崔粲+任金龍

【摘要】 鼻息肉是鼻腔炎性黏膜上帶蒂或廣基的高度水腫的炎性組織，成人鼻息肉發(fā)生率為1%～4%，術(shù)后易復(fù)發(fā)。鼻咽癌是鼻咽部惡性腫瘤，病變部位隱匿、早期癥狀不典型、預(yù)后差，5年生存率大約50%。相關(guān)研究揭示了局部缺氧環(huán)境在鼻息肉和鼻咽癌發(fā)病、進展中有重要意義，其中HIF-1作為獨特低氧環(huán)境細胞因子可參與調(diào)控細胞代謝、促進細胞增殖、加重炎癥反應(yīng)在鼻息肉和鼻咽癌的發(fā)生過程中可能扮有重要角色。

【關(guān)鍵詞】 鼻息肉； 鼻咽癌； HIF-1

【Abstract】 Nasal polyps are highly inflammatory tissues with pedicle or wide base in the nasal mucosa，the incidence of adult nasal polyps was 1%-4%，which was easy to recur.Nasopharyngeal carcinoma is a malignant tumor of the nasopharynx，the location of the lesion and early symptoms are not typical，the prognosis is poor，5 years survival rate was about 50%.Related studies have shown that the local hypoxic environment is of great significance in the development of nasal polyps and nasopharyngeal carcinoma，HIF-1 as the unique hypoxia cytokine involved in the regulation of cell metabolism，promote cell proliferation and increase the inflammatory response may play an important role in the process of nasal polyps and nasopharyngeal carcinoma.

【Key words】 Nasal polyp； Nasopharyngeal carcinoma； HIF-1

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2017.20.037

缺氧誘導(dǎo)因子-1（HIF-1）由Semenza等[1]于1992年在缺氧的細胞核內(nèi)容物中發(fā)現(xiàn)，由HIF-1α和HIF-1β兩個亞單位構(gòu)成，能在低氧狀態(tài)下調(diào)節(jié)靶基因的表達，可以控制細胞代謝及增殖具有生物活性。隨后HIF-2、HIF-3陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的研究顯示HIF-2表達范圍較窄，考慮與HIF-1有功能補充的作用[2]；HIF-3被認為可以拮抗HIF-1、HIF-2對靶基因表達的調(diào)控作用[3]。近年研究表明HIF-1在鼻息肉及鼻咽癌的發(fā)生、進展中有一定作用，本文將對該研究結(jié)果進行綜述。

1 HIF-1的蛋白結(jié)構(gòu)及表達調(diào)節(jié)

1.1 HIF-1的蛋白結(jié)構(gòu) HIF-1廣泛表達于生物細胞中，是具有轉(zhuǎn)錄活性的核蛋白，由分子量為120 kD α亞單位和91、93、94 kD三類β亞單位組成的異源二聚體。α、β亞單位為真核細胞螺旋-環(huán)-螺旋轉(zhuǎn)錄因子家族成員。α亞單位主要構(gòu)型是多肽鏈的N端存在一堿性螺旋-環(huán)-螺旋（bHLH）結(jié)構(gòu)，其后跟隨Per/ARNT/Sim（PAS）結(jié)構(gòu)，兩者合稱bHLH-PAS結(jié)構(gòu)域，均有結(jié)合DNA和促使亞單位二聚化的功能[4]；多肽鏈的C端末端有氧依賴降解結(jié)構(gòu)域（ODDD）和反式轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域（TAD），是保持缺氧誘導(dǎo)蛋白穩(wěn)定，調(diào)控、激活轉(zhuǎn)錄所必需。β亞單位又稱芳香烴受體核轉(zhuǎn)運子（ARNT）起結(jié)構(gòu)性作用，與α亞單位結(jié)構(gòu)類似也具有bHLH、Per/ARNT/Sim（PAS）結(jié)構(gòu)[5]。

1.2 HIF-1的表達調(diào)節(jié) 在常氧環(huán)境下，HIF-1α與VHL蛋白結(jié)合而被修飾，然后通過蛋白酶體依賴的泛素化途徑降解，所以普通氧環(huán)境下HIF-1α很難被檢測到[6]。而泛肽蛋白酶在低氧濃度下活性受抑制可導(dǎo)致HIF-1α聚集，逐漸增多的HIF-1α與其配體結(jié)合后進入細胞核內(nèi)，再與HIF-1β構(gòu)成異二聚體形成有活性的HIF-1，然后HIF-1與靶基因的缺氧反應(yīng)元件（HRE）結(jié)合，增強其轉(zhuǎn)錄[7]。處于激活狀態(tài)時，作為轉(zhuǎn)錄因子HIF-1調(diào)節(jié)超過一百個基因，如血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）、胰島素樣生長因子Ⅱ、促紅細胞生成素（EPO）、血紅素氧合酶-1（HO-1）和誘導(dǎo)型NO合酶（iNOS）、碳酸酐酶Ⅸ等編碼基因。通過調(diào)控低氧靶基因的表達，控制毛細血管、紅細胞生成，能量代謝、細胞增殖及細胞周期，介導(dǎo)炎性反應(yīng)等[8]。HIF-1β也被稱為芳基烴受體核轉(zhuǎn)位蛋白（ARNT），在常氧和缺氧的細胞中均可表達，并且β亞單位表達含量幾乎不受氧濃度的影響。因此HIF-1的表達水平及生物活性主要取決于對細胞HIF-1α含量的調(diào)節(jié)。

現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)組織細胞處于正常氧濃度時，當有一些刺激因素存在亦可使HIF-1及其靶基因表達水平增高。比如胰島素樣生長因子、表皮生長因子等可誘導(dǎo)HIF-1α在常氧環(huán)境下的表達含量增高，進而引起HIF-1過表達[9]；經(jīng)典信號通路PI3K-AKT-mTOR可調(diào)節(jié)HIF-1αmRNA翻譯過程，增加其蛋白合成[10]；細菌細胞壁的脂多糖、炎性介質(zhì)、感染因素等均可上調(diào)HIF-1α及其mRNA水平[11]。這些常氧環(huán)境下的調(diào)節(jié)機制也往往被認為參與機體炎癥的發(fā)生和腫瘤的發(fā)展及轉(zhuǎn)移過程。

2 HIF-1在鼻息肉及鼻咽癌中的研究進展

2.1 HIF-1在鼻息肉中的研究進展 慢性鼻-鼻竇炎是指鼻道黏膜和鼻竇腔出現(xiàn)持續(xù)時間超過12周的慢性炎癥，根據(jù)目前最新慢性鼻-鼻竇炎診斷和治療指南，慢性鼻-鼻竇炎分為伴有鼻息肉型和不伴有鼻息肉型。伴有息肉型鏡下可見息肉組織血管內(nèi)皮間隙增寬，血漿蛋白大量漏出，組織間隙水腫、疏松、擴大，腺體細胞增生及大量炎性細胞浸潤，上皮基底部增厚擴展成不規(guī)則透明膜狀[12]。大樣本調(diào)查發(fā)現(xiàn)鼻息肉多發(fā)于中鼻道，可能與中鼻道間隙狹窄吸入氣流在此易形成紊流，而且中鼻道結(jié)構(gòu)復(fù)雜黏膜血流較少，黏膜稍有腫脹即可相互接觸削弱黏膜的血液供應(yīng)誘發(fā)缺氧有關(guān)[13-14]。有研究證實患有鼻息肉患者的鼻腔、鼻竇組織中缺氧標記物水平增高，HIF-1不可或缺[15]。Chien等[16]通過實時熒光定量逆轉(zhuǎn)錄多聚酶鏈反應(yīng)和免疫組織化學(xué)染色來檢測鼻息肉組織和正常下鼻甲黏膜中的HIF-1α表達情況，實驗結(jié)果表明HIF-1α在息肉組織中表達水平明顯高于正常下鼻甲黏膜并且差異有統(tǒng)計學(xué)意義，而HIF-1αmRNA在息肉組織與下鼻甲黏膜中表達情況無明顯差異，反向推測出HIF-1高水平表達可導(dǎo)致鼻息肉形成[17]。楊琳紅[18]無血清原代培養(yǎng)人鼻息肉及下鼻甲黏膜上皮細胞研究炎癥及缺氧在鼻息肉發(fā)生中的作用實驗中得出炎癥及缺氧的刺激可使鼻黏膜產(chǎn)生大量HIF-1，是導(dǎo)致鼻息肉發(fā)病的主要原因的結(jié)論。Hyun-Woo Shin等[19]從分子實驗進一步得出HIF-1可通過調(diào)控鼻黏膜上皮細胞向間充質(zhì)細胞轉(zhuǎn)化來促使鼻息肉的發(fā)生。碳酸酐酶Ⅸ（CAⅨ）基因受HIF-1調(diào)控激活，屬于HIF-1的靶基因之一，在維持缺氧狀態(tài)下細胞的存活和增殖中有重要作用。林海[20]用免疫組織化學(xué)染色法檢測鼻息肉組織和正常鼻黏膜中HIF-1α與CAⅨ的表達情況，實驗結(jié)果顯示息肉組織中HIF-1α、CAⅨ染色陽性細胞數(shù)量及組織著色強度均明顯高于正常鼻黏膜組織，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。表明高表達水平的HIF-1可通過激活CAⅨ基因序列的表達，從而維持缺氧狀況下細胞微環(huán)境的pH值穩(wěn)定，為息肉組織細胞在缺氧狀態(tài)下得以存活創(chuàng)造條件。綜合目前研究成果當鼻黏膜細胞受到炎癥及缺氧刺激時，細胞內(nèi)HIF-1的表達水平上調(diào)，促進血管內(nèi)皮生長因子等細胞因子表達增多，大量新生毛細血管產(chǎn)生，而新生毛細血管通透性強，會進一步加劇組織水腫和缺氧。并且由缺氧造成的黏膜細胞、間質(zhì)細胞損傷還刺激局部發(fā)生炎癥反應(yīng)，誘發(fā)炎癥介質(zhì)釋放，炎癥又可進一步削弱組織血流及供氧，最終缺氧與炎癥形成惡性循環(huán)，促使局部水腫組織、鼻息肉的形成，HIF-1在鼻息肉的發(fā)病機制中起到不可或缺的作用。Seong Kook Park等[21]體外培養(yǎng)鼻息肉組織模型研究地塞米松治療鼻息肉機制，認為地塞米松可在轉(zhuǎn)錄水平抑制鼻息肉細胞HIF-1表達。李臻[22]在探究局部應(yīng)用皮質(zhì)醇類藥物治療鼻息肉效果時發(fā)現(xiàn)局部使用皮質(zhì)醇類藥物可降低HIF-1α及其靶基因的翻譯產(chǎn)物的表達，有效治療鼻息肉，提示激素類或以HIF-1為靶點的藥物治療或許能夠開辟鼻息肉保守療法或術(shù)后有效預(yù)防復(fù)發(fā)的新治療途徑。endprint

2.2 HIF-1在鼻咽癌中的研究進展 鼻咽癌（NPC）是耳鼻咽喉-頭頸外科常見的惡性腫瘤，在中國的南方和亞洲的東南部有很高的發(fā)病率。由于鼻咽癌早期無明顯癥狀、且病變部位隱蔽，因此患者常常在疾病早期不能得到及時的診治，確診鼻咽癌時已發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移，故死亡率較高。鼻咽癌發(fā)病原因目前研究認為與感染因素（EB病毒感染）、家族遺傳傾向、居住環(huán)境，射線輻照等有關(guān)，具體發(fā)病原因尚不明。

有研究結(jié)果表明，當腫瘤體積擴增到1 mm3以上時，瘤體會出現(xiàn)血供不足的困境，瘤體內(nèi)部含氧量會降低[23]。當瘤體內(nèi)氧供不足時腫瘤細胞為了生存，通過調(diào)控自身多種基因表達以管控代謝并得以在低氧環(huán)境下存活，同時該改變還可增強腫瘤細胞侵襲及免疫逃逸能力，HIF-1在其中起著橋梁作用[24]。Qian等[25]研究發(fā)現(xiàn)有腫瘤細胞遠處轉(zhuǎn)移傾向或已經(jīng)有遠處轉(zhuǎn)移的鼻咽癌患者血液中，HIF-1及靶向調(diào)控因子血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）表達量高于無轉(zhuǎn)移的患者并經(jīng)統(tǒng)計學(xué)分析組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義，證實了鼻咽癌腫瘤細胞通過大量表達HIF-1及其重要的靶基因產(chǎn)物血管內(nèi)皮生長因子（VEGF），產(chǎn)生新生毛細血管、小動脈，新生血管由于內(nèi)皮細胞功能不完全有較強的通透性可使血管內(nèi)與組織間液相聯(lián)系，利于鼻咽癌腫瘤細胞增殖及轉(zhuǎn)移。景紹武[26]使用不表達HIF-1的鼻咽癌細胞轉(zhuǎn)染實驗組裸鼠，發(fā)現(xiàn)實驗組長出移植瘤的時間較久，瘤體體積較小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率及陽性率較低與對照組比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），體外實驗證實HIF-1與鼻咽癌細胞的侵襲及黏附能力有關(guān)。司瑞麗[27]發(fā)現(xiàn)HIF-1靶向調(diào)控血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）也可使腫瘤內(nèi)局部毛細淋巴管密度增高，使腫瘤細胞發(fā)生淋巴系統(tǒng)轉(zhuǎn)移可能性增加，為鼻咽癌手術(shù)治療、放射治療等多種治療措施效果差，復(fù)發(fā)率高提供了理論基礎(chǔ)。曾偉[28]用siRNA沉默鼻咽癌腫瘤細胞HIF-1α基因后，觀察到在低氧環(huán)境下腫瘤細胞表達低氧適應(yīng)性因子能力受限、增殖周期長，及腫瘤內(nèi)部血管形成受到限制，認為對HIF-1表達靶向干擾有可能成為延長鼻咽癌患者生存周期及改善圍手術(shù)期治療效果，減少術(shù)后復(fù)發(fā)率的新治療方案。目前各項研究的結(jié)果均提示，HIF-1及其靶向調(diào)控基因表達產(chǎn)物在鼻咽癌腫瘤細胞中過表達促進了癌腫的進展。鼻咽癌由于惡性程度高、生存率低，監(jiān)測可反映鼻咽癌細胞侵襲、轉(zhuǎn)移和預(yù)測臨床治療效果的細胞分子標記物可以指導(dǎo)臨床及臨床后治療，常見的監(jiān)測指標包括Ezrin、乳鐵蛋白、骨橋蛋白、Survivin等。HIF-1活化后可靶向激活CAⅨ基因，當細胞內(nèi)外環(huán)境發(fā)生變化時該基因調(diào)控細胞內(nèi)PH值的穩(wěn)定并維持代謝速率，使腫瘤適應(yīng)缺氧微環(huán)境，從而保證缺氧區(qū)域腫瘤細胞的持續(xù)增殖[29]。楊東[30]用免疫組織化學(xué)染色方法對鼻咽癌組織CAⅨ進行定性、定量分析，結(jié)果經(jīng)統(tǒng)計學(xué)分析后得出鼻咽癌組織CAⅨ的陽性表達率明顯高于對照組，并且CAⅨ的陽性表達率隨腫瘤TNM及臨床分期級別的升高而上升，提示HIF-1調(diào)控產(chǎn)物CAⅨ可作為評估鼻咽癌侵襲、轉(zhuǎn)移預(yù)測及預(yù)后指標之一。

3 展望

綜上所述，鼻息肉及鼻咽癌發(fā)生過程中由于局部缺氧環(huán)境的存在，可誘導(dǎo)HIF-1表達水平增高，HIF-1通過激活靶基因加重了炎癥反應(yīng)及促進腫瘤的發(fā)展。局部缺氧環(huán)境的重要意義也逐漸被人們認識，使得以HIF-1為靶點的治療方案成為可能。但是HIF-1與炎癥反應(yīng)、細胞增殖和凋亡仍有有很多關(guān)系機制目不是很清楚，并且HIF-1為靶點的治療很多僅處于實驗階段。因此探索HIF-1與臨床疾病及臨床治療的道路仍有很長的時間要走。

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