藤黄酸对肿瘤血管生物系统的影响及其机制研究
发布时间：2020-06-07 01:29
【摘要】：背景和目的:肿瘤的发生发展的过程与肿瘤内的血管系统存在着密切的关系,血管生成已经成为肿瘤恶化的重要标志。一方面血管生成为肿瘤的生长提供必需的氧气和营养,另一方面其又可以为肿瘤转移开辟新的途径。因此,抑制肿瘤的血管生成特别是摧毁具有完整功能和结构的血管已经成为近年来抗肿瘤治疗的新途径。藤黄酸是中药藤黄树脂的主要活性成分之一,最近的一些研究表明其具有潜在的抗肿瘤作用,但是其潜在的机理还没有被清楚地阐明。本研究的目的是深入探究藤黄酸对肿瘤血管生成所发挥的作用,观察其对肿瘤血管的结构和功能的影响并研究其作用的机制,试图为中药抗肿瘤血管生成研究提供一个全新的视角。研究方法:在体外实验中,通过MTS方法从剂量和时间两个方面检测藤黄酸对人脐静脉内皮细胞增殖能力的影响,利用光学显微镜观察内皮细胞数目、细胞形态的变化,同时,乳酸脱氢酶实验被用来考察藤黄酸对内皮细胞的细胞毒作用,通过划痕实验和Transwell小室试验分别检测藤黄酸对人脐静脉内皮细胞的水平迁移和垂直迁移能力的影响,进一步采用球状体出芽试验和动脉环试验探究藤黄酸对于血管内皮细胞芽生能力的作用,并通过小管形成试验在体外评价藤黄酸对人脐静脉内皮细胞小管形成能力的影响。在体内实验中,采用包括Matrigel Plug试验、鸡胚尿囊膜试验、小鼠视网膜血管生成试验在内的多种模型探索藤黄酸对于生理性血管生成的影响,并进一步采用病理性的肿瘤血管生成模型研究藤黄酸对肿瘤生长、血管密度以及血管结构和功能等各个方面的作用。在机理分析方面,通过western blot方法和免疫荧光染色方法检测藤黄酸对人脐静脉内皮细胞中的YAP/STAT3,VEGF/VEGFR2,ANG2/TIE2等信号通路轴的作用,并结合siRNA转染的方法确证藤黄酸作用的靶标,揭示其具体的作用机制。研究结果:藤黄酸在体外可以呈剂量和时间依赖性的方式抑制人脐静脉内皮细胞的增殖。光学显微镜图像也证实了藤黄酸能够降低内皮细胞的数目,但是并不影响其细胞形态,乳酸脱氢酶实验揭示了藤黄酸对人脐静脉内皮细胞增殖能力的抑制并不是由于其细胞毒的作用。进一步我们通过划痕实验和Transwell小室实验发现人脐静脉内皮细胞的水平和垂直迁移能力均可以被藤黄酸所抑制。更有意思的是,球状体出芽试验和动脉环试验显示藤黄酸能够抑制血管生成的初始步骤:血管芽生。同时,人脐静脉内皮细胞在Matrigel上的小管形成能力也随着藤黄酸的作用而降低。体内研究中,我们进一步发现成年小鼠在种植了Matrigel Plug后在VEGF的刺激下可以产生大量的CD31阳性血管,但是藤黄酸可以剂量依赖性地抑制其血管生成。此外,藤黄酸还能够阻止幼熟的视网膜血管发育,而鸡胚尿囊膜实验也证实了藤黄酸对生理性血管生成的抑制作用。值得注意的是,藤黄酸能够抑制B16F10黑色素瘤和MC38结肠癌在小鼠体内的生长。血管研究发现,肿瘤内的CD31阳性血管数目和面积都被藤黄酸所抑制,而且更重要的是,血管的结构和功能都被藤黄酸所破坏。机制研究方面,我们发现藤黄酸抑制肿瘤血管生成是通过靶向YAP蛋白而进一步阻断YAP/STAT3信号通路轴而实现的。结论和意义:本研究有以下发现,①藤黄酸可以抑制人脐静脉内皮细胞的各种血管生物学功能,包括增殖、迁移、芽生和小管形成;②藤黄酸可以在多种模型中阻滞生理性的血管生成;③藤黄酸可以抑制肿瘤的生长,这是通过抑制肿瘤内部的血管生成特别是具有完整结构和功能的血管生成而实现的;④藤黄酸抑制肿瘤血管生成是通过靶向转录因子YAP进而抑制YAP/STAT3信号轴,而对传统的VEGF/VEGFR2等信号通路无明显影响。该课题为我们阐明了藤黄酸的抗肿瘤血管生成的新机制,并且也为研究抗肿瘤转移提供了一个全新的途径和视野。
【图文】：
是一个相辅相成的过程。肿瘤微环境的特点包括缺氧、低ＰＨ和高间质液逡逑压等，并且多种不同的细胞群像内皮细胞、血管周细胞、成纤维细胞和炎性细胞逡逑之间相互作用启动“血管生成开关”，诱导肿瘤不断向高血管化状态发展（图１）［９］。逡逑同时，肿瘤细胞还可以通过释放血管生成刺激因子去激活正常安静的内皮细胞使逡逑其变得高度活化进而充分开发其肿瘤微环境。其中最重要的是血管内皮细胞生长逡逑因子（ＶＥＧＦ）就是由肿瘤细胞分泌并刺激内皮细胞的出芽、增殖和迁移，，从而引逡逑发血管生成过程［１０］。其实，肿瘤血管生成可以说是由于促血管生成因子和抗血逡逑管生成因子之间不平衡而导致的结果，因此充分理解肿瘤微环境中掌控肿瘤和血逡逑管内容物之间相互作用的复杂参数对于成功治疗癌症及防止其复发极其重要。逡逑１逡逑
度更高［１６，邋１７］。因此，传统的抗血管生成治疗的疗效被这些药物耐受特点所限逡逑制，更加新型的抗肿瘤血管治疗手段呼之欲出。逡逑四、肿瘤血管具有不正常的结构和功能（图２）逡逑ａ逦Ｈｅａｌｔｈｙ邋ｔｉｗｏｅ逦ｂ逦Ｔｕｍｏｕｒ逡逑／逦ＡｂｏｏｒｍａＪ逡逑？邋—Ｈｙｐｏｘｉａ逦%煎危觯澹螅螅澹忮澹垮义希裕铄澹湾义希苠危缅危垮澹龋澹簦澹颍铮纾澹睿澹铮酰箦义希苠澹卞危眨危危垮澹裕铮颍簦酰铮酰螅澹螅澹颍穑澹睿簦椋睿邋义希郑蓿颍颍危澹苠澹樱В湾危掊危垮澹桑颍颍澹蓿椋欤幔蝈澹猓颍幔睿悖瑁椋睿珏义希危垮澹粒猓睿铮颍恚幔戾澹螅瑁酰睿簦箦义希危浚龋澹簦澹颍铮纾澹睿澹铮酰箦澹妫欤铮麇义希澹辏澹咤澹掊危垮澹校铮铮蝈澹洌颍酰珏澹洌澹欤椋觯澹颍义希剩体危浚垮澹欤澹螅箦澹螅澹睿螅椋簦椋觯邋澹簦镥澹悖瑁澹恚铮颍幔洌椋幔簦铮铄义希浚澹苠澹浚垮五义襄五五五五危浚浚垮邋五五义希郑澹螅螅澹戾澹恚幔簦酰颍浚簦
本文编号：2700597
【图文】：
是一个相辅相成的过程。肿瘤微环境的特点包括缺氧、低ＰＨ和高间质液逡逑压等，并且多种不同的细胞群像内皮细胞、血管周细胞、成纤维细胞和炎性细胞逡逑之间相互作用启动“血管生成开关”，诱导肿瘤不断向高血管化状态发展（图１）［９］。逡逑同时，肿瘤细胞还可以通过释放血管生成刺激因子去激活正常安静的内皮细胞使逡逑其变得高度活化进而充分开发其肿瘤微环境。其中最重要的是血管内皮细胞生长逡逑因子（ＶＥＧＦ）就是由肿瘤细胞分泌并刺激内皮细胞的出芽、增殖和迁移，，从而引逡逑发血管生成过程［１０］。其实，肿瘤血管生成可以说是由于促血管生成因子和抗血逡逑管生成因子之间不平衡而导致的结果，因此充分理解肿瘤微环境中掌控肿瘤和血逡逑管内容物之间相互作用的复杂参数对于成功治疗癌症及防止其复发极其重要。逡逑１逡逑
度更高［１６，邋１７］。因此，传统的抗血管生成治疗的疗效被这些药物耐受特点所限逡逑制，更加新型的抗肿瘤血管治疗手段呼之欲出。逡逑四、肿瘤血管具有不正常的结构和功能（图２）逡逑ａ逦Ｈｅａｌｔｈｙ邋ｔｉｗｏｅ逦ｂ逦Ｔｕｍｏｕｒ逡逑／逦ＡｂｏｏｒｍａＪ逡逑？邋—Ｈｙｐｏｘｉａ逦%煎危觯澹螅螅澹忮澹垮义希裕铄澹湾义希苠危缅危垮澹龋澹簦澹颍铮纾澹睿澹铮酰箦义希苠澹卞危眨危危垮澹裕铮颍簦酰铮酰螅澹螅澹颍穑澹睿簦椋睿邋义希郑蓿颍颍危澹苠澹樱В湾危掊危垮澹桑颍颍澹蓿椋欤幔蝈澹猓颍幔睿悖瑁椋睿珏义希危垮澹粒猓睿铮颍恚幔戾澹螅瑁酰睿簦箦义希危浚龋澹簦澹颍铮纾澹睿澹铮酰箦澹妫欤铮麇义希澹辏澹咤澹掊危垮澹校铮铮蝈澹洌颍酰珏澹洌澹欤椋觯澹颍义希剩体危浚垮澹欤澹螅箦澹螅澹睿螅椋簦椋觯邋澹簦镥澹悖瑁澹恚铮颍幔洌椋幔簦铮铄义希浚澹苠澹浚垮五义襄五五五五危浚浚垮邋五五义希郑澹螅螅澹戾澹恚幔簦酰颍浚簦
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