肿瘤防治研究  2015, Vol. 42 Issue (1): 37-40
本刊由国家卫生和计划生育委员会主管,湖北省卫生厅、中国抗癌协会、湖北省肿瘤医院主办。
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文章信息

孙菊杰,魏玲,张德贤,王兴武,吕丽燕,王恒孝. 2015.
SUN Jujie, WEI Ling, ZHANG Dexian, WANG Xingwu, LV Liyan, WANG Hengxiao. 2015.
非小细胞肺癌中Snail、HIF-1α和E-cadherin表达的临床意义及相关性
Clinical Significance of Snail, Hypoxia-induced Factor-1α and E-cadherin Expression in Non-small Cell Lung Cancer and Their Correlations
肿瘤防治研究, 2015, 42(01): 37-40
Cancer Research on Prevention and Treatment, 2015, 42(01): 37-40
http://www.zlfzyj.com/CN/10.3971/j.issn.1000-8578.2015.01.009

文章历史

收稿日期:2014-07-08
修回日期:2014-07-30
非小细胞肺癌中Snail、HIF-1α和E-cadherin表达的临床意义及相关性
孙菊杰1, 魏玲2, 张德贤1, 王兴武2, 吕丽燕2, 王恒孝3    
1. 250117济南,山东省肿瘤医院病理科;
2. 250117济南,山东省肿瘤医院山东省放射肿瘤学重点实验室;
3. 250062济南,山东省医学科学院基础医学研究所
摘要目的 探讨Snail、乏氧诱导因子-1α(HIF-1α)、E-钙黏素(E-cadherin)在非小细胞肺癌 (NSCLC)中表达的临床意义及相关性。方法 采用免疫组织化学法检测62例NSCLC患者肺癌组织 和20例癌旁组织Snail、HIF-1α、E-cadherin蛋白表达,并分析与临床病理因素的关系。结果 肺癌组 织中Snail、HIF-1α及E-cadherin阳性表达率分别为64.5%、59.7%和54.8%,癌旁组织分别为15%、10% 和100%。三种蛋白在肺癌组织及癌旁组织表达差异有统计学意义(P<0.05)。Snail和HIF-1α表达升 高及E-cadherin降低与肺癌临床分期和淋巴结转移有关(P<0.05)。HIF-1α和Snail表达均与E-cadherin 表达呈负相关性(P<0.05),但HIF-1α和Snail表达未显示相关性(P>0.05)。结论 Snail和HIF-1α表 达升高、E-cadherin表达降低与肺癌发生发展和转移有关,Snail、HIF-1α和E-cadherin检测有助于评估 肺癌恶性程度及预后。
关键词非小细胞肺癌     免疫组织化学     锌指蛋白     乏氧诱导因子-1α     E-钙黏素    
Clinical Significance of Snail, Hypoxia-induced Factor-1α and E-cadherin Expression in Non-small Cell Lung Cancer and Their Correlations
SUN Jujie1, WEI Ling2, ZHANG Dexian1, WANG Xingwu2, LV Liyan2, WANG Hengxiao3    
1. Department of Pathology, Shandong Cancer Hospital, Ji'nan 250117, China;
2. Shandong Provincial Key Laboratory of Radiation Oncology, Shandong Cancer Hospital, Ji'nan 250117, China;
3. Institute of Basic Medicine, Shandong Academy of Medical Sciences, Ji'nan 250062, China
AbstractObjective To explore the clinical significance of Snail, hypoxia-induced factor-1α(HIF- 1α) and E-cadherin protein expression in non-small cell lung cancer(NSCLC) and their correlations. Methods Expression of Snail, HIF-1α and E-cadherin protein were detected by immunohistochemical method in 62 cases of lung cancer tissues and 20 cases of paracancerous tissues. Correlations among these proteins and clinical pathological parameters were analyzed. Results Positive expression rates of Snail, HIF-1α and E-cadherin in lung cancer tissues were 64.5%,59.7% and 54.8%, respectively. In paracancerous tissues, they were 15%, 10% and 100%. The differences of these proteins expression were significant between lung cancer tissues and paracancerous tissues(P<0.05). Decreased E-cadherin expression and increased Snail and HIF-1α expression were correlated with clinical stage and lymph node metastasis(P<0.05). The E-cadherin expression was negatively correlated with HIF-1α and Snail expression(all P<0.05). No correlation was between HIF-1α and snail expression(P>0.05). Conclusion Increased Snail and HIF-1α expression and decreased E-cadherin expression are correlated with carcinogenesis, progression and metastasis of lung cancer. Snail, HIF-1α and E-cadherin may be used as markers for evaluating malignance degree and prognosis of lung cancer.
Key words: Non-small cell lung cancer(NSCLC)     Immunohistochemistry     Snail     Hypoxia-induced factor-1α(HIF-1α)     E-cadherin    
0 引言

侵袭转移是恶性肿瘤的生物学特征之一,也 是患者临床致死的主要原因。乏氧与肿瘤转移 显著正相关,但乏氧引起转移增加的具体机制 尚不清楚。同时,乏氧也是引起上皮-间质转化 (epithelial mesenchymal transition,EMT) 的一个重要途径。EMT在肿瘤转移中扮演重要角色,它 是具有极性的上皮细胞转换为活动能力强的间质 细胞并获得侵袭和迁移能力的过程。EMT表型改 变包括上皮标志物如E-钙黏素(E-cadherin)等表 达下调、间质标志物如波形蛋白(vimentin)等表 达增加[1, 2]。锌指转录因子Snail为EMT调控子,通 过与近E-cadherin基因启动子区域的E-boxes结合抑 制E-cadherin表达,诱发EMT[3]

非小细胞肺癌(NSCLC)占肺癌的80%,是 世界范围内的主要死因之一。引起肺癌转移的一 个重要原因也不排除其他恶性实体瘤,即乏氧的 存在。目前有关肺癌EMT的研究较少。Snail与乏 氧应答中处于核心地位的乏氧诱导因子-1α(HIF- 1α)关系如何,两者在肺癌EMT中扮演何种角色 尚未见文献报道。本研究采用免疫组织化学技术 检测Snail、HIF-1α和E-cadherin在NSCLC组织中的 表达,探讨其在NSCLC中表达的临床意义及相互关 系,为防治肺癌转移提供依据。 1 资料与方法 1.1 临床资料

收集山东省肿瘤医院2010年2月1日至2011年11 月31日行根治性或姑息性切除术且临床病理资料 完整的原发肺腺癌和肺鳞癌患者切除标本62例, 患者术前均未接受放疗及化疗。研究用组织选取 需避开坏死和出血。取患者距癌组织边缘5 cm的 癌旁组织(均经病理证实无癌细胞浸润) 20例作 为对照。62例患者中,男性44例、 女性18例;患 者年龄38~75岁,平均年龄61岁,中位年龄62岁; 病理类型包括腺癌29例、鳞癌33例。无淋巴结转 移的22例、有淋巴结转移的40例。所有病例均经 病理学检查证实,并按2009年UICC分期标准进行 TNM分期。 1.2 试剂及其来源

兔抗人Snail(ab63371)多克隆抗体和鼠抗人 HIF-1α单抗(ab8366)均购自Abcam公司,兔抗人 E-cadherin多克隆抗体(sc-7870)为Santa Cruz产 品。PV-9000二步法免疫组织化学检测试剂和浓缩 型DAB试剂盒购自北京中杉金桥生物技术有限公 司。 1.3 免疫组织化学染色

4 μm厚石蜡切片脱蜡水化后进行热介导的抗 原修复。Snail和E-cadherin检测采用EDTA(pH 9.0)抗原修复,HIF-1α检测采用柠檬酸盐缓冲液 (0.01mol /L,pH6.0)抗原修复。3%H2O2室温孵 育10 min阻断内源性过氧化物酶活性。用于免疫组 织化学染色的Snail、HIF-1α和E-cadherin抗体稀释 度分别为1:500、1:50和1:100,切片与相应一抗4℃ 孵育过夜,以PBS代替一抗作为阴性对照。染色程 序按试剂盒说明书进行,DAB显色。苏木精对比 染色后将组织切片进行脱水、透明和封固处理。 1.4 结果判定

两位病理医生采用双盲法评价免疫组织化学 染色切片。结果判定依据免疫染色阳性率和强度 进行。Snail和HIF-1α以胞核出现棕黄色染色为阳 性细胞,E-cadherin以胞膜出现棕黄色染色为阳性 细胞。按染色强度的深浅评分:0分无染色;1分 淡黄色;2分棕黄色;3分棕褐色。按阳性细胞百 分比评分:1分:1%~10%;2分:>10%~50%;3 分:>50%~80%;4分:>80%。然后按照阳性细 胞与染色强弱的乘积计积分,≥4分为阳性[4]1.5 统计学方法

采用配对样本的Wilcoxon非参数检验比较癌组 织及癌旁正常组织表达差异,Pearson χ2 检验分析 蛋白表达与NSCLC患者临床病理因素的关系,相 关性用Spearman等级相关分析。统计软件为SPSS 13.0,统计检测均为双侧,P<0.05认为差异有统计 学意义。 2 结果 2.1 肺癌组织Snail、HIF-1α和E-cadherin蛋白表达

Snail和HIF-1α阳性表达主要位于细胞核,见 图 1~2;E-cadherin蛋白阳性表达位于细胞膜,见 图 3。62例肺癌组织Snail和HIF-1α蛋白阳性率分别 为64.5%(40/62)和59.7% (37/62),均高于癌旁 组织阳性率15.0%(3/20)和10.0%(2/20),两者 比较差异有统计学意义(均P<0.05)。E-cadherin 蛋白癌组织阳性率为54.8%(34/62),癌旁组织 为100% (20/20),两者比较差异有统计学意义 (P<0.05)。

A: lung cancer tissues; B: paracancerous tissues 图 1 肺癌组织和癌旁组织Snail染色结果(PV两步法×100) Figure 1 Snail staining in lung cancer tissues and paracancerous tissues(PV two-step assay ×100)
A: lung cancer tissues; B: paracancerous tissuess; HIF-1α: hypoxiainduced factor-1α 图 2 肺癌组织和癌旁组织HIF-1α染色结果(PV两步法 ×100) Figure 2 HIF-1α staining in lung cancer tissues and paracancerous tissues(PV two-step assay ×100)
A: lung cancer tissues; B: paracancerous tissue 图 3 肺癌组织和癌旁组织E-cadherin染色结果(PV两步法 ×100) Figure 3 E-cadherin staining in lung cancer tissues and paracancerous tissues(PV two-step assay ×100)
2.2 肺癌组织Snail、HIF-1α和E-cadherin蛋白表达 与患者临床病理因素的关系

62例肺癌患者的临床病理特征,包括年龄、 性别、病理类型、组织学分级、淋巴结转移、临 床分期见表 1。分析显示,Snail和HIF-1α表达升高 及E-cadherin降低与肺癌临床分期和淋巴结转移有 关(P<0.05),E-cadherin表达降低与肺癌分化程 度有关(P=0.044)。三者与其他临床病理参数如 年龄、性别和病理类型均无关(P>0.05)。

表 1 肺癌组织Snail、HIF-1α和E-cadherin蛋白表达与患者临床病理因素的关系 Table 1 Correlation between expression of Snail, HIF-1α, E-cadherin protein in lung cancer tissues and patients’clinicopathologic parameters
2.3 Snail、HIF-1α和E-cadherin蛋白表达的相关性

用Spearman等级相关分析,Snail和HIF-1α表 达均与E-cadherin表达呈负相关关系(r=-0.267, P=0.036;r=-0.283,P=0.026),Snail与HIF-1α表 达未见显著相关性(r=0.146,P=0.257)。 3 讨论

乏氧是引起恶性肿瘤转移增加和产生放化疗 抗拒等的重要因素。HIF-1由HIF-1α和HIF-1β亚基 构成的异二聚体,是细胞乏氧情况下调控基因表 达的主要转录因子之一。常、乏氧状态下HIF-1作 用差异主要由HIF-1α亚基的表达和活性决定[5]。 HIF-1α在多种恶性肿瘤组织高表达,它可通过上 调血管内皮生长因子(VEGF)、葡萄糖转换因子 (Glut-1)及糖酵解过程中多种关键酶基因,促进 肿瘤组织血管生成和能量代谢,在促肿瘤侵袭转 移方面起重要作用[6]。本研究结果显示,肺癌患 者癌组织HIF-1α蛋白的表达显著高于癌旁组织, 提示其与NSCLC发生有关。同时本研究还发现, NSCLC癌组织HIF-1α蛋白表达与临床分期和淋巴 结转移有关(P<0.05) ,说明HIF-1α参与NSCLC 进展和转移,HIF-1α过表达患者可能预后不良。

EMT,以上皮细胞丧失极性和获得间质特性 为主要特征,是包括NSCLC在内的多种肿瘤细胞 获得侵袭转移能力的重要机制[7, 8, 9]。E-cadherin表 达下调或丢失是EMT过程中最重要的分子事件。 E-cadherin是一类依赖Ca2+的细胞间粘连跨膜糖 蛋白分子,在维持细胞间黏附稳定性和细胞极性 方面发挥重要作用。与相应正常组织相比,多种 人类肿瘤常见E-cadherin表达完全丧失或下调,E-cadherin表达与转移潜能负相关,被视为肿瘤 抑制基因。锌指转录因子Snail为EMT强诱导子。 Cheng和Blanco等先后发现肿瘤细胞Snail表达和上 皮细胞E-cadherin表达抑制有关,进一步研究发现 Snail通过直接结合E-cadherin转录启动子E-Box区域 发挥抑制E-cadherin表达的作用,这一作用在多种 上皮源性肿瘤细胞株包括乳腺癌、胃癌、肝癌等得 到证实[10, 11]。Castro等对胃癌的研究发现,肿瘤细胞 Snail蛋白表达与胃癌EMT有关,通过抑制E-cadherin 表达,Snail蛋白可促进胃癌间质浸润和远处转移[3]。 相比于正常组织,本研究发现NSCLC癌组织Snail表 达增高,E-cadherin表达降低,提示E-cadherin低表 达和Snail高表达对肺癌发生可能起重要作用[12, 13, 14, 15]。 有报道显示Snail高表达和(或)E-cadherin低表达与 肺癌患者总生存率降低有关[13]。本研究发现,两种 蛋白表达均与患者年龄、性别、病理类型无关, 但与淋巴结转移和临床分期有关,与文献报道基 本一致[13, 14],提示Snail和E-cadherin在肺癌进展和 转移过程中可能发挥重要作用,可作为NSCLC进展 和转移的指标。

同时检测Snail、HIF-1α和E-cadherin在NSCLC 中的表达意义并评价其相关性尚未见报道。本研 究对三种蛋白进行相关分析,发现Snail和HIF- 1α表达均与E-cadherin呈负相关性(P<0.05)。 Ima i 等在卵巢癌组织也发现H I F - 1 α 核染色与 E-cadherin缺失高度相关[16]。尽管Snail和HIF-1α均 与E-cadherin表达有负相关性,但Snail与HIF-1α表 达未见相关性(P>0.05)。Hung等对87例NSCLC 患者HIF-1α、Snail和Twist表达进行检测,亦未发 现HIF-1α与Snail表达有相关性[13]。HIF-1α与Snail 的确切关系有待扩大样本例数进一步确定。

总之,本资料显示Snail和HIF-1α高表达、 E-cadherin低表达与NSCLC发生发展和转移有关, 为肺癌临床诊断和预后评估及开发新的肿瘤治疗 靶点提供了依据。

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