HIF-1α、VEGF及HIF-1α/VEGF軸在子宮內膜癌中的表達研究進展

周儉珊 綜述，葉 紅 審校

（三峽大學第一臨床醫學院，湖北 宜昌 443000）

HIF-1α、VEGF及HIF-1α/VEGF軸在子宮內膜癌中的表達研究進展

周儉珊 綜述，葉 紅 審校

（三峽大學第一臨床醫學院，湖北 宜昌 443000）

缺氧誘導因子-1(Hypoxia inducible factor-1，HIF-1)、血管內皮生長因子(VEGF)參與大多數惡性腫瘤的局部侵潤和遠處轉移，它們目前已經成為了腫瘤預防和治療的新靶點之一。子宮內膜癌作為較典型的乏氧型實體腫瘤，HIF-1和VEGF在其發生和進展中起著至關重要的作用。越來越多的實驗研究表明，處于缺氧狀態下的腫瘤組織中HIF-1α能夠在基因水平上直接調控VEGF的表達，從而誘導新生血管的形成，腫瘤細胞能夠利用新生血管的血供對抗由于腫瘤細胞快速的增殖所導致的低氧狀態，這一過程不斷循環，HIF-1α/VEGF軸在此過程中發揮了重要作用，使得腫瘤組織能夠得以持續不斷生長，侵襲和轉移。本文綜述了HIF-1和VEGF，及HIF-1α/VEGF軸在子宮內膜癌中的表達及研究進展，可能對子宮內膜癌的早期診斷，臨床治療及預后評價有重要意義。

子宮內膜癌；HIF-1α/VEGF軸；缺氧誘導因子-1；血管內皮生長因子

子宮內膜癌(Endometrial adenocarcinoma)作為較典型的乏氧型實體腫瘤，瘤體在發生、進展和轉移的過程中為了適應缺氧的微環境，一方面必須增強對低氧環境的耐受性，另一方面則需要通過增加新生血管的數量來最大限度的滿足瘤體對營養物質的需求。子宮內膜癌在發生局部浸潤和遠處轉移的過程中，明確子宮肌層受累的深度以及盆腔和全身淋巴結的轉移情況，對患者手術或/和后續的治療和遠期治療效果的評估有重大意義。缺氧誘導因子-1α(Hypoxia inducible factor，HIF-1α)和血管內皮生長因子(Vascular endothelial growth factor，VEGF)在腫瘤的進展和轉移等一系列病理過程中發揮了至關重要的作用。HIF-1α可以在基因表達的水平上能夠直接的調控促進血管生成的細胞因子如VEGF的表達，通過誘導血管的生成，增強腫瘤細胞對缺氧微環境的適應性，使得腫瘤組織的侵襲性和對放療、化療的耐受性增加，腫瘤得以進一步地侵襲，遷徙和遠處的播散[1]。因而，研究HIF-1α、VEGF及HIF-1α/VEGF軸在子宮內膜癌組織中的表達和功能，討論其對子宮內膜腫瘤疾病的發展的影響，并探討其對內膜癌治療和預后的意義。

1 HIF-1α和VEGF的生物學特征和功能

HIF-1是由Zemenza和Wang于1992年發現的由α和β兩種亞基組成的異源二聚體轉錄因子[2]。近年來發現缺氧誘導因子-1(Hypoxia inducible factor-1，HIF-1)是一種廣泛的存在于人體內的轉錄調節因子，它介導了細胞對缺氧微環境的適應性反應[2]?？刂浦苌傻幕?、葡萄糖轉運的基因等眾多調控基因的表達都受到HIF-1的調節[3]。HIF-1作為由α、β亞基構成的二聚體，屬于BHLH-PAS家族成員，其中β亞基在細胞內存在穩定的表達，α亞基對氧敏感，在HIF-1功能調節的方面起著主要作用[4]。在缺氧的條件下，HIF-1α可以與β亞基(HIF-1β)及其靶基因相結合，進而發揮其生物學活性。目前的研究資料已經確認：HIF1的靶基因主要包括血管內皮生長因子(VEGF)的編碼基因、一氧化氮耦合酶(NOS)的編碼基因、葡萄糖載體蛋白1(GLUT1)和糖酵解酶的編碼基因等[5]。

Go Spodarwia等于1989年發現了一種能夠促進血管內皮生長的細胞因子，并命名為血管內皮生長因子(VEGF)[1]。VEGF作為重要的促進血管生長的細胞因子，在生理性及病理性的血管再生過程中都起著關鍵性的作用。Arcondéguy等[6]也證實了在生理性情況下正常的人體組織細胞中都可以檢測到VEGF和VEGF mRNA較低水平的表達，且僅能夠維持正常的血管密度和維系整體正常的滲透功能。VEGF是以旁分泌的方式選擇性地作用于血管內皮細胞，不僅促進了內皮細胞的增殖而且誘導組織血管的生成。目前已經得到證實，在許多惡性腫瘤的組織中均能夠檢測到高表達的VEGF，VEGF與其受體相結合后，能夠誘發腫瘤組織中血管的生成；持續而廣泛地形成的新生血管可以為快速生長的腫瘤細胞提供所需要的營養物質，為腫瘤的進一步的發展提供了必要的條件[7]。

2 腫瘤中HIF-1α/VEGF軸，HIF-1α和VEGF的表達

目前普遍認為，腫瘤血管的新生、瘤組織周圍細胞外基質的降解及腫瘤細胞粘附能力的減弱或喪失與遷徙是惡性腫瘤侵襲三個關鍵的因素，而且三者互相依賴互相促進，從而有利于惡性腫瘤的浸潤及遠處的轉移。其中瘤周血管的生長是腫瘤侵襲過程的第一步,也是腫瘤進展中關鍵性的機制之一。與此相關的因子很多，其中HIF-1α/VEGF軸在腫瘤血管新生的病理生理過程中最具有代表性。在腫瘤的進展中，腫瘤細胞快速地增殖常常導致腫瘤組織的內部處于缺氧的狀態，使得轉錄調節因子HIF-1生成明顯增加，誘導腫瘤細胞內的VEGF呈高表達，可促進腫瘤組織的內部或瘤周血管的生長，然后腫瘤細胞利用新生血管的血供對抗由于腫瘤細胞快速的增殖所導致的低氧狀態，這一過程不斷地循環，導致了腫瘤組織不斷地生長并侵襲周圍正常的組織結構，新生的腫瘤血管同時也為腫瘤細胞的遠處轉移提供了便捷的途徑，在上述過程中HIF-1α/VEGF軸發揮了極其重要的作用[8]。目前發現，在肺、乳腺、胃、胰腺、結腸、腎臟、前列腺、卵巢、皮膚等癌組織中均過表達；在腫瘤壞死明顯區域及浸潤的邊緣，HIF-1α的表達水平顯著增高，而在腫瘤鄰近的正常組織則表達水平極低[9]。正常組織細胞中的HIF-1α蛋白表達水平很低，主要是因為表達的HIF-1α蛋白通過泛素化和蛋白水解酶的方式被迅速降解掉。在腫瘤細胞及正常組織細胞中HIF-1α轉錄水平沒有明顯差別，而快速生長腫瘤細胞中的低氧狀態可以抑制HIF-1α蛋白的降解，使其在腫瘤細胞內的水平迅速升高[10]。Liu等[11]對19例顱咽管瘤患者采用聚合酶鏈式反應來檢測HIF-1αmRNA和VEGF mRNA的表達，發現其在瘤組織中的表達水平顯著上調，其中復發性咽管瘤與未復發的咽管瘤組織中HIF-1α分別為3.09、0.75(P=0.001)，VEGF分別為1.07、0.32(P=0.000)，并證實VEGF的表達與HIF-1α顯著相關(r=0.836，P=0.000)。越來越多的實驗研究結果表明：腫瘤的某些生物學行為與腫瘤組織中普遍呈高表達狀態的HIF-1α和VEGF具有密不可分的關系[12]。

現代的觀點認為腫瘤的生長有兩個顯著不同的階段，即從乏血管的緩慢生長期轉變為富血管的快速增殖期，新生的腫瘤血管能夠使腫瘤獲得足夠的營養物質從而完成富血管的增殖期的切換。腫瘤血管形成以后，腫瘤灶在局部得以快速播散，增強了其遠處轉移能力。因此，血管的形成在腫瘤的發生、侵襲及轉移過程中發揮著重大作用，抑制其形成已成為腫瘤治療的富有前景的新策略。

3 宮內膜癌中HIF-1α和VEGF的表達及HIF-1α/VEGF軸

子宮內膜癌是常見于圍絕經期和絕經后婦女的、發生于子宮內膜上皮組織中的乏氧型腫瘤。處于缺氧環境下的子宮內膜癌細胞，形成新生的血管體系是其適應缺氧的重要機制之一。VEGF是刺激腫瘤血管生長的最關鍵的細胞生長因子[13]。子宮內膜癌在形成新的腫瘤血管的過程中VEGF的表達增加發揮著至關重要的作用，然而VEGF的大量表達依賴于HIF-1的直接調控[14]。Wang等[15]報道采用免疫組化的研究方法檢測子宮內膜癌組織中VEGF-A、VEGFR-3及微血管計數等發現，VEGF-A與瘤體中的微血管密度顯著相關，提示VEGF可促進子宮內膜癌中血管體系的形成，但其表達對子宮內膜癌預后的評價意義有限。Molitoris等[16]研究表明，在高濃度(20%)氧環境下培養的子宮內膜癌細胞中缺乏HIF-1α，很少或幾乎沒有VEGF的表達。為防止癌細胞中HIF-1α降解，用氯化鈷對子宮內膜癌細胞處理4 h，而后可以檢測到HIF-1α和VEGF mRNA的表達量均有明顯增加，證實了在子宮內膜癌細胞中VEGF的表達過程中HIF-1α起著關鍵性的作用。Feng等[17]應用免疫組織化學方法分別對124例子宮內膜癌樣內膜，28例非典型增生子宮內膜和35例正常子宮內膜組織樣本進行細胞核中的HIF-1α檢驗，陽性率分別為63.5%、35.7%、25.7%，HIF-1α表達在正常子宮內膜與子宮內膜癌組織中的差異有統計學意義。不難發現HIF-1α/VEGF軸在子宮內膜腫瘤的進展中也發揮著十分顯著的作用。

4 子宮內膜癌中HIF-1α和VEGF與臨床病理特征的關系

血管的新生在腫瘤的病理發展過程中起著至關重要的作用。由于VEGF的持續作用，在子宮內膜癌的進展中可生成大量的新生血管，而新生的血管不僅能給腫瘤組織提供生長所必要的養分，帶走大量的新陳代謝產物，而且為腫瘤經血液發生遠處轉移提供了便捷的路徑。HIF-1作為誘導子宮內膜癌新生血管的主要調控因子，可在基因水平上直接調控VEGF的表達。HIF-1α和VEGF與子宮內膜癌的早期淋巴轉移事件也有密切的關系。臨床病理分析已經證實，淋巴管網的形成及淋巴管轉移是大多數實體性腫瘤播散的早期事件，VEGF可誘導腫瘤淋巴管形成，是腫瘤細胞經由淋巴道轉移的重要原因[18]。在子宮內膜癌組織中，分化程度越低、分期越晚的病理組織中HIF-1α的陽性表達率越高，且與VEGF表達呈正相關，提示HIF-1α通過調控靶基因VEGF，促進血管形成，為子宮內膜癌的發展提供了關鍵的基礎條件。Kuiper等[12]在研究子宮內膜癌中抗壞血酸對HIF-1α的活性及腫瘤病理的影響中發現，與正常內膜組織相比子宮內膜癌中HIF-1α的水平顯著增高，而且用ELISA分析發現VEGF表達水平隨腫瘤組織的級別增加而增高。同時也證實，與不伴淋巴和(或)血道轉移相比伴淋巴和(或)血道轉移的子宮內膜癌組織中HIF-1α水平也顯著增高。由此提示，HIF-1α和 VEGF可作為預測子宮內膜腫瘤惡性程度的重要標志之一。

5 HIF-1α和VEGF與子宮內膜癌預后的關系

近年有研究發現HIF-1α不僅是腫瘤血管生長而且是腫瘤耐藥性的關鍵調控點之一。HIF-1α調控著VEGF、EGFR及Survivin等多種特殊蛋白的表達，而這些蛋白可促使瘤細胞對治療敏感性的明顯降低；長期接受放、化療的瘤體組織內HIF-1α呈高表達，而HIF-1α自身也可直接導致腫瘤對放、化療耐受性明顯增強。Feng等[17]應用免疫組織化學方法對124例子宮內膜癌患者進行研究發現，在子宮內膜癌FIGOⅢ期與FIGOⅡ期和Ⅰ期相比，HIF-1α的表達水平更高，并且這種表達差異具有統計學意義；除此之外還發現，同一臨床分期中腫瘤肌層浸潤深度、淋巴結及遠處轉移明確的患者中更高的HIF-1α高表達與復發的風險顯著相關(分別P=0.006、0.012)，從而推測其有利于建立對子宮內膜癌患者更準確的預后評估。HIF-1α活性增高會導致瘤細胞對放射治療的耐受性增加，而且因放療誘發的瘤血管也會減弱治療效果。Marampon等[19]報道腫瘤缺血區域內HIF-1α表達參與調控了腫瘤生長、轉移、瘤血管生長，而且發現HIF-1α也調控治療耐藥相關基因的表達，增高的HIF-1α的表達水平會對抗化療和放療治療效果。HIF-1在腫瘤細胞中的活性會因為放射線治療而迅速地增高，在放療期間通過對移植瘤瘤細胞中HIF-1活性的抑制，可以明顯抑制腫瘤的血管生長速度，從而可達到強有力的抑制腫瘤移植物的長期生長的目的。Hsu等[20]認為腫瘤細胞的增殖和轉移主要是依賴于血管/血管生成?？焖贁U增的腫瘤細胞會導致腫瘤組織內部環境缺氧，故會引起有利于瘤細胞生存的因素上調，如HIF-1α和VEGF等，會引起更多的瘤血管生長、瘤細胞增殖及瘤組織輻射耐受性增強；并報道稱靶向對抗腫瘤血管和腫瘤新血管的形成可以有效調節腫瘤的微環境，提高腫瘤組織中的血流和氧供，增強了腫瘤對放射治療的敏感性。

6 展 望

作為在人體許多正常組織中表達水平極低的VEGF，在大多數惡性腫瘤組織中均呈高表達，提示VEGF在腫瘤的病理生理進展中起著非常重要的作用。有理由跟據以上的研究推斷：HIF-1α和VEGF可在子宮內膜病變由良性到惡性轉變的過程中，以及子宮內膜癌的進展中扮演著關鍵角色。研究發現，普遍存在于哺乳動物的細胞內的HIF-1α在人體正常的子宮內膜組織中也有極低水平的表達，而且作為HIF-1α最重要靶基因的VEGF基因在多種實體惡性腫瘤組織中均呈高表達狀態，可見HIF-1α/VEGF軸參與了子宮內膜癌發生、浸潤及轉移的過程，并且HIF-1α/ VEGF軸表達的狀態與子宮內膜腫瘤的惡性程度密切相關。準確地檢測子宮內膜組織中HIF-1α和VEGF的表達水平有利于早期發現診斷子宮內膜癌，并且可能對其臨床分期及分級提供了有價值的參考依據。隨著對其更進一步的研究，HIF-1α、VEGF及HIF-1α/VEGF軸必將在子宮內膜癌新的腫瘤標志物及早期診斷、治療方面發揮更大作用。

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R737.33

A

1003—6350（2015）16—2413—04

2014-12-16)

10.3969/j.issn.1003-6350.2014.16.0870

葉 紅。E-mail：yehong998@126.com