结直肠癌组织VEGF、COX2及HIF1α表达及意义

【摘要】  目的 探讨血管内皮生长因子（VEGF）、环氧化酶2（COX2）、低氧诱导因子1α（HIF1α）在结直肠癌组织中的表达及其临床意义。方法 采用免疫组化技术（SP法）检测78例结直肠癌组织中VEGF、COX2、HIF1α的表达情况。结果 结直肠癌组织中VEGF、COX2、HIF1α的阳性率分别为75.6%、70.5%、69.2%，且与肿瘤的恶性程度相关。COX2、HIF1α的表达与VEGF的表达呈正相关（r=0.288、0.463，P<0.05、0.01）。结论VEGF、COX2、HIF1α在结直肠癌的进展过程中起作用，对判断结直肠癌的临床病理分期有价值。

【关键词】  结直肠肿瘤 血管内皮生长因子类 环氧化酶2 芳香烃受体核转位子

    EXPRESSION OF VEGF，COX2，AND HIF1α IN COLORECTAL CARCINOMALIANG YIBO, CUI LIN, JI PING,  et al  (Department of General Surgery, Qingdao Municipal Hospital, Qingdao 266011, China) ［ABSTRACT］ObjectiveTo investigate the expression of  VEGF, COX2, and HIF1α in colorectal carcinoma and discuss the corresponding clinical significance. MethodsThe expressions of VEGF, COX2 and HIF1α were detected by immunohistochemistry in 78 cases of colorectal carcinoma. ResultsThe expression rates of VEGF, COX2, and HIF1α were 75.6%, 70.5%, and 69.2%, respectively, which were correlated with the malignancy of the tumor. The expression rates of COX2 and HIF1α were positively correlated with the expression of VEGF (r=0.288， 0.463; P<0.05，0.01). ConclusionVEGF, COX2 and HIF1α play a role in the pathogenesis of colorectal carcinoma. Detecting the expression of VEGF, COX2, and HIF1α is helpful to estimate the clinical stages of the disease.

    ［KEY WORDS］colorectal neoplasms; vascular endothelial growth factors; cyclooxygenase 2; aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator

    本研究采用免疫组织化学的方法分别检测结直肠癌组织中血管内皮生长因子（VEGF）、环氧化酶2（COX2）、低氧诱导因子1α（HIF1α）的表达情况，旨在探讨3种因子对结直肠癌临床病理指标的影响，以及三者之间的相互关系，以期有助于阐明结直肠癌的生长、复发、转移机制，为临床提供有价值的可预警结直肠癌复发、转移的标志物。现将结果报告如下。

    1  材料和方法

    1.1  标本来源

    收集2003年10月～2004年7月间青岛市市立医院手术切除结直肠癌标本共78例，其中高分化腺癌6例，中分化腺癌58例，低分化腺癌14例。78例中男47例，女31例；年龄29～88岁，平均62.1岁。所有病人在术前未经任何针对肿瘤的治疗。

    1.2  检测方法

    采用免疫组织化学SP法。VEGF一抗采用小鼠抗人VEGF单克隆抗体（福州迈新公司产品，即用型）。COX2一抗采用兔抗人COX2单克隆抗体（福州迈新公司产品，即用型）。HIF1α一抗采用山羊抗人HIF1α多克隆抗体（Santa Cruz公司产品），工作浓度8 mg/L。

    1.3  免疫组织化学染色结果判定

    采用阳性细胞半定量分级法［1］。首先根据阳性细胞占整个肿瘤细胞的百分数记分：≤5%记为0分；6%～25%为1分；26%～50%为2分；51%～75%为3分；>76%为4分。再根据阳性细胞染色深浅记分，阴性为0分；淡黄色为1分；棕黄色为2分，棕褐色为3分。最后将二者分数相加，0～1分为阴性（-），2～3分为弱阳性（+）；4～5分为中度阳性（）；6～7分为强阳性（），其中（-）～（+）视为低表达，（）～（）视为过表达。

    1.4  统计学分析

    由SPSS 12.0统计软件完成，VEGF、COX2、HIF1α的表达情况与临床病理指标的关系用行×列表χ2检验及精确概率法；VEGF、COX2、HIF1α表达的相关性用计数资料相关检验。

    2  结    果

    2.1  VEGF、COX2、HIF1α在结直肠癌组织表达

    VEGF着色部位主要是肿瘤细胞的细胞浆和细胞膜，以胞浆为主。COX2着色部位主要是肿瘤细胞的细胞浆。HIF1α着色部位主要是肿瘤细胞核和细胞浆，以胞核为主，且其表达有明显特异性，即在肿瘤浸润边缘表达明显增高。三者阳性率分别为75.6%、70.5%、69.2%，3种因子在不同病理特征结直肠癌组织间表达差异有极显著性。见表1。

    2.2  VEGF、COX2、HIF1α表达的相关性

    HIF1α、COX2的表达与VEGF的表达均呈正相关（r=0.288、0.463，P<0.05、0.01）；HIF1α的表达与COX2的表达则无相关性（r=0.117，P>0.05）。见表2。表1  VEGF、COX2、HIF1α表达与病理特征的关系表2  VEGF、COX2、HIF1α表达的相关性

    3  讨    论

    肿瘤的生长和发展依赖于肿瘤新生血管的形成，而VEGF是目前已知最主要的血管生成因子。其主要功能包括：①促进血管内皮细胞增殖和新血管的生成；②增加血管通透性；③促进淋巴内皮细胞生长，增强淋巴管通透性，为肿瘤细胞扩散提供有利条件，参与淋巴内皮细胞分裂繁殖、肿瘤淋巴浸润和淋巴结转移，在肿瘤转移过程中起到一定作用。本研究表明，VEGF水平与结直肠癌的浸润、转移密切相关，对预测结直肠癌的侵袭和转移具有重要的临床意义［2］。

    COX2是前列腺素生成过程中重要的限速酶，呈诱生型表达，仅在细胞受到刺激后迅速合成，参与多种病理、生理过程，包括炎症过程及肿瘤的发生、发展，正常生理情况下几乎无表达。许多实验表明，COX2参与肿瘤发生的作用机制可能为：①促进细胞增殖和抑制细胞凋亡，使DNA受损细胞的生存期延长；②COX2催化形成的前列腺素，具有抑制机体对肿瘤细胞局部免疫的作用；③促进内皮细胞的迁移和管腔形成，从而刺激血管形成。本实验结果表明，COX2在有无淋巴结转移组及不同Dukes分期组之间的表达有显著差异，与结直肠癌恶性特征相关。

    HIF1是细胞在低氧条件下产生的具有转录活性的核蛋白，使机体对低氧、缺血产生适应反应。HIF1α亚单位为HIF1独有，受低氧调控并调节HIF1的活性［3］。在低氧条件下，HIF1α被激活，进一步激活相应低氧反应基因的转录和表达，这些低氧反应基因包括众多血管生成因子基因。一旦新的血管生成，它们会把至关重要的氧输送给肿瘤组织，促进肿瘤的生长，甚至允许癌细胞进入血液并转移至其他组织，这个过程就是肿瘤的转移。本实验结果表明，HIF1α在结直肠癌不同浸润深度组之间及不同Dukes分期之间表达不同，提示对预测肿瘤的侵袭性及预后有潜在价值。同时，由于HIF1α可调节众多血管生成因子的表达，因而选择HIF1α作为肿瘤治疗的靶点显然比以单一或数个血管生长因子为靶点更有价值，抑制肿瘤低氧时HIF1α的表达，也就扼住了肿瘤生长的咽喉，为肿瘤治疗提供了新的途径［4］。

    另外，肿瘤生成不单纯是由一种因子起作用，而是需要多种因子相互作用、共同参与［5］。本实验结果表明，HIF1α、COX2与VEGF在结直肠癌中的表达均呈正相关。目前的研究表明，在低氧调节VEGF信号传导途径中，HIF1α起中枢纽带作用。在VEGF的5′端增强子内存在HIF1α结合位点，肿瘤细胞快速生长所造成的低氧环境可诱导HIF1α过度表达，活化的HIF1α与靶基因上的HIF1α结合位点结合，形成转录起始复合物，从而启动靶基因转录，相应的蛋白产物增加，导致VEGF表达增加。另一方面，HIF1α还可增加低氧情况下VEGF mRNA稳定性，而使VEGF表达上调［6］。通过对VEGF的作用，HIF1α成为肿瘤血管生成中的重要启动因子，对结直肠癌血管生成产生影响。COX2的过度表达与肿瘤的发生发展密切相关。有资料证实，COX2可使肿瘤组织中的VEGF表达上调，抑制COX2则可抑制VEGF的表达。TAUJII等［7］将内皮细胞及表达COX2的结直肠癌细胞联合培养可诱导结直肠癌细胞产生VEGF，以旁分泌的形式作用于内皮细胞，促进内皮细胞迁移及管样结构的形成，而这一过程可被COX2选择性抑制剂抑制。目前，对于HIF1α和COX2之间的相关性研究较少，体外细胞实验已证实HIF1α可诱导人内皮细胞COX2的表达，但具体作用机制尚需进一步证实。本实验研究表明，HIF1α和COX2可共同作用于VEGF这种主要促血管生成因子，在肿瘤血管生成中可能起到协同作用，共同促进结直肠癌的恶性进展过程。

【参考文献】
  ［1］FROMOWETZ F B, VOILA M V, CHAO S, et al. Rasp21 expression in the progression of breast cancer ［J］. Human Patuol, 1987,18:12681271.

［2］李德川,冯海洋，徐笑红. 大肠癌患者血清VEGF水平的临床研究 ［J］. 癌症， 2001,20(3):314316.

［3］SUTHERLAND R M. Tumor hypoxia and gene expression ［J］ . Acta Oncol, 1998,37(3):567569.

［4］SEMENZA G L. HIF1 and tumor progression: pathophysiology and therapeutics ［J］. Trends Mol Med, 2002,8(4):S6267.

［5］崔琳，江晨，纪萍,等. 结直肠癌组织iNOS与eNOS的组织芯片技术检测及其与血管生成的关系 ［J］. 齐鲁医学杂志， 2005,20(3):203205.

［6］BALAJI K, SHANNON B D, BRAIN K, et al. Regulation of colon carcinoma cell invasion by hypoxiainducible factor1［J］. Cancer Res, 2003,63:11381143.

［7］TAUJII M, KAWANO S, TSUJIS S, et al. Cyclooxygenase regulates angiogenesis induced by colon cancer cells ［J］. Cell, 1998,93(5):705716.

作者单位：青岛市市立医院，山东 青岛 266011