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背景与目的：结直肠癌是常见的恶性肿瘤之一,Ahmedin等对2008年全球癌症数据进行分析,显示结直肠癌的发病率和死亡率分别排名第三和第四。由于生活水平的改善,饮食结构的西方化,亚洲国家,特别是中国,结直肠癌的发病率和死亡率逐年增加。究其原因,依赖血管新生的扩散转移是结直肠癌患者死亡率居高不下的重要因素。低氧是恶性肿瘤常见的病理状态,低氧诱导因子-1(hypoxia-inducible factor-1,HIF-1)参与细胞适应低氧微环境的全过程,是关键性的转录因子。HIF-1是由功能亚基HIF-1α和结构亚基HIF-1β组成的异源二聚体蛋白。HIF-1α是HIF-1的功能性基团,决定着HIF-1的活性,其活性和表达情况受氧浓度和白介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等炎症因子调节,低氧或炎症刺激时HIF-1α胞浆内大量表达并转移至细胞核,与HIF-1β结合形成异源二聚体HIF-1,然后与低氧反应元件(HRE)结合,通过促进大量基因的表达来对低氧炎症环境作出应答,如加强糖代谢和促进血管内皮细胞增殖、迁移以利血管新生。血管新生是肿瘤增殖、侵袭、转移的重要因素,HIF-1α可促进血管内皮生长因子(VEGF)、轴突导向因子4D(Semaphorin4D,Sema4D)等多种促血管因子表达,促进血管再生。轴突导向因子4D(Sema4D)又称CD100,于1992年首先发现于免疫系统的一种跨膜型的同源二聚体糖蛋白,在神经系统、免疫系统中扮演重要角色。近来研究发现,Sema4D能与神经丛素B(plexin-B)结合,介导Rho蛋白/Rho激酶信号传导途径,促进增殖和迁移,诱导血管内皮细胞迁移和血管新生,并且高表达于头颈部鳞癌、乳腺癌和肺癌等肿瘤组织。有研究显示,肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophages,TAMs)是肿瘤微环境的一个重要组成部分,可影响HIF-1α和Sema4D蛋白在肿瘤组织中的表达,进而影响肿瘤细胞的增殖、侵袭、迁移和血管新生。目前,虽有一些关于HIF-1α和Sema4D蛋白的研究,但两者在结直肠癌发生、发展中的生物学作用尚不明确。本研究通过免疫组织化学方法和建立结肠癌LoVo细胞与肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)共培养体系,探讨HIF-1α和Sema4D蛋白在人结直肠癌组织中表达的临床意义,观测肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)对结肠癌细胞侵袭、迁移、血管形成等生物学行为的影响,并分析HIF-1α和Sema4D蛋白在侵袭、迁移和血管形成过程中的可能作用。随着对HIF-1α和Sema4D作用机制研究的不断深入,必将为肿瘤的防治注入新的活力。方法：采用免疫组织化学SP法检测86例结直肠癌组织和52例正常组织中HIF-1α和Sema4D的表达,并分析两者表达的相关性和与临床病理特征的关系；构建结肠癌LoVo细胞与肿瘤相关巨噬细胞(TAMs) transwell共培养体系,单纯LoVo细胞组为空白对照组,LoVo细胞与肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)共培养组为实验组,侵袭实验、迁移实验、划痕实验检测肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)对结肠癌LoVo细胞侵袭和迁移的影响,蛋白免疫印迹法(Western Blot)检测对照组与实验组LoVo细胞HIF-1α和Sema4D的变化；取共培养组和对照组LoVo细胞上清液进行内皮细胞管形成实验,检测肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)对LoVo细胞诱导内皮细胞血管新生的影响,酶联免疫吸附(ELISA)方法检测LoVo细胞上清中分泌型Sema4D的变化。采用SPSS18.0统计软件处理所有统计数据。结果：1. HIF-1α和Sema4D蛋白在结直肠癌组织阳性表达率分别为58%和60%,在正常组织中阳性表达率分别为8%和12%,差异有统计学意义且与组织分化类型、TNM分期和淋巴结转移明显相关(P<0.05),而与年龄、性别、肿瘤大小无关(P>0.05)。相关性分析结果显示：HIF-1α与Sema4D蛋白在结直肠癌组织表达呈正相关(r=0.567,P<0.01)。2.在transwell共培养体系中,与空白对照组相比,PAMs共培养的LoVo细胞形态发生明显变化,细胞变得细长呈梭形,伪足不同程度地增多,细胞间融合度降低。在侵袭、迁移、划痕实验中,肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)明显促进结肠癌LoVo细胞的侵袭、迁移(P<0.01),并且与TAMs共培养的结肠癌LoVo细胞HIF-1α与Sema4D蛋白表达呈现一致性的增高(P<0.05)。3.血管内皮细胞管形成实验结果：在平均每视野中(100倍),空白对照组和实验组管型结构数目分别为29.80±±1.14和55.80±1.95(P<0.05),并且与TAMs共培养的结肠癌LoVo细胞的上清液分泌型Sema4D蛋白明显增多,较空白对照组,差异有统计学意义(1301.13±51.18pg/mL比685.15±±29.56pg/mL,P<0.05.)。结论：1.HIF-1α和Sema4D蛋白阳性表达存在明显相关性,并且与结直肠癌组织分化类型、TNM分期和淋巴结转移等病理临床特征相关。2.肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)能够促进结肠癌LoVo细胞的侵袭、迁移和血管内皮细胞的成管。3.肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)促进结肠癌LoVo细胞侵袭、迁移和血管形成可能与上调HIF-1α和Sema4D蛋白的表达有关。