases of poorly differentiated gastric adenocarcinoma (two slices for one case) and 20 cases of normal gastric tissue by immunohistochemistry.The results were analyzed statistically.Results：The positive expression rates of HIF-1α and MMP-2 were significantly higher in PDGA than those in the normal gastric tissue,with a significant difference between the two(P<0.05). HIF-1α and MMP-2 was obviously correlated with the depth of invasion, lymph node metastasis and TNM stage of PDGA(P<0.05),and there was a positive correlation between HIF-1αexpression and MMP-2 expression(r=0.580,P<0.05).Conclusion ：A positive correlation between the HIF-1α expression and MMP-2 expression in PDGA suggests both have a certain synergy during the invasion and metastasis of PDGA and both could be indicators of prognosis.

　　Key words:hypoxia inducible factor-1α; matrix metalloproteinase-2; poorly differentiated adenocarcinoma ; immunohistochemistry

　　目前认为，缺氧诱导因子-1(HIF-1)在维持肿瘤细胞对缺氧微环境的自身调节和适应、促进肿瘤细胞浸润和转移机制中起主要作用。近年来，金属蛋白酶类在肿瘤浸润和转移过程中的作用越来越受到关注，大量证据表明基质金属蛋白酶-2(MMP-2)在介导肿瘤细胞外基质降解中起主要作用。MMP-2的表达情况与人类多种恶性肿瘤的侵袭、转移及预后密切相关。本实验采用免疫组化技术对胃低分化腺癌组织中HIF-1α 、MMP-2表达进行研究，探讨二者在胃低分化腺癌表达及浸润转移的关系。

　　1 材料与方法

　　1.1 研究对象

　　选取佳木斯大学附属第一医院行胃癌手术切除且经术后病理学证实的胃低分化腺癌石蜡标本54例，其中男30例，女24例;年龄24～69岁;无淋巴结转移者23例，有淋巴结转移者31例。TNM分期：Ⅰ期和Ⅱ期26例，Ⅲ期和Ⅳ期28例。有肌、层浆膜层浸润38例，无肌层、浆膜层浸润16例。同时选取20例因幽门梗阻、消化性溃疡、穿孔等进行胃大部切除病例的正常胃黏膜组织石蜡标本作为对照组。所有患者术前均未进行化疗或放疗，具有完整的临床资料。

　　1.2 实验方法

　　采用常规免疫组化SP法。一抗为兔抗人HIF-1α单克隆抗体和鼠抗人MMP-2单克隆抗体，由武汉博士德生物技术公司提供。

　　1.3 结果判定

　　HIF-1α和MMP-2均以胞浆内出现棕黄色颗粒，染色强度高于背景非特异性染色者为阳性细胞。采用双盲法，根据胞浆染色程度及染色细胞百分率进行评分：基本不着色者为0分，着色淡者为1分，着色深者为2分;着色细胞占计数细胞百分率<5%为0分，5%～25%为1分，26%～50%为2分，>50%为3分，将每张切片着色程度得分与着色百分率得分各自相乘，为其最后得分。0～1分为阴性、2分及以上为阳性。

　　1.4 统计学处理

　　应用SPSS15.0统计学软件进行卡方检验，相关性用Spearman等级相关分析,分析两独立样本率的差异及配对资料率的相关性，P<0.05为差异有统计学意义。

　　2 结果

　　HIF-1α、MMP-2在正常胃黏膜组织中均无表达，在胃低分化腺癌组中的阳性表达率为57.4%、63.0%，显著高于正常胃黏膜组织中的表达(P<0.05)。HIF-1α、MMP-2在胃低分化腺癌组织的表达与肿瘤的侵润深度、淋巴转移、TNM分期均显著相关(P<0.05)，但与性别、年龄、肿瘤大小、肿瘤部位无关(P>0.05)。(见表1、2)表1 胃低分化腺癌中HIF-1α、MMP-2的表达与临床病理因素的关系(略)

　　对HIF-1α和MMP-2阳性表达进行相关性分析，HIF-1α和MMP-2在胃低分化腺癌中表达有相关性，呈正相关(r=0.580,P<0.05)。见表2。表2 HIF-1α和MMP-2在胃低分化腺癌中表达的相关性(略)

　　3 讨论

　　低氧是实体肿瘤物理微环境的基本特征之一。越来越多的证据表明低氧调控是决定恶性肿瘤预后的重要因素。低氧调控不仅可以诱导肿瘤细胞对放疗、化疗的耐受性，更重要的是低氧还可以促进肿瘤细胞的生长、浸润和转移等恶性生物学行为的发生。低氧调控的一系列基因和蛋白的表达正是这些现象发生的根本原因。而HIF家族是调控这一系列基因和蛋白的关键因素。近年来有研究显示HIF-1α不但在肿瘤组织中过表达而且与预后密切相关[1]。本研究中，我们应用免疫组化方法检测HIF-1α表达情况，显示HIF-1α在正常胃黏膜中不表达，在低分化腺癌中的表达与肿瘤的侵润深度、淋巴转移、TNM分期均显著相关(P<0.05)，提示HIF-1α在胃低分化腺癌的侵袭转移过程中起着重要的作用，HIF-1α可作为评估胃低分化腺癌浸润和转移的参考指标。现临床以HIF为靶点的药物及基因治疗的研究已经起步，本实验可以为胃低分化腺癌的此类治疗提供参考及依据。MMP-2是基质金属蛋白酶家族成员之一，属于Ⅳ型胶原酶研究证实其在肿瘤介导的细胞外基质降解，促进恶性肿瘤细胞的侵袭转移过程中起关键作用[2]，多项研究还表明，MMP-2与肿瘤侵袭及转移程度密切相关，是肿瘤恶性进展的标志[3]。本实验研究发现，在低分化腺癌中的表达与肿瘤的侵润深度、淋巴转移、TNM分期均显著相关(P<0.05)，提示MMP-2表达升高促进了胃低分化腺癌细胞向周围组织器官浸润的能力，同时有利于淋巴转移。关于HIF-1α对MMP-2的影响报道不一。国内学者通过对胰腺癌细胞的研究发现在缺氧状态下，MMP-2改变不明显，且与HIF-1α无关[4]。Daniel J.[5]等用明胶酶谱法,Western blot法进行体外细胞培养，发现胶质瘤细胞在HIF-1α介导的缺氧影响下MMP-2分泌明显增加。Krishnamachfary B研究发现HIF-1α可促进人结肠癌细胞HCT116细胞浸润人工三维底膜，促进MMP-2等与肿瘤侵袭转移相关因子，酶类的表达[6]。本实验对54例胃低分化腺癌中的HIF-1α和MMP-2的表达，经过统计学相关性分析发现二者具有相关性,呈正相关(r=0.058，P<0.05)。提示在胃低分化腺癌的侵润转移过程中二者存在协同性。联合检测二者，将为胃低分化腺癌的早期诊断和治疗提供新的理论依据，同时也为临床应用HIF-1α、MMP-2的激活剂和抑制剂提供基础资料，这也将为胃低分化腺癌的诊断、治疗和预后提供新的途径。但二者具体相互调节机制尚需进一步研究。

　　【参考文献】

　　[1]Sun X, Kanwar JR, Leung E, et al.Gene transfer of antisense hypoxia inducible factor-1 alpha enhances the therapeutic efficacy of cancer immunotherapy[J]. Gene Thre,2001，53(8)：638645

　　[2]Deryugina EI, Bourdon MA, Jungwirth K, et al. Functional antivation of intefrin alpha Ⅴ beta 3 in tumor cells expressing memberane-type 1 matrix metalloproteinase[J].Int J Cancer,2000,86(1):1523

　　[3]Parsons SL,Watson SA,Colllins HM,et al.Gelatinase(MMP-2 and MMP-9) expression in gastrointestinal malignancy[J].Br J Cancer,1998,78(11):1495

　　[4]高勇，王杰军.缺氧对肿瘤细胞产生和分泌基质金属蛋白酶的影响[J].癌症,2005,24(2):180183

　　[5]Daniel J，Brat,Amilcar A,et al.Pseudopalisades in glioblastome are hypoxic,express extracellular Matrix Protease,and are formed by an actively migrating cell population[J].Cancer Res,2004,64(2):920927

　　[6]Krishnamachary B,Berg-Dixons，Kelly B,et al.Regulation of colon carcinoma cell invasion by hypoxia-inducible factor-1[J].Cancer Res,2003,63(5):11381143