惡性腫瘤血管生成擬態的病理學與分子病理學分析

高德英，李亞瓊，李傳偉，柳雅玲

（泰山醫學院病理學教研室，山東 泰安 271000）

惡性腫瘤血管生成擬態的病理學與分子病理學分析

高德英，李亞瓊，李傳偉，柳雅玲*

（泰山醫學院病理學教研室，山東 泰安 271000）

項目研究范疇屬于病理學以及腫瘤學。通過研究多種類型的惡性腫瘤組織樣本，對血管生成擬態具有的臨床意義進行了闡述，并分析了腫瘤血管形成的三個階段，最后探究技術方法及學術影響。

惡性腫瘤；血管；病理；分子病理學

血管生成理論認為，在實體腫瘤的直徑超過2 mm的時候，需要細胞誘導形成新血管來獲得血液供應，不然腫瘤就會由于缺氧缺血而出現壞死現象[1]。腫瘤通過無血管提供血液供應的緩慢生長期之后，釋放出許多種類的血管生成因子，改變了血管內皮細胞原本的形態，降解基底膜以及細胞外基質，此時內皮細胞進行增殖和遷移，形成血管并對其實行改建[2]。現階段抗血管生成已成為治療腫瘤的新手段之一。

1 研究背景

近年來，經研究發現了一種新的腫瘤血管供應模式——VM（vasculogenic mim-icry，血管生成擬態），此模式完全不同于傳統腫瘤血管生成的途徑，它對機體內皮細胞無任何依賴性，通過腫瘤細胞外基質、自身變形兩者互相作用下，對血管壁結構進行模擬，使之形成具有輸送血液功能的管道系統，進而實現腫瘤微循環的重新塑造，同時連接宿主血管，讓血液可以輸送至腫瘤。當時國內外研究血管生成擬態的課題還處于初始期，尚未明確其分子機制。

在本課題組初始階段的研究結果表明，不僅僅只有黑色素瘤存在著血管生成擬態，許多類型的惡性腫瘤同樣具有血管生成擬態。而腫瘤的惡性程度與是否存有血管生成擬態有關，若腫瘤中沒有血管生成擬態，則其惡性程度偏低，反之則較高。當宿主血管和血管生成擬態兩者相互連時，可為腫瘤細胞提供足夠的血液供應，因為不存在內皮細胞屏障，導致血液、腫瘤細胞兩者直接接觸；在早期階段極易出現血道轉移的現象，對腫瘤患者的預后效果產生影響，許多患者的生存期均小于1年。經臨床研究證實[3]，對具有血管生成擬態的腫瘤組織采用抗血管內皮（以內皮細胞作為靶點）的治療方式，其療效并不理想。因此，根據上述內容提出了治療腫瘤血管生成的全新理念，即控制腫瘤侵襲的有關蛋白酶形成，來抑制惡性腫瘤內形成此種新的血液供應方式，從而治療血道轉移率高以及侵襲性高的惡性腫瘤組織。

2 研究目的

主要的研究目的有如下幾點：（1）利用構建小鼠黑色素細胞移植瘤的模型，不間斷地處死樣本動物，對腫瘤血管生成、線形程序性壞死（linearly patterned programmed cell necrosis，LPPCN）在空間與時間方面的關系展開觀察工作，明確血液供應的相關分子機制以及其三階段的現象；（2）通過體內外試驗對“LPPCN產生一一血液供應一一缺氧狀況的改善一一LPPCN周邊細胞產生EMT（上皮間的充質轉化）一一腫瘤形成VM以及內皮細胞”這一假說展開驗證；（3）對LPPCN形成所需要的條件和分子機制進行深入分析，以缺氧誘導方式，使細胞核出現固縮現象，以此來實現LPPCN體外模型的構建，從而分析上游信號，例如：細胞因子誘導、抗凋亡蛋白等，采用分子表達譜、表達譜芯片來對LPPCN形成的效應以及下游機制進行驗證，以便于充分了解LPPCN發生的生物學意義；（4）對抗凋亡蛋白Bcl-2、bHLH轉錄因子Twistl之間的互相作用以及方式進一步的驗證；分析腫瘤組織轉化血管內皮細胞時，Twistl的下游信號直接調控細胞骨架蛋白以及上游信號轉導通路；（5）以臨床資料為基礎，對““LPPCN產生一一血液供應一一缺氧狀況的改善一一LPPCN周邊細胞產生EMT（上皮間的充質轉化）一一腫瘤形成VM以及內皮細胞”這一假說在腫瘤診治過程中具有的臨床意義進行分析[4]。

3 研究內容

研究主要的內容有如下幾點：（1）觀察惡性腫瘤內血管形成模式，并對它與預后、臨床之間存在的關系展開分析，同時確定VM具有的臨床意義；（2）以動物模型作為前提，觀察LPPCN、腫瘤血液供應模式兩者之間存在的聯系，并對形成的分子機制展開探究；對血管生成擬態、LPPCN展開干預實驗（以動物為實驗對象），觀察腫瘤效果；（3）通過結構域分析、定量ChIP和分子相互作用等眾多方法，研究存在血管生成擬態腫瘤組織內Twistl、Bcl-2兩者間互相作用、生物學效應、上下有分子機制。同時研究VM的產生機制；（4）以動物模型作為基礎，觀察LPPCN轉變為VM的全部過程，在形態學、細胞水平方面提出并驗證“LPPCN一一EMT一一腫瘤相關細胞轉化”這一假說。

4 學術影響以及技術水平

在此項目研究前期的工作中，發現了新的腫瘤壞死模式——“”LPPCN形成的機制一一EMT一一腫瘤相關細胞轉化”這一假說，同時從多個新的角度對闡述腫瘤VM結構形成機制以及VM與LPPCN的關系進行闡述，例如：在分子水平、形態學方面對LPPCN在VM形成中起到的作用進行驗證，上皮性腫瘤細胞對內皮細胞EMT起到的作用，EMT內的凋亡調控蛋白、轉錄因子兩者間的互相作用，闡明陳述VM的機制以及VN、LPPCN之間存在的聯系；對“LPPCN一一EMT一一腫瘤相關內皮細胞形成”這一假說進行了驗證，使血管生成理論更加豐富，為抗血管生成新方案，特別是對與血管生成擬態干預措施來說，提供了需許多新生物靶點。國內外關于此類研究還沒有相關的報道，在研究深度、科學性和創新性等方面已經達到了國際上先進水平標準。

5 結束語

惡性腫瘤血管生成擬態的病理學與分子病理學明確了許多個分子靶點，均可以用在設計出來的新抗血管治療中，為開發新治療藥物、治療方法提供了支持。在研究中所創建的關于腫瘤VM技術的判斷、觀察以及評判標準均可對臨床抗血管治療起到指導作用，其應用前景十分廣闊。

[1] 孫保存.惡性腫瘤血管生成擬態的病理學與分子病理學研究[J].天津科技,2014,41(2):50-51.

[2] 謝 群,林揚元,林麗琳,等.蛇毒半胱氨酸蛋白酶抑制劑重組蛋白對小鼠黑色素瘤血管生成擬態的影響及其機制[J].西安交通大學學報醫學版,2014,35(2):169-174.

[3] 牛多山,楊 杰,姚 豐,等.結直腸腺癌血管生成擬態的形態學觀察及其臨床病理意義[J].現代腫瘤醫學,2016,24(20):3233-3235.

[4] 潘 麗,王蓓蓓,朱月皓.腫瘤血管生成擬態作用及其靶向治療藥物研究現狀[J].淮海醫藥,2014,32(6):624-625.

本文編輯：吳 衛

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ISSN.2095-8242.2017.017.3242.02

柳雅玲