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Erschienen in: International Journal of Colorectal Disease 11/2008

01.11.2008 | Original Article

Role of Hypoxia-inducible factor-1α and Survivin in colorectal carcinoma progression

verfasst von: Li-Fang Fan, Wei-Guo Dong, Cong-Qing Jiang, Qun Qian, Qiong-Fang Yu

Erschienen in: International Journal of Colorectal Disease | Ausgabe 11/2008

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Abstract

Background and aims

Hypoxia-inducible factor-1α (HIF-1α) is the main active subunit of HIF-1 that promoted tumor cells survival and critical steps in tumor progression and aggressiveness. The authors aimed to investigate the role of HIF-1α and Survivin in colorectal cancer (CRC) progression.

Materials and methods

Plasmid expressing small interfering RNA (siRNA) against HIF-1α was constructed and transfected into LS174T cells with Lipofectamine. The LS174T cells were incubated for 24 h under hypoxic condition. The inhibitory effects of siRNA on HIF-1α gene was determined by semiquantitative reverse transcriptase polymerase chain reaction and Western blot. Expression of HIF-1α and Survivin was investigated by immunohistochemistry in colorectal adenocarcinomas tissue microarrays.

Results

HIF-1α and Survivin expressions were markedly downregulated after the siRNA expression vector against HIF-1α was transfected into the LS174T cells. Of the eight adenoma lesions, one case (12.25%) and four cases (50%) were positive for HIF-1α and Survivin, respectively. Of the 69 cases of CRCs, 46 cases (66.7%) and 39 cases (56.5%) were positive for HIF-1α and Survivin, respectively. The positive rate of HIF-1α protein in CRCs was significantly higher than that in colorectal adenoma lesions (P < 0.05). HIF-1α protein expression was significantly higher in patients with stage III than in patients with stage I–II CRCs (P < 0.01). In addition, overexpression of HIF-1α in higher stages of CRCs was found to correlate positively with Survivin levels (P < 0.001).

Conclusions

Our data demonstrate that HIF-1α and Survivin are mostly expressed in invasive CRCs. Inhibition of HIF-1α may lead to exploration of its potential as a diagnostic tool and possibly a target for gene therapy for colorectal carcinoma.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Hochachka PW, Buck LT, Doll CJ, Land SC (1996) Unifying theory of hypoxia tolerance: molecular/metabolic defense and rescue mechanisms for surviving oxygen lack. Proc Natl Acad Sci USA 93:9493–9498PubMedCrossRef Hochachka PW, Buck LT, Doll CJ, Land SC (1996) Unifying theory of hypoxia tolerance: molecular/metabolic defense and rescue mechanisms for surviving oxygen lack. Proc Natl Acad Sci USA 93:9493–9498PubMedCrossRef
2.
Zurück zum Zitat Semenza GL, Wang GL (1992) A nuclear factor induced by hypoxia via de novo protein synthesis binds to the human erythropoietin gene enhancer at a site required for transcriptional activation. Mol Cell Biol 12:5447–54543PubMed Semenza GL, Wang GL (1992) A nuclear factor induced by hypoxia via de novo protein synthesis binds to the human erythropoietin gene enhancer at a site required for transcriptional activation. Mol Cell Biol 12:5447–54543PubMed
3.
Zurück zum Zitat Wang GL, Semenza GL (1995) Purification and characterization of hypoxia-inducible factor 1. J Biol Chem 270:1230–1237PubMedCrossRef Wang GL, Semenza GL (1995) Purification and characterization of hypoxia-inducible factor 1. J Biol Chem 270:1230–1237PubMedCrossRef
4.
Zurück zum Zitat Pouyssegur J, Dayan F, Mazure NM (2006) Hypoxia signalling in cancer and approaches to enforce tumor regression. Nature 441:437–443PubMedCrossRef Pouyssegur J, Dayan F, Mazure NM (2006) Hypoxia signalling in cancer and approaches to enforce tumor regression. Nature 441:437–443PubMedCrossRef
5.
Zurück zum Zitat Jiang CQ, Liu ZS, Fan LF, Liu ZS, Qian Q, Xia D, Diao LM, He YM, Ai ZL (2004) Expression levels and significance of hypoxia inducible factor-1 alpha and vascular endothelial growth factor in human colorectal adenocarcinoma. Chin Med J 117:1541–1546PubMed Jiang CQ, Liu ZS, Fan LF, Liu ZS, Qian Q, Xia D, Diao LM, He YM, Ai ZL (2004) Expression levels and significance of hypoxia inducible factor-1 alpha and vascular endothelial growth factor in human colorectal adenocarcinoma. Chin Med J 117:1541–1546PubMed
6.
Zurück zum Zitat Bache M, Holzapfel D, Kappler M, Holzhausen HJ, Taubert H, Dunst J, Hänsgen G (2007) Survivin protein expression and hypoxia in advanced cervical carcinoma of patients treated by radiotherapy. Gynecol Oncol 104:139–144PubMedCrossRef Bache M, Holzapfel D, Kappler M, Holzhausen HJ, Taubert H, Dunst J, Hänsgen G (2007) Survivin protein expression and hypoxia in advanced cervical carcinoma of patients treated by radiotherapy. Gynecol Oncol 104:139–144PubMedCrossRef
7.
Zurück zum Zitat Haberler C, Slavc I, Czech T, Gelpi E, Heinzl H, Budka H, Urban C, Scarpatetti M, Ebetsberger-Dachs G, Schindler C, Jones N, Klein-Franke A, Maier H, Jauk B, Kiefer A, Hainfellner JA (2006) Histopathological prognostic factors in medulloblastoma: high expression of survivin is related to unfavourable outcome. Eur J Cancer 42:2996–3003PubMedCrossRef Haberler C, Slavc I, Czech T, Gelpi E, Heinzl H, Budka H, Urban C, Scarpatetti M, Ebetsberger-Dachs G, Schindler C, Jones N, Klein-Franke A, Maier H, Jauk B, Kiefer A, Hainfellner JA (2006) Histopathological prognostic factors in medulloblastoma: high expression of survivin is related to unfavourable outcome. Eur J Cancer 42:2996–3003PubMedCrossRef
8.
Zurück zum Zitat Sohn DM, Kim SY, Baek MJ, Lim CW, Lee MH, Cho MS, Kim TY (2006) Expression of survivin and clinical correlation in patients with breast cancer. Biomed Pharmacother 60:289–292PubMedCrossRef Sohn DM, Kim SY, Baek MJ, Lim CW, Lee MH, Cho MS, Kim TY (2006) Expression of survivin and clinical correlation in patients with breast cancer. Biomed Pharmacother 60:289–292PubMedCrossRef
9.
Zurück zum Zitat Akyürek N, Memiş L, Ekinci O, Köktürk N, Oztürk C (2006) Survivin expression in pre-invasive lesions and non-small cell lung carcinoma. Virchows Arch 449:164–170PubMedCrossRef Akyürek N, Memiş L, Ekinci O, Köktürk N, Oztürk C (2006) Survivin expression in pre-invasive lesions and non-small cell lung carcinoma. Virchows Arch 449:164–170PubMedCrossRef
10.
Zurück zum Zitat Rödel F, Hoffmann J, Distel L, Herrmann M, Noisternig T, Papadopoulos T, Sauer R, Rödel C (2005) Survivin as a radioresistance factor, and prognostic and therapeutic target for radiotherapy in rectal cancer. Cancer Res 65:4881–4887PubMedCrossRef Rödel F, Hoffmann J, Distel L, Herrmann M, Noisternig T, Papadopoulos T, Sauer R, Rödel C (2005) Survivin as a radioresistance factor, and prognostic and therapeutic target for radiotherapy in rectal cancer. Cancer Res 65:4881–4887PubMedCrossRef
11.
Zurück zum Zitat Yang L, Cao Z, Li F, Post DE, Van Meir EG, Zhong H, Wood WC (2004) Tumor specific gene expression using the Survivin promoter is further increased by hypoxia. Gene Ther 11:1215–1223PubMedCrossRef Yang L, Cao Z, Li F, Post DE, Van Meir EG, Zhong H, Wood WC (2004) Tumor specific gene expression using the Survivin promoter is further increased by hypoxia. Gene Ther 11:1215–1223PubMedCrossRef
12.
Zurück zum Zitat Peng XH, Karna P, Cao Z, Jiang BH, Zhou M, Yang L (2006) Cross-talk between epidermal growth factor receptor and hypoxia-inducible factor-1alpha signal pathways increases resistance to apoptosis by up-regulating survivin gene expression. J Biol Chem 281:25903–25914PubMedCrossRef Peng XH, Karna P, Cao Z, Jiang BH, Zhou M, Yang L (2006) Cross-talk between epidermal growth factor receptor and hypoxia-inducible factor-1alpha signal pathways increases resistance to apoptosis by up-regulating survivin gene expression. J Biol Chem 281:25903–25914PubMedCrossRef
13.
Zurück zum Zitat Jiang YA, Fan LF, Jiang CQ, Zhang YY, Luo HS, Tang ZJ, Xia D, Wang M (2003) Expression and significance of PTEN, hypoxia-inducible factor-1 alpha in colorectal adenoma and adenocarcinoma. World J Gastroenterol 9:491–494PubMed Jiang YA, Fan LF, Jiang CQ, Zhang YY, Luo HS, Tang ZJ, Xia D, Wang M (2003) Expression and significance of PTEN, hypoxia-inducible factor-1 alpha in colorectal adenoma and adenocarcinoma. World J Gastroenterol 9:491–494PubMed
14.
Zurück zum Zitat Matsuyama T, Nakanishi K, Hayashi T, Yoshizumi Y, Aiko S, Sugiura Y, Tanimoto T, Uenoyama M, Ozeki Y, Maehara T (2005) Expression of hypoxia-inducible factor-1alpha in esophageal squamous cell carcinoma. Cancer Sci 96:176–182PubMedCrossRef Matsuyama T, Nakanishi K, Hayashi T, Yoshizumi Y, Aiko S, Sugiura Y, Tanimoto T, Uenoyama M, Ozeki Y, Maehara T (2005) Expression of hypoxia-inducible factor-1alpha in esophageal squamous cell carcinoma. Cancer Sci 96:176–182PubMedCrossRef
15.
Zurück zum Zitat Vleugel MM, Greijer AE, Shvarts A, van der Groep P, van Berkel M, Aarbodem Y, van Tinteren H, Harris AL, van Diest PJ, van der Wall E (2005) Differential prognostic impact of hypoxia induced and diffuse HIF-1alpha expression in invasive breast cancer. J Clin Pathol 58:172–177PubMedCrossRef Vleugel MM, Greijer AE, Shvarts A, van der Groep P, van Berkel M, Aarbodem Y, van Tinteren H, Harris AL, van Diest PJ, van der Wall E (2005) Differential prognostic impact of hypoxia induced and diffuse HIF-1alpha expression in invasive breast cancer. J Clin Pathol 58:172–177PubMedCrossRef
16.
Zurück zum Zitat Zhang Q, Zhang ZF, Rao JY, Sato JD, Brown J, Messadi DV, Le AD (2004) Treatment with siRNA and antisense oligonucleotides targeted to HIF-1alpha induced apoptosis in human tongue squamous cell carcinomas. Int J Cancer 111:849–857PubMedCrossRef Zhang Q, Zhang ZF, Rao JY, Sato JD, Brown J, Messadi DV, Le AD (2004) Treatment with siRNA and antisense oligonucleotides targeted to HIF-1alpha induced apoptosis in human tongue squamous cell carcinomas. Int J Cancer 111:849–857PubMedCrossRef
17.
Zurück zum Zitat Sowter HM, Raval RR, Moore JW, Ratcliffe PJ, Harris AL (2003) Predominant role of hypoxia-inducible transcription factor (Hif)-1alpha versus Hif-2alpha in regulation of the transcriptional response to hypoxia. Cancer Res 63:6130–6134PubMed Sowter HM, Raval RR, Moore JW, Ratcliffe PJ, Harris AL (2003) Predominant role of hypoxia-inducible transcription factor (Hif)-1alpha versus Hif-2alpha in regulation of the transcriptional response to hypoxia. Cancer Res 63:6130–6134PubMed
18.
Zurück zum Zitat Berchner-Pfannschmidt U, Petrat F, Doege K, Trinidad B, Freitag P, Metzen E, de Groot H, Fandrey J (2004) Chelation of cellular calcium modulates hypoxia-inducible gene expression through activation of hypoxia-inducible factor-1alpha. J Biol Chem 279:44976–44986PubMedCrossRef Berchner-Pfannschmidt U, Petrat F, Doege K, Trinidad B, Freitag P, Metzen E, de Groot H, Fandrey J (2004) Chelation of cellular calcium modulates hypoxia-inducible gene expression through activation of hypoxia-inducible factor-1alpha. J Biol Chem 279:44976–44986PubMedCrossRef
19.
Zurück zum Zitat Itoh T, Namba T, Fukuda K, Semenza GL, Hirota K (2001) Reversible inhibition of hypoxia-inducible factor 1 activation by exposure of hypoxic cells to the volatile anesthetic halothane. FEBS Lett 509:225–229PubMedCrossRef Itoh T, Namba T, Fukuda K, Semenza GL, Hirota K (2001) Reversible inhibition of hypoxia-inducible factor 1 activation by exposure of hypoxic cells to the volatile anesthetic halothane. FEBS Lett 509:225–229PubMedCrossRef
20.
Zurück zum Zitat Ponnelle T, Chapusot C, Martin L, Bouvier AM, Plenchette S, Faivre J, Solary E, Piard F (2005) Cellular localisation of Survivin: impact on the prognosis in colorectal cancer. Cancer Res Clin Oncol 131:504–510CrossRef Ponnelle T, Chapusot C, Martin L, Bouvier AM, Plenchette S, Faivre J, Solary E, Piard F (2005) Cellular localisation of Survivin: impact on the prognosis in colorectal cancer. Cancer Res Clin Oncol 131:504–510CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Tanaka K, Iwamoto S, Gon G, Nohara T, Iwamoto M, Tanigawa N (2000) Expression of survivin and its relationship to loss of apoptosis in breast carcinomas. Clin Cancer Res 6:127–134PubMed Tanaka K, Iwamoto S, Gon G, Nohara T, Iwamoto M, Tanigawa N (2000) Expression of survivin and its relationship to loss of apoptosis in breast carcinomas. Clin Cancer Res 6:127–134PubMed
22.
Zurück zum Zitat Boman BM, Walters R, Fields JZ, Kovatich AJ, Zhang T, Isenberg GA, Goldstein SD, Palazzo JP (2004) Colonic crypt changes during adenoma development in familial adenomatous polyposis: immunohistochemical evidence for expansion of the crypt base cell population. Am J Pathol 165:1489–1498PubMed Boman BM, Walters R, Fields JZ, Kovatich AJ, Zhang T, Isenberg GA, Goldstein SD, Palazzo JP (2004) Colonic crypt changes during adenoma development in familial adenomatous polyposis: immunohistochemical evidence for expansion of the crypt base cell population. Am J Pathol 165:1489–1498PubMed
23.
Zurück zum Zitat Tan HY, Liu J, Wu SM, Luo HS (2005) Expression of a novel apoptosis inhibitor—survivin in colorectal carcinoma. World J Gastroenterol 11:4689–4692PubMed Tan HY, Liu J, Wu SM, Luo HS (2005) Expression of a novel apoptosis inhibitor—survivin in colorectal carcinoma. World J Gastroenterol 11:4689–4692PubMed
24.
Zurück zum Zitat Abd El-Hameed A (2005) Survivin expression in colorectal adenocarcinoma using tissue microarray. J Egypt Natl Canc Inst 17:42–50PubMed Abd El-Hameed A (2005) Survivin expression in colorectal adenocarcinoma using tissue microarray. J Egypt Natl Canc Inst 17:42–50PubMed
25.
Zurück zum Zitat Altieri DC (2003) Validating Survivin as a cancer therapeutic target. Nat Rev Cancer 3:46–54PubMedCrossRef Altieri DC (2003) Validating Survivin as a cancer therapeutic target. Nat Rev Cancer 3:46–54PubMedCrossRef
26.
Zurück zum Zitat Smith SD, Wheeler MA, Plescia J, Colberg JW, Weiss RM, Altieri DC (2001) Urine detection of Survivin and diagnosis of bladder cancer. JAMA 285:324–328PubMedCrossRef Smith SD, Wheeler MA, Plescia J, Colberg JW, Weiss RM, Altieri DC (2001) Urine detection of Survivin and diagnosis of bladder cancer. JAMA 285:324–328PubMedCrossRef
27.
Zurück zum Zitat Chang Q, Qin R, Huang T, Gao J, Feng Y (2006) Effect of antisense hypoxia-inducible factor 1alpha on progression, metastasis, and chemosensitivity of pancreatic cancer. Pancreas 32:297–305PubMedCrossRef Chang Q, Qin R, Huang T, Gao J, Feng Y (2006) Effect of antisense hypoxia-inducible factor 1alpha on progression, metastasis, and chemosensitivity of pancreatic cancer. Pancreas 32:297–305PubMedCrossRef
28.
Zurück zum Zitat Conway EM, Zwerts F, Van Eygen V, DeVriese A, Nagai N, Luo W, Collen D (2003) Survivin-dependent angiogenesis in ischemic brain. Am J Pathol 163:935–994PubMed Conway EM, Zwerts F, Van Eygen V, DeVriese A, Nagai N, Luo W, Collen D (2003) Survivin-dependent angiogenesis in ischemic brain. Am J Pathol 163:935–994PubMed
29.
Zurück zum Zitat Wei H, Wang C, Chen L (2006) Proliferating cell nuclear antigen, Survivin, and CD34 expressions in pancreatic cancer and their correlation with hypoxia-inducible factor 1alpha. Pancreas 32:159–163PubMedCrossRef Wei H, Wang C, Chen L (2006) Proliferating cell nuclear antigen, Survivin, and CD34 expressions in pancreatic cancer and their correlation with hypoxia-inducible factor 1alpha. Pancreas 32:159–163PubMedCrossRef
Metadaten
Titel
Role of Hypoxia-inducible factor-1α and Survivin in colorectal carcinoma progression
verfasst von
Li-Fang Fan
Wei-Guo Dong
Cong-Qing Jiang
Qun Qian
Qiong-Fang Yu
Publikationsdatum
01.11.2008
Verlag
Springer-Verlag
Erschienen in
International Journal of Colorectal Disease / Ausgabe 11/2008
Print ISSN: 0179-1958
Elektronische ISSN: 1432-1262
DOI
https://doi.org/10.1007/s00384-008-0511-3

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