HIF-1α与TGF-β蛋白在前列腺癌组织中的表达及其意义△

郝强，王涛，宗焕涛，周永建，张勇

首都医科大学附属北京天坛医院泌尿外科，北京 100050

前列腺癌的发生能够导致男性患者生存预后的恶化。流行病学研究显示，前列腺癌的发病率具有逐年上升的趋势[1]。不同因素均可以促进前列腺癌的发生，影响前列腺上皮细胞的异常病变。缺氧诱导因子1α（hypoxia inducible factor 1 alpha，HIF-1α）的异常表达能够诱导局部缺氧环境，促进肿瘤微环境的改变，导致高氧化状态，促进癌细胞的持续性增殖[2-4]；转化生长因子-β（transforming growth factor-beta，TGF-β）作为生长因子家族成员，在癌细胞分化障碍、癌细胞浸润能力的改变及新生血管的形成等方面均具有一定的作用，能够参与肿瘤临床分期的进展过程[5]。为了进一步评估HIF-1α与TGF-β蛋白在前列腺癌组织中的表达及其意义，本研究选取80例前列腺癌组织，探讨了相关指标的异常表达，并揭示了其与患者临床特征的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2015年9月至2017年9月首都医科大学附属北京天坛医院病理科收集的80例前列腺癌组织（前列腺癌组）、40例正常前列腺组织（对照组）。纳入标准：①前列腺癌诊断标准依据中华医学会制定的相关指南[6]；②所有纳入的研究标本均经病理学检查证实；③前列腺患者在获取组织标本前未接受放化疗、内分泌治疗；④纳入标本的研究对象的各项资料完整。排除标准：①伴有免疫系统疾病；②长期使用免疫抑制剂、糖皮质激素；③合并泌尿系统其他类型肿瘤；④资料不完整，难以进行统计分析。前列腺癌组患者，年龄55～83岁，平均（68.2±10.4）岁；高分化19例，中分化34例，低分化27例；临床分期：Ⅰ期14例，Ⅱ期26例，Ⅲ期28例，Ⅳ期12例。对照组患者，年龄52～78岁，平均（66.9±12.0）岁。两组患者年龄比较，差异无统计学意义（P﹥0.05）。

1.2 免疫组化染色方法

所有组织标本经石蜡包埋后作连续切片，厚度约为3 mm，采用免疫组化链霉卵白素-生物素复合体法（strep avidin-biotin complex，SABC）染色，二氨基联苯胺（Diaminobenzidine，DAB）显色。HIF-1α蛋白、TGF-β蛋白、PV6000通用型二抗以及免疫组化试剂盒、DAB显色试剂盒均购自北京中杉金桥生物技术开发公司。以阳性片及PBS代替一抗分别作为阳性及阴性对照，高倍显微镜下观察相关蛋白的表达情况，具体染色步骤严格按照试剂盒说明书进行操作。

1.3 结果判断

免疫组化结果判定：HIF-1α与TGF-β蛋白的阳性表达着色于细胞核及细胞质，呈黄色、棕黄色、褐色。①根据着色强度：无色为0分，淡黄色为1分，棕黄色为2分，褐色、黑色为3分；②根据阳性细胞比例：阳性细胞所占比例≤10%为1分，11%～50%为2分，51%～75%为3分，﹥75%为4分。两种评分相乘总分﹤3分为“－”，3～5分为“+”，6～9分为“++”，﹥9分为“+++”；总分﹤3分为阴性，≥3分为阳性。

1.4 统计学方法

采用SPSS 16.0统计软件进行数据分析，计量资料以均数±标准差（±s）表示，组间比较采用t检验，计数资料以率（%）表示，组间比较采用χ2检验；以P﹤0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组组织标本HIF-1α与TGF-β蛋白的表达情况

前列腺癌组中HIF-1α蛋白、TGF-β蛋白阳性表达率分别为71.25%（57/80）、65.00%（52/80），均高于对照组的 5.00%（2/40）、17.50%（7/40），差异均有统计学意义（χ2=46.830、24.073，P﹤0.05）。（表1、表2）。

表1 两组标本HIF-1α蛋白的表达情况

表2 两组标本TGF-β蛋白的表达情况

2.2 HIF-1α与TGF-β蛋白在前列腺癌组织中的表达及其与患者临床特征的关系

前列腺特异性抗原（prostate specific antigen，PSA）≥4 ng/ml、Gleason评分≥7分、临床分期为Ⅲ+Ⅳ期、发生骨转移的前列腺癌患者组织中HIF-1α蛋白阳性表达率高于PSA﹤4 ng/ml、Gleason评分﹤7分、临床分期为Ⅰ+Ⅱ期、未发生骨转移的患者，差异均有统计学意义（P﹤0.05）。临床分期为Ⅲ+Ⅳ期、组织学低分化、发生骨转移的前列腺癌患者组织中TGF-β蛋白阳性表达率高于临床分期为Ⅰ+Ⅱ期、组织学高分化和中分化、未发生骨转移的患者，差异均有统计学意义（P﹤0.05）。（表3）

3 讨论

遗传、易感基因的携带、环境因素及激素受体水平的相关改变，能够促进前列腺移行上皮细胞在增殖、凋亡抑制、低分化障碍等生物学特征方面的异常改变，导致癌细胞的早期发生及肿瘤病灶的后期扩散[6]。近年来，越来越多的研究显示，基因调控或者分子生物学水平的改变是促进前列腺癌发生的又一重要因素。分子谱相关水平的波动能够影响癌细胞的癌基因转录水平，增强癌细胞周期的调控，促进免疫逃逸，抑制机体的T淋巴细胞免疫反应等，进而协助肿瘤的浸润或者转移[7-8]。本文对于HIF-1α及TGF-β蛋白与前列腺癌病情关系的研究，能够为临床上前列腺癌的诊疗及预后评估提供理论基础。

缺氧环境的改变是促进癌细胞增殖调控异常的重要因素，HIF-1α作为缺氧诱导因子家族成员，对于局部环境中缺氧环境下线粒体的损伤、ATP能量利用障碍或氧化自由基的传递障碍等过程均可起到一定的作用[9]。HIF-1α还能够影响肿瘤细胞DNA的扩增速度，促进癌细胞核异型的增加和癌细胞内多种信号通路如AKT和MAPK的激活，增加癌细胞恶性病变的风险[10-11]。TGF-β能够干预肿瘤上皮病灶组织的上皮间质转化，从而促进癌细胞的临床分期的进展或远处器官的转移。TGF-β对于新生血管内皮的协同刺激作用，能够促进肿瘤病灶新生血管的形成，提高局部血流灌注水平，为癌病灶组织增殖提供条件[12]。部分研究揭示了TGF-β或者HIF-1α在消化道肿瘤、妇科恶性肿瘤中的表达情况，但在泌尿系统肿瘤如前列腺癌中的分析研究不足。

本次研究发现，在前列腺癌病灶组织中可以发现TGF-β或HIF-1α的异常高表达，其表达趋势的改变提示二者均可能参与到前列腺癌的发生发展过程中，TGF-β或者HIF-1α的高表达能够通过下列几个方面的因素，促进前列腺癌患者的临床特征、癌细胞生物学特征等的改变：①TGF-β的高表达能够促进癌细胞变形能力的改变，增加癌细胞对于邻近正常前列腺上皮组织的浸润过程；②HIF-1α的高表达能够诱导局部过度激活的白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）或者白细胞介素-10（interleukin-10，IL-10）等，促进炎症或者氧化应激反应对肿瘤细胞持续性促增殖作用。李丹丹等[13]和刘杰文等[14]在探讨前列腺癌患者临床预后的过程中发现，在病死率较高或临床治疗敏感性较差的人群中，TGF-β或HIF-1α的阳性表达率可明显上升，平均上升15%、10%以上。在探讨相关指标与前列腺癌患者临床特征关系的过程中发现，HIF-1α与PSA水平升高、Gleason评分增高、临床分期增高、发生骨转移有关，提示HIF-1α的异常表达能够影响肿瘤的扩散、转移、组织学分型的恶化，这主要考虑与HIF-1α对于癌细胞排列极性的紊乱、增加癌细胞免疫逃逸、促进癌细胞扩散等过程有关。其中，HIF-1α及TGF-β蛋白与前列腺癌骨转移的发生具有密切的关系，提示二者的阳性表达可能作为临床上预测肿瘤骨转移的重要依据，其作用机制考虑可能与HIF-1α及TGF-β蛋白的异常表达使前列腺癌细胞对于脊柱骨质细胞、骨间质细胞的浸润及黏附能力增加有关。HIF-1α及PSA水平同样存在一定的关系，PSA是临床上应用于前列腺癌诊断及临床预后的重要参考指标，提示HIF-1α与前列腺癌关系密切，其机制主要与HIF-1α促进破碎的癌细胞过度释放PSA有关，同时也与HIF-1α促进了囊泡转运体外分泌PSA的作用增强有关。而TGF-β蛋白与前列腺癌的病理学特征同样存在一定的关系，但并未发现TGF-β蛋白表达与PSA表达的关系，但仍然不排除TGF-β蛋白作为评估前列腺癌患者病情的重要参考价值。

表3 HIF-1α与TGF-β蛋白在前列腺癌组织中的表达及其与患者临床特征的关系[n（%）]

本次研究的创新性在于探讨了HIF-1α与PSA水平的关系。前列腺癌组织中的HIF-1α蛋白、TGF-β蛋白阳性表达率升高，并且与前列腺癌的病理学特征具有一定的关系。

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