探究胃癌中葡萄糖转运蛋白1、缺氧诱导因子-1α的表达及临床意义

许凯 宋莉莉 卢红明 范桂莲 孙宇

胃癌的发病率在我国居各类肿瘤的第1位, 每年约有17万人死于胃癌且每年还有2万以上的新患者产生, 胃癌严重威胁人类身心健康。作为由机体正常组织突变而来的细胞,恶性肿瘤的增殖同样需要依靠氧气和营养物质, 因此其高增殖状态会使组织的缺氧状态尤为明显, 但是肿瘤细胞可以通过自身调节, 克服不良因素, 继续生长［1］。在缺氧的微环境中,缺氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1 alpha, HIF-1α)和葡萄糖转运蛋白1(glucosetransporter1, Glut1)表达增加呈高表达状态, 这两种因子可改善肿瘤细胞能量代谢, 提高肿瘤细胞能量代谢水平葡萄糖利用及糖代谢, 从而为恶性肿瘤提供更多的能量［2,3］。本研究通过免疫组化技术, 研究胃癌病灶中的 HIF-1α、Glut1表达情况, 探讨其与癌细胞增值和临床病理学改变的关系。报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2008年2月～2015年2月本院病理科120例胃癌患者治疗前(包括放、化疗和其他可能影响细胞

增殖的治疗方法)存档的组织蜡块。患者年龄最小53岁, 最大86岁, 平均年龄(68.7±7.4)岁。依据2003年国际抗癌联盟(UICC)颁布的胃癌 TNM 分期标准进行分期, Ⅰ期+Ⅱ期51例, Ⅲ期+Ⅳ期69例；高中分化58例, 低分化 62例；组织分型：快速病理学分析显示：管状腺癌38例, 低分化腺癌51例, 黏液腺癌31例； 75例伴有淋巴结转移, 无转移45例。另选取50 例胃癌癌旁组织, 要求为胃黏膜组织且距离癌灶＞5 cm。

1.2 主要试剂和检测方法 兔抗人Glut1多克隆抗体购自上海信裕生物科技有限公司福州迈新公司, 兔抗人HIF-1α多克隆抗体购自北京鼎国昌盛生物技术有限责任公司武汉博士德公司, 兔抗人HIF-1α多克隆抗体购自北京HYPERLINK"https://dgcs.biomart.cn/" 北京鼎国昌盛生物技术有限责任公司中杉金桥公司。采用免疫组织化学EnVisionTM二步法检测Glut1和HIF-1α表达。

1.3 结果判定标准 染色结果判定： HIF-1α以胞质或胞核呈棕黄色细颗粒为阳性, Glut1阳性胞质或胞膜呈棕黄色, 在高倍镜下(400×)随机选择5个视野, 每个视野计数200个细胞, 共计l000个, HIF-1α蛋白判断标准参照相关报道［4］：1+阳性胞数范围1%～10%为(+)；2+阳性细胞数11%～50% 为 (++)；3+阳性细胞数 ＞50% 为 (+++)。Glut1以阳性细胞数≤0～2%为阴性(-)；低表达(1+)阳性胞数2%～50%为低表达(+), 高表达(2+)阳性胞数≥50%为高表达(++)。

1.4 统计学方法 采用SPSS22.0统计学软件进行数据统计分析。计数资料以率(%)表示, 采用χ2检验。P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 胃癌和癌旁组织 HIF-1α和Glut1表达情况 50例癌旁组织HIF-1α阳性8例, 阳性率为16%, Glut1阳性9例,阳性率为18%；胃癌HIF-1α阳性84例, 阳性率为70%,Glut1阳性83例, 阳性率为69%；HIF-1α蛋白表达在胞质或胞核, Glut1蛋白表达在胞质和(或)胞膜, HIF-1α、Glut1在胃癌组织中的阳性率明显高于癌旁组织, 差异具有统计学意义(P＜0.01)。

2.2 胃癌临床分期、组织学分级、组织分型及有无淋巴结转移HIF-1α和Glut1表达情况 高中分化HIF-1α阳性35例, Glut1阳性33例, 低分化HIF-1α阳性49例, Glut1阳性50例, 低分化Glut1阳性率显著高于高中分化, 差异有统计学意义(P＜0.05)；临床Ⅰ期+Ⅱ期HIF-1α阳性23例, Glut1阳性26例, 临床Ⅲ期+Ⅳ期HIF-1α阳性61例, Glut1阳性57例, Ⅲ期+Ⅳ期的HIF-1α、Glut1阳性率显著高于Ⅰ期+Ⅱ期, 差异有统计学意义(P＜0.01)；有淋巴结转移HIF-1α阳性60例, Glut1阳性57例, 无淋巴结转移HIF-1α阳性24例, Glut1阳性26例, 有淋巴结转移的HIF-1α、Glut1阳性率明显高于无淋巴结转移, 差异有统计学意义(P＜0.01)；管状腺癌HIF-1α阳性16例, Glut1阳性17例, 低分化腺癌HIF-1α阳性45例, Glut1阳性44例, 黏液腺癌HIF-1α阳性23例, Glut1阳性22例, 黏液细胞癌的HIF-1α、Glut1阳性率明显高于管状腺癌, 差异有统计学意义(P＜0.05)。胃癌组织中, HIF-1α的阳性表达与胃癌的临床分期、组织分型及淋巴结转移有关(P＜0.01)。Glut1的阳性表达与胃癌的临床分期、组织分型、组织学分级及淋巴结转移有关(P＜0.05)。HIF-1α与Glut1表达呈正相关(r=0.62,P＜0.01)。

3 讨论

恶性肿瘤可造成其周围组织相对缺氧, HIF由缺氧诱导产生, 可激活缺氧反应基因转录DNA的合成, 其由HIF-1α和HIF-1β亚基所构成, HIF-1α是氧调节亚基又是活性亚基, 决定了HIF-1的活性。最近, 国内外研究发现肠癌、卵巢癌等肿瘤中HIF-1α高表达的表达呈阳性, HIF-1α甚至可在癌前病变组织中检测到。且在癌前病变组织可检测到HIF-1α［5,6］。在缺氧环境下, HIF-1α被绝大多数的恶性肿瘤细胞检测到［7］。本实验结果显示, 黏液细胞癌中HIF-1α阳性率远远高于管状腺癌, 差异有统计学意义(P＜0.05)；HIF-1α在淋巴结转移病灶中也具有较高的表达率, 高于无转移组, 差异有统计学意义(P＜0.01)。提示HIF-1α可能促进胃癌的侵袭转移。

恶性肿瘤增殖活跃, 细胞存在异常增殖, 因此葡萄糖摄取率明显增加。至今有关肿瘤细胞糖代谢率升高的分子机制尚未明确, Glut1表达的增加可能是糖代谢率增高的一个机制。恶性肿瘤处于高代谢状态, 因此其对葡萄糖的利用较高。Glut1的异常表达能促进葡萄糖吸收, 这种现象在多种肿瘤细胞中都可见到, 尤其以脑、食管、肺等部位肿瘤为主［8］。本研究结果表明, Glut1阳性表达在黏液腺癌、淋巴结转移灶中高表达, 且表达水平随分期增高而增高, 差异有统计学意义(P＜0.05)。这与相关学者［9］的研究结果吻合。

胃癌患者的主要死亡原因是其具有高转移、高侵袭特点［10］。缺氧组织中, HIF-1α上调Glut1的表达, 增加糖转运, 适应癌肿组织的能量代谢需要, 本研究发现胃癌组织HIF-1α与Glut1均呈高表达, HIF-1α与Glut1表达程度呈正相关(r=0.62,P＜0.01), 与胃癌的发生、发展紧密相连, 提示Glut1、HIF-1α表达与癌细胞增殖指数密切相关, 临床可将其作为评估胃癌转移及侵袭能力的指标。