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1、肿瘤血管生成及检测现在学习的是第1页，共62页人体肿瘤大部分为实体瘤人体肿瘤大部分为实体瘤(solidtumors)。实体瘤瘤组织由瘤细胞和间质构成，。实体瘤瘤组织由瘤细胞和间质构成，后者主要包括血管、淋巴管、结缔组织、炎后者主要包括血管、淋巴管、结缔组织、炎细胞及细胞外基质等成分。其中，血管和结细胞及细胞外基质等成分。其中，血管和结缔组织起营养、支持瘤细胞的作用。缔组织起营养、支持瘤细胞的作用。现在学习的是第2页，共62页肿瘤内的新生血管和淋巴管分别通过肿瘤内的新生血管和淋巴管分别通过血管生成血管生成(angiogenesis)和淋巴管生和淋巴管生成成(1ymphangiogenesis)实
2、现的，并实现的，并在肿瘤的生长和扩散在肿瘤的生长和扩散(侵袭和转移侵袭和转移)中起中起重要作用。已有研究证明，肿瘤血管重要作用。已有研究证明，肿瘤血管生成活跃程度对组织病理分级、放射生成活跃程度对组织病理分级、放射治疗以及在预后判断上都有重要的评治疗以及在预后判断上都有重要的评估价值。估价值。现在学习的是第3页，共62页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一、血管生成现象一、血管生成现象(一一)血管生成的概念血管生成的概念1945年年Algire提出了提出了“肿瘤血管生成肿瘤血管生成(tumorangiogenesis)”或或“血管新生化血管新生化(neovasclarza
3、tion)”概念。对血管生成概念。对血管生成重要性的认识，特别是提出重要性的认识，特别是提出“肿瘤生长肿瘤生长依赖于血管生成依赖于血管生成”观点，始于观点，始于1971年年Folkman对肿瘤血管生成的研究报道。对肿瘤血管生成的研究报道。现在学习的是第4页，共62页血管生成是指活体组织在已存在的微血管床血管生成是指活体组织在已存在的微血管床上芽生上芽生(sprouting)出新的以毛细血管为主的出新的以毛细血管为主的血管系统的过程。血管系统的过程。有别于胚胎时期由早期内皮细胞分化形成新有别于胚胎时期由早期内皮细胞分化形成新血管的过程即血管形成血管的过程即血管形成(vasculogenesis)
4、(二二)血管生成的研究方法血管生成的研究方法鸡胚绒毛尿囊膜试验鸡胚绒毛尿囊膜试验角膜移植实验角膜移植实验现在学习的是第5页，共62页开窗实验开窗实验动物移植瘤等在体模型动物移植瘤等在体模型三维胶分析法三维胶分析法细胞联合培养等离体模型细胞联合培养等离体模型 识别内皮细胞的免疫学标记物识别内皮细胞的免疫学标记物:第第8因子相关抗原因子相关抗原(factorrelatedantigenFAg)、CD3l、CD34、CDl05 血管生成因子血管生成因子:VEGF及其受体家族及其受体家族FGF家族及其受家族及其受体体 Ang和和Tie受体家族受体家族Angiotropin血小板源内皮细胞生长因子血小板
5、源内皮细胞生长因子(PD-ECGF)现在学习的是第6页，共62页二肿瘤血管生成的基本过程二肿瘤血管生成的基本过程(一一)血管生成的基本过程血管生成的基本过程血管生成的基本步骤是血管生成的基本步骤是血管生成因子的产生过多使之与抑制因子失血管生成因子的产生过多使之与抑制因子失衡，导致内皮细胞激活，产生血管生成表型；衡，导致内皮细胞激活，产生血管生成表型；血管部位细胞外基质改变、基底膜降解，内血管部位细胞外基质改变、基底膜降解，内皮细胞芽生、增殖和迁移；皮细胞芽生、增殖和迁移；现在学习的是第7页，共62页新生内皮细胞索形成管状毛细血管襻新生内皮细胞索形成管状毛细血管襻及管腔；及管腔；新生血管管腔的贯
6、通。内皮细胞凋亡、新生血管管腔的贯通。内皮细胞凋亡、脱离基底膜和血管壁细胞改变可能是血脱离基底膜和血管壁细胞改变可能是血管消退的主要病理学事件。管消退的主要病理学事件。(二二)肿瘤血管生成的过程肿瘤血管生成的过程1肿瘤生长的阶段性肿瘤生长的阶段性 无血管期无血管期(avascularphase)或称血管或称血管前期前期(prevascularphase)肿瘤直径不超过肿瘤直径不超过12mm 现在学习的是第8页，共62页血管期血管期(vascularphase)肿瘤迅速生长并发生转移肿瘤迅速生长并发生转移 2.肿瘤血管的起源肿瘤血管的起源肿瘤中的血管可能有肿瘤中的血管可能有3种来源：种来源：血管
7、生成血管生成:以两种方式发生以两种方式发生,一是肿瘤细胞团先处于无血一是肿瘤细胞团先处于无血管期生长，后因缺氧而产生大量血管生成因子，从而诱导血管期生长，后因缺氧而产生大量血管生成因子，从而诱导血管生成；另一种是瘤细胞先依赖宿主组织已存在的血管生长，管生成；另一种是瘤细胞先依赖宿主组织已存在的血管生长，继而出现瘤内血管消退，然后再因缺氧诱导血管生成因子作继而出现瘤内血管消退，然后再因缺氧诱导血管生成因子作用而发生血管生成用而发生血管生成 血管套叠性生长血管套叠性生长现在学习的是第9页，共62页内皮祖细胞内皮祖细胞3肿瘤血管生成的过程肿瘤血管生成的过程 瘤细胞和巨噬细胞瘤细胞和巨噬细胞血管生成因
8、子血管生成因子(VEGF等等)小血管毛细血管伸展小血管毛细血管伸展内皮细胞迁移形成毛细血管芽内皮细胞迁移形成毛细血管芽新生毛细血管形成并连通新生毛细血管形成并连通现在学习的是第10页，共62页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肿瘤微血管不仅在形态上不同于正常血管，而且在生肿瘤微血管不仅在形态上不同于正常血管，而且在生物学功能上也有其特殊性。物学功能上也有其特殊性。一肿瘤微血管形态表现一肿瘤微血管形态表现肿瘤组织内新生的微血管一般遍布整个肿瘤组织，肿瘤组织内新生的微血管一般遍布整个肿瘤组织，但分布上并不均一。血管生成最活跃、微血管密度但分布上并不均一。血管生成最活跃
9、、微血管密度最高的区域被称为所谓最高的区域被称为所谓“血管热点区血管热点区”(hotspots)，这也是进行肿瘤微血管密度测定的选择区域。，这也是进行肿瘤微血管密度测定的选择区域。很多肿瘤的微血管新生主要分布在肿瘤生长活跃很多肿瘤的微血管新生主要分布在肿瘤生长活跃的边缘。的边缘。现在学习的是第11页，共62页肿瘤的新生血管分布上常常无规律，分支紊乱，管肿瘤的新生血管分布上常常无规律，分支紊乱，管腔不规则，可表现为狭窄、扩张或扭曲。新生血管腔不规则，可表现为狭窄、扩张或扭曲。新生血管呈血窦状、条索状，管壁薄，甚至仅有一层内皮细呈血窦状、条索状，管壁薄，甚至仅有一层内皮细胞；或管壁很厚，但结构上仍
10、然不完善。内皮细胞胞；或管壁很厚，但结构上仍然不完善。内皮细胞般比较幼稚，细胞间常有裂隙，且缺乏基底膜，般比较幼稚，细胞间常有裂隙，且缺乏基底膜，有时血管外的肿瘤细胞可直接与血管管腔相连。有时血管外的肿瘤细胞可直接与血管管腔相连。肿瘤血管的结构缺陷是这些血管具有高通透性的结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，也是肿瘤转移途径之一。构基础，也是肿瘤转移途径之一。现在学习的是第12页，共62页不同类型肿瘤间质的血管没有本质区别，但在形不同类型肿瘤间质的血管没有本质区别，但在形态和数量上却有不同。态和数量上却有不同。生长活跃的恶性肿瘤常富于血管如内分泌肿瘤生长活跃的恶性肿瘤常富于血管
11、如内分泌肿瘤肾癌、骨肉瘤、绒毛膜癌、破骨细胞瘤、胶质肾癌、骨肉瘤、绒毛膜癌、破骨细胞瘤、胶质母细胞瘤和肝细胞癌等，而硬癌、软骨瘤和软骨母细胞瘤和肝细胞癌等，而硬癌、软骨瘤和软骨肉瘤中血管甚少。肉瘤中血管甚少。不同肿瘤血管的形态又有一定的差异，如胶质母不同肿瘤血管的形态又有一定的差异，如胶质母细胞瘤中新生血管不仅丰富，而且内皮细胞呈不细胞瘤中新生血管不仅丰富，而且内皮细胞呈不同程度的增生、肥大；绒毛膜癌、肝细胞癌等血同程度的增生、肥大；绒毛膜癌、肝细胞癌等血管呈壁薄、明显扩张的血窦。管呈壁薄、明显扩张的血窦。现在学习的是第13页，共62页以恶性胶质瘤为例，肿瘤组织内新生血以恶性胶质瘤为例，肿瘤组
12、织内新生血管的主要表现形式有管的主要表现形式有:梭形内皮细胞呈索状排列，枝状分布，有或无明梭形内皮细胞呈索状排列，枝状分布，有或无明显的血管腔，呈原始、幼稚的微血管显的血管腔，呈原始、幼稚的微血管内皮细胞增生、肥大，管腔狭小，呈现厚壁血内皮细胞增生、肥大，管腔狭小，呈现厚壁血管管内皮细胞增生，形成球形血管壁内血管呈现内皮细胞增生，形成球形血管壁内血管呈现“肾小球样结构肾小球样结构”；管腔大、管壁较薄的相对较大的微血管，并形成管腔大、管壁较薄的相对较大的微血管，并形成血管心假菊形团结构；血管心假菊形团结构；大量管壁退变和钙化的新生血管；大量管壁退变和钙化的新生血管；现在学习的是第14页，共62页
13、增生血管丛呈蛇形密集排列，形成肿瘤与瘤周增生血管丛呈蛇形密集排列，形成肿瘤与瘤周组织间的血管屏障；组织间的血管屏障；血管内皮区域性极度增生，呈片状的梭形细胞，血管内皮区域性极度增生，呈片状的梭形细胞，构成构成“假肉瘤化假肉瘤化”。二、肿瘤微血管的生物学特性二、肿瘤微血管的生物学特性低反应性低反应性高通透性高通透性低供氧能力低供氧能力 现在学习的是第15页，共62页最近，最近，VogelsteinB和和KinzlerKW采用基因表达的采用基因表达的系列分析系列分析(serialanalysisofgeneexpressionSAGE)方法，比较研究了结直肠癌和正常肠黏膜方法，比较研究了结直肠癌和
14、正常肠黏膜血管内皮细胞的基因表达差异。结果发现二者血管内皮细胞的基因表达差异。结果发现二者基因表达存在差异。他们得到了基因表达存在差异。他们得到了79种差异表达的种差异表达的转录子，其中转录子，其中TEM8仅表达于肿瘤内皮而不表达于黄仅表达于肿瘤内皮而不表达于黄体形成中的内皮细胞，提示肿瘤血管生成和生理状态体形成中的内皮细胞，提示肿瘤血管生成和生理状态下的血管生成有明显不同。这一发现为血管生成的基下的血管生成有明显不同。这一发现为血管生成的基础和临床研究提供了重要资料，也引起了血管生成和础和临床研究提供了重要资料，也引起了血管生成和肿瘤治疗研究者的重视。肿瘤治疗研究者的重视。现在学习的是第16
15、页，共62页第三节第三节肿瘤血管生成的调控机制肿瘤血管生成的调控机制肿瘤血管生成受多种血管生成因子肿瘤血管生成受多种血管生成因子(angiogenicfactors)和血管生成抑制物和血管生成抑制物(angiogenesisinhibitors)的调控。肿瘤细胞、的调控。肿瘤细胞、内皮细胞和巨噬细胞受缺氧刺激等使局部微环境内皮细胞和巨噬细胞受缺氧刺激等使局部微环境发生变化的因素作用而合成和释放大量血管生成发生变化的因素作用而合成和释放大量血管生成因子从不同环节促进血管生成。组织中同时也存因子从不同环节促进血管生成。组织中同时也存在内源性血管生成抑制因子，对血管生成起抑制在内源性血管生成抑制因子
16、，对血管生成起抑制作用作用。现在学习的是第17页，共62页一、血管生成因子一、血管生成因子血管生成的始动需要血管生成因子。一系列血管生血管生成的始动需要血管生成因子。一系列血管生成因子、细胞因子、细胞外基质和黏附分子及其抑成因子、细胞因子、细胞外基质和黏附分子及其抑制物，以及代谢性和机械性因子均参与了血管生成制物，以及代谢性和机械性因子均参与了血管生成过程。过程。已知的血管生成因子有数十种，其中已知的血管生成因子有数十种，其中VEGF和和Ang家族是已知的、特异性作用于内皮细胞的生家族是已知的、特异性作用于内皮细胞的生长因子，在血管生成中作用可能也是最为重要的。长因子，在血管生成中作用可能也是
17、最为重要的。现在学习的是第18页，共62页(一一)VEGF及其受体家族及其受体家族1VEGF家族及其爱体家族及其爱体VEGF又称血管通透性因子又称血管通透性因子(vascularpermeabilityfactor,VPF)，为分子量，为分子量3445kD的同源二聚体糖蛋白，属于碱性蛋白。的同源二聚体糖蛋白，属于碱性蛋白。VEGF基因通过转录水平的剪切，可产生基因通过转录水平的剪切，可产生5种变异体，即种变异体，即VEGF206、VEGFl89、VEGFl65、VEGFl45和和VEGFl21，分别由，分别由206、189、165、145和和121个氨基个氨基酸组成。酸组成。现在学习的是第19
18、页，共62页其中以其中以VEGF165最具特征性，其次是最具特征性，其次是VEGF121二者二者均为可溶性分泌蛋白，扩散力强，易于到达靶细胞。均为可溶性分泌蛋白，扩散力强，易于到达靶细胞。近年又发现其他一些与近年又发现其他一些与VEGF功能相似、结构上有功能相似、结构上有一定同源性的多肽因子，包括胎盘生长因子一定同源性的多肽因子，包括胎盘生长因子(placentorgrowthfactor，PIGF)，VEGF-B(VEGF相关因子，相关因子，VEGF-relatedfactor，VRF)，VEGF-C(VEGF相关蛋白，相关蛋白，VEGF-relatedprotein，VRP)，以及，以及V
19、EGF-DFIGF和和VEGF-E等等成员，它们共同构成成员，它们共同构成VEGF家族家族 现在学习的是第20页，共62页VEGF受体包括受体包括VEGFR-1(Flt-1)、VEGFR-2(Flk-1KDR)和和VEGFR-3(Flt-4)2VEGF及其受体的作用及其受体的作用:早期血管的形成需要早期血管的形成需要VEGF的调节，它们与内皮细胞上的调节，它们与内皮细胞上相应的酪氨酸激酶受体结合，引起内皮细胞分裂和分化，相应的酪氨酸激酶受体结合，引起内皮细胞分裂和分化，并形成管腔样结构。并形成管腔样结构。在胚胎发育过程中，在胚胎发育过程中，VEGF(主要是主要是VEGF-A)通过其受通过其受体
20、体VEGFR-1(Flt-1)和和VEGFR-2(Flk-1KDR)促进内皮促进内皮分化、增殖、迁移和原始血管形成分化、增殖、迁移和原始血管形成.现在学习的是第21页，共62页由新形成的内皮组装成管腔样结构需要由新形成的内皮组装成管腔样结构需要VEGFR-1的表达的表达和激活，而和激活，而VEGFR-3的表达与内皮细胞形成静脉或淋的表达与内皮细胞形成静脉或淋巴管有关。巴管有关。VEGF不仅是内皮细胞特异的强效有丝分裂原，而且能不仅是内皮细胞特异的强效有丝分裂原，而且能促进内皮细胞产生并调节纤溶酶原激活物及其抑制因子；促进内皮细胞产生并调节纤溶酶原激活物及其抑制因子；增加血管通透性等特性，在血管
21、生成中发挥重要作用。增加血管通透性等特性，在血管生成中发挥重要作用。VEGF在几乎所有的人体肿瘤和肿瘤细胞株中皆有过在几乎所有的人体肿瘤和肿瘤细胞株中皆有过表达。表达。VEGF及其受体在肿瘤中的表达常与肿瘤分化及其受体在肿瘤中的表达常与肿瘤分化程度密切相关程度密切相关。现在学习的是第22页，共62页大多数实体瘤大多数实体瘤VEGF基因均有过表达，基因均有过表达，VEGF165VEGF121两种两种VEGF最常见最常见。在在VEGF家族中，家族中，VEGF-C和和VEG-D既可诱导血管生既可诱导血管生成，又可诱导淋巴管生成。已有研究报道，人体多种成，又可诱导淋巴管生成。已有研究报道，人体多种肿瘤
22、细胞高表达肿瘤细胞高表达VEGF-C。体内转基因实验也证实，肿瘤细胞体内转基因实验也证实，肿瘤细胞VEGF-C的高表达的高表达能选择性地诱导肿瘤组织淋巴管生成。能选择性地诱导肿瘤组织淋巴管生成。肿瘤组织中的肿瘤组织中的VEGF-C和和VEGF-D还来源于浸润的巨还来源于浸润的巨噬细胞。噬细胞。现在学习的是第23页，共62页缺氧是包括胶质瘤细胞在内的许多细胞系产生缺氧是包括胶质瘤细胞在内的许多细胞系产生VEGF的的一个强烈的诱导因子一个强烈的诱导因子 离体条件下，葡萄糖缺乏亦是离体条件下，葡萄糖缺乏亦是VEGF表达的诱因。表达的诱因。VEGF在肿瘤坏死灶周边常呈强表达。在肿瘤坏死灶周边常呈强表达
23、。肿瘤中诱生型一氧化氮合酶肿瘤中诱生型一氧化氮合酶(iNOS)表达水平常与表达水平常与VEGF呈正相关，呈正相关，NO与与VEGF之间具有相互调节作用。之间具有相互调节作用。多种癌基因的激活通过上调多种癌基因的激活通过上调VEGF表达而诱导血管生表达而诱导血管生成，失活的抑癌基因成，失活的抑癌基因(如突变型如突变型p53基因基因)也参与了也参与了VEGF介导的血管生成过程。介导的血管生成过程。现在学习的是第24页，共62页(二二)FGF家族及其受体家族及其受体1FGF家族家族目前研究最为深入的是碱性戒纤维细胞生目前研究最为深入的是碱性戒纤维细胞生长因子长因子(bFGF)和酸性成纤维细胞生长因子
24、和酸性成纤维细胞生长因子(aFGF)。bFGF和和aFGF在结构上是相关的，二者之间有在结构上是相关的，二者之间有53的序的序列同源。列同源。2FGF的分布和生物学作用的分布和生物学作用bFGF是体内分布广泛是体内分布广泛的生长因子之一，可在不同肿瘤中表达，包括膀胱癌、的生长因子之一，可在不同肿瘤中表达，包括膀胱癌、神经胶质瘤、肝癌、胃肠癌、乳腺癌、肾细胞癌和甲状神经胶质瘤、肝癌、胃肠癌、乳腺癌、肾细胞癌和甲状腺癌等许多培养的细胞系都可以合成它腺癌等许多培养的细胞系都可以合成它。现在学习的是第25页，共62页其功能具有多样性，可促进内皮细胞的有丝分裂、趋化其功能具有多样性，可促进内皮细胞的有丝
25、分裂、趋化性和迁移，刺激内皮细胞产生胶原酶降解基底膜，诱导性和迁移，刺激内皮细胞产生胶原酶降解基底膜，诱导来源于中胚层和神经外胚层细胞的增殖和分化。来源于中胚层和神经外胚层细胞的增殖和分化。bFGF也表现出亲神经性行为，促进神经元的存活和分化。也表现出亲神经性行为，促进神经元的存活和分化。bFGF和和aFGF均与肝素有很强的亲和力，研究表明均与肝素有很强的亲和力，研究表明这种高亲和力对于这种高亲和力对于FGF与细胞表达的受体结合是非与细胞表达的受体结合是非常重要的常重要的。现在学习的是第26页，共62页3FGF受体受体bFGF的生物学作用是通过与其特异的生物学作用是通过与其特异性的细胞表面受体
26、性的细胞表面受体FGF受体受体(FGFreceptors，FGFR)结合而介导实现的。已经识别结合而介导实现的。已经识别4种种FGFR，包括，包括FGFR-1(flg)、FGFR-2(bek)、FGFR-3和和FGFR-4。FGFR-1在在bFGFFGFR系统中的作用最大。正常脑系统中的作用最大。正常脑神经元和胶质细胞中神经元和胶质细胞中FGFR-1的表达呈现明显的异质的表达呈现明显的异质性，即组织中有些细胞呈现性，即组织中有些细胞呈现FGFR-1阳性，有些则显阳性，有些则显示阴性；血管内皮细胞亦是如此示阴性；血管内皮细胞亦是如此。现在学习的是第27页，共62页(三三)AngiotropinA
27、ngiOtropin是一个含铜离子的是一个含铜离子的45kD核酸与多核酸与多肽的聚合物。将肽的聚合物。将angiotropin加入到已汇合的毛细血管加入到已汇合的毛细血管内皮细胞培养基中，它以剂量依赖方式刺激内皮迁移并内皮细胞培养基中，它以剂量依赖方式刺激内皮迁移并快速排列成管样结构，这种效应对内皮细胞是特异的。快速排列成管样结构，这种效应对内皮细胞是特异的。由于它是巨噬细胞产生的化学调节剂，所以它可能启动由于它是巨噬细胞产生的化学调节剂，所以它可能启动炎症和伤口愈合中的血管生成过程。炎症和伤口愈合中的血管生成过程。现在学习的是第28页，共62页（四）血小板源内皮细胞生长因子四）血小板源内皮细
28、胞生长因子(PD-ECGF)PD-ECGF是一个酸性是一个酸性45kD单链多肽。单链多肽。它是内皮细胞特异的有丝分裂素，能刺激人和猪的它是内皮细胞特异的有丝分裂素，能刺激人和猪的内皮细胞增生。用内皮细胞增生。用PD-ECGF转染肿瘤细胞，其裸鼠移转染肿瘤细胞，其裸鼠移植瘤血管密度明显增加。植瘤血管密度明显增加。(五五)其他血管生成因子其他血管生成因子Ang和和Tie受体家族受体家族 EGFTGF粒细胞集落刺激因子粒细胞集落刺激因子粒细胞巨噬细胞集落刺激因子粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(G-CSFGMCSF)现在学习的是第29页，共62页(七七)降解基底膜的相关物质降解基底膜的相关物质血管基底膜的
29、降解是血管生成过程中的重要事件，只血管基底膜的降解是血管生成过程中的重要事件，只有基底膜降解之后，内皮细胞才能迁移入周围组织并形有基底膜降解之后，内皮细胞才能迁移入周围组织并形成血管芽成血管芽。基底膜的降解是一复杂过程，涉及一系列酶的作用，基底膜的降解是一复杂过程，涉及一系列酶的作用，这些酶包括基质金属蛋白溶酶、尿激酶型纤维蛋白溶这些酶包括基质金属蛋白溶酶、尿激酶型纤维蛋白溶酶原激活因子酶原激活因子(urokinase-typeplasminogen,u-PA)；丝氨酸蛋白酶；丝氨酸蛋白酶(serineproteases)、细胞外蛋白、细胞外蛋白体体(proteasome)、糖苷酶、糖苷酶(e
30、ndoglycosidases)、组织、组织蛋白酶蛋白酶(cathepsins)和多形核白细胞丝氨酸蛋白酶和多形核白细胞丝氨酸蛋白酶(serineproteinase)。现在学习的是第30页，共62页u-PA的作用涉及肿瘤的血管生成与侵袭过程。的作用涉及肿瘤的血管生成与侵袭过程。U-PA使纤使纤维蛋白溶酶原转为纤维蛋白溶酶维蛋白溶酶原转为纤维蛋白溶酶,后者能降解基质蛋白并后者能降解基质蛋白并激和几种基质金属蛋白酶激和几种基质金属蛋白酶。(八八)细胞外基质和基质黏附受体细胞外基质和基质黏附受体在血管生成型中不但需要细胞因子与相应受体的结在血管生成型中不但需要细胞因子与相应受体的结合，细胞外基质合
31、，细胞外基质(extraceIlularmatrix,ECM)也起着也起着重要作用。重要作用。内皮细胞独自在接受生长因子的刺激时只表现增生，而内皮细胞独自在接受生长因子的刺激时只表现增生，而在有细胞外基质的条件下，内皮细胞才能形成管腔样结在有细胞外基质的条件下，内皮细胞才能形成管腔样结构。构。现在学习的是第31页，共62页二、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缺氧是肿瘤和非肿瘤性疾病血管生成的重要刺激因素。缺氧是肿瘤和非肿瘤性疾病血管生成的重要刺激因素。缺氧诱导的相关转录因子包括缺氧诱导因子缺氧诱导的相关转录因子包括缺氧诱导因子-1、-2(hypoxiainducingfac
32、tor-l，-2，HIF-1HIF-2)和和NF-B,其中以其中以HIF-l在血管生成中的作用最为重要。在血管生成中的作用最为重要。在肿瘤组织中，缺氧一方面可导致瘤细胞死亡，另一在肿瘤组织中，缺氧一方面可导致瘤细胞死亡，另一方面也刺激残留瘤细胞上调血管生成因子的表达。方面也刺激残留瘤细胞上调血管生成因子的表达。现在学习的是第32页，共62页第四节第四节血管生成的有关检测方法血管生成的有关检测方法一一.肿瘤血管生成的体内研究动物模型肿瘤血管生成的体内研究动物模型肿瘤血管生成体内研究的生物试验模型主要有动物肿瘤血管生成体内研究的生物试验模型主要有动物(大鼠，大鼠，兔等兔等)眼角膜囊眼角膜囊(眼前房
33、眼前房)、地鼠颊囊、裸鼠外耳皮下和鸡胚绒、地鼠颊囊、裸鼠外耳皮下和鸡胚绒毛尿囊膜毛尿囊膜(CAM)等四种动物模型。国内学者对这四种模型均有研等四种动物模型。国内学者对这四种模型均有研究。有研究认为究。有研究认为CAM是研究血管生成较好的实验模型，其方法是研究血管生成较好的实验模型，其方法简便二成本低，仪器设备条件要求不高，易于操作，便于推广；简便二成本低，仪器设备条件要求不高，易于操作，便于推广；并可用于进行大样本研究，或用于影响血管生成的因素或药物并可用于进行大样本研究，或用于影响血管生成的因素或药物的筛选和评价。因此，特将的筛选和评价。因此，特将CAM试验方法作简单介绍：试验方法作简单介绍
34、：现在学习的是第33页，共62页鸡胚绒毛尿囊膜鸡胚绒毛尿囊膜(CAM)实验实验:(1)鸡胚准备和接种组织：选择北京白鸡种蛋，洗净，用鸡胚准备和接种组织：选择北京白鸡种蛋，洗净，用l：1000苯苯扎溴铵扎溴铵(新洁尔灭新洁尔灭)液浸泡液浸泡3分钟，置分钟，置378土土05培养箱中孵育。培养箱中孵育。鸡胚发育第鸡胚发育第7天，蛋壳消毒后，标记制作天，蛋壳消毒后，标记制作2cmX3cm左右观察窗。左右观察窗。接种组织视研究目的而定，一定要在接种当日取材，充分清接种组织视研究目的而定，一定要在接种当日取材，充分清洗除去血污和粘液，再剪成洗除去血污和粘液，再剪成12mm组织小块。组织小块。(2)组织接种
35、：在制备鸡胚观察窗的次日，即鸡胚发育第组织接种：在制备鸡胚观察窗的次日，即鸡胚发育第8天进行组织接天进行组织接种。每个鸡胚可接种种。每个鸡胚可接种57个组织小块于接种部位个组织小块于接种部位CAM表面，再表面，再用透明胶纸封好，继续孵育。用透明胶纸封好，继续孵育。现在学习的是第34页，共62页(3)接种组织的收获与观察：接种组织的收获与观察：组织接种后每组织接种后每12小时观察一次，小时观察一次，到组织接种第到组织接种第11天天(鸡胚发育第鸡胚发育第18天天)收获接种组织，取出鸡胚，收获接种组织，取出鸡胚，置接种组织连同周围的置接种组织连同周围的CAM于解剖显微镜下观察，并用于解剖显微镜下观察
36、，并用10甲醛甲醛固定保存，部分组织可作石蜡切片，用作血管生成研究的免疫组固定保存，部分组织可作石蜡切片，用作血管生成研究的免疫组化染色等。化染色等。(4)CAM的血管生成表现：组织接种的血管生成表现：组织接种24小时后，小时后，CAM血管开始向血管开始向接种组织生长，随培养时间的延长，血管数目及直径均明显增加；接种组织生长，随培养时间的延长，血管数目及直径均明显增加；第第2天，新细小血管直接趋向组织；天，新细小血管直接趋向组织；现在学习的是第35页，共62页第第3天，新生血管形成以接种组织为中心，天，新生血管形成以接种组织为中心，1020条放射状血条放射状血管网；尔后，管网；尔后，CAM血管
37、继续明显增加。非接种部位与接种部位比血管继续明显增加。非接种部位与接种部位比较，较，CAM血管数目少，大血管与小血管呈脉样均匀分布；而接种部血管数目少，大血管与小血管呈脉样均匀分布；而接种部位的位的CAM血管在接种组织周围弥散样增加，以组织为中心向血管在接种组织周围弥散样增加，以组织为中心向周围呈放射状分布，在首周围呈放射状分布，在首先与组织发生联系的区域先与组织发生联系的区域CAM血管血管更多。第更多。第4天，可见天，可见新生细小新生细小CAM血管生长形成中、粗血管，血管生长形成中、粗血管，并在中、粗血管继续分支出细小血管，形成新的血管网。并在中、粗血管继续分支出细小血管，形成新的血管网。C
38、AM血管管腔结构清晰，可区别动、静脉。血管管腔结构清晰，可区别动、静脉。现在学习的是第36页，共62页(5)CAM血管生成实验模型的用途：血管生成实验模型的用途：CAM血管生成模型用于血管生成血管生成模型用于血管生成的研究，可取得两方面结果：的研究，可取得两方面结果：检测评价接种物刺激检测评价接种物刺激CAM血管血管增生的血管生成作用，用于分析研究血管生成促进因子、增生的血管生成作用，用于分析研究血管生成促进因子、抑制因子的活性和作用的检测，如肿瘤血管生成的研究等；抑制因子的活性和作用的检测，如肿瘤血管生成的研究等；对接种物，如肿瘤组织、自身的血管生成进行研究，用对接种物，如肿瘤组织、自身的血
39、管生成进行研究，用于分析不同组织的血管生成活性和作用，如肿瘤组织有引于分析不同组织的血管生成活性和作用，如肿瘤组织有引发新生血管生成的作用发新生血管生成的作用.现在学习的是第37页，共62页对照对照抗血管生成药物作用以后抗血管生成药物作用以后现在学习的是第38页，共62页尽管血管生成的体内动物模型研究更为接近人体的生理状态，使研究尽管血管生成的体内动物模型研究更为接近人体的生理状态，使研究结果更为可靠，但结果更为可靠，但Kathryn等认为仍有一些不足之处，如操作繁等认为仍有一些不足之处，如操作繁琐，耗时过长；另外，在该类模型中，血管生成物必须植入眼琐，耗时过长；另外，在该类模型中，血管生成物
40、必须植入眼角膜囊、颊囊、或绒毛尿膜囊使之诱导血管生成，难免产生人角膜囊、颊囊、或绒毛尿膜囊使之诱导血管生成，难免产生人为因素诱导的血管生成；血管生成促进因子、抑制因子等需要为因素诱导的血管生成；血管生成促进因子、抑制因子等需要从多聚载体中释放出来；操作方法和测定其结果的技术较为复从多聚载体中释放出来；操作方法和测定其结果的技术较为复杂。由于这些不利之处，最近，杂。由于这些不利之处，最近，Kathryn等又建立了一种新的血等又建立了一种新的血管生成模型管生成模型:二二.人胎盘血管培养实验人胎盘血管培养实验(体外体外)Kathryn等认为不但既往的体内血管生成实验研究模型有上述不等认为不但既往的体
41、内血管生成实验研究模型有上述不足之处，而体外的血管生成实验研究也主要是内皮细胞的长期培足之处，而体外的血管生成实验研究也主要是内皮细胞的长期培养，将内皮细胞置于细胞外基质环境，或者暴露于各种血管生成养，将内皮细胞置于细胞外基质环境，或者暴露于各种血管生成刺激因子，使之诱导其血管形成。刺激因子，使之诱导其血管形成。现在学习的是第39页，共62页该类体外实验研究，有很多人为因素影响，不能代表体内生理反该类体外实验研究，有很多人为因素影响，不能代表体内生理反应，因为内皮细胞在生长因子存在的条件下培养了很长一段时间，应，因为内皮细胞在生长因子存在的条件下培养了很长一段时间，已被激活。因此，有必要建立一
42、类与体内生理反应有关的血管生已被激活。因此，有必要建立一类与体内生理反应有关的血管生成实验方法，尤其是与人类血管生成有关的血管生成实验。成实验方法，尤其是与人类血管生成有关的血管生成实验。于是，于是，Kathryn等建立了一种新的人血管生成模型。从自愿选择剖等建立了一种新的人血管生成模型。从自愿选择剖腹产手术腹产手术24小时之内的人胎盘顶端表面截取约长小时之内的人胎盘顶端表面截取约长25cm，直径，直径为为l2mm的表浅血管，洗去血污，浸入的表浅血管，洗去血污，浸入Hank平衡盐溶液中。平衡盐溶液中。现在学习的是第40页，共62页培养在培养在48孔培养板中进行，可在孔中分别加入各种血管孔培养板
43、中进行，可在孔中分别加入各种血管生成因子，再加生成因子，再加l99培养基，将血管片段在凝固前迅速加培养基，将血管片段在凝固前迅速加入培养孔中央，理想的是使血管片段悬浮于培养胶中。入培养孔中央，理想的是使血管片段悬浮于培养胶中。然后将培养板置然后将培养板置37保湿孵育培养保湿孵育培养1421天，每周换培天，每周换培养基养基2次。用减数成相系统计；算原来血管条生成的血次。用减数成相系统计；算原来血管条生成的血管索数量，每隔一天计数新生长形成的微血管条数，由管索数量，每隔一天计数新生长形成的微血管条数，由此描绘微血管生长曲线。此描绘微血管生长曲线。现在学习的是第41页，共62页用免疫组化、流式细胞仪
44、、电镜等分别检测了用免疫组化、流式细胞仪、电镜等分别检测了CD34，Weibel-Palade小体标志物等，小体标志物等，证实新生血管中含证实新生血管中含有内皮细胞。该实验模型不有内皮细胞。该实验模型不需要加外源性生长因需要加外源性生长因子，并用该模型检测研子，并用该模型检测研究了究了aFGF、bFGF，三，三种种VEGF异构体及其受异构体及其受体在原代血管生长及子体在原代血管生长及子代新生血管形成中的作用。结果表明该模型是筛代新生血管形成中的作用。结果表明该模型是筛选人类血管生成潜在选人类血管生成潜在激活增强因子和抑制因子激活增强因子和抑制因子行之有效的体外实验行之有效的体外实验模型。模型。
45、现在学习的是第42页，共62页三三.肿瘤微血管密度计数肿瘤微血管密度计数(MVD)用用F因子单克隆抗体在组织切片上进行免疫组织化学染色因子单克隆抗体在组织切片上进行免疫组织化学染色,血管血管内皮细胞呈棕黄色内皮细胞呈棕黄色。MVD计数按计数按Weidner等的方法并加以改动，先在低倍视野内找到等的方法并加以改动，先在低倍视野内找到MVD最高的区域，然后在高倍视野内计数微血管的数目。分辨最高的区域，然后在高倍视野内计数微血管的数目。分辨不清或染色模糊的细胞不计入结果，单个的棕黄色内皮细胞或不清或染色模糊的细胞不计入结果，单个的棕黄色内皮细胞或细胞簇作一个血管计数，但肌层较厚及血管腔面积细胞簇作一
46、个血管计数，但肌层较厚及血管腔面积8个红细胞个红细胞直径的血管不计数。计直径的血管不计数。计5个视野的个视野的IMVD，取其平均值作为，取其平均值作为IMVD。现在学习的是第43页，共62页四四.肿瘤血管生成调控因子的检测肿瘤血管生成调控因子的检测以以VEGF为例为例,根据实验条件和需要可以从蛋白质水平根据实验条件和需要可以从蛋白质水平或核酸水平进行检测或核酸水平进行检测:(一一)免疫组织化学检测免疫组织化学检测用用VEGF单克隆抗体在组织切片或细胞爬片上进行单克隆抗体在组织切片或细胞爬片上进行免疫组织化学染色免疫组织化学染色,肿瘤细胞胞浆呈棕黄色肿瘤细胞胞浆呈棕黄色。现在学习的是第44页，共
47、62页培养的子宫内膜癌细胞培养的子宫内膜癌细胞培养的子宫内膜癌细胞培养的子宫内膜癌细胞 VEGFVEGF阳性表达阳性表达阳性表达阳性表达现在学习的是第45页，共62页培养的脑星形细胞瘤细胞培养的脑星形细胞瘤细胞VEGF阳性表达阳性表达现在学习的是第46页，共62页培养的脑星形细胞瘤细胞培养的脑星形细胞瘤细胞VEGF阳性表达阳性表达现在学习的是第47页，共62页(二二)Westernblot基本原理基本原理:免疫印迹又称免疫印迹又称Western印迹印迹(Westernblot)，与，与DNA的的Southern印迹技术相对应，两种技术均把电泳分离的组分从凝印迹技术相对应，两种技术均把电泳分离的
48、组分从凝胶转移至一种固相载体胶转移至一种固相载体(通常为通常为NC膜膜)，然后用探针检测特异，然后用探针检测特异性组分。不同的是，性组分。不同的是，Westernblot所检测的是抗原类蛋白质成分，所检测的是抗原类蛋白质成分，所用的探针是抗体，它与附着于固相载体的靶蛋白所呈现的抗原表所用的探针是抗体，它与附着于固相载体的靶蛋白所呈现的抗原表位发生特异性反应。该技术结合了凝胶电泳分辨力高和固相免疫测位发生特异性反应。该技术结合了凝胶电泳分辨力高和固相免疫测定特异敏感等诸多优点，具有从复杂混合物中对特定抗原进行鉴别定特异敏感等诸多优点，具有从复杂混合物中对特定抗原进行鉴别和定量检测，以及从多克隆抗
49、体中检测出单克隆抗体的优越性。该和定量检测，以及从多克隆抗体中检测出单克隆抗体的优越性。该技术的灵敏度能达到标准的固相放射免疫分析的水平而无需对靶蛋技术的灵敏度能达到标准的固相放射免疫分析的水平而无需对靶蛋白进行放射性标记。白进行放射性标记。现在学习的是第48页，共62页Westernblot的过程分四阶段的过程分四阶段a.蛋白样品的制备及蛋白样品浓度测定蛋白样品的制备及蛋白样品浓度测定b.SDS-聚丙烯酸胺凝胶电泳（聚丙烯酸胺凝胶电泳（SDSPAGE）c.蛋白质的电转移蛋白质的电转移(转膜转膜)d.靶蛋白的免疫学检测靶蛋白的免疫学检测(杂交杂交)1.蛋白样品的制备及蛋白样品浓度测定蛋白样品的
50、制备及蛋白样品浓度测定A.样品的制备样品的制备组织的处理方法：组织的处理方法：组织洗涤后加入组织洗涤后加入3倍体积预冷的倍体积预冷的PBS，0研磨，加研磨，加入入5STOPbuffer，180W，6mins，0超声波破碎，超声波破碎，5000rpm，5mins离心，取上清。加入离心，取上清。加入-ME(9.5ml加入加入0.5ml)，溴酚蓝，溴酚蓝（9.5ml加入加入0.5ml）煮沸）煮沸10min，分装后于，分装后于-20保存，用时取出，保存，用时取出，直接溶解上样。直接溶解上样。现在学习的是第49页，共62页细胞的处理方法细胞的处理方法：离心收集细胞或者直接往细胞培养瓶内加入离心收集细胞或