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【最新word论文】肿瘤血管生成拟态临床观察【临床医学专业论文】

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1肿瘤血管生成拟态临床观察实体瘤在体内直径达 2mm 以上时,其必需形成自身的血管网络输送营养物质,否则不能继续生长,同时血管生成在肿瘤的侵袭、转移过程中也起了重要的作用但在 1999 年,Maniotis 等[1]在对眼葡萄膜色素瘤及转移性皮肤黑色素瘤的研究中发现了一种无内皮细胞参,肿瘤细胞沿管道壁排列,过碘酸酸希夫(periodic acid-Schiff reagent PAS)染色阳性的细胞外基质包绕的管道状结构,这种结构中可以见到红细胞,血管造影证实为血管样结构,他们认为这种结构为实体恶性肿瘤获得血供的另外一条途径,并将其命名为血管生成拟态(Vasculogenic mimicry) 血管生成拟态现象的报道还见于乳腺癌、前列腺癌等恶性肿瘤血管生成拟态成为近年来肿瘤学研究热点,本文将近年来的研究进展综述如下:1、血管生成拟态特征1.1 血管生成拟态的鉴定Maniotis 等[1]在对眼葡萄膜色素瘤及转移性皮肤黑色素瘤的研究中发现,肿瘤的组织切片中发现了一种相互连接的规律的袢环状网络结构,这些结构被PAS 阳性的细胞外基质包绕,管道中可见红细胞,血管造影显示有血流通过证实为血管样结构。

后来经光镜、透射电镜及血管内皮细胞标志物(组织因子Ⅷ相关抗原、CD31、CD34、Ulex、Flk-1)的免疫组化检测,均没有发现血管内皮细胞的存在[2,3]目前认为[4] 过碘酸希夫反应(periodic acidschiff,PAS)染色是确定 VM 的必须条件, 这是因为:(1)利用血管标记物(荆豆凝集素、CD31 和CK34)不能观察到已经证实了 PAS 阳性染色的 VM 形态;(2)PAS 阳性染色的管道显示血管直接相同;(3)荆豆凝集素标记的 PAS 阳性颜色管道可用来进行三维重建以显示管道的分支和环状形态1.2 血管生成拟态与血管生成的结构的异同(1)血管生成拟态管道基底膜上覆着的是条索状的肿瘤细胞,而正常的血管基膜上覆盖的是内皮细胞 (2)VM 管道中有一层厚薄不一的 PSA 阳性物质将肿瘤细胞与血流分开,而正常血管中血液直接与内皮细胞接触 (3)肿瘤内部血管存在着较正常大的内皮细胞窗孔,常有红细胞漏出,而 VM 很少看到有红细胞漏出 (4)肿瘤内部血管可以见到微血栓形成,而 VM 很少见微血栓形成 (5)在肿瘤的动物模型中,有 VM 很少见到中央性坏死,无 VM 的常可见到中央性坏死2、肿瘤血管生成拟态形成的机制2.1 肿瘤细胞方面的机制。

2.1.1 肿瘤细胞基因型向胚胎样多能干细胞转化Maniotis 等[1]注意到高侵袭性人黑色素瘤细胞与低侵袭性的黑色素流细胞相比,细胞可收缩,其内流动性含水凝胶发生形态改变,他们认为其细胞内认该发生了生物化学变化用 cDNA 微阵列技术对高侵袭性与低侵袭性人黑色素瘤细胞 5000 个基因进行分析,有 210 个基因存在表达差异,这些基因与多种内皮细胞和造血干细胞表型相关,表明高侵袭性的黑色瘤细胞的基因型发生了向多能胚胎样干细胞方向的转化Hendrix 等[5]认为正是由于基因的表达差异使表型发生了转变,有类似胚胎细胞可塑强的特点,共同表达肿瘤细胞和内皮细胞基因的某些特性,并且能够模拟原始内皮细胞的生物特性形成 PAS 阳性的血管样管道2Seftor 等[6]在对黑色素瘤细胞株 MUM-2 动物建模中发现,MUM-2 细胞分化成两个克隆 MUM-2B 和 MUM-2C,MUM-2B 是上皮样的,表达间质和上皮样表型,侵袭性高,能形成血管生成拟态;而 MUM-2C 只表达间质样细胞表型,侵袭性低,不能形成血管生成拟态比较两者发现,有 210 个基因表达不同,MUM-2B 分子标志与多能的胚胎样的基因型很相似。

2.1.2 分子信号机制Hess[7] 等发现高度恶性的黑色素瘤细胞可能在 VM 形成的信号转导通路中存在一种局部粘附斑激酶(FocalAhdesninaes,FAK)介导的信号转导通路在此通路中信号分子通过整合素受体结合,激活 FAK 关键性的酪氨酸残基 Tyr397 和Ty576 磷酸化,AFK 的磷酸化通过 MApK 通路,特别是 MEKI/2 一 Ekrl/2 通路,激活尿激酶活性,增加黑色素瘤细胞形成 VM 的能力而且使用 FRNK 阻断 AFK 信号转导途径后尿激酶活性显著下降,黑色素瘤细胞形成 VM 的能力降低,比较研究高侵袭性与低侵袭性黑素瘤细胞发现,蛋白酪氨酸激酶的表达在高侵袭性黑色素瘤中明显升高这种酶与细胞粘附、迁移和侵袭等过程中信号传导蛋白的磷酸化密切相关通过体外免疫荧光研究发现,蛋白酪氨酸激酶的活性在血管生成拟态局部活性明显增加,而且上皮细胞激酶(EphA2)作为酪氨酸蛋白激酶的一个受体特异的在高侵袭性的黑素瘤细胞中表达,用酪氨酸蛋白激酶抑制剂或封闭磷酸化酪氨酸蛋白激酶受体——上皮激酶 ,敲除 EphA2 基因能明显抑制管状结构的产生[8]Hendrix 等[9]在对高侵袭性与低侵袭性的黑素瘤细胞的对比分析中发现,CD31 在两者中均没有表达,TIE-1 在高侵袭性的黑素瘤细胞中表达水平较高而在低侵袭性的黑素瘤细胞中表达较低,VE-cadherin 只在高侵袭性的黑素瘤细胞中表达,下调 VE-cadherin 的基因能抑制血管生成拟态的发生,提示 VE-cadherin 可能为血管生成拟态的“开关” 。

应用免疫组化研究表明:VE - cadherin 是 EphA2 共同表达于细胞与细胞间的粘附点;疫共沉淀证实:这两种分子存在相互作用;反义寡核苷酸技术提示:血管内皮钙黏蛋白(VE - cadherin)可以调节 EphA2 在细胞膜的表达及磷酸化Hess[10]等由些推测 VE – cadherin可以调节 EphA2 在细胞膜上的分布及 EphA2 与的结合,最终导致 EphA2 的磷酸化,同时 EphA2 的磷酸化也将导致 VE - cadherin 磷酸化,最终使细胞与细胞间粘附变得松散,促进肿瘤迁移和浸润及 VM 的形成Shirakawa 等[11]则发现在人炎性乳癌的裸鼠移植瘤模型中(WIBC-9) ,炎性乳癌细胞表达 Flt-1 和 Tie-2,却不表达 CD31、内皮素 B 受体和血栓素受体黑色素瘤细胞参与管道形成时NOTCH4 蛋白表达上调,这个受体家族参与了干细胞,尤其是血管生成干细胞和非终末细胞的分化,对侵袭性黑色素瘤患者瘤组织检测发现 NOTCH4 表达上调, 阻断 NOTCH4 信号通路的激活导致培养黑色素细胞的凋亡[12]2.2 微环境方面的机制2..2.1 缺氧Hendrix 等[13]缺氧环境使高侵袭性的黑素瘤细胞及其他能形成血管生成拟态的恶性细胞基因型发生了改变,成为胚胎样的多能干细胞,塑形性明显提高,表达某些决定细胞命运的分子,能向多个方向分化,选择性的表达某些血管内皮相关细胞基因,使基能够作为血管内皮样细胞参与 VM,将侵袭性黑色素瘤细胞植入缺血的裸鼠后腿肌肉中,5 天后出现 VM 生成,20 天后随着缺血区新生血管的生成 VM 逐渐减少至消失。

表明肿瘤的微环境对 VM 的生成有一定的影响Yao[14]等在研究卵巢上皮癌 VM 形成时,发现西罗莫司可以通过抑制低氧诱导因子-1(HIF-1)mRNA 表达阻断血管生成拟态形成32.2.2 凝血相关机制Ruf 等[15]的最新研究表明侵袭性黑色素瘤上调组织因子,其抑制因子组织因子途径抑制因子 1(tissue factor pathway inhibitor-1 TFPI-1) 、组织因子途径抑制因子 2(tissue factor pathway inhibitor-2 TFPI-2)是启动和调控凝血途径的关键因子,侵袭性黑色素瘤显示出内皮细胞样抗凝机制,弱侵袭性黑色素瘤在含有 TFPI-2 复合物的三维基质中培养后能够转换为高度侵袭性的细胞并呈现内皮细胞表型高侵袭性黑素瘤细胞组织因子(tissue factor TF) 、组织因子途径抑制因子 1(tissue factor pathway inhibitor-1 TFPI-1) 、组织因子途径抑制因子 2(tissue factor pathway inhibitor-2 TFPI-2)、启动和调节凝血途径的关键基因表达水平均明显增高,通过多普勒血流测定及抗体抑制试验发现,TFPI-2 可能是血管生成拟态某种途径的调节物,而 TFPI-1 则起抗凝作用,维持血管生成拟态的管道血流灌注。

.2.3 细胞外基质相关机制Sood 等[16]通过侵袭性卵巢癌细胞血管生成拟态基质的免疫组化分析发现,基质金属蛋白酶在血管生成拟态网络周围大量分泌,加入金属蛋白酶抑制剂则抑制血管生成拟态的形成Seftor 等[17] 研究发现高侵袭性黑色素瘤细胞过度表达层粘连蛋白(LN)及基质金属蛋白酶(MMP) ,在瘤细胞的三维培养中,LN-5γ2 、 MMP-2 和 MMP-14 是 VM 形成不可缺少的因子他们认为瘤细胞 MMP 分泌增加的同时,细胞表面 LN 受体也增多,可粘附更多的 LN,MMP 通过某种途径被激活后将 LN 分裂成 2γ 和 2γx 片段,沉积于细胞外,促进了 VM 的形成推断在 VM 形成过程中肿瘤细胞与细胞外基质之间存在相互促进关系Hess 等[18]进一步研究认为,磷酸肌醇三激酶(PI3K)调节 MMP-14(MT1-MMP)的功能,MT1-MMP 在 TIMP-2(tissue inhibitor of MMP-2)的联合作用下促使 MMP-2 由无活性变为有活性,活性的 MMP-2 分解层粘连蛋白 5γ2 链为 γ2'链 γ2x 链,正是 γ2'链 γ2x 链促进了血管生成拟态的形成。

Hendrix 等[19]在培养过转移性黑素瘤细胞的,含有层粘连蛋白 5γ2 链及层粘连蛋白 5γ2 链与某种 MMP 作用后形成的 γ2'链 γ2x 链丰富的三维基质中,加入低侵袭性的黑素瘤细胞后,低侵袭性的黑色素瘤细胞也可以被诱导表达血管形成和基质重构的基因,形成血管生成拟态他们的研究提示细胞微环境中的 γ2'链 γ2x 链对血管生成拟态的促进作用Petty[20]等发现迁移诱导蛋白 7 (migration-inducing protein 7 Mig-7) 迁移诱导蛋白 7 表达将 LN 分裂成 2γ 和 2γx 片段链,这些片段促进了血管生成拟态的形成4、展望VM 的机理研究为开发新的恶性肿瘤临床治疗提供了理论依据,VM 现象解释了抗内皮细胞治疗肿瘤疗不佳的原因这可能与肿瘤除肿瘤血管生成途径以外,还可以通过血管生成拟态来获得血液供应有关随着对肿瘤血管生成拟态的研究不断深入,必将更加完善肿瘤的抗血管生成治疗的研究肿瘤 VM 机制的研究初步证实了肿瘤细胞能向胚胎样的多能干细胞方向转化,因此,对血管生成拟态的进一步研究必将极大的丰富胚胎学,干细胞理论及肿瘤基础理论[参考文献]:[1]. Maniotis AJ, Folberg R, Hess A, Seftor EA, GardnerLM, Pe'er J, Trent JM, Meltzer PS, Hendrix MJ.Vascular channel formation by human melanomacells in vivo and in vitro: vasculogenic mimicry. AmJ Pathol 1999,155: 739-7524[2].Sun B,Zhang S,Zhao X,Zhang W,Hao X. Vasculogenic mimicry is associated with poor survival in patients with mesothelial sarcomas and alveolar rhabdomyosarcomas .Int J Oncol, 2004, 25 :1609-1614 .[3]。

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