【摘要】 目的 探讨乳腺癌组织中缺氧诱导因子1α(hypoxiainducible factor 1 alpha,HIF1α)的表达及其与增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen, PCNA)及临床病理因素的关系。方法 采用免疫组化SP法检测乳腺纤维腺瘤、普通乳腺增生组织和乳腺癌中HIF1α、PCNA蛋白的表达。结果 HIF1α蛋白在乳腺纤维腺瘤、普通乳腺增生组织中不表达;乳腺导管内原位癌中阳性率55%(11/20),浸润性乳腺癌中85%(51/60);HIF1α在淋巴结、雌激素受体状态及组织学分级中表达有显著差异。乳腺癌中PCNA阳性率75%(60/80),其中原位癌为65%(13/20),浸润癌为78.3%(47/60)。乳腺癌中HIF1α表达与PCNA显著正相关(r=0.693,P<0.01)。结论 HIF1α在乳腺癌组织中明显上调,与肿瘤细胞增殖、淋巴结转移、雌激素受体状态及组织学分级相关,提示HIF1α对乳腺癌的肿瘤细胞增殖、生长和侵袭转移起重要作用,有望成为肿瘤治疗的新靶点。
【关键词】 乳腺癌;缺氧诱导因子1α;肿瘤细胞增殖
Expression of Hypoxiainducible Factor1 Alpha(HIF1α) in Human Breast Carcinoma
WANG Geng1, HAO Langsong1,2, TAN Zui2, YI Jianhua1, HUI Zhen1, WANG MinHua1, SUN Qin1
1. Department of Endocrine and Vascular Surgery, Taihe Hospital Affiliated to Yunyang Medical College, Shiyan 442000, China; 2. Zhongnan Hospital of Wuhan UniversityAbstract:Objective To investigate the expression of hypoxiainducible1 alpha(HIF1α) in human breast cancer and its relationship to proliferating cell nuclear antigen(PCNA) protein, other tumor biomarkers and clinical pathologic factors. Methods Imunohistochemical staining(SP) was used to measure the expression of HIF1α, PCNA in human breast fibroadenoma, usual hyperplasia and breast carcinoma. Results HIF1α was not found expressing in breast fibroadenoma and hyperplastic lesions. In contrast, the positive rate of HIF1αwas found in the ductal carcinoma in situ 55%(DCIS, 11/20) and the invasive breast carcinoma 85%( 51/60). The total positive rate of PCNA in breast carcinoma was 75%(60/80), that in DCIS was 65%(13/20) and that in invasive carcinoma was 78.3(47/60). The increased levels of HIF1α were statistically positively related to that of PCNA(r=0.693,P<0.01). Conclusion The expression of HIF1α was upregulated in breast carcinoma, and HIF1α was associated with tumor cell proliferation, lymph node metastasis, ER status and stages of histology. These suggest that it will play an important role in the tumor cell proliferation, progression, metastasis of breast carcinoma. It was wished to become a new target for tumor treatment.
Key words:Breast carcinoma; Hypoxiainducible factor 1 alpha (HIF1α); Tumor cell proliferation
缺氧诱导因子1(hypoxiainducible factor1)是缺氧条件下肿瘤细胞产生的一种核转录因子,调节细胞适应低氧状态下的能量代谢和氧的运输,是体内维持细胞内氧平衡的主要调控因子[1]。HIF1在肿瘤血管生成方面研究较多,而与肿瘤细胞增殖的关系目前国内未见报道。我们采用免疫组化方法检测乳腺纤维腺瘤、普通乳腺增生组织及乳腺癌组织中HIF1α含量,并分析与增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen, PCNA)的指数、腋窝淋巴结转移、雌激素受体状态及组织学分级等的关系,旨在探讨HIF1α在乳腺癌的生长、不同细胞增殖和侵袭转移中的作用。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取1995年4月~1998年12月郧阳医学院附属太和医院经病理证实的手术切除标本, 20例乳腺纤维腺瘤, 20例普通乳腺增生组织, 80例乳腺癌。 患者均为女性, 年龄29~72岁, 平均46.5岁, 中位数年龄47岁。 所有患者术前均未接受放化疗。 乳腺癌组织学分类为导管内原位癌20例, 浸润性乳腺癌60例, 浸润性乳腺癌分为高分化30例, 低分化30例; 雌激素受体(ER)阳性48例, 阴性32例; 孕激素受体(PR)阳性43例, 阴性37例; 腋窝淋巴结阳性45例, 阴性35例; 肿瘤直径>2.5cm 45例, <2.5cm 35例。
1.2 主要试剂
鼠抗人HIF1α单克隆抗体购自Neomarker公司,鼠抗人单克隆抗体PCNA、SP试剂盒及DAB显色剂购自福州迈新公司。
1.3 实验方法
标本经10%福尔马林溶液固定,常规脱水包埋,每一例病理标本均作厚度4μm的连续切片3张,分别进行HE染色和免疫组化染色。单克隆抗体HIF1α的工作浓度1∶40,单克隆抗体PCNA为即用型试剂。HIF1α、PCNA蛋白表达检测采用SP染色法,参照SP试剂盒说明书进行。PBS代替一抗作阴性对照,用已证实的阳性乳腺癌切片作阳性对照。
1.4 染色结果判定
光镜下HIF1α蛋白以细胞核内有棕黄色颗粒为阳性,由于HIF1α存在于细胞核中,仅少数胞浆着色的细胞记为阴性。细胞核内出现棕黄色颗粒为PCNA阳性细胞,每例标本高倍镜(×200)下记数1000个细胞核,阳性细胞>25%记为高表达(++),1%~25%记为低表达(+)。
1.5 统计学方法
采用SPSS 11.0统计分析软件进行χ2检验、Spearman等级相关分析。
2 结果
2.1 HIF1α蛋白的表达
HIF1α阳性反应物为棕黄色颗粒,主要位于肿瘤细胞的胞核中,HIF1α在乳腺癌及相关组织中的表达,见表1。乳腺纤维腺瘤、普通增生组织中未见HIF1α的表达;原位癌中阳性率55%(11/20),高分化浸润癌中73.3%(22/30),低分化浸润癌中96.7%(29/30)。肿瘤坏死边缘区域HIF1α的阳性表达增多,同时我们观察到在62例HIF1α的阳性病例中有48例有坏死灶,坏死灶周边的细胞着色特别强。偶尔在邻近浸润癌灶的导管增生或非典型增生中发现少数几个HIF1α着色细胞。χ2检验分析显示HIF1α的表达在纤维腺瘤(0/20),普通增生组织(0/20),导管原位癌DCIS(11/20),浸润性乳腺癌(51/60)之间有显著差异性(P<0.01);导管原位癌与高分化浸润癌中无显著差异(P>0.05),低分化浸润癌与导管原位癌之间有显著差异(P<0.01),高分化浸润癌和低分化浸润癌之间有显著差异(P<0.05)。表1 HIF1α蛋白在乳腺癌及相关组织中的表达
2.2 PCNA及HIF1α的表达与临床病理因素、生物学指标之间的关系
PCNA表达在细胞核,呈明显的小颗粒或粗颗粒状,分布不均匀,浸润癌中明显高于原位癌,乳腺癌总体强阳性表达(++)率为75%(60/80),其中原位癌为65%(13/20),浸润癌为78.3%(47/60)。对照组乳腺纤维腺瘤、普通增生组织中部分导管上皮细胞见弱阳性表达,均为弱表达(+)。HIF1α与临床病理因素及生物学指标之间的关系,见表2。HIF1α在年龄、肿瘤大小及孕激素受体状态分组中的表达无显著差异,而在腋窝淋巴结转移、PCNA及ER分组中表达有显著差异。
2.3 HIF1α与PCNA的关系
经Spearman等级相关分析,HIF1α与PCNA呈显著正性相关(r=0.693, P<0.01)。
3 讨论
恶性肿瘤具有缺氧的微环境,肿瘤的形成过程中一个关键的步骤是对缺氧的适应,肿瘤细胞通过提高糖酵解速率和形成多血管体系适应缺氧,从而影响肿瘤细胞增殖和能量代谢。在肿瘤缺氧的微环境中,HIF1表达增加,活性增强,HIF1是缺氧条表2 HIF1α蛋白的表达与乳腺癌临床病理及生物学指标的关系件下存在于人体内的一种异源二聚体,主要由HIF1α和 HIF1β两个亚基组成,其中HIF1α既是氧调节亚基又是活性基。大多数癌及癌前病变中HIF1α过量产生,正常组织及良性病变中无表达,可和不同缺氧反应基因如血管内皮生长因子(VEGF)、葡萄糖转运蛋白1(Glut1)、促红细胞生成素(EPO)、血红素氧合酶1(HO1)及糖酵解酶类等启动子和增强子上的HIF1结合位点结合,促使这些基因转录,促进肿瘤新血管的生成,维持癌细胞的能量代谢,为癌的进一步生长、肿瘤细胞增殖和转移提供物质基础[2]。肿瘤微环境缺氧是影响HIF1α活性的一个重要机制,此外,肿瘤密切相关的抑癌基因、癌基因和生长因子与HIF1α活性密切相关。如抑癌基因VHL在肾透明<
