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1、血管生成与肿瘤第1页，共65页，编辑于2022年，星期三血管生成血管生成(angiogenesis)是指活体组织在已存在的微血管床上芽生出新的以是指活体组织在已存在的微血管床上芽生出新的以毛细血管为主的血管系统的过程。血管生成可发生在伤毛细血管为主的血管系统的过程。血管生成可发生在伤口愈合、子宫内膜周期性变化、肿瘤、心肌梗塞后和糖口愈合、子宫内膜周期性变化、肿瘤、心肌梗塞后和糖尿病。尿病。第2页，共65页，编辑于2022年，星期三 血管生成过程是受严密调控的过程，该过程处于血管血管生成过程是受严密调控的过程，该过程处于血管生成激活物或促进因子和其它必需过程（促进血管内皮生成激活物或促进因子和其
2、它必需过程（促进血管内皮细胞增殖）与血管生成抑制因子（阻止血管生成过程）细胞增殖）与血管生成抑制因子（阻止血管生成过程）的共同调控之下。该调控也被称为的共同调控之下。该调控也被称为“血管生成开关血管生成开关”。第3页，共65页，编辑于2022年，星期三第4页，共65页，编辑于2022年，星期三肿肿瘤瘤血血管管生生成成是是指指肿肿瘤瘤细细胞胞诱诱导导的的微微血血管管生生长长以以及及肿肿瘤瘤中中血血液液循循环环建建立立的的过过程程。肿肿瘤瘤血血管管形形成成是是肿肿瘤瘤发生、生长和浸润与转移的重要条件。发生、生长和浸润与转移的重要条件。第5页，共65页，编辑于2022年，星期三 随随着着对对肿肿瘤瘤
3、发发生生机机制制研研究究的的不不断断深深入入,肿肿瘤瘤血血管管形形成成在在肿肿瘤瘤发发展展中中的的重重要要地地位位及及抗抗血血管管生生成成治治疗疗肿肿瘤瘤的的作作用用成成为为肿肿瘤瘤治治疗疗的的一一个个全全新新的的领领域域。血血管管生生成成抑抑制制剂剂有有可可能能成成为为抗抗肿肿瘤瘤的的主主要要药药物物，并并为为 最最 终终 治治 愈愈 肿肿 瘤瘤 提提 供供 有有 效效 手手 段段。第6页，共65页，编辑于2022年，星期三第一节第一节 肿瘤血管生成的基本过程肿瘤血管生成的基本过程 血管形成血管形成 胚胎发育时形成原始血管结构胚胎发育时形成原始血管结构 出芽方式继续增生出芽方式继续增生分化分
4、化出新生血管出新生血管 血管生成血管生成 CapCap基底膜降解基底膜降解、ECEC迁移、增殖、迁移、增殖、形成管状结构，基底膜及血流贯通形成管状结构，基底膜及血流贯通 病理的血管生成，特别是肿瘤条件下的血管生成呈持续、失控性病理的血管生成，特别是肿瘤条件下的血管生成呈持续、失控性的过程。的过程。生理条件下严格受控生理条件下严格受控血管血管第7页，共65页，编辑于2022年，星期三 血管生成（平衡被打破）血管生成（平衡被打破）（1 1）原血管基底膜的酶解；（）原血管基底膜的酶解；（2 2）内皮细胞的迁移；）内皮细胞的迁移；（3 3）内皮细胞的增殖；（）内皮细胞的增殖；（4 4）新生毛细血管的成
5、熟器官化构建。）新生毛细血管的成熟器官化构建。第8页，共65页，编辑于2022年，星期三第9页，共65页，编辑于2022年，星期三第10页，共65页，编辑于2022年，星期三肿瘤无血管生成的支持就不能进一步增长肿瘤无血管生成的支持就不能进一步增长 血管前期血管前期 肿瘤生长休眠期，直径12mm 血管期血管期 瘤体积增大,浸润、转移 有诱导血管形成的能力。肿瘤血管形成这一过程既受机体神经内分泌因素影响，又受肿瘤血管形成这一过程既受机体神经内分泌因素影响，又受肿瘤细胞和肿瘤基质细胞表达的生长因子调控。肿瘤细胞和肿瘤基质细胞表达的生长因子调控。肿瘤生长过程肿瘤生长过程第11页，共65页，编辑于202
6、2年，星期三第12页，共65页，编辑于2022年，星期三一、肿瘤血管形成的特征一、肿瘤血管形成的特征 失控性失控性：肿瘤新生血管出现迅速，生长快，并呈持续性，：肿瘤新生血管出现迅速，生长快，并呈持续性，10%10%20%20%的肿瘤血管内皮细胞始终处于的肿瘤血管内皮细胞始终处于DNADNA合成状态合成状态,这种持续的血管这种持续的血管生成是由肿瘤组织血管生成生长因子持续高水平释放造成的。生成是由肿瘤组织血管生成生长因子持续高水平释放造成的。第二节第二节 肿瘤微血管形态和生物学特性肿瘤微血管形态和生物学特性第13页，共65页，编辑于2022年，星期三 不成熟性不成熟性：不规则、窦状壁薄、不规则、
7、窦状壁薄、BMBM膜厚薄不一、断裂、碎片或膜厚薄不一、断裂、碎片或缺乏。内皮细胞超微结构中管样小体明显增多，细胞之间连接松缺乏。内皮细胞超微结构中管样小体明显增多，细胞之间连接松散。部分毛细血管壁缺乏内皮细胞。很少进化为成熟的小动脉或散。部分毛细血管壁缺乏内皮细胞。很少进化为成熟的小动脉或小静脉，不具收缩功能，不受神经体液调节。对正常血管有活性小静脉，不具收缩功能，不受神经体液调节。对正常血管有活性的物质对该血管不起作用的物质对该血管不起作用(乙酰胆碱、血管紧张素乙酰胆碱、血管紧张素、温度）。、温度）。第14页，共65页，编辑于2022年，星期三第15页，共65页，编辑于2022年，星期三 血
8、管异常生长血管异常生长 肿瘤不同区域的血管有不同的形态，反映了肿瘤生长不同肿瘤不同区域的血管有不同的形态，反映了肿瘤生长不同时间内微血管变化状态与癌细胞生长、增殖不均匀有关。新生时间内微血管变化状态与癌细胞生长、增殖不均匀有关。新生的的CapCap网直接进入肿瘤中央，呈树状向外分支，随肿瘤长大血管不断地向网直接进入肿瘤中央，呈树状向外分支，随肿瘤长大血管不断地向外延伸，并与外围外延伸，并与外围CapCap网相连。网相连。血管丰富区血管丰富区热点热点第16页，共65页，编辑于2022年，星期三新生的新生的CapCap从肿瘤外围长入肿瘤中从肿瘤外围长入肿瘤中第17页，共65页，编辑于2022年，星
9、期三新生的新生的CapCap网直接进入肿瘤中央，呈树状向外分支网直接进入肿瘤中央，呈树状向外分支第18页，共65页，编辑于2022年，星期三 肿瘤中血供与血流速度不同肿瘤中血供与血流速度不同 肿瘤中有细胞丰富区、边缘区、半坏死区和坏死区，各区血供肿瘤中有细胞丰富区、边缘区、半坏死区和坏死区，各区血供不尽相同，半坏死区与坏死区血流明显减少减慢，非坏死区血流速不尽相同，半坏死区与坏死区血流明显减少减慢，非坏死区血流速度可以快于正常组织。大肿瘤血流速度的均值低于小肿瘤，在大肿度可以快于正常组织。大肿瘤血流速度的均值低于小肿瘤，在大肿瘤内血管内皮细胞的营养供给少，肿瘤中实际增加的效应血管管径瘤内血管内
10、皮细胞的营养供给少，肿瘤中实际增加的效应血管管径小，血流慢，营养耗尽。小，血流慢，营养耗尽。第19页，共65页，编辑于2022年，星期三 癌细胞更新速度快于内皮细胞发生乏氧性坏死癌细胞更新速度快于内皮细胞发生乏氧性坏死 在肿瘤周围内皮细胞增生指数为在肿瘤周围内皮细胞增生指数为2.22.2，肿瘤细胞增生，肿瘤细胞增生指数为指数为7.37.3。同样小鼠瘤细胞。同样小鼠瘤细胞2222小时更新一代，血管内皮小时更新一代，血管内皮细胞的增殖是细胞的增殖是5050小时更新一代。小时更新一代。瘤细胞无氧酵解产生大量瘤细胞无氧酵解产生大量H+H+，使肿瘤中存在着不同程度的低，使肿瘤中存在着不同程度的低营养、低
11、营养、低PHPH值、低氧的三低细胞群。值、低氧的三低细胞群。肿瘤微循环较肿瘤生长表现出低效和相对不足，肿瘤组肿瘤微循环较肿瘤生长表现出低效和相对不足，肿瘤组织特别是中心部位常常因为缺血、缺氧而坏死。织特别是中心部位常常因为缺血、缺氧而坏死。第20页，共65页，编辑于2022年，星期三 血管内皮细胞的异质性是其突出的生物学特性，血管内皮细胞的异质性是其突出的生物学特性，主要表现在主要表现在内皮细胞的结构、功能、抗原成分与代谢特点上。在某些内皮细胞的结构、功能、抗原成分与代谢特点上。在某些器官的肿瘤组织中，其血管内皮细胞仍保留着该器官的抗器官的肿瘤组织中，其血管内皮细胞仍保留着该器官的抗原性，说明
12、内皮细胞表面抗原来源的部位可能在肿瘤转移原性，说明内皮细胞表面抗原来源的部位可能在肿瘤转移时的选择性粘附、体液因子的区域性释放中发挥作用或由时的选择性粘附、体液因子的区域性释放中发挥作用或由这些肿瘤细胞演化为内皮细胞。这些肿瘤细胞演化为内皮细胞。第21页，共65页，编辑于2022年，星期三拟血管生成拟血管生成 研究人的黑色素瘤微循环发现了一种与经典的肿瘤血管生成途径完研究人的黑色素瘤微循环发现了一种与经典的肿瘤血管生成途径完全不同的、不依赖内皮细胞的全新的肿瘤血管生成模式。黑色素瘤细胞全不同的、不依赖内皮细胞的全新的肿瘤血管生成模式。黑色素瘤细胞通过自身变形并与细胞外基质相互作用模仿血管壁结构
13、形成可输送血液通过自身变形并与细胞外基质相互作用模仿血管壁结构形成可输送血液的管道系统，从而重建肿瘤的微循环的管道系统，从而重建肿瘤的微循环，并在某个环节与宿主血管相连使并在某个环节与宿主血管相连使肿瘤获得血液供应，并将这个过程命名为肿瘤获得血液供应，并将这个过程命名为血管生成拟态血管生成拟态(vasculogenic mimicry)。第22页，共65页，编辑于2022年，星期三 血管生成拟态特点为：肿瘤细胞通过自身变形和基质重塑血管生成拟态特点为：肿瘤细胞通过自身变形和基质重塑产生血管样通道产生血管样通道,通道内无内皮细胞衬覆，通道外基底膜通道内无内皮细胞衬覆，通道外基底膜PASPAS染色
14、为染色为阳性。阳性。第23页，共65页，编辑于2022年，星期三 第三节第三节 肿瘤血管形成的影响因素及调控机制肿瘤血管形成的影响因素及调控机制肿瘤血管形成是一个复杂的多步骤过程，受多种因子调节，肿瘤血管形成是一个复杂的多步骤过程，受多种因子调节，是刺激因素和抑制因素失衡的结果。是刺激因素和抑制因素失衡的结果。已经报道的有已经报道的有30多种血管生长因子：多种血管生长因子：bFGF aFGF、VEGF、EGF、HGF、TNF、IL8、粒细胞集落刺激因子、粒细胞集落刺激因子(GCSF)等。等。第24页，共65页，编辑于2022年，星期三一、促肿瘤血管生成的生长因子一、促肿瘤血管生成的生长因子 血
15、管内皮细胞生长因子血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)一种可以促进内皮细胞和血管发生的促有丝分裂因子一种可以促进内皮细胞和血管发生的促有丝分裂因子。第25页，共65页，编辑于2022年，星期三1 1、VEGFVEGF的结构的结构：五五种种异异构构体体：V VE EG GF F1 12 21 1、V VE EG GF F1 16 65 5、V VE EG GF F1 18 89 9、V VE EG GF F2 20 06 6、V VE EG GF F1 14 45 5，多多数数组组织织以以其其成成熟熟的的形形式式V VE EG G
16、F F1 16 65 5表表达达为为主主，促促进进细细胞胞有有丝丝分分裂裂潜潜能能方方面面V VE EG GF F1 16 65 5比比V VE EG GF Fl l2 21 1更更 强强。5 5种种 类类型型 的的V VE EG GF F具具有有相相同同的的生生物物学学活活性性，其其中中V VE EG GF F1 12 21 1和和V VE EG GF F1 16 65 5以以可可溶溶性性方方式式分分泌泌，另另外外三三种种V VE EG GF F以以与与细细胞胞表表达达蛋蛋白白多多糖糖结结 合合 的的 形形 式式 存存 在在 。V VE EG GF F/V VP PF F的的 蛋蛋 白白 家
17、家 族族 基基 本本 成成 员员 包包 括括 胎胎 盘盘生生 长长 因因 子子 和和V VE EG GF FB B，C C，D D，E E。原原 来来 命命 名名 为为 血血 管管 通通 透透 因因 子子(VPF)(VPF)。第26页，共65页，编辑于2022年，星期三2 2、VEGFVEGF的受体（的受体（VEGFRVEGFR）VEGFVEGF选择性的，具有高度亲和性的直接作用于两种选择性的，具有高度亲和性的直接作用于两种型型酪氨酸激酶受体：酪氨酸激酶受体：VEGFR-1(flt-1)VEGFR-1(flt-1)和和VEGFR-2VEGFR-2(KDR/flk-1)(KDR/flk-1)来发
18、挥作用，来发挥作用，VEGFR-2VEGFR-2是发挥主要功能的受体。基因打是发挥主要功能的受体。基因打靶技术证实靶技术证实VEGFR-1VEGFR-1和和VEGFR-2VEGFR-2在血管发生中起重要的作用。在血管发生中起重要的作用。第27页，共65页，编辑于2022年，星期三 VEGFRVEGFR是是VEGFVEGF促有丝分裂、血管生成和增强通透性效应的主促有丝分裂、血管生成和增强通透性效应的主要调节因子。要调节因子。蛋白激酶蛋白激酶C C作用下作用下VEGFR-2VEGFR-2活化使活化使VEGFVEGF诱导内皮细胞生长。诱导内皮细胞生长。VEGFR-2VEGFR-2的活化具有抗凋亡效应
19、。的活化具有抗凋亡效应。VEGFR-2VEGFR-2在内皮细胞中传输一个促存活的信号可能诱导抗凋亡在内皮细胞中传输一个促存活的信号可能诱导抗凋亡基因基因survivinsurvivin的表达。的表达。第28页，共65页，编辑于2022年，星期三第29页，共65页，编辑于2022年，星期三3 3、VEGFVEGF的作用的作用 增加肿瘤血管通透性增加肿瘤血管通透性 VEGF增加局部血循环大分子的通透性，血浆蛋白在组织中的沉积，为增加局部血循环大分子的通透性，血浆蛋白在组织中的沉积，为成纤维细胞和血管内皮细胞的长入提供临时性基质。成纤维细胞和血管内皮细胞的长入提供临时性基质。VEGF/VPF主要靶器
20、官是毛细血管后静脉和小静脉，因这些血主要靶器官是毛细血管后静脉和小静脉，因这些血管的内皮细胞表面均有管的内皮细胞表面均有VEGFR-1和和VEGFR-2，VEGF/VPF与其受体与其受体结合，形成有利于大分子渗透的通道。抗结合，形成有利于大分子渗透的通道。抗VEGF抗体处理后会较少腹抗体处理后会较少腹水形成和较低的肿瘤微血管渗透性。胶质瘤中水形成和较低的肿瘤微血管渗透性。胶质瘤中VEGFmRNA水平与水平与毛细血管渗透性和血管面积有密切相关性）。毛细血管渗透性和血管面积有密切相关性）。第30页，共65页，编辑于2022年，星期三 VEGFVEGF促血管生成的作用促血管生成的作用 VEGFVEG
21、F以旁分泌方式特异地作用于内皮细胞，促其分裂、增殖、以旁分泌方式特异地作用于内皮细胞，促其分裂、增殖、趋化。趋化。诱导血管内皮中窗孔和囊状空泡的形成诱导血管内皮中窗孔和囊状空泡的形成,增加血管通透性，促使增加血管通透性，促使血浆蛋白外渗，提供血管生成的基质和肿瘤细胞生长的微环境。血浆蛋白外渗，提供血管生成的基质和肿瘤细胞生长的微环境。诱导内皮细胞表达和分泌多种蛋白酶诱导内皮细胞表达和分泌多种蛋白酶,对降解血管基底膜和对降解血管基底膜和ECMECM具有具有重要的意义。重要的意义。通通过过诱诱导导Bcl-2Bcl-2、survivinsurvivin等等抗抗凋凋亡亡分分子子的的表表达达，抑抑制制内
22、内皮皮细细胞胞凋凋亡亡,促进血管的生成。促进血管的生成。诱导内皮细胞生成和释放诱导内皮细胞生成和释放bFGF,bFGF,和增强多种促血管生成因子效和增强多种促血管生成因子效应。应。第31页，共65页，编辑于2022年，星期三VEGF 的作用过程的作用过程 VEGF是一种促内皮细胞有丝分裂原，肿瘤细胞分泌的是一种促内皮细胞有丝分裂原，肿瘤细胞分泌的VEGF通过通过旁分泌方式与特异性分布在内皮细胞表面的旁分泌方式与特异性分布在内皮细胞表面的受体受体结合，促进血管结合，促进血管内皮细胞的增殖、分离和迁移，诱导内皮细胞增加表达组织因子、内皮细胞的增殖、分离和迁移，诱导内皮细胞增加表达组织因子、尿激酶、
23、组织血浆酶原激活剂和基质金属蛋白酶，这些物质可引尿激酶、组织血浆酶原激活剂和基质金属蛋白酶，这些物质可引起凝血、促发纤溶、降解胶原，诱导肿瘤血管形成，新生的肿瘤起凝血、促发纤溶、降解胶原，诱导肿瘤血管形成，新生的肿瘤血管为肿瘤生长提供营养，并间接促进肿瘤细胞的增殖，而且为血管为肿瘤生长提供营养，并间接促进肿瘤细胞的增殖，而且为肿瘤提供了转移的通道，促进肿瘤的恶性进展。肿瘤提供了转移的通道，促进肿瘤的恶性进展。第32页，共65页，编辑于2022年，星期三肿瘤细胞产生VEGF释放EC表面受体结合EC活化定向迁移管形成攀形成血管建立第33页，共65页，编辑于2022年，星期三4 4、VEGFVEGF
24、与肿瘤的相关性研究与肿瘤的相关性研究1.在原发与转移性肿瘤中在原发与转移性肿瘤中VEGF过表达的研究已在过表达的研究已在mRNA和蛋白质水和蛋白质水平上。平上。2.研究肿瘤微血管内皮细胞上两种特异性高亲和性受体过表达与研究肿瘤微血管内皮细胞上两种特异性高亲和性受体过表达与肿瘤发生的关系。肿瘤发生的关系。3.肿瘤血管血浆蛋白、纤维蛋白原渗出与血管外纤维蛋白的交联和沉积，促肿瘤血管血浆蛋白、纤维蛋白原渗出与血管外纤维蛋白的交联和沉积，促进肿瘤间质的形成。进肿瘤间质的形成。VEGF 抗体的抗血管活性，使肿瘤由于断绝血供抗体的抗血管活性，使肿瘤由于断绝血供而死亡（动物模型中正、反义而死亡（动物模型中正
25、、反义VEGF抗体的不同结果证明）。目前正抗体的不同结果证明）。目前正在进行人源化的抗在进行人源化的抗VEGF抗体的可行性与安全性研究。抗体的可行性与安全性研究。第34页，共65页，编辑于2022年，星期三 VEGF与肿瘤的微血管密度与肿瘤的微血管密度(MVD)增加有关增加有关 关于各种肿瘤中关于各种肿瘤中VEGFVEGF的表达及其血管生成作用已有了较多的研的表达及其血管生成作用已有了较多的研究，已知结直肠癌，子宫内膜癌、肝癌等多种肿瘤组织中究，已知结直肠癌，子宫内膜癌、肝癌等多种肿瘤组织中VEGFVEGF呈阳呈阳性表达，且表达与性表达，且表达与MVDMVD呈正相关。呈正相关。结直肠肿瘤结直肠
26、肿瘤MVDMVD明显高于正常粘膜和腺瘤，提示血管生成是结直肠癌明显高于正常粘膜和腺瘤，提示血管生成是结直肠癌发生的早期事件，癌组织中发生的早期事件，癌组织中VEGFVEGF阳性组阳性组MVDMVD值明显高于值明显高于VEGFVEGF阴性组。阴性组。VEGFVEGF与与MVDMVD均可作为判断结直肠癌预后的指标。结直肠腺瘤、原位癌、均可作为判断结直肠癌预后的指标。结直肠腺瘤、原位癌、粘膜下浸润癌中粘膜下浸润癌中MVDMVD逐渐增高，逐渐增高，VEGFVEGF表达程度与表达程度与MVDMVD密切相关。密切相关。第35页，共65页，编辑于2022年，星期三 胶质瘤中胶质瘤中VEGFVEGF蛋白阳性染
27、色主要定位于肿瘤细胞的胞浆，内皮蛋白阳性染色主要定位于肿瘤细胞的胞浆，内皮细胞也可呈阳性表达。细胞也可呈阳性表达。4343例星形细胞瘤组织中肿瘤细胞例星形细胞瘤组织中肿瘤细胞VEGFVEGF阳性表达阳性表达率为率为77.0%77.0%。、级组级组VEGFVEGF阳性表达率和表达强度均显著低于阳性表达率和表达强度均显著低于、级组，级组，VEGFVEGF表达强度与表达强度与MVDMVD呈等级正相关，呈等级正相关，VEGFVEGF表达情况和表达情况和MVDMVD及肿瘤微血管形态可能有助于判断星形细胞瘤的恶性程度。及肿瘤微血管形态可能有助于判断星形细胞瘤的恶性程度。第36页，共65页，编辑于2022年
28、，星期三 VEGF表达与肿瘤增殖及预后差有关表达与肿瘤增殖及预后差有关 部分肿瘤细胞表面也存在部分肿瘤细胞表面也存在VEGF受体，使瘤细胞产生的受体，使瘤细胞产生的VEGF作为一种自分泌生长因子可直接刺激肿瘤细胞增殖。表达作为一种自分泌生长因子可直接刺激肿瘤细胞增殖。表达KDR/flk-1的胰腺癌细胞系，经的胰腺癌细胞系，经VEGF处理后，导致了癌细胞的生处理后，导致了癌细胞的生长，而用长，而用flk-1反义寡核苷酸转染后会明显抑制肿瘤细胞的生长，此反义寡核苷酸转染后会明显抑制肿瘤细胞的生长，此结果提示胰腺癌中存在着结果提示胰腺癌中存在着VEGF受体的自分泌旁分泌促有丝分裂受体的自分泌旁分泌促
29、有丝分裂环机制。环机制。VEGFVEGF表达对于鉴别一些介于良、恶性病变间的病例具有一定表达对于鉴别一些介于良、恶性病变间的病例具有一定的临床价值，的临床价值，VEGFVEGF表达与肿瘤分期、分化、肿瘤生长、预后差呈表达与肿瘤分期、分化、肿瘤生长、预后差呈正相关（卵巢癌、鼻咽癌、乳腺癌等）。正相关（卵巢癌、鼻咽癌、乳腺癌等）。第37页，共65页，编辑于2022年，星期三5、与、与VEGF作用相关的分子作用相关的分子许许多多因因子子调调节节肿肿瘤瘤细细胞胞上上VEGF的的表表达达，同同时时由由肿肿瘤瘤细细胞胞分分泌泌的的VEGF又又通通过过某某些些机机制制刺刺激激其其他他分分子子的的表表达达。V
30、EGF通通过过与与这这些些分子的相互作用或协同作用而发挥生理学效应。分子的相互作用或协同作用而发挥生理学效应。VEGF主要的作用因素：低氧。主要的作用因素：低氧。其其他他引引起起VEGF过过表表达达因因子子：细细胞胞因因子子（如如EGF、bFGF）、某某些些激激素素（如如甲甲状状腺腺球球蛋蛋白白）及及癌癌基基因因（如如ras、src）与与肿肿瘤瘤抑抑制基因（如制基因（如Von Hippel Lindau蛋白）。蛋白）。第38页，共65页，编辑于2022年，星期三 碱性纤维母细胞生长因子（碱性纤维母细胞生长因子（bFGFbFGF）1 1、bFGFbFGF的分子结构的分子结构 bFGF是是由由15
31、5个个氨氨基基酸酸所所组组成成，其其基基因因位位于于人人类类染染色色体体的的4q25处处，基基因因长长约约38kb。bFGF的的转转录录产产物物有有4种种，1.2kb、2.2kb、3.7kb和和7.0kb，主主要要表表达达的的是是3.7kb和和7.0kb，bFGF的的基基因因转转录录是是受受其其5的的UTR序序列列的的调调控控，但但其其转转录录长长度度的不同主要是产物中的不同主要是产物中3UTR的长短所决定的。的长短所决定的。第39页，共65页，编辑于2022年，星期三2、bFGF的生物学功能的生物学功能 是一种广谱有丝分裂原是一种广谱有丝分裂原(mitogen)mitogen)，具有广泛的细
32、胞增殖效应。具有广泛的细胞增殖效应。诱诱导导新新生生血血管管形形成成。bFGF作作用用于于新新生生血血管管形形成成过过程程中中的的多多个个环环节节。bFGF可可上上调调内内皮皮细细胞胞合合成成和和分分泌泌胶胶原原酶酶、UPA及及其其受体、整合素等，诱导内皮细胞增生、迁移。受体、整合素等，诱导内皮细胞增生、迁移。bFGF在伤口愈合过程中发挥重要作用。在伤口愈合过程中发挥重要作用。在胚胎的早期发育过程中在胚胎的早期发育过程中bFGF也起重要作用。也起重要作用。第40页，共65页，编辑于2022年，星期三 bFGF参参与与了了神神经经系系统统的的分分化化与与维维持持。它它是是对对神神经经细细胞胞有有
33、突突出出作作用的多功能生长因子，促进大脑神经元的存活及神经突的生长。用的多功能生长因子，促进大脑神经元的存活及神经突的生长。bFGF对对骨骨组组织织的的损损伤伤有有修修复复作作用用，体体外外实实验验表表明明外外源源性性植植入入bFGF能能明明显显促促进进骨骨形形成成过过程程。bFGF对对软软骨骨细细胞胞既既是是分分裂裂原原又又是是形形态发生因子。态发生因子。体内过度表达的体内过度表达的bFGF参与肾小球内皮细胞增殖和细胞外基质积参与肾小球内皮细胞增殖和细胞外基质积聚，影响肾小球肾炎和和肾小球硬化过程。聚，影响肾小球肾炎和和肾小球硬化过程。第41页，共65页，编辑于2022年，星期三3、bFGF
34、与肿瘤血管生成与肿瘤血管生成 bFGFbFGF通过通过2 2种途径参与肿瘤血管形成种途径参与肿瘤血管形成 通通过过调调节节内内皮皮细细胞胞的的活活性性。bFGFbFGF穿穿透透内内皮皮细细胞胞释释放放蛋蛋白白水水解解酶消化酶消化ECMECM，并且，并且bFGFbFGF对内皮细胞有趋化性。对内皮细胞有趋化性。诱导诱导VEGFVEGF的表达及与的表达及与VEGFVEGF的协同作用的协同作用 ，VEGFVEGF也可诱导内皮细也可诱导内皮细胞生成释放胞生成释放bFGFbFGF。同时。同时VEGFVEGF体外促血管生成的作用以及诱导纤溶体外促血管生成的作用以及诱导纤溶酶原激活物酶原激活物(PA)PA)的
35、能力有赖于内皮细胞产生的的能力有赖于内皮细胞产生的bFGFbFGF。第42页，共65页，编辑于2022年，星期三 其它血管生成因子其它血管生成因子 由于这么多促进因子的存在，所以只抑制一个促进因由于这么多促进因子的存在，所以只抑制一个促进因子不足以抑制整个血管生成过程，这也解释了为何抑制肿子不足以抑制整个血管生成过程，这也解释了为何抑制肿瘤血管生成过程困难重重的原因。瘤血管生成过程困难重重的原因。第43页，共65页，编辑于2022年，星期三二、缺氧对血管生成的诱导作用二、缺氧对血管生成的诱导作用 VEGFVEGF调节途径涉及一种在缺氧状途径涉及一种在缺氧状态下激下激活的活的转录因子因子(缺氧缺
36、氧诱导因子因子1 1，HIF1)HIF1)，缺氧，缺氧不不仅通通过HIF1HIF1增加增加VEGFVEGF的的转录，而且使，而且使VEGFVEGFmRNAmRNA稳定性增加。定性增加。第44页，共65页，编辑于2022年，星期三 在在肿瘤瘤组织中，缺氧一方面可中，缺氧一方面可诱导肿瘤瘤细胞胞调亡，另一方面也刺激瘤亡，另一方面也刺激瘤细胞上胞上调血管生成因子血管生成因子的表达。的表达。第45页，共65页，编辑于2022年，星期三三、肿瘤血管生成抑制因子三、肿瘤血管生成抑制因子1 1、血管抑素（、血管抑素（agiostatinagiostatin）：氨基酸序列分析提示血管抑素与）：氨基酸序列分析提
37、示血管抑素与纤溶酶原纤溶酶原N N末端地第末端地第9898位氨基酸残基到位氨基酸残基到440440位氨基酸残基内有位氨基酸残基内有98%98%的的同源性片段。研究指出血管抑素与细胞表面同源性片段。研究指出血管抑素与细胞表面ATPATP合成酶合成酶亚单位的结亚单位的结合可能是抗肿瘤的另一种方式。合可能是抗肿瘤的另一种方式。第46页，共65页，编辑于2022年，星期三 2 2、内皮抑素、内皮抑素(endostatin)(endostatin)：分子量约：分子量约20kD,20kD,有更强的抗肿瘤有更强的抗肿瘤血管形成作用。氨基酸序列分析提示内皮抑素为血管形成作用。氨基酸序列分析提示内皮抑素为型胶原
38、型胶原C C末端的一个片段。有效浓度的内皮抑素可限制肿瘤生长末端的一个片段。有效浓度的内皮抑素可限制肿瘤生长,使肿瘤处使肿瘤处于休眠状态或使肿瘤退化到难以测量到的微小体积于休眠状态或使肿瘤退化到难以测量到的微小体积,而不产生耐而不产生耐药性。药性。第47页，共65页，编辑于2022年，星期三内皮抑素 Endostatin 的发现Oreilly MS,et al.Cell 1997;88:277-285.第48页，共65页，编辑于2022年，星期三Oreilly MS,et al.Cell 1997;88:277-285.内皮抑素内皮抑素 Endostatin Endostatin 的抑瘤试验的
39、抑瘤试验第49页，共65页，编辑于2022年，星期三抗肿瘤血管生成治疗-内皮抑制素及其作用机理。FolkmanJ.ExperimentalCellResearch,2005.内皮抑素的作用机理第50页，共65页，编辑于2022年，星期三内皮抑素的作用机理1 1、下调血管内皮生长因子下调血管内皮生长因子 VEGF 的表达。的表达。2 2、抑制金属蛋白酶抑制金属蛋白酶 MMP-2 的活性。的活性。3 3、抑制内皮细胞迁移，引起细胞周期停滞，诱导内皮抑制内皮细胞迁移，引起细胞周期停滞，诱导内皮细胞凋亡。细胞凋亡。4 4、降低体内血管生成促进因子的表达，提高体内血降低体内血管生成促进因子的表达，提高体
40、内血管生成抑制因子的表达，通过影响人体基因组近管生成抑制因子的表达，通过影响人体基因组近12%12%的基因来抑制体内的病理性血管生成。的基因来抑制体内的病理性血管生成。第51页，共65页，编辑于2022年，星期三 1 19 98 89 9年年,T To om mb br ra an n-T Ti in nk k等等 从从 胎胎 儿儿 视视 网网 膜膜 色色素素 上上 皮皮 细细 胞胞 培培 养养 液液 中中 最最 初初 分分 离离 出出P PE ED DF F,此此 后后 在在 人人和和 鼠鼠 中中 克克 隆隆 和和 纯纯 化化。P PE ED DF F在在 视视 网网 膜膜 基基 质质 中中
41、 以以 较较 高高的的 浓浓 度度 存存 在在。分分 子子 量量5 5 0 0 k k D D。位位 于于 染染 色色 体体1 1 7 7 p p 1 1 3 3。PEDFPEDF属于丝氨酸蛋白酶抑制剂基因家族属于丝氨酸蛋白酶抑制剂基因家族,但不具备抗蛋白但不具备抗蛋白酶活性。酶活性。P PE ED DF F最最 早早 在在 人人 胚胚 胎胎R RP PE E细细 胞胞 中中 表表 达达,显显 示示P PE ED DF F是是 影影 响响 早早 期期 神神 经经 元元 发发 育育 的的 一一 个个 候候 补补 因因 子子。随随 后后 研研 究究表表 明明,P P E E D D F F不不 仅
42、仅 对对 原原 代代 培培 养养 的的 小小 脑脑 颗颗 粒粒 细细 胞胞 的的 生生存存 有有 显显 著著 促促 进进 作作 用用,还还 可可 以以 有有 效效 地地 促促 进进 脊脊 髓髓 神神 经经元的分化和生存。元的分化和生存。3.PEDF第52页，共65页，编辑于2022年，星期三 P PE ED DF F除除了了上上述述的的神神经经保保护护作作用用外外,D Da aw ws so on n等等1 1 9 9 9 9 9 9年年 首首 次次 发发 现现P P E E D D F F还还 具具 有有 很很 强强 的的 抑抑 制制血血 管管 的的 作作 用用,可可 能能 是是 维维 持持
43、 角角 膜膜,玻玻 璃璃 体体 等等 眼眼 内内组组 织织 无无 血血 管管 形形 成成 的的 主主 要要 原原 因因,在在 玻玻 璃璃 体体 内内 是是主要的血管增生抑制剂。主要的血管增生抑制剂。PEDFPEDF与肿瘤的关系。与肿瘤的关系。第53页，共65页，编辑于2022年，星期三 对对于于绝绝大大多多数数肿肿瘤瘤来来说说，仅仅约约1/1000的的肿肿瘤瘤细细胞胞具具备备浸浸润润转转移移能能力力。原原发发肿肿瘤瘤细细胞胞必必须须获获得得进进入入血血管管系系统统的的途途径径，能能够够在在循循环环中中生生存存、靶靶器器官官微微血血管管内内着着床床、进进入入靶靶器器官官和和诱诱发发靶靶器器官官内
44、内的的血血管管形形成成，才才能能完完成成转转移移；而而且且，转转移移瘤瘤的的细细胞胞扩扩散散再再导导致致新新的的转转移移瘤瘤的的形形成成，同同样样需需要要经经过过这一连锁过程。这一连锁过程。肿瘤血管形成与肿瘤的浸润转移的关系肿瘤血管形成与肿瘤的浸润转移的关系第54页，共65页，编辑于2022年，星期三 新生毛细血管由于基底膜不完整且存在渗漏现象，为肿瘤转移新生毛细血管由于基底膜不完整且存在渗漏现象，为肿瘤转移提供了阻力最小的通道。而且，内皮细胞分泌的胶原酶和纤维蛋白提供了阻力最小的通道。而且，内皮细胞分泌的胶原酶和纤维蛋白溶酶原激活物溶酶原激活物(PA)加强了毛细血管突起部的浸润趋化行为。加强
45、了毛细血管突起部的浸润趋化行为。实际上，这些实际上，这些“浸润性浸润性”毛细血管毛细血管“吞噬吞噬”肿瘤细胞的行为肿瘤细胞的行为,使肿瘤细胞更容易转移而扩散。使肿瘤细胞更容易转移而扩散。肿瘤的血管形成能加强生长活跃的周边部位肿瘤细胞肿瘤的血管形成能加强生长活跃的周边部位肿瘤细胞与淋巴管的密切接触；或者增加淋巴静脉管的数量使更多与淋巴管的密切接触；或者增加淋巴静脉管的数量使更多的血管内微转移细胞团进入淋巴系统。的血管内微转移细胞团进入淋巴系统。第55页，共65页，编辑于2022年，星期三第四节第四节 抗肿瘤血管形成的治疗研究抗肿瘤血管形成的治疗研究一、抗血管形成靶向治疗的优点一、抗血管形成靶向治
46、疗的优点1、除对某些生理及创伤情况下的血管形成具有一定程度的抑制作、除对某些生理及创伤情况下的血管形成具有一定程度的抑制作用外，可避免骨髓抑制、胃肠道及心脏损害等毒性反应；用外，可避免骨髓抑制、胃肠道及心脏损害等毒性反应；2、主要通过细胞因子、受体及信号传导过程发挥作用，、主要通过细胞因子、受体及信号传导过程发挥作用，避免影响遗传物质而导致基因突变的继发性癌症；避免影响遗传物质而导致基因突变的继发性癌症；3、该方法作用于具有遗传稳定性的内皮细胞，不易发生、该方法作用于具有遗传稳定性的内皮细胞，不易发生耐药；耐药；第56页，共65页，编辑于2022年，星期三 4、血管生成与肿瘤的生长、浸润、转移
47、密切相关，抗血、血管生成与肿瘤的生长、浸润、转移密切相关，抗血管生成治疗具有广谱作用；管生成治疗具有广谱作用；5、抗血管生成治疗可与化、放疗联合应用，具有协同作用、抗血管生成治疗可与化、放疗联合应用，具有协同作用,并减轻后者的毒副反应。并减轻后者的毒副反应。第57页，共65页，编辑于2022年，星期三二、血管生成抑制剂二、血管生成抑制剂 1、直接作用于内皮细胞的抑制剂、直接作用于内皮细胞的抑制剂其中以血管抑素、内皮抑素较为重要。其中以血管抑素、内皮抑素较为重要。2、对抗血管生成的因子、对抗血管生成的因子 此类抑制剂通过选择性地抑制一种或几种血管生成因子或此类抑制剂通过选择性地抑制一种或几种血管
48、生成因子或通过阻断其受体而发挥作用。通过阻断其受体而发挥作用。血管紧张素血管紧张素-2-2、蛋白激酶、蛋白激酶CC抑制剂抑制剂 、SU 5416SU 5416（VEGFVEGF受体受体FlkFlk1/KDR1/KDR酪氨酸激酶的抑制物）酪氨酸激酶的抑制物）3 3、基质金属蛋白酶抑制剂、基质金属蛋白酶抑制剂(MMPI)MMPI)第58页，共65页，编辑于2022年，星期三4、Avastin Avastin是一种重组人单克隆抗体，能中和是一种重组人单克隆抗体，能中和VEGF,抗血管新生。抗血管新生。2004年年2月份，美国月份，美国FDA以快速通道方式，批准该药作为转移以快速通道方式，批准该药作为
49、转移性结直肠癌联合用于化疗的第一线药物。性结直肠癌联合用于化疗的第一线药物。2004年年10月欧洲人类月欧洲人类医学产品委员会（医学产品委员会（CHMP）也批准该药应用于临床。）也批准该药应用于临床。美国国立癌症研究所等作了一份随机对照多中心研究，受试者美国国立癌症研究所等作了一份随机对照多中心研究，受试者包括包括829例转移性结直肠癌患者，随机接受化疗加例转移性结直肠癌患者，随机接受化疗加Avastin或单用化疗。或单用化疗。结果显示加用结果显示加用Avastin的患者死亡危险性下降的患者死亡危险性下降26，生存期与单用化，生存期与单用化疗组相比，延长疗组相比，延长2个月。该药对其他癌，如非
50、小细胞性肺癌、胰腺癌、肾个月。该药对其他癌，如非小细胞性肺癌、胰腺癌、肾细胞癌也可能有效，目前正在试验中。细胞癌也可能有效，目前正在试验中。第59页，共65页，编辑于2022年，星期三三、抗肿瘤血管形成的基因治疗三、抗肿瘤血管形成的基因治疗 基因治疗即通过载体将目的基因导入体内，通过作用于基因治疗即通过载体将目的基因导入体内，通过作用于mRNA或表达特定的蛋白质而发挥其抗血管生成作用。主要或表达特定的蛋白质而发挥其抗血管生成作用。主要作用机制为作用机制为:抑制血管生成因子基因的表达；干扰内皮细抑制血管生成因子基因的表达；干扰内皮细胞信号的传导；直接导入抑制血管生成基因胞信号的传导；直接导入抑制