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研究背景良性前列腺增生症(Benign Prostatic Hyperplasia,BPH)是中老年男性常见的慢性进展性疾病之一,其发病率随年龄的增长逐渐增高,80岁以上男性发生率高达83%。随着疾病进展,BPH患者多会出现膀胱出口梗阻(bladder outlet obstruction,BOO),进而引起一系列下尿路症状(lower urinary tract symptoms,LUTS),严重时甚至出现急性尿潴留(acute urinary retention,AUR),严重影响老年男性生活质量。然而早在症状出现之前,BPH患者组织学上前列腺上皮及间质细胞的增生性表现就已存在。影响前列腺组织良性增生的因素涉及到年龄、激素、代谢、炎症和免疫等多个方面,然而其具体机制迄今尚不明确。既往研究结果提示微循环障碍导致的组织缺氧很可能与BPH的发病密切相关。缺氧诱导因子-1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)是缺氧环境应答的核心上游转录因子,在组织新生、血管形成、细胞能量代谢中起到重要作用,能够维持细胞在缺氧状态下的成活、分裂与增殖。最新的BPH动物模型实验研究发现,HIF-1的活性亚单位,HIF-1α在增生的前列腺组织中表达升高,可能参与BPH患者前列腺组织增生的发生。VEGF是HIF-1α的主要下游靶基因,能够促进新血管生成,从而使细胞适应缺氧环境。因此,我们假想缺氧环境下前列腺细胞HIF-1α/VEGF信号通路激活,刺激血管生成和前列腺细胞生长增殖,从而在BPH患者前列腺组织的增生改变中发挥关键作用。目的通过临床及动物实验研究HIF-1α及VEGF在增生的前列腺组织中的表达及可能的作用机制,并同时探讨HIF-1α表达水平与BPH患者AUR发生风险之间的关系。方法1.收集正常前列腺组织标本8例、BPH前列腺外周带组织标本15例、BPH增生前列腺组织标本116例,应用免疫组织化学染色方法检测HIF-1α、VEGF在前列腺组织中的表达情况,斯皮尔曼等级相关系数评估BPH增生前列腺组织中VEGF的表达水平与HIF-1α表达的相关性。2.卡方检验及Logistics回归分析HIF-1 α表达与BPH患者AUR发生风险的关系。3.双侧髂内动脉结扎手术构建SD大鼠BPH模型,以假手术组老年雄性SD大鼠为对照,术后8周手术切除大鼠前列腺组织,测量各组大鼠前列腺重量、大鼠体重及前列腺指数,评估大鼠前列腺增生情况。4.HE染色检测以上两组大鼠前列腺组织中上皮间质增生情况,免疫组织化学染色及Western Blot检测以上不同处理条件下大鼠前列腺组织中HIF-1 α、VEGF的表达情况。结果1.免疫组织化学染色结果显示,正常的前列腺组织及BPH患者前列腺外周带组织均未见HIF-1α的阳性表达;BPH患者增生的前列腺组织标本中,HIF-1α的阳性表达率为74.1%(86/116),其中HIF-1α轻度阳性(+)者有42例(36.2%),中度阳性(++)者为44例(37.9%),且着色主要位于增生腺体上皮细胞的胞浆,未见强阳性染色。统计学分析发现BPH增生前列腺组织HIF-1α的阳性表达率显著高于正常前列腺组织及BPH患者前列腺外周带组织(P<0.05)。VEGF在BPH前列腺外周带组织标本中无阳性表达。在BPH增生前列腺组织中,VEGF阳性染色率为64.7%(75/116),其中轻度阳性(+)者为38例(32.8%),中度阳性者为(++)为37例(31.9%),着色主要位于增生腺体上皮细胞胞浆及细胞外基质中。统计学分析发现VEGF在增生前列腺组织中的表达水平与HIF-1α的表达水平呈正相关(斯皮尔曼相关系数=0.783,P<0.01),提示在BPH患者前列腺组织增生中,HIF-1α可能通过促进VEGF的表达发挥作用。2.在116例BPH患者中,AUR总的发生率为46.6(54/116),其中HIF-1α(-)组、弱阳性组、中度阳性组BPH患者AUR的发生率分别为20.0%(6/30)、38.1%(16/42)、72.7%(32/44)。统计学分析发现BPH患者既往发生过AUR的比例随着HIF-1α表达水平的升高而增加。与HIF-α阴性的BPH患者相比,HIF-1α弱阳性(+)表达的患者AUR的发生风险无明显差异(P=0.1>0.05,OR=1.399,95%C.I.=0.967～2.023),HIF-1α中度阳性(++)表达的患者其AUR的发生风险显著增加(P<0.01,OR=2.526,95%C.I.=1.560-4.091)。logistics回归分析校正年龄、IPSS评分、QoL评分及BPH内腺重量等因素的干扰后,HIF-1α的表达水平仍与BPH患者AUR的发生风险显著相关(P=0.001,OR=0.154,95%C.I.=0.050-0.471)。提示HIF-1α表达阳性是BPH患者AUR发生的独立危险因素。3.术后8周比较缺氧组和对照组的前列腺湿重,发现缺氧组前列腺平均重量较对照组高,差异具有统计学差异(P<0.05)。同时,缺氧组和对照组大鼠体重在8周内无明显差别(P>0.05),前列腺指数(=前列腺重量(mg)/大鼠体重(g))差异具有统计学意义(P<0.05)。4.HE染色发现,双侧髂内动脉结扎的大鼠前列腺中上皮细胞厚度较对照组明显增加,细胞增殖将腺腔挤压变小。HIF-1α免疫组化染色提示,手术结扎双侧髂内动脉的大鼠前列腺中HIF-1α表达量升高,而假手术对照组大鼠前列腺HIF-1α呈阴性。p65在对照组和手术结扎组表达均为阳性,但是手术组表达明显增高。同时,VEGF染色在假手术对照组大鼠前列腺也为阴性,在手术结扎双侧髂内动脉的大鼠前列腺中呈中度阳性,进一步提示手术结扎双侧髂内动脉大鼠前列腺内HIF-1α通路激活,HIF-1α降解减少,进入细胞核内启动血管生成相关基因的转录。蛋白免疫印迹检测结果与免疫组化一致。结论1.HIF-1α、VEGF在BPH患者增生的前列腺组织中高表达,而在正常的前列腺组织及BPH前列腺外周带组织不表达。2.在BPH患者增生的前列腺组织中,VEGF的表达水平与HIF-1α呈正相关,提示HIF-1α可能通过诱导VEGF蛋白表达增加在BPH患者前列腺组织的增生改变中起作用。3.HIF-1α表达阳性是BPH患者急性尿潴留发生的独立危险因素。4.缺氧可以诱导大鼠前列腺组织增生,且HIF-1α、VEGF在大鼠增生的前列腺组织中表达均升高,提示HIF-1α可能通过VEGF在前列腺组织增生中起作用。