结肠腺癌中缺氧诱导因子-1α和基质金属蛋白酶-14表达及与微血管密度的关系

马新福 刘 梅 戈 锐 赵久达

(青海大学附属医院胃肠外科，青海 西宁 810000)

结肠腺癌中缺氧诱导因子-1α和基质金属蛋白酶-14表达及与微血管密度的关系

马新福 刘 梅1戈 锐 赵久达2

(青海大学附属医院胃肠外科，青海 西宁 810000)

目的 检测结肠腺癌中缺氧诱导因子(HIF)-1α和基质金属蛋白酶(MMP)-14的表达，观察二者在不同临床病理特征中的表达及与微血管密度(MVD)的关系。方法 103例结肠腺癌作为观察组，30例正常结肠黏膜组织作为对照组。采用免疫组化方法检测两组中HIF-1α、MMP-14和CD34的表达。结果 观察组中HIF-1α、MMP-14表达的阳性率明显高于对照组，观察组中CD34标记的MVD明显高于对照组。观察组中HIF-1α、MMP-14的阳性率、MVD值与浸润深度和淋巴结转移相关，MVD值与肿瘤的最大径密切相关。相关分析显示HIF-1α和MVD、MMP-14和MVD之间均呈正相关。结论 结肠腺癌中HIF-1α和MMP-14高表达可以促进肿瘤的形成和进展，二者可能对肿瘤间质的血管生成有一定的促进作用。

结肠腺癌；缺氧诱导因子(HIF)-1α；基质金属蛋白酶(MMP)-14；微血管密度

肿瘤间质的血管生成是肿瘤生长的重要基础，CD34是血管内皮细胞的标志物，内皮细胞生长繁殖活跃及成形的管腔形成对于肿瘤的营养供应有重要意义〔1,2〕。近年研究显示促进肿瘤血管生成的因子较多〔3〕。缺氧诱导因子(HIF)-1α是缺氧应激的关键基因，与肿瘤密切相关，其生物学功能包括血管的生成、侵袭、转移及细胞凋亡等〔4,5〕。基质金属蛋白酶(MMP)-14是MMPs家族中的重要成员，其高表达可以促进肿瘤基底膜的溶解，近年也有研究认为其可能对血管生成有一定作用〔6〕。本文对结肠腺癌患者术后组织中HIF-1α、MMP-14蛋白的表达进行检测，关注二者与CD34标记的微血管密度(MVD)的关系。

1 资料与方法

1.1 临床资料 我院2013年1月至2015年4月行结肠腺癌根治手术的患者103例作为观察组，经病理医师取材后留取术后的蜡块组织，其中男51例，女52例，年龄35～76岁，平均53.3岁。其中年龄≥60岁者40例，<60岁者63例。高分化42例，中分化41例，低分化20例。术前均未接受化疗、放疗及其他抗癌治疗。30例正常结肠黏膜组织作为对照组，其中男15例，女15例，年龄36～79岁，平均55.6岁，其中年龄≥60岁者12例，<60岁者18例。

1.2 HIF-1α、MMP-14和CD34的检测 术后留取的组织均经10%甲醛溶液固定，常规石蜡包埋，每个蜡块作4 μm切片3张，应用免疫组化SP法检测HIF-1α、MMP-14和CD34的表达，按说明书进行操作。

1.3 HIF-1α、MMP-14和MVD的判断标准 HIF-1α、MMP-14的阳性部位是细胞质，以出现棕黄色颗粒为阳性，随机选择3个上皮细胞分布较密集的视野(400倍)，计算阳性细胞的百分率，取平均值作为最终的评定标准，以阳性率<10%定为阴性，以≥10%定为阳性。CD34的阳性部位是血管内皮细胞的细胞质，以连续的细胞丛或分支状连续的内皮细胞定为微血管，共随机计数3个肿瘤间质(400倍)，计算MVD，取平均值。

1.4 统计学方法 应用SPSS17.0统计软件进行χ2、t检验，线性相关分析。

2 结 果

2.1 两组中HIF-1α、MMP-14阳性率、MVD的比较 两组中HIF-1α、MMP-14阳性率及MVD值差异有统计学意义(P<0.01)。见表1。

2.2 观察组中HIF-1α、MMP-14阳性率、MVD值在不同临床特征中的比较 观察组中HIF-1α、MMP-14的阳性率、MVD值与浸润深度和淋巴结转移相关，MVD值与肿瘤最大径密切相关。见表2。

表1 两组中HIF-1α、MMP-14阳性率、MVD值 比较

表2 观察组中HIF-1α、MMP-14阳性率、MVD值 在不同临床特征中的比较±s〕

2.3 观察组中HIF-1α、MMP-14阳性率和MVD值的相关性 HIF-1α和MVD(r=0.46,P=0.046 2)、MMP-14和MVD(r=0.50,P=0.019 8)呈正相关。

3 讨 论

结肠腺癌是富含血管的恶性上皮性肿瘤，随着肿瘤的生长及侵袭，肿瘤间质中的血管生成丰富，内皮细胞增生，在血流的冲击下形成管腔。内皮细胞的增生与肿瘤分泌的促血管生成因子有关〔7〕。CD34是标记肿瘤间质血管最特异的标志物，尤其是对肿瘤间质中新生血管标记的特异性更强〔8〕。HIF-1α基因定位于14号染色体上，其cDNA全长有3 720 bp，编码的氨基酸有826个〔9〕。低氧环境可以促进细胞凋亡和相关缺氧因子的表达，此时可以引起HIF-1α的表达上调，HIF-1α活性的升高可以使细胞在低氧和局部缺血状况下的生存能力提高，并生成大量的新生血管，以满足局部组织的营养支持〔10〕。MMPs是一组锌离子依赖性内切酶，与细胞外基质的降解和肿瘤的新生血管形成密切相关〔11,12〕，其家族成员MMP-14具有前肽区、信号肽区、催化区、铰链区和类血红素蛋白结合区5个功能区域，能在细胞表面活化MMP-2等重要因子，发挥重要的生物学作用〔13,14〕。周良等〔15〕通过观察结肠腺癌中MMP-14的表达，发现MMP-14在进行细胞外降解的同时，还参与了肿瘤新生血管生成的作用，此时通过肿瘤血管向宿主输出大量的恶性肿瘤细胞，引起肿瘤持续生长并发生浸润及远处转移。

本实验提示肿瘤间质中存在较多微血管，HIF-1α、MMP-14高表达，MVD值增高可以促进肿瘤细胞的浸润和淋巴道播散。HIF-1α作为一种细胞调控因子，能够使细胞在低氧环境下适应能量代谢和氧运输，并产生大量缺氧组织的血管，有利于肿瘤细胞的脉管播散及远处迁移。MMP-14高表达后可以诱导肿瘤间质产生MMP-14原酶，此酶激活后被肿瘤摄取到细胞膜表面，有效降解细胞外基质，进而促进肿瘤的进展。本文结果显示MVD值与肿瘤的最大径密切相关，提示肿瘤在生长过程中MVD增高〔16,17〕。本文提示HIF-1α、MMP-14高表达是促进肿瘤间质血管生成的重要因素。恶性肿瘤由于生长过快，局部可以引起缺氧的表现，此时HIF-1α的表达升高，通过诱导多种基因的表达，使肿瘤细胞适应缺氧的微环境，同时通过促进新生血管形成及调控多种靶基因以逃避相对缺氧的环境，从而促进肿瘤的生长、侵袭和转移。MMP-14作为上游基因可以调节血管内皮生长因子的表达，加速肿瘤间质的血管新生，促进肿瘤生长〔18〕。黄景山〔19〕通过研究MMP-14在肿瘤中的表达，认为MMP-14可以促进间质中CD31阳性的血管生成，进而促进肿瘤的进展，与本实验应用的CD34标记的MVD有一致结论。

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〔2015-04-19修回〕

(编辑 苑云杰)

赵久达(1977-)，男，硕士，主任医师，主要从事胃癌研究。

马新福(1973-)，男，副主任医师，主要从事胃肠肿瘤研究。

R737

A

1005-9202(2017)05-1164-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.05.057

1 急救中心 2 肿瘤内科