廉紅星 李玉強(qiáng) 趙 敏 劉瑞吉
(河北省秦皇島市第一醫(yī)院骨三科,河北 秦皇島 066000)
骨肉瘤也稱成骨肉瘤,是最常見的原發(fā)惡性骨腫瘤,常發(fā)生于青少年,惡性程度高,約30%的患者對化療藥物不敏感,預(yù)后差[1]。2000-01—2005-12,我們應(yīng)用免疫組織化學(xué)(SP)法,觀察了缺氧誘導(dǎo)因子1α(HIF-1α)和血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)35例在骨肉瘤組織中的表達(dá)情況,用CD34標(biāo)記血管內(nèi)皮細(xì)胞,計(jì)算微血管密度(MVD),探討HIF-1α和VEGF在骨肉瘤血管形成中所起的作用,并選取14例骨軟骨瘤患者對照觀察,結(jié)果如下。
1.1 診斷標(biāo)準(zhǔn) 骨肉瘤、骨軟骨瘤診斷標(biāo)準(zhǔn)均參照《軟組織與骨腫瘤病理學(xué)和遺傳學(xué)》[2]。
1.2 一般資料 35例骨肉瘤和14例骨軟骨瘤均為我院病理科存檔標(biāo)本蠟塊。骨肉瘤中男22例,女13例;年齡11~55歲,平均(21.1±0.5)歲;骨肉瘤臨床分期[2]:Ⅱa 5例,Ⅱb 18例,Ⅲ期12 例。骨軟骨瘤中男10例,女4例;年齡10~34歲,平均(19.5±0.4)歲。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法 4 μm厚度石蠟切片,60 ℃烤片3 h,SP法染色,蘇木素復(fù)染細(xì)胞核,鹽酸酒精分化,水洗返藍(lán),酒精梯度脫水,二甲苯透明,封固切片。用磷酸鹽緩沖液(PBS)取代一抗作陰性對照,用已知的陽性切片作為陽性對照。
1.4 結(jié)果判定 ①HIF-1α、VEGF SP染色陽性反應(yīng)為棕黃色和(或)棕褐色顆粒,HIF-1α主要定位于細(xì)胞核,VEGF主要定位于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜。每張切片選取10個(gè)高倍視野(×400)觀察陽性細(xì)胞占細(xì)胞總數(shù)的百分比,無陽性細(xì)胞者為陰性(-),<50%細(xì)胞著黃色或<30%細(xì)胞著棕黃色者為陽性(+),>50%細(xì)胞著黃色或>30%細(xì)胞著棕黃色者為強(qiáng)陽性(++)。染色陽性及強(qiáng)陽性合并為染色陽性組,與染色陰性組比較。②CD34特異性標(biāo)記腫瘤組織的新生血管,MVD根據(jù)CD34表達(dá)量參照Bevilacqua P等[3]報(bào)道的方法計(jì)算。染色陽性表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞,陽性著色為與背景明顯有別的單個(gè)內(nèi)皮細(xì)胞或細(xì)胞簇團(tuán),呈棕黃色,只要與鄰近血管、腫瘤細(xì)胞或其他結(jié)締組織分開,均看作1個(gè)微血管,染色模糊、肌層較厚或管腔大于8個(gè)紅細(xì)胞直徑的血管不計(jì)數(shù)。先在低倍鏡(×100)下選取骨肉瘤組織陽性染色血管高密度區(qū),選擇3個(gè)著色最密集的區(qū)域(新生血管熱點(diǎn)區(qū)),然后在高倍鏡(×400)下計(jì)數(shù)視野范圍內(nèi)陽性染色的微血管。每例標(biāo)本取3個(gè)視野,取其平均值作為每例標(biāo)本的MVD。
2.1 HIF-1α、VEGF在骨肉瘤組織中的表達(dá) 見表1。
由表1可見,HIF-1α蛋白染色主要表達(dá)于細(xì)胞核,在骨肉瘤中陽性表達(dá)率高于在骨軟骨瘤中陽性表達(dá)率(P<0.05)。VEGF蛋白染色主要表達(dá)于細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞膜,在骨肉瘤中陽性表達(dá)率高于在骨軟骨瘤中陽性表達(dá)率(P<0.05)。
表1 HIF-1α、VEGF在骨肉瘤組織中的表達(dá)例(%)
與骨軟骨瘤比較,*P<0.05
2.2 HIF-1α、VEGF表達(dá)與骨肉瘤Enneking分期的關(guān)系 見表2。
表2 HIF-1α、VEGF表達(dá)與骨肉瘤Enneking分期的關(guān)系 例(%)
與Ⅲ期比較,*P<0.05
由表2可見,Ⅲ期骨肉瘤的HIF-1α、VEGF蛋白的表達(dá)強(qiáng)度與Ⅱa期、Ⅱb期比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),而Ⅱa期與Ⅱb期的表達(dá)強(qiáng)度比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
2.3 HIF-1α、VEGF在骨肉瘤中表達(dá)的相關(guān)性 見表3。
表3 HIF-1α、VEGF在骨肉瘤中表達(dá)的相關(guān)性 例(%)
由表3可見,35例骨肉瘤標(biāo)本中有14例(40.0%) HIF-1α和VEGF的表達(dá)同時(shí)呈陽性,13例(37.1%)HIF-1α和VEGF的表達(dá)同時(shí)呈陰性,8例(22.9%) HIF-1α和VEGF的表達(dá)呈不一致性。HIF-1α和VEGF在骨肉瘤中的表達(dá)呈正相關(guān)。
2.4 HIF-1α、VEGF表達(dá)與MVD的關(guān)系 見表4。
表4 HIF-1α、VEGF表達(dá)與MVD的關(guān)系
表4 HIF-1α、VEGF表達(dá)與MVD的關(guān)系
nMVD HIF-1α(+)1528.12±7.84*(-)2012.12±3.86VEGF(+)2132.36±7.52△(-)1414.10±3.43
與HIF-1α(-)比較,*P<0.01;與VEGF(-)比較,△P<0.01
由表4可見,HIF-1α(+)、VEGF(+)的MVD值均顯著高于HIF-1α(-)、VEGF(-)(P<0.01)。
實(shí)體瘤生長迅速,局部血管無法提供充足血運(yùn),以及微循環(huán)破壞、貧血等原因?qū)е聦?shí)體瘤組織中氧濃度普遍低于2%[4]。骨肉瘤組織細(xì)胞中存在的低氧環(huán)境不僅抑制腫瘤細(xì)胞生長,而且調(diào)控腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生適應(yīng)性反應(yīng)而存活[5]。缺氧誘導(dǎo)因子1(HIF-1)是作為被低氧誘導(dǎo)的、連接在促紅細(xì)胞生成素基因低氧反應(yīng)元件上的一個(gè)核因子被發(fā)現(xiàn)[6]。缺氧條件下廣泛存在于哺乳動(dòng)物和人體細(xì)胞中,主要由HIF-1α和HIF-1β 2個(gè)亞單位組成,其中HIF-1α主要依賴于細(xì)胞間的氧供,決定了HIF-1α的活性。缺氧是實(shí)質(zhì)性腫瘤微環(huán)境的基本特征之一,缺氧狀態(tài)可誘導(dǎo)一系列特異性的與血管新生、缺氧代謝密切相關(guān)的基因表達(dá),幫助腫瘤細(xì)胞適應(yīng)缺氧環(huán)境,在此過程中起關(guān)鍵作用的是HIF-1α[7]。本研究結(jié)果顯示,骨肉瘤組織中HIF-1α蛋白陽性表達(dá)率為34.3%(12/35),與骨軟骨瘤比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),HIF-1α在骨肉瘤中存在過表達(dá)現(xiàn)象,同時(shí)對MVD的測定顯示HIF-1α與骨肉瘤中血管生成明顯相關(guān),與骨肉瘤的分期也密切相關(guān),以上均提示HIF-1α在骨肉瘤的發(fā)生、發(fā)展以及血管生成中可能起到重要作用。
VEGF是刺激腫瘤血管生成最關(guān)鍵的因子,是血管內(nèi)皮細(xì)胞特異性有絲分裂原,能特異結(jié)合血管內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)的受體,促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞分裂增殖和新生血管的形成,并增加血管通透性,增加毛細(xì)血管后靜脈和小靜脈的通透性,引起細(xì)胞外基質(zhì)改變從而促進(jìn)新基質(zhì)形成,為腫瘤生長、浸潤及轉(zhuǎn)移提供基礎(chǔ)[8]。VEGF是HIF-1調(diào)控的最重要靶基因之一,參與腫瘤血管生成,為目前評價(jià)骨肉瘤血管生成最客觀的指標(biāo)之一。本研究結(jié)果顯示,VEGF在骨肉瘤中也存在過表達(dá)現(xiàn)象,陽性表達(dá)率為82.9%(29/35),顯著高于在骨軟骨瘤中陽性表達(dá)率(P<0.05)。
本研究結(jié)果還顯示,HIF-1α和VEGF在骨肉瘤的發(fā)生、發(fā)展中所起作用具有某種程度的關(guān)聯(lián)性,HIF-1α和VEGF均為陽性的骨肉瘤中MVD明顯高于兩者均為陰性時(shí),提示兩者可能在促進(jìn)腫瘤血管生成中也存在協(xié)同效應(yīng),但其具體機(jī)制還需進(jìn)一步研究,以期為抗腫瘤治療提供新的對策。
[1] Warzecha J,Gttig S,Chow KU,et al.Inhibition of osteosarcoma cell proliferation by the Hedgehog-inhibitor cyclopamine[J].J Chemother,2007,19(5):554-561.
[2] Christopher D.M.Fletcher,K.Krishnan Unni,F(xiàn)redrik Mertens.軟組織與骨腫瘤病理學(xué)和遺傳學(xué)[M].程虹譯.北京:人民衛(wèi)生出版社,2006:398.
[3] Bevilacqua P,Barbareschi M,Verderio P,et al.Prognostic value of intratumoral microvessel density,a measure of tumor angiogenesis,in node-negative breast carcinoma--results of a multiparametric study[J].Breast Cancer Res Treat,1995,36(2):205-217.
[4] Reinblatt M,Pin RH,F(xiàn)ederoff HJ,et al.Utilizing tumor hypoxia to enhance oncolytic viral therapy in colorectal metastases[J].Ann Surg,2004,239(6):892-899.
[5] 邵進(jìn).低氧誘導(dǎo)因子1在骨肉瘤組織細(xì)胞中的表達(dá)及其調(diào)控機(jī)制[J].醫(yī)學(xué)綜述,2010,16(12):1761-1763.
[6] Semenza GL,Wang GL.A nuclear factor induced by hypoxia via de novo protein synthesis binds to the human erythropoietin gene enhancer at a site required for transcriptional activation[J].Mol Cell Biol,1992,12(12):5447-5454.
[7] Marx J.How cells endure low oxygen[J].Science,303(5663):1454-1456.
[8] 茅文斌,邵增務(wù).iNOS與HIF-1α儀在骨肉瘤中的表達(dá)及其與血管生成的關(guān)系[J].中國骨腫瘤骨病,2006,5(4):210-213.