COX-2调节HIF-1α和VEGF在人胰腺癌中的表达

论文摘要

背景：胰腺癌是人体中一种重要的内脏实体瘤,发病率占常见肿瘤的1%-2%,近年来有明显增高的趋势,由于其早期诊断困难,手术切除率低,恶性程度高,预后极差,5年生存率低于5%。胰腺癌的预后恶劣,部位深、无包膜、起病隐匿、早期无症状,迄今为止无论在早期诊断上还是在治疗上都是最难的恶性肿瘤之一。手术是唯一的可能治愈的办法。但是从发现肿瘤时的生长范围来说,适合手术切除的病人不到10%,且术后并发症多,生存质量较差,长期的临床实践表明,对于胰腺癌的治疗,单纯手术的治疗效果是有限的。近年来大多数学者和医生形成一个共识,胰腺癌胰腺癌的治疗是联合了化疗,放疗及生物学靶向治疗的一种综合治疗。但由于肿瘤耐药性的产生,目前常用于胰腺癌的一些化疗药物的治疗效果也不佳。因此,为了提高胰腺癌患者的总的生存率,现在急切需要研究新的有效的治疗方法,比如新的化疗药,介入治疗和基因治疗。而进一步提高胰腺癌治疗效果的关键则在于加强基础研究,对其发病机理和分子生物学特性的进一步阐明可以进一步推动新型的分子水平的靶向治疗药物的发展和新的治疗方案的产生。环氧合酶（Cyclooxygenase, COX）存在COX-1和COX-2两种异构体,前者是维持机体正常生理功能的看家基因,在胃肠道的保护、维持正常的肾功能及凝血功能等方面起重要作用。COX-2呈诱导性表达,在大多数正常组织中表达极少,而当细胞接受各种刺激如细胞因子、生长因子、癌基因及促肿瘤剂的诱导后表达上调,参与炎症及肿瘤的发生。包括结肠癌,肝癌,胰腺癌在内的多种肿瘤组织均发现有COX-2的高表达,并与肿瘤的发生发展密切相关。缺氧诱导因子-1（hypoxia-inducible factor-1, HIF-1）是广泛存在于哺乳动物体内的一种转录因子,在肿瘤的缺氧反应过程中HIF-1起着中枢纽带的作用。HIF-1α是HIF-1的特异性活性调节基因,缺氧刺激下HIF-1a的表达水平增加,与HIF-1β亚基形成稳定的二聚体,在共活化因子（如CBP、P300等）协助下,结合至靶基因的缺氧反应元件（hypoxia responsive elemene, HRE）,上调靶基因的表达。HIF-1α亚基的氨基酸401-603区域为氧依赖性降解区（oxygen-depengent degradation domain, ODD）。常氧状态下,HIF-1α蛋白通过ODD区域在VHL （von hippel lindau）蛋白介导下被泛素化,被蛋白酶迅速降解（半衰期<5 min）。随着氧浓度的降低,HIF-1α蛋白降解过程被抑制,蛋白水平呈指数增长。血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）是HIF-1α的重要靶基因之一。实体瘤由于生长快,存在组织缺氧的微环境,可诱导HIF-1α表达,调控相关因子表达,通过与VEGF基因缺氧反应元件（5’-TACGTGGC-3’）结合,上调其转录。同时缺氧下HIF-1 aRNA结合蛋白与VEGF的mRNA3’:瑞富含A、U的序列结合,阻断mRNA降解。这样VEGF的转录和mRNA的稳定性均有增加,从而促进肿瘤新生血管形成,在肿瘤形成、生长、浸润和转移中起重要作用。国外有研究发现,COX-2及其主要催化产物PGE2可通过促进VEGF的表达,从而诱导肿瘤血管的生成,且这种促进作用可以被选择性COX-2抑制剂明显降低。HIF-1α是PGE2诱导VEGF表达的主要调节因子。另外,在结肠癌HT-29细胞系中的研究也发现了COX-2可以通过COX-2/PGE2/ERKp/HIF-1通路来促进VEGF的表达。国内也有类似的报道表明PGE2可能通过激活MAPK和（或）PI3K信号转导途径调控HIF-1α蛋白表达,进而促进VEGF表达。目的本研究检测环氧合酶-2、低氧诱导因子-1α和血管内皮生长因子在胰腺癌组织中的表达情况,并进一步研究选择性环氧合酶-2抑制剂尼美舒利对胰腺癌BxPC-3细胞株中这三种蛋白表达的影响,探讨环氧合酶-2在胰腺恶性肿瘤血管生成过程中的作用及意义。方法应用Western-blotting检测12例胰腺癌及相应癌旁组织中环氧合酶-2、低氧诱导因子-1α和血管内皮生长因子蛋白的表达情况,应用不同浓度（分别为DMSO组,50μM组,100μM组和200μM组）尼美舒利作用于BxPC-3细胞24小时后,提取细胞蛋白行Western-blotting,观察三种蛋白表达水平的变化。结果12例胰腺癌组织标本中均检测到有环氧合酶-2蛋白的高表达,相比之下,癌旁组织中则相对低表达甚至未表达,低氧诱导因子-1α和血管内皮生长因子蛋白也存在相同情况,即在癌组织中的表达要明显高于癌旁组织。而在尼美舒利不同浓度作用于胰腺癌BxPC-3细胞后,可明显抑制三种蛋白的表达水平（P<0.01）,并呈剂量依赖性。结论胰腺癌组织中环氧合酶-2、低氧诱导因子-1α和血管内皮生长因子呈过量表达,提示环氧合酶-2可能与胰腺肿瘤血管生成有关,而选择性环氧合酶-2抑制剂尼美舒利可抑制这三种蛋白的表达水平,这可能为其抗肿瘤新生血管形成的机制之一

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