·妇儿临床·

SDF-1α和HIF-1α在上皮性卵巢癌组织中表达的相关性

薛宝瑶 姜霞 赵静 张西愿 于月成

【摘要】 目的观察基质细胞衍生因子-lα(SDF-1α)和缺氧诱导因子-lα(HIF-1α)在上皮性卵巢癌患者组织中的表达及其相关性分析。方法采用免疫组织化学SP法检测97例上皮性卵巢癌患者及9名正常卵巢组织SDF-1α和HIF-1α的表达。结果上皮性卵巢癌组织中SDF-1α与HIF-1α呈高表达,阳性率分别为70.1%和67.1%,明显高于正常卵巢组织;在上皮性卵巢癌组织中二者表达呈正相关(r=0.475)。结论SDF-1α和HIF-1α在卵巢上皮性癌组织中联合表达增强,二者在上皮性卵巢癌的发生、发展中起到重要作用,有望探究在卵巢癌侵袭中是否存在HIF-1α—SDF-1α通路。

【关键词】上皮性卵巢癌; 基质细胞衍生因子-lα; 缺氧诱导因子-lα; 免疫组化

趋化因子在结构上具有特征性的4个保守半光氨基酸Cys,根据N端前2个Cys不同可将趋化因子,分为CXC,CC,C和CX3C四组[1-2]。基质细胞衍生因子-lα(stromal cell derived factor-lα,SDF-1α)属于CXC趋化因子家族成员[3]。缺氧诱导因子-lα(hypoxia inducible factor 1α,HIF-1α)激活了多个目的基因参与肿瘤发生、发展的重要生物学方面,例如红细胞生成、血管形成、葡萄糖代谢、细胞增殖与凋亡等[4]。有研究表明,HIF-1α上调了SDF-1α表达,促进干细胞黏附、迁移[5]。本实验主要采用免疫组化SP(streptavidin-perosidase)法检测上皮性卵巢癌组织中SDF-1α和HIF-1α表达,探讨二者的相互关系。

对象与方法

一、对象

选取2012年2月—2013年2月第四军医大学妇产科手术切除的卵巢上皮性肿瘤组织蜡块97例,患者平均年龄(54.1±6.2)岁,患者术前均未接受放、化疗及激素替代治疗,术后均有本院明确病理诊断为卵巢上皮性癌;排除术后复发者,术前曾接受过放、化疗及术后本院病理科诊断为其他类型的卵巢癌。浆液性囊腺癌、黏液性囊腺癌、透明细胞癌、子宫内膜样癌分别为60.8%(59/97)、23.7%(23/97)、7.2%(7/97)和8.3%(8/97)。按照2000年国际妇产科联盟(International Federation of Gynecology and Obstetrics,FIGO)原发性卵巢恶性肿瘤的手术-病理分期,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期分别为9.3%(9/97)、14.4%(14/97)、59.8%(58/97)、16.5%(16/97)。按照病理分化程度,高、中、低分化分别为49.5%(48/97)、35.0%(34/97)和15.5%(15/97)。淋巴转移和无淋巴转移分别为78.4%(76/97)和21.6%(21/97)。同期子宫脱垂妇女阴式全子宫及双附件切除的正常卵巢组织9例(对照组),平均年龄(55.4±7.1)岁,排除其他脏器肿瘤及内分泌疾病病史。

二、方法

1.主要试剂:兔抗人SDF-1α单克隆抗体、HIF-lα抗体购自武汉博士德公司,SP试剂盒、DAB显色试剂盒均为福州迈新生物技术公司。

2.检测方法:将石蜡切片常规脱蜡水化,3%过氧化氢灭活内源性过氧化酶20 min,枸橼酸钠煮沸修复抗原2O min,加入兔抗人SDF-1α单克隆抗体、兔抗人HIF-1α单克隆抗体(1:200,4 ℃过夜),PBS洗片后二抗封闭40 min,链霉亲和素-过氧化物酶封闭40 min,DAB显色,苏木素衬染、脱水、透明、封片。PBS代替一抗作为阴性对照。

3.结果判读:SDF-1α免疫反应阳性物质主要定位于细胞浆,HIF-1α主要定位于细胞核,呈棕黄色至棕褐色颗粒为阳性细胞。每例均观察5个高倍视野(×400)下的100个细胞,用半定量积分法判断结果。阳性细胞比例<5%为0分,5%~25%为1分,25%~50%为2分,50%~75%为3分,>75%为4分;阳性强度以黄色为1分,棕黄色为2分,棕褐色为3分;每张切片记分为二者相乘所得,<1分为阴性(-),1~4分为弱阳性(+),5~8分为中度阳性(++),9分以上为强阳性(+++)。最终将样本划分为3组,阴性组为(-),低表达组为(+),高表达组为(++)和(+++)。

4.统计学处理:采用SPSS 19.0统计软件处理,计数资料采用列表χ2检验,理论频数<1,采用Fisher确切检验法,采用Spearman等级相关系数分析相关性。P<0.05为差异有统计学意义。

一、SDF-1α和HIF-1α在正常卵巢及上皮性卵巢癌中的表达

SDF-1α在正常卵巢组织中无阳性表达(图1),在上皮性卵巢癌中阳性表达(图2)率为70.1%(68/97),明显高于正常卵巢组织,差异有统计学意义;HIF-1α在正常卵巢组织中无阳性表达(图3),在上皮性卵巢癌中阳性表达(图4)率为67.0%(65/97),明显高于正常卵巢组织,差异有统计学意义。

图1 SDF-1α在正常卵巢组织中的阴性表达(SP,×400)

图2 SDF-1α在上皮性卵巢癌组织中的阳性表达(SP,×400)

图3 HIF-1α在正常卵巢组织中的阴性表达(SP,×400)

图4HIF-1α在上皮性卵巢癌组织中的阳性表达(SP,×400)

二、SDF-1α和HIF-1α的表达与上皮性卵巢癌临床病理特征的关系

SDF-1α与病理类型、手术-病理分期、病理分化程度及有无淋巴结转移无关,HIF-1α与手术-病理分期、病理分化程度有关,见表1。

三、SDF-1α和HIF-1α在上皮性卵巢癌中的相关性分析

上皮性卵巢癌组织中SDF-1α和HIF-1α的表达呈正相关(r=0.475,P<0.05),见表2。

表1不同病理类型、手术-病理分期、病理分化程度及有无淋巴结转和SDF-1α和HIF-1α的关系[例(%)]

因素例数SDF-1α阴性低表达高表达HIF-1α阴性低表达高表达病理类型 浆液性囊腺癌5918(30.5)24(40.7)17(28.8)20(33.9)24(40.7)15(25.4) 黏液性囊腺癌237(30.4)8(34.8)8(34.8)6(26.1)9(39.1)8(34.8) 透明细胞癌72(28.6)3(42.8)2(28.6)3(42.8)2(28.6)2(28.6) 子宫内膜样癌82(25.0)4(50.0)2(25.0)3(37.5)2(25.0)3(37.5)手术病理分期* Ⅰ期93(33.3)4(44.4)2(22.2)4(44.4)4(44.4)1(11.1) Ⅱ期143(21.4)9(64.3)2(14.3)3(21.4)10(71.4)1(7.1) Ⅲ期5819(32.8)19(32.8)20(34.5)19(32.8)21(36.2)18(31.0) Ⅳ期164(25.0)7(43.8)5(31.2)6(37.5)2(12.5)8(50.0)病理分化程度* 高分化4814(29.2)18(37.5)16(33.3)15(31.3)16(33.3)17(35.4) 中分化3411(32.4)13(38.2)10(29.4)11(32.4)17(50.0)6(17.6) 低分化154(26.7)8(53.3)3(20.0)6(40.0)4(26.7)5(33.3)淋巴结转移 有7624(31.6)33(43.4)19(25.0)27(35.6)26(34.2)23(30.2) 无215(23.8)6(28.6)10(47.6)5(23.8)11(52.4)5(23.8)

注:HIF-1α在同一因素内比较,*P<0.05

表2上皮性卵巢癌中SDF-1α和HIF-1α的表达(例)

SDF-1αHIF-1α阴性低表达高表达阴性2144低表达7239高表达41015

卵巢癌系女性生殖系统三大肿瘤之一,其死亡率位高不下,成为了近些年来研究的重点和热点。SDF-1α是由基质细胞持续产生,为B淋巴细胞的生成、肾髓髓系细胞的生成、神经元形成和心血管内皮细胞发展所必须[6]。作为目前研究较多的一种趋化因子,SDF-1α能与其受体CXCR4结合,在前列腺癌、胰腺癌等多种恶性肿瘤中起着重要作用[7]。本课题组前期实验证明,SDF-1α与其受体CXCR4结合,诱导卵巢癌细胞表达MMP-2和MMP-9,加强了其侵袭性[8]

HIF-1α被认为是缺氧状态下广泛存在于哺乳动物和人体内的一种关键的转录因子,它可激活相关目的基因的转录,从而促进肿瘤的发生、发展。HIF-1α是由826个氨基酸组成,N端具有一个碱性螺旋-环-螺旋结构域(bHLH)和一个PAS(Per-ARNT-Sim)结构域,这两种结构域共同参与靶基因上的低氧反应元件结合,引起一系反应,利于肿瘤在缺氧条件下的能量代谢和氧输送,为肿瘤的生长和转移提供基础。已有研究证明HIF-1α在卵巢癌组织中表达,提示HIF-1α对卵巢上皮癌的发生、发展起重要作用[9]

本研究显示,上皮性卵巢癌组织中SDF-1α与HIF-1α的表达呈正相关(r=0.475),提示二者在卵巢癌的进展中发挥着重要的协同作用,与朱艳芳等[10]结果一致。敖启林等[11]也证明SDF-1α启动子含有能与HIF-1α结合的低氧反应元件,而HIF-1α是低氧特异性基因表达的中心转录因子,因此低氧能特异调节SDF-1α的表达。本课题组前期实验已证明,SDF-1通过与其受体CXCR4结合形成SDF-1/CXCR4生物轴诱导的卵巢癌细胞的侵袭性与αvβ6的表达相关,αvβ6整合素通过活化p38 MAPK 及 PI3K/Akt信号通路诱导下游uPA的表达,进而促进卵巢癌细胞的侵袭性[8],Kim等[12]已证实,HIF-1α表达量的增加是依赖其上游的p38 MAPK信号通路的活化。因此,本课题组设想在卵巢癌的进展中存在HIF-1α—SDF-1α信号通路,然而有关此通路具体机制有待进一步实验研究证实。

参考文献

1 Murphy PM,Baggiolini M,Charo IF,et al.International union of pharmacology.XXII.Nomenclature for chemokine receptors.Pharmacol Rev,2000,52:145-176.

2 Zlotnik A,Yoshie O.Chemokines:a new classification system and their role in immunity.Immunity,2000,12:121-127.

3 Strieter RM,Polverini PJ,Kunkel SL,et al.The functional role of the ELR motif in CXC chemokine-mediated angiogenesis.J Biol Chem,1995,270:27348-27357.

4 Semenza GL.Targeting HIF-1 for cancer therapy.Nat Rev Cancer,2003,3:721-732

5 Cerdini DJ,Kulkarni AR,Callaghan MJ,et al.Pro—genitor cell trafficking is regulated by hypoxic gradientsthrough HIF-1 induction of SDF一1.Nat Med,2004,10:858-864.

6 Zou YR,Kottmann AH,Kuroda M,et al.Function of the chemokine receptor CXCR4 in haematopoiesis and in cerebellar development.Nature,1998,393:595-599.

7 Vandercappellen J,Van Damme J,Struyf S.The role of the CXC chemokines platelet factor-4 (CXCL4/PF-4) and its variant (CXCL4L1/PF-4var) in inflammation,angiogenesis and cancer.Cytokine Growth Factor Rev,2011,22:1-18.

8 Xue B,Wu W,Huang K,et al.Stromal cell-derived factor-1 (SDF-1) enhances cells invasion by αvβ6 integrin-mediated signaling in ovarian cancer.Mol Cell Biochem,2013,380:177-184.

9 陈素琴,高立亚,张英辉,等.卵巢上皮性肿瘤组织中HIF-1A与VEGF的表达及意义.临床与实验病理学杂志,2005,21:669-672.

10 朱艳芳,黄小平,付茂英,等.慢性肝功能衰竭患者肝组织HIF-1α和SDF-1α表达的相关性分析.实用肝脏病杂志,2011,14:124-126.

11 敖启林,朱朋成,葛小娜,等.低氧诱导肺动脉内皮细胞SDF-1α的表达及其调控机制.中华病理学杂志,2006,35:560-561.

12 Kim MK,Park HJ,Kim YD,et al.Hinokitiol increases the angiogenic potential of dental pulp cells through ERK and p38MAPK activation and hypoxia-inducible factor-1α (HIF-1α) upregulation.Arch Oral Biol,2014,59:102-110.

Correlation between the expression of SDF-1 alpha and HIF-1 alpha in epithelial ovarian carcinoma

XUE Baoyao,JIANG Xia,ZHAO Jing,ZHANG Xiyuan,YU Yuecheng.

Department of Obstetrics and Gynecology,Xijing Hospital,Fourth Military Medical University,Xian710032,China

[Abstract]ObjectiveTo characterize the expression of stromal cell derived factor-l alpha (SDF-1α) and hypoxia inducible factor1-α (HIF-1α) in the tissues of epithelial ovarian carcinoma patients.MethodsExpression of SDF-1α and HIF-α was detected by immunohistochemical SP method in 97 cases of epithelial ovarian cancer patients and 9 normal ovarian tissues.ResultsSDF-1α and HIF-1α were overexpressed in patients with epithelial ovarian carcinoma, with a positive rate of 70.1% and 67.1%, respectively. The expression levels were higher in cancerous tissue than in normal ovarian tissue (allP<0.05). There was a positive correlation between the expression of SDF-1α and HIF-1α in patients with epithelial ovarian carcinoma (r=0.475,P<0.05).ConclusionSDF-1α and HIF-1α over-expressed in epithelial ovarian carcinoma tissue, and therefore might play an important role in the development of epithelial ovarian carcinoma. This finding suggests that HIF-1α-SDF-1α signal pathway may exist in the development of epithelial ovarian carcinoma.

[Key words]Epithelial ovarian carcinoma; SDF-1α; HIF-lα; Immunohistochemistry

基金项目:国家自然科学基金(38072740)

作者单位:710032 陕西西安,第四军医大学西京医院妇产科

通讯作者:于月成(yuyuecheng@126.com)

(收稿日期:2014-07-10)

(编辑:车艳)