肿瘤的血管生成PPT课件VIP

，1、肿瘤血管生成的分子机制和一般研究方法，重庆医科大学病理科叶秀峰。2、肿瘤血管生成的分子机制和一般研究方法主要内容：第一节肿瘤血管生成的基本过程第二节肿瘤微血管形态和生物学特性第三节肿瘤血管生成的调节机制第四节抗血管生成治疗肿瘤用第五节肿瘤血管生成的一般研究方法。3、人类肿瘤大部分分为实体肿瘤。实体肿瘤组织主要由肿瘤细胞和癫痫组成，包括血管、淋巴管、结缔组织、炎症细胞和细胞外基质。其中，血管和结缔组织起到提供营养和支持肿瘤细胞的作用。肿瘤内的新生血管和淋巴管分别通过血管生成和淋巴管生成，在肿瘤的生长和扩散(侵袭和转移)中发挥重要作用。4，已经研究结果表明，肿瘤血管生成的活性对组织病理学分级、放疗和预后等具有重要的评价价值。5，6，7，8，9，1节肿瘤血管生成的基本过程1，血管生成现象1945年，阿尔吉提出了“肿瘤血管生成”(tumorangiogenesis)或“血管新生化学”(neovasclarzation)的概念。对血管生成重要性的理解，尤其是提出“肿瘤生长依赖血管生成”的观点的内容，始于1971年Folkman对肿瘤血管生成的研究。10，11，血管新生是指活组织在已经存在的微血管床上萌发新的毛细血管基础血管系统的过程。血管新生(vasculogenesis)是不同于早期内皮细胞分化形成新血管的胚胎时期的过程。12，2。肿瘤血管生成的基本过程(a)血管生成的基本阶段：生成过多的血管生成因子，使其与抑制因子不平衡，内皮细胞激活，血管生成表型发生；13，血管部位细胞外基质变化，基底膜分解，内皮细胞芽的生长，增殖和迁移；新生儿内皮细胞电缆形成管状毛细血管带和导管室。新生血管内腔。14，(2)肿瘤血管生成过程1。肿瘤生长阶段无血管期或血管前肿瘤直径1 2mm以下血管期肿瘤快速生长和转移。的，以及。15，16，2。肿瘤血管的起源肿瘤可能有3种血管。血管新生：可以通过两种方法发生。一是肿瘤细胞株先在无血管期生长，然后缺氧导致大量血管新生因子产生，从而诱导血管新生。另一种方法是依赖宿主组织中已经存在的血管，肿瘤内的血管收缩后，缺氧诱导的血管生成因子作用产生血管。血管重叠生长，17，内皮祖细胞(endothelialphaenol，EPC) EPC是血管内皮细胞的祖细胞，参与胚胎的血管生成，也被称为血管形成细胞。EPC主要来源于骨髓，表示CD133、CD34和VEGFR2。3.肿瘤血管生成过程肿瘤细胞和巨噬细胞血管生成因子(VEGF)等小血管或毛细血管扩张内皮细胞迁移形成毛细血管芽新生毛细血管形成和连接。18，19、20，21，2节肿瘤微血管形态和生物学特性肿瘤微血管不仅在形态上不同于正常血管，在生物学功能上也具有其特殊性。I .肿瘤微血管形态表明，肿瘤组织内新生的微血管一般分布在整个肿瘤组织内，但分布不均匀。血管生成最活跃、微血管密度最高的区域称为“血管热点”，也是肿瘤微血管密度测量的选择区域。许多肿瘤的微血管生成主要分布在肿瘤生长活跃的边缘。22、肿瘤新生血管的分布经常表现为不规则、分枝紊乱、管不规则、狭窄、扩张或扭曲。新生血管有血窦，带状，薄壁，甚至只有一个内皮细胞；或管壁厚，但结构仍不完善。内皮细胞比较幼稚，细胞之间有裂痕，基底膜不足，有时血管外的肿瘤细胞会直接与血管内连接。肿瘤血管的结构缺陷是这些血管具有高通透性的结构基础和肿瘤转移途径之一。不同种类的肿瘤间质血管没有本质区别，但形态和数量不同。23、生长中的恶性肿瘤经常富含血管。内分泌肿瘤、肾细胞癌、骨肉瘤、绒毛膜癌、破骨细胞瘤、胶质细胞瘤、肝细胞癌等。在神经胶质母细胞瘤中，新生血管不仅丰富，内皮细胞增殖和肥大等肿瘤血管的形态也有差异。绒毛膜癌，肝细胞癌等血管壁薄，明显扩张的血洞。24，简单地说，肿瘤微血管形态横跨整个肿瘤组织，但分布不均，分布不规则，分枝障碍；管腔不规则，结构不完美。内皮细胞比较幼稚，细胞之间有裂痕，基底膜不足，有时血管外的肿瘤细胞会直接与血管内连接。25，肿瘤血管的结构缺陷是具有高通透性的结构基础和肿瘤转移途径之一。其次，肿瘤微血管的生物学特性低反应性高通透性低供氧能力，26，第三节肿瘤血管生成的调控机制1，血管生成因子(1) VEGF及其受体家族(2)细胞外基质和基质金属蛋白酶(3) Ets家族成员(4)成纤维细胞生长因子(FGF)、27、Ii。血管生成抑制剂(a)大分子蛋白前体酶水解段(b)细胞因子(3)丝氨酸蛋白酶抑制剂(4)组织金属蛋白酶抑制剂(5)肿瘤抑制基因，28，29、肿瘤血管生成由多种血管生成因子和血管生成抑制因子控制。肿瘤细胞、内皮细胞、巨噬细胞受缺氧刺激等局部微环境变化因素的作用下，合成并释放大量血管生成因子，促进各种环中的血管生成。内源性血管生成抑制因子也存在于组织内，抑制血管生成。30，第一，血管生成因子血管生成的开始需要血管生成因子。一系列血管生成因子、细胞因子、细胞外基质和粘附分子及其抑制剂，以及代谢性和机械因素参与了血管生成过程。(a)血管内皮生长因子(VEGF)及其受体家族1。血管内皮生长因子家族血管内皮生长因子(vascularendothelialgrowthfactor，VEGF)也称为血管通透因子(vascularpermeabilityfactor，VPF)，分子量34-，31，VEGF基因可以通过转录水平剪切生成VEGF206、VEGFl89、VEGFl65、VEGFl45、VEGFl21的5个变异，每个变异由206、189、165、145和121个氨基酸组成其中VEGF165是最特征的，VEGF121都是可溶性分泌蛋白，扩散能力强，很容易到达目标细胞。32，近几年与VEGF功能相似，胎盘生长因子(placentorgrowthfactor，PIGF)，VEGF-B(VEGF相关因子，VEGF-relatedfactor，)VEGF主要发生在血管周围细胞，通过侧分泌机制作用于内皮细胞，促进血管形成，抑制内皮细胞凋亡，提高血管通透性，具有重要作用。33，2。VEGF受体类型：VEGF必须与特定受体结合才能发挥生物学功能。目前VEGF受体l(也称为VEGFR-1，Flt-1)，VEGF受体2(VEGFR-2，flk-1或KDR)，VEGF受体3(VEGFR-3是Flt-3前两种受体通常只在血管内皮细胞表面表达，但有时也在其他种类的细胞(如肿瘤细胞)中表达。34，Flt-4在胎儿早期静脉的内皮细胞中过度表达，胎儿后期和出生后的内皮细胞不再表达；成人Flt-4仅在淋巴管的内皮细胞中表达。Flt家族基因的表达部位不同，因此配体的结合部位也不同。早期血管的形成需要VEGF的调节，它们与内皮细胞对应的酪氨酸激酶受体结合，引起内皮细胞的分裂和分化，形成管内相同的结构。35，在胚胎发育过程中，VEGF(主要是VEGFR-a)通过其受体VEGFR-1(Flt-1)和VEGFR-2 (flk-1/KDR)对内皮分化、增殖、新形成的内皮需要VEGFR-1的表达和激活，而VEGFR-3的表达与内皮细胞形成静脉或淋巴管有关。36，VEGF促进内皮细胞特异性强有丝分裂，以及内皮细胞生成，调节纤溶酶原激活剂及其抑制因子。提高血管通透性等特性，在血管生成中发挥重要作用。VEGF几乎在所有人类肿瘤和肿瘤细胞株中表达。VEGF及其受体在肿瘤内的表达往往与肿瘤分化程度密切相关。大部分实体肿瘤中表达了VEGF基因，VEGF165，VEGF121两种VEGF最为常见。37，VEGF家族中，veg-c和VEG-D同时诱导血管新生和淋巴管生成。报告了VEGF-C在人体各种肿瘤细胞中的高表达。体内转基因实验还证实了VEGF-C在肿瘤细胞中的高表达可以选择性地诱导肿瘤组织中的淋巴管生成。肿瘤组织的VEGF-C和VEGF-D也来源于浸润的巨噬细胞。38，缺氧是许多细胞系产生VEGF的强诱导因子。隔离条件下葡萄糖缺乏也是VEGF表达的原因。VEGF在肿瘤坏死周围经常表现出强烈的表达。肿瘤诱导的一氧化氮合酶(iNOS)的表达水平往往与VEGF呈正相关，NO和VEGF具有相互调节作用。多种肿瘤基因的激活通过向上调整VEGF表达来诱导血管生成，像突变p53基因一样，不激活肿瘤抑制基因也参与了VEGF介导的血管生成过程。39，40，41，42，43，(2)细胞外基质和基质金属蛋白酶细胞外基质：人体各种组织可根据其分布部位、成分和功能分为基底膜(BM)和间质结合组织两类(extracellularmatrix，ECM)ECM成分由胶原蛋白、蛋白质多糖、弹性蛋白、ECM糖蛋白等4大家族组成。44，目前在每ECM蛋白质中发现了10多种苎麻素、纤维连接蛋白(FN)等。其中FN主要分布在皮肤、肌腱、血管壁、骨基质等组织中。大部分ECM糖蛋白都有粘附功能，该功能与分子中包含的特定蛋白质片段相关，因此ECM糖蛋白可以与细胞及ECM的其他成分相结合，参与细胞的附着、移动、生长、分化。45，2。基质金属蛋白酶的家庭成员：随着现代基础医学理论和实验技术的迅速发展，大量的MMPs被发现、分离、纯化和排序。遍布动植物系统，几乎所有生物都能分解ECM组件。到目前为止，MMPs系列至少包含20种酶，新成员不断增加。46，3。促进基质金属蛋白酶的新血管形成：电子显微镜观察表明，新的毛细血管由环和新合成的细胞外基质成分包围，沉积和铺设后，血管环前新合成的BM开始由MMPs进行蛋白质水解过程，内皮细胞迁移开始于局部水解，形成新的毛细血管芽，然后经过一系列细胞外蛋白质水解酶的激活和抑制活性周期体外细胞培养在像BM一样的物质中培养人脐静脉内皮细胞时，发现内皮细胞很快就成了管子，用血管网织成。47，4。MMPs在各种癌症组织中的表达：研究广泛的人类癌症组织、癌细胞生成的各种MMPs分子的特性和在各种癌症组织中的分布，对了解癌症的侵袭和转移至关重要。已经有资料表明，各种癌细胞表达的MMPs分子种类和表达量也不同。例如：乳腺癌：MMP-7、-8和-13的表达明显高于正常乳腺组织。，48，5.MMPs激活和癌症侵袭和转移：在大多数癌症组织中，潜在的MMP-2激活程度是癌症转移的重要指标。因此，在癌症组织中检测MMP-2激活酶MT-MMP对癌症治疗有重要意义。49，50，51，(3) Ets家族成员Ets癌症基因于1983年分别在不同实验室分离。到目前为止，至少发现了Ets-1、Ets-2等11种Ets基因家族成员。Ets-1和新血管形成：血管周围基底膜的分解和内皮细胞自身的迁移力是血管生成的两个关键因素。前者主要与MMPl相关，后者主要与Ets-1相关。52、发现的4种典型血管生长因子aFGF、bFGF、VEGF和EGF可以调节人脐静脉内皮细胞(HUVECs)、ECV-304细胞和人视网膜微血管内皮细胞中ets-1mRNA的表达。如果受到生长因子等刺激，2小时后ets-lmRNA的表达最高，12小时后恢复到原来的水平。53，用VEGF刺激培养内皮细胞，DNA-Ets复合物明显增加。使用VEGF和GGAA(Ets功能系统的竞争抑制剂controlcompetior)刺激培养的内皮细胞，可以大大减少DNA-Ets复合材料的量。血管生长因子作用于内皮细胞时，在内皮细胞中引起Ets-1mRNA的表达，由转录水平控制。54，55，(4)成纤维细胞生长因子(FGF)家族及其受体，目前最深入研究的是碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)和酸性成纤维细胞生长因子(aFGF)，两者在结构上都有关系。BFGF是广泛分布在人体各种组织中的生物活性物质，被认为是血管内皮细胞、成纤维细胞、神经细胞等生长的刺激剂。56，bFGF是体内广泛分布的生长因子之一，如大脑、心脏、肝脏、胎盘和白细胞。BFGF不仅分布在细胞上，还分布在许多细胞的细胞膜和细胞外基质上。膀胱癌、胶质瘤、肝癌、胃肠癌、乳腺癌、肾细胞癌、甲状腺癌等许多培养的细胞株也可能在多种肿瘤中表达。57具有促进内皮细胞有丝分裂、化学趋性及迁移的多种功能，刺激内皮细胞分解基底膜的胶原酶，诱导中胚层和神经外胚叶细胞的增殖和分化。BFGF也表现出亲神经性行为，促进神经元的生存和分化。研究结果表