HIF―1α和STAT3在胃癌中的表达及临床意义
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【摘要】目的研究胃癌中的hif1α和stat3的表达及相互关系，初步探讨他们在胃癌中的生物学意义。方法用免疫组织化学染色（IHC）分别检测60例胃癌组织、15例胃正常黏膜中HIF1α和STAT3的表达水平， 了解HIF1α和STAT3表达与临床病理指标的关系，以及两者表达的相关性。结果HIF1α和STAT3在胃癌组织中的表达均明显高于癌旁正常组织（均P0.05）， 与浸润深度、TNM分期、淋巴结转移相关（均P0.05）， STAT3与浸润深度、TNM分期、淋巴结转移相关（均P
【关键词】HIF1α；STAT3； 胃癌； 免疫组织化学
作者单位：405429重庆市开县镇东街道中心卫生院（杜子春）；重庆市巴南区第二人民医院内科（马利）；重庆医科大学附属第一医院普外科（熊兵红程勇张才全）
通讯作者：熊兵红Email： 胃癌是我国发病率和死亡率较高的恶性肿瘤之一。胃癌的病因尚未阐明，目前认为致癌过程是多阶段的，包括多个连续的“独立”事件，即基因积累性改变的结果。多数肿瘤的生长具有缺氧的微环境，肿瘤形成的关键步骤就是对缺氧的适应， 缺氧诱导因子1α（hypoxia inducible factor1 alpha，HIF1α）是细胞适应缺氧而产生的一种核转录因子，在多种恶性肿瘤组织中，HIF1α均有过度表达并参与肿瘤血管形成[1，2]，包括脑、肺、膀胱、乳腺、结肠、卵巢、胰腺、肾和前列腺。信号转导和转录激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3， STAT3）为STAT转录因子家族成员中的重要一员。被认为是一种癌基因， 它与肿瘤的发生发展密不可分，其持续激活导致细胞异常增殖和恶性转化[36]，本研究通过免疫组织化学方法检测胃癌组织中HIF1α和STAT3的表达， 并研究两者在胃癌发生中的相互作用， 期望为胃癌的发生发展提供理论依据。
1资料与方法
1.1一般资料选择我院及外院2010年10月至2011年10月胃腺癌石蜡包埋标本60（男46，女14）例，年龄26～74（平均55.6）岁。 其中高分化17例，中分化27例，低分化16例，浸润程度：黏膜层14例，肌层20例，达浆膜层26例，淋巴结转移28例，未转移的32例，另取该组胃腺癌病例中肿瘤手术切除标本切缘处正常胃黏膜（病理证实）石蜡包埋标本15例及癌旁黏膜15例作为对照。胃癌的TNM分期按照AJCC 2003年版胃癌分期标准进行。
1.2方法
1.2.1染色方法免疫组织化学染色： 采用免疫组织化学SP法， 已知阳性切片做阳性对照，以PBS代替一抗作空白对照，一抗选用兔抗人HIF1α多克隆抗体（1∶150）（稀释度为1∶100）和STAT3兔抗人多克隆抗体（1∶100）。用SP法免疫组织化学检测试剂盒操作， 操作步骤根据试剂盒说明进行， 每组试验均以PBS代替一抗作为阴性对照。
1.2.2结果判断HIF1α，STAT 3阳性染色为淡黄色、棕黄色或棕褐色，采用二级计分法，即以染色强度与阳性细胞的百分比的乘积做为半定量标准：染色强度：0分为无色；1分为黄色；2分为棕黄色；3分为棕褐色（深浅与背景色相对比）。阳性细胞所占的百分比：阳性细胞≤10%为1分；10%～50%为2分；51%～75%为3分；>75%为4分。染色强度与阳性细胞所占的百分比的乘积0～3分为阴性（）；>3分为免疫反应阳性（+）。
1.3统计学方法应用SPSS 17.0版本统计学软件对结果进行分析。根据资料性质使用χ2检验、Spearman检验、Wilcoxon秩和检验和KruskalWallis法，以P
2结果
2.1HIF1α和STAT 3在胃癌中的表达HIF1α和STAT 3染色的阳性细胞在组织中呈弥漫和（或）散在分布，HIF1α着色部位主要在肿瘤细胞的细胞核或细胞质。STAT 3定位于肿瘤细胞的细胞质（见图1、图2）。15例正常组织中HIF1α和STAT 3均无表达；HIF1α和STAT 3在15例癌旁组织中阳性表达率分别为20%（3/15）和26.67%（4/15）；在60例胃癌组织中的阳性表达率分别为75%（45/60）和70%（42/60）。两者在正常、癌旁、癌组织中的表达呈升高趋势，且癌组织与癌旁组织比较，癌组织与正常组织比较，其差异性均有统计学意义（P
2.2HIF1α和STAT 3表达阳性与胃癌临床病理参数的关系HIF1α和STAT 3的阳性表达率与年龄、性别、肿瘤的分化程度均无明显关系（均P>0.05）。 HIF1α和STAT 3的表达均与胃癌的浸润深度、临床分期以及局部淋巴结转移之间存在相关性（均P
表1胃癌临床病理参数与HIF1α和STAT 3阳性表达间的关系（例，%）
组别例数（例）HIF1α阳性率（%）P值STAT3阳性率（%）P值年龄（岁）0.0514（70）P>0.05>504030（75）28（70）性别男4634（73.91）P>0.0532（69.56）P>0.05女1411（78.57）10（71.42）浸润深度黏膜内147（50）P
2.3HIF1α与STAT3蛋白表达的关系60例胃癌中HIF1α和STAT3蛋白共同表达阳性者43例，共阴性者5例，HIF1α表达阳性而STAT3表达阴性者7例，HIF1α表达阴性而STAT3表达阳性者10例。二者表达呈正相关（Spearman等级相关系数r=0.317，P
表2胃癌组织中的STAT3和HIF1α与表达的相关性（例）
STAT3HIF1α阳性阴性总计阳性43548阴性7512总计5010603讨论
胃癌是一个多基因多阶段的复杂病变过程。大量的证据证实致癌基因和抑癌基因的一系列遗传学改变参入到其中，如致癌基因Ras的激活，以及抑癌基因APC、P53等的失活都已被证实参入了胃癌的发生发展过程。所以探讨STAT3和HIF1α在胃癌生物学行为中的病理价值，寻找胃癌生物治疗的新途径和预防治疗胃癌复发转移的新方法，成为提高胃癌患者生存率的关键和研究热点。
HIF1缺氧条件下广泛存在于哺乳动物和人体细胞中，由HIF1α和H IF1β构成异二聚体，其中HIF1α是主要的氧调节亚基。HIF1α具有广泛的靶基因谱，可启动多种基因的转录，在正常组织及良性病变中无表达，其功能涉及到肿瘤血管生成，细胞增殖与凋亡调控、糖代谢、离子代谢、浸润转移、红细胞生成、细胞凋亡和增殖、细胞黏附及炎性反应等多个方面。HIF1α在肿瘤的发生、发展中具有重要作用，它不仅调节血管形成，调节众多的下游基因以维持或促进肿瘤的发展，而且它可以反馈接受肿瘤生长过程中所产生的因子或缺氧环境上调表达，如此形成恶性循环，促进肿瘤生长，调节肿瘤的生物学特性。胃癌组织中HIF1α表达增高可以作为胃癌浸润、转移的重要判定指标，可能为胃癌的早期诊断及临床判断预后提供理论依据。本结果显示，HIF1α癌组织中的表达明显高于癌旁和正常组织，其表达与肿瘤的浸润深度、临床分期以及淋巴结转移之间有相关性，这也说明HIF1α高表达的肿瘤组织具有较强的浸润转移能力。
STAT3是一关键的信号转导与转录激活蛋白，研究已证实STAT3的持续激活、表达水平升高与许多恶性肿瘤的发生、发展、预后相关[7，8]， STAT3 的表达可以调控该转录因子参与的多种异常的肿瘤信号途径：如抗凋亡基因Bclxl、Bcl2 的表达，细胞周期控制基因Cfos、CMyc、cyclin D1 的表达等， 从而诱导肿瘤细胞增殖、阻断细胞凋亡[7，8]。因此STAT3 基因被公认为是重要的癌基因之一。研究发现STAT3与胃癌的发病关系密切，Gong等[4]发现胃癌组织中STAT3的表达与VEGF、MVD（微血管密度）有关，可能通过活化VEGF的表达增加了胃癌的血管表现型，促进了胃癌的发展与进展。Kanda等[9]发现STAT3组成性活化于多种胃癌细胞系中，利用异位显性负相STAT3及酪氨酸磷酸化抑制剂AG490抑抑制STAT3的表达可以诱导凋亡。多项研究已证实， STAT3在胃癌组织中过度表达。我们的结果也表明了胃癌组织中存在着STAT3的高表达，并且与胃癌的TNM分期、浸润深度、淋巴结转移及肿瘤分级密切相关， 与以往研究结果一致。因此STAT3的异常活化与胃癌的恶性生物学行为以及胃癌的发病机制有着极其密切的关系。
在多种癌症中STAT3活性表达和HIF1都在上游被调控。有研究证明，需要Stat3才能诱导基础和生长信号导致的HIF1表达。此外，由多个肿瘤生长刺激因（IL6R，CSrc，Her2/Neu）诱导的VEGF在没有STAT3信号时会减少[10]。Xu等[11]进一步阐明了STAT3能够调节Akt的表达，进而上调生长因子诱导的HIF1的高表达，他们在体外实验中，以小分子抑制剂作用于STAT3实现了阻断HIF1和VEGF表达，在动物体内实验中显示，当STAT3被抑制后，由IL6R和Jak/Stat，PI3K/Akt等信号通路诱导激活的血管生成能力也被抑制，从而抑制了肿瘤生长和血管生成。因此， STAT3可能对HIF1和VEGF的表达起着重要的调控作用，对于肿瘤的靶向治疗具有更大意义。我们研究显示STAT3与HIF1α在胃癌组织中的表达呈正相关，表明STAT3可能调节胃癌组织中HIF1α、VEGF的表达，参与其侵袭和转移。
综上所述，STAT3与HIF1α在胃癌组织中过度表达，共同提示着它们与胃癌的关系非常密切。STAT3与HIF1α表达呈正相关，提示两者可能在胃癌的发生及发展、浸润转移中起着重要协同作用，临床上检测二者的表达有助于胃癌治疗及判断预后，但是其具体分子生物学作用机制需要进一步研究阐明。
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