Hypoxia inducible factor (HIF1α and HIF2α) and carbonic anhydrase 9 (CA9) expression and response of head-neck cancer to hypofractionated and accelerated radiotherapy

Purpose: Tumor hypoxia and low intrinsic radiosensitivity may counteract the efficacy of standard radiotherapy for locally advanced head and neck cancer (HNC). We investigated the involvement of hypoxia-regulated proteins (Hypoxia inducible factors HIF1α, HIF2α and carbonic anhydrase CA9) in HNC resistance to accelerated and hypofractionated radiotherapy.

Materials and methods: Thirty-nine patients with locally advanced HNC received 15 daily fractions of 3.4 Gy amounting to a total tumor dose of 51 Gy (equivalent to 63 Gy in four weeks – one week split); this was combined with platinum chemotherapy and amifostine cytoprotection administered subcutaneously. Immunohistochemical analysis of hypoxia-regulated proteins, namely HIF1α, HIF2α and CA9, was performed in formalin-fixed paraffin-embedded tissues obtained prior to radio-chemotherapy.

Results: HIF1α and HIF2α were expressed in the nuclei and cytoplasm of cancer cells, while CA9 had a membrane reactivity. A high expression of HIF1α, HIF2α and CA9 was noted in 21/39 (53.8%), 20/39 (51.3%) and 23/39 (58.9%) cases, respectively. Complete response was obtained in 85.2% of patients and HIF1α was marginally related with persistent disease after RT (p = 0.05). HIF1α was significantly associated with poor local relapse free survival (LRFS) (p = 0.006) and overall survival (p = 0.008), whilst HIF2α was not. A significant association of CA9 expression with poor LRFS was noted (p = 0.01).

Conclusion: In accord with previously reported studies, high levels of the hypoxia regulated proteins HIF1α and CA9 in HNC predict resistance to platinum based radio-chemotherapy. Whether HIF2α expressing tumors are more sensitive to larger radiotherapy fractions, compared to standard radiotherapy fractionation, is an issue that deserves further investigation.     

Correlation of HIF-1α/HIF-2α expression with FDG uptake in lung adenocarcinoma

Objectives

Hypoxia is a key element involved in the development and progression of tumors. HIF-1α may transiently induce and mediate the response to acute and severe hypoxia, while HIF-2α may induce a longer response and may control the response to chronic and moderate hypoxia. Hypoxia increases the cellular uptake of FDG. Therefore, HIF may play an important role in the process of the cellular uptake of FDG. The aim of this study was to compare HIF-1α/HIF-2α expression with FDG uptake, Glut-1 expression, and prognosis in the patients with lung adenocarcinoma and to investigate the role of HIF-1α/HIF-2α in the uptake of FDG in lung adenocarcinoma.

Methods

In the current work, we compared the immunohistochemical expression of HIF-1α and HIF-2α in surgical specimens of 44 patients with lung adenocarcinoma. The relationships between HIF-α expression and Glut-1 expression, FDG uptake, and clinicopathological factors, including prognosis, were analyzed.

Results

There was a marginal association between HIF-1α and HIF-2α expressions (P = 0.076). We found a significant correlation between HIF-2α expression and FDG uptake (P = 0.0001). HIF-1α expression showed a marginal association with FDG uptake (P = 0.066). FDG uptake correlated more significantly with HIF-2α expression than with HIF-1α expression. A significant correlation was noticed between Glut-1 expression and both HIF-1α and HIF-2α expressions (P = 0.005 and P = 0.003, respectively). Univariate analysis of disease-free survival demonstrated that FDG uptake and HIF-2α expression, but not HIF-1α expression, were related to recurrence (P < 0.0001).

Conclusion

FDG uptake correlated more significantly with HIF-2α expression than with HIF-1α expression, and both FDG uptake and HIF-2α expression, but not HIF-1α expression was correlated with post-operative recurrence in the patients with lung adenocarcinoma. These results suggest that both FDG uptake and HIF-2α expression may represent a more aggressive phenotype and that HIF-2α may play a more important role than HIF-1α in the uptake of FDG in lung adenocarcinoma.

     

HIF-1α,VEGF-C在胃腺癌中表达及与淋巴结转移的关系

目的：研究缺氧诱导因子-1α、血管内皮生长因子-C在胃腺癌组织中的表达及与淋巴结转移的关系。方法：用免疫组化染色（S-P）法检测44例胃腺癌组织,20例胃正常组织中HIF-1α、VEGF-C的表达。结果：HIF-1α在胃腺癌组织标本中阳性率为59.01%（26/44）,正常胃粘膜组织标本中表达阳性率25.00%（5/20）,两组差异显著（P〈0.05）;VEGF-C在胃腺癌组织标本中阳性表达率为52.27%（23/44）,正常胃粘膜组织标本中表达阳性率20.00%（4/20）,两组差异显著（P〈0.05）;HIF-1α,VEGF-C在低分化腺癌中阳性率最高,但与癌组织分化程度间差异无显著意义（P〉0.05）,而在T1、2,T3、4表达差异显著（P〈0.05）,在淋巴结转移组与无淋巴结转移组表达差异显著（P〈0.05）;两者在年龄、性别、肿瘤部位方面无显著差异;在HIF-1α、VEGF-C共同表达组,淋巴结转移率显著高于非共同表达组;HIF-1α、VEGF-C在胃腺癌组织表达成正相关（rs=0.85,P〈0.05）。结论：HIF-1α、VEGF-C在胃腺癌组织中表达上调,其阳性表达可能在胃腺癌发生、发展和淋巴结转移过程中起重要作用;胃腺癌组织中HIF-1α和VEFG-C蛋白阳性表达成正相关;HIF-1α和VEFG-C联合检测对预测胃腺癌淋巴结转移,可能有一定的价值。     

低氧环境下HIF-1α与视网膜相关疾病的研究进展

低氧诱导因子-1α（hypoxia induciblefactor HIF-1α）是调控细胞氧气平衡和诱导低氧反应基因表达的重要的DNA结合蛋白,与肿廇及新生血管的发生,发展密切相关,近期研究表明HIF-1α与低氧性视网膜相关疾病密切相关,了解HIF-1α的作用机制,从而为高原地区视网膜相关疾病,特别是老年性黄斑变性的发病机制与治疗提供相关的理论依据。     

HIF-1α和VEGF-A在宫颈腺癌中的表达及临床意义

目的：探讨HIF-1α和VEGF-A蛋白在宫颈腺癌中的表达及临床意义。方法采用免疫组化法检测20例正常宫颈组织、50例宫颈腺癌组织中HIF-1α和VEGF-A蛋白的表达,并分析其与临床病理特征的关系。结果在宫颈腺癌组织中HIF-1α和VEGF-A阳性表达率分别为58.00%和64.00%,显著高于正常宫颈组织（P<0.05）;HIF-1α和VEGF-A表达与肿瘤大小、临床分期、淋巴结转移相关（P<0.05）,与其它临床病理参数无关（P>0.05）;HIF-1α和VEGF-A蛋白表达呈显著正相关（r=0.629,P=0.000）。结论 HIF-1α和VEGF-A蛋白的表达可能与宫颈腺癌的发生发展、浸润转移相关,联合检测HIF-1α与VEGF-A蛋白的表达,对临床判断宫颈腺癌的预后具有积极的意义。     

HIF-1α基因多态性与肝肺综合征的相关性研究

目的 探讨缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)基因多态性与肝硬化肝肺综合征(HPS)遗传易感的相关性.方法 选取2006年3月-2009年9月黑龙汀省医院消化内科住院的245例肝硬化患者,根据有无发生HPS将其分为HPS组(n=63)和非HPS组(n=182),另选取35名健康体检者作为对照组.应用RFLP技术检测HIF-1α基因C1772T多态性并行遗传易感相关性分析.结果 非HPS组存在HIF-1α的CC、CT和TT三种基因型,分别为1例(0.6%)、89例(48.9%)、92例(50.5%);对照组存在CC、CT两种基因型,分别为16例(45.7%)、19例(54.3%);HPS组存在CC、CT和TT三种基因型,分别为2例(3.2%)、37例(58.7%)、24例(39.1%).HPS组C等位基因频率和CC+CT基因型频率分别为32.5%、61.9%,与对照组(22.9%、45.7%)及非HPS组(25.0%、49.5%)比较差异有统计学意义(P<0.05),而对照组与非HPS组之间无统计学差异(P>0.05).HPS组T等位基因频率(67.5%)与非HPS组(75.0%)及对照组(77.1%)比较,差异均有统计学意义(P<0.05).从临床特征来看,HPS组患者肝功能Child-Pugh分级均为B、C级,门静脉主干(PV)内径、脾静脉(SV)内径、脾脏厚度(ST)、腹水程度、动脉血氧分压(PaO2)、血清一氧化氮(NO)浓度均明显高于非HPS组(P<0.05).结论 HW-1α的C1772T多态性与肝硬化患者的HPS遗传易感性相关,HIF-1α基因C1772T的变异与HPS风险下降有关.     

不同海拔缺氧对大鼠心肌HIF-1α的影响研究

目的：探讨不同海拔（2 500m以内）条件下对大鼠心肌的损伤作用及NO、MDA与HIF-1α的关系.方法：实验Wistar雄性大鼠18只,分为A组（海拔55m）,B组（海拔1 520m）及C组（海拔2 260m）三组.在各海拔处标准饲养3日后处死取心脏,试剂盒测定低氧诱导因子（HIF-1α）,丙二醛（MDA）,一氧化氮（NO）.结果：C组与A组相比,HIF-1α、MDA明显增加（P＜0.01）,而NO明显降低（P＜0.05）;B组与A组相比,HIF-1α、MDA并无显著差异（P＞0.05）.结论：不同海拔对大鼠心肌的影响不同,在2 260m海拔缺氧条件下,大鼠心肌确实能形成一定程度的氧化损伤,同时自由基的增加及NO的减少能在一定程度上促进HIF-1α的稳定性.     

伴CA19-9升高的脾脏囊肿1例

患者女,24岁。体重减轻1个半月入院。查体：心肺听诊无异常,腹软,无压痛、反跳痛及腹肌紧张,肝脾肋下未及,移动性浊音（-）,未触及包块。患者既往体健,无肝炎及外伤史。彩超示脾脏囊性包块。肿瘤标志物 CA19-9662.4 U／ml。入院后两次复查CA19-9结果分别为1573.4 U／ml、14547 U／ml。 CT平扫示脾脏内见大小约9.0 cm ×7．0 cm囊性肿块,边缘可见钙化,CT值约45HU,与正常脾脏分界欠清。增强扫描脾脏内病灶未见强化。术前诊断：脾脏囊性占位病变（真假性囊肿、淋巴管瘤均有可能）。术中所见：脾脏无明显增大,脾脏中间可见一大小约7cm ×8cm囊性肿块,边界清楚。腹腔镜下行脾脏完整切除术,病理结果示：原发性脾脏间皮囊肿。     

人参皂苷Rg1对急性心肌梗死后VEGF和HIF-1α的作用

目的研究人参皂苷Rg1，对急性心肌梗死（AMI）后血管新生的影响及其作用机制。方法建立Wistar大鼠急性心肌梗死模型，104只大鼠分为假手术组、急性心肌梗死对照组、人参皂苷Rg1低剂量治疗组（1mg／kg）和高剂量治疗组（5mg／kg），于术后3、7、10、14天测定梗死区微血管密度，RT-PCR法检测梗死区心肌组织血管内皮生长因子（VEGF）和缺氧诱导因子1α（HIF-1α）mRNA，免疫组化法检测VFGF在梗死区内的表达。结果梗死区的血管生成数量稳定持续的增加，治疗组显著高于对照组（P〈0．01）；心肌梗死后VEGF、HIF-1α mRNA表达随缺血时间的延长（3、7、10天组）有增高趋势，治疗组明显升高（P〈0．01），14天时VEGF的增长出现停止或下降，而HIF-1α继续升高；假手术组VEGF表达明显低于各手术组。结论严重缺血可刺激心肌组织产生大量的VEGF、HIF-1α，其对缺血心肌起保护作用，人参皂苷Rg1可通过增加其表达而刺激心肌梗死区的血管生成和侧支循环建立。     

HIF-1α介导肝癌血管生成的多层CT灌注研究

目的 研究多层CT灌注与缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)介导肝癌血管生成的相关性及临床意义.方法 手术、病理证实的34例肝癌、11例肝血管瘤行多层CT灌注成像,获取参数.免疫组化SP法检测34例肝癌、11例肝血管瘤及周围正常肝中缺氧诱导因子-1α、血管内皮生长因子(VEGF)的表达,CD34单克隆抗体标记微血管密度,将两者对比研究.结果 肝癌的肝动脉灌注量(HAP)、肝动脉灌注指数(HAI)均高于肝血管瘤及周围正常肝(P<0.01).肝癌缺氧诱导因子-1α与VEGF及CD34的表达呈正相关(P<0.01).肝癌HAP和HPI与HIF-1α、VEGF及CD34的表达呈正相关(P<0.05).肝癌的Edmondson-Steiner组织学分级从Ⅰ级、Ⅱ～Ⅲ级、Ⅳ级间HAP、HAI、MVD的差异有统计学意义(P<0.05).结论 多层CT灌注在一定程度上反映HIF-1α介导的缺氧条件下的肝癌血管生成.     

不同负荷低氧训练对大鼠腓肠肌HIF-1α基因表达的影响

目的:探讨不同负荷低氧训练对大鼠腓肠肌HIF-1α基因表达的影响。方法:选用6周龄雄性SD大鼠90只,经2周适应性训练后,筛选出60只,随机分为6组,每组10只:恒定负荷低住低练组(S-LoLo)、恒定负荷高住高练组(S-HiHi)、恒定负荷高住低练组(S-HiLo)和递增负荷低住低练组(P-LoLo)、递增负荷高住高练组(P-HiHi)、递增负荷高住低练组(P-HiLo)。采用水平动物跑台进行耐力训练。恒定负荷常氧训练强度为35m/min,恒定负荷低氧训练强度为30m/min。递增负荷常氧训练以35m/min训练1周后,在第2周内分2次递增负荷强度到39m/min,然后以此强度进行训练。递增负荷低氧训练以30m/min训练1周后,在第2周内分2次递增负荷强度到34m/min,然后以此强度进行训练,持续4周,每周训练5 d。各组均在4周末最后一次训练结束恢复24h后取材。采用实时荧光定量PCR(RQ-PCR)技术检测腓肠肌HIF-1αmRNA水平。结果:S-HiLo组大鼠腓肠肌HIF-1αmRNA表达显著高于S-LoLo组和S-HiHi组(P<0.05,P<0.05);P-HiLo组大鼠腓肠肌HIF-1αmRNA显著低于S-HiLo组(P<0.05),P-HiHi组较S-HiHi组有所增加(+24%,P>0.05)。结论:恒定负荷高住低练比递增负荷高住低练更能促进大鼠腓肠肌HIF-1αmRNA表达;与恒定负荷高住高练相比,递增负荷高住高练对大鼠腓肠肌HIF-1αmRNA表达有一定的促进作用。     

FasL诱导HIF-1α表达对直肠癌细胞侵袭行为的影响

目的探讨FasL诱导缺氧诱导因子1-α(HIF-1α)表达对直肠癌细胞侵袭行为的影响。方法将含FasL全长cDNA的真核表达载体pcDNA3.1 FasL转染人直肠癌细胞系HR-8348,通过Transwell侵袭小室实验检测癌细胞的侵袭能力,Western blot法检测细胞不同缺氧时点HIF-1α表达水平。结果细胞侵袭实验表明,FasL转染组HR-8348细胞穿透Transwell滤膜细胞数为12.9±2.4,明显多于空载体转染组和对照组(分别为7.7±2.1和8.1±2.0,P<0.05)。各组细胞在缺氧0h时点无HIF-1α表达,6h时点HIF-1α仅有微量表达,缺氧12h与24h时点FasL阳性细胞组(FasL转染组)HIF-1α表达水平明显提高(P<0.05),FasL阴性细胞组(对照组和空载体转染组)HIF-1α表达水平无显著变化(P>0.05)。同一缺氧时相HIF-1α表达水平组间比较,缺氧0h与6h各组间均无显著性差异(P>0.05),缺氧12h与24h转染FasL组显著高于空载体转染组和对照组(P<0.01)。结论直肠癌细胞中FasL诱导HIF-1α表达的因素,可促进直肠癌细胞对缺氧的适应及提高癌细胞的侵袭能力。     

HIF-1α和AAH在稽留流产患者绒毛中的表达研究

目的 研究缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)及天冬氨酰(天冬酰胺酰)-β-羟化酶(AAH)在稽留流产患者绒毛中的表达情况,探讨其与稽留流产的关系及意义.方法 稽留流产患者50例(研究组),其中有已知可能原因的20例(研究组1),原因不明者30例(研究组2);正常早孕20例作为对照组.研究组50例按胚胎稽留宫内时间长短分为≤4周组和>4周组.应用免疫组织化学方法和计算机图像分析系统检测研究组及对照组绒毛滋养细胞中HIF-1α及AAH的表达.结果 HIF-1α及AAH在稽留流产患者及正常早孕妇女绒毛中均有表达,其表达部位主要在滋养细胞的胞质及胞核.研究组1及研究组2绒毛滋养细胞HIF-1α及AAH表达水平均明显低于对照组(P<0.05);但两组间表达水平无显著差异(P>0.05);≤4周组与>4周组之间HIF-1α表达无显著差异(P>0.05).AAH在稽留流产患者及正常早孕妇女绒毛中均有表达,其表达部位主要在滋养细胞的胞质及胞核.绒毛滋养细胞AAH表达水平在研究组1及研究组2均明显低于对照组(P<0.05);两组间表达水平无显著差异(P>0.05);≤4周组与>4周组之间AAH表达亦无显著差异(P>0.05).结论 HIF-1α及AAH在稽留流产患者绒毛中的表达均低于正常早孕妇女,其低表达可能是导致稽留流产发生的重要因素.     

EphB4、HIF-1α在胃癌中的表达及其生物学意义

目的研究EphB4受体和缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)蛋白在胃癌组织中的表达,并探讨其生物学意义及相互关系。方法应用免疫组化法检测74例胃癌组织(胃癌组)和13例正常胃黏膜组织(对照组)中EphB4、HIF-1α的表达,并分析其表达与胃癌临床病理因素之间的关系。结果胃癌组中EphB4和HIF-1α的高表达率分别为62.16%(46/74)和52.70%(39/74),在对照组中,EphB4和HIF-1α的高表达率分别为15.38%(2/13)和0%(0/13)。胃癌组织中EphB4和HIF-1α的表达显著高于正常胃黏膜组织(P<0.01)。EphB4、HIF-1α的表达与胃癌的组织学分级及临床病理分期关系密切(P<0.05),而与年龄、性别、肿瘤直径、淋巴结转移、远处转移无关(P>0.05)。与HIF-1α不同,EphB4的表达还与肿瘤浸润深度有关(P<0.05)。此外,EphB4与HIF-1α的表达成显著正相关(r=0.2091,P<0.01)。结论在胃癌中EphB4、HIF-1α均高表达,其表达程度与胃癌的恶性程度有关,而且EphB4表达与HIF-1α的表达呈正相关。过表达的EphB4、HIF-1α在胃癌恶性进展中发挥重要作用。     

电离辐射诱导HIF-1α-Survivin通路在人淋巴瘤细胞中的活化

目的 研究电离辐射对人非霍奇金淋巴瘤细胞中HIF-1α-Survivin通路活化状态的影响,探讨恶性淋巴瘤放射抗性的机制.方法 采用Western blot方法检测辐射后3种淋巴瘤细胞中HIF-1α和Survivin蛋白的表达水平,观察应用HIF-1α抑制剂Echinomycin及转染反义HIF-1a siRNA对Survivin蛋白及mRNA表达的影响.结果 在人非霍奇金淋巴瘤细胞中存在HIF-1α和Survivin蛋白的表达,X射线照射后10～20 h出现HIF～1α蛋白表达增加,照射后24 h Survivin蛋白表达增加,与对照组比较差异有统计学意义(t =7.53 ～31.31,P＜0.01).与单纯照射组比较,采用HIF-1α抑制剂预处理肿瘤细胞后,Survivin蛋白表达下降,且具有药物浓度依赖性(t=7.21 ～32.81,P＜0.01).而转染反义HIF-1α siRNA后,照射未诱导产生survivin mRNA和蛋白表达增加.结论 电离辐射能够活化人非霍奇金淋巴瘤细胞中的HIF-1α-Survivin通路,可能与肿瘤的放射抗性有关.