国际神经病学神经外科学杂志  2015, Vol. 42 Issue (1): 48-52

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王帆, 陈春美
胶质瘤血管生成拟态调控因子的研究进展
国际神经病学神经外科学杂志, 2015, 42(1): 48-52
Disease Surveillance, 2015, 42(1): 48-52

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收稿日期：2014-08-06
修回日期：2015-02-10
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王帆, 陈春美. 胶质瘤血管生成拟态调控因子的研究进展[J]. 国际神经病学神经外科学杂志, 2015, 42(1): 48-52.
胶质瘤血管生成拟态调控因子的研究进展
王帆1,2, 胡伟鹏2,陈春美3    
1. 福建医科大学第二临床医学院, 泉州 362000;
2. 福建医科大学附属第二医院神经外科, 泉州 362000;
3. 福建医科大学附属协和医院神经外科, 福州 350009
收稿日期:2014-08-06; 修回日期: 2015-02-10
基金项目：1. 2013年福建省泉州市科技计划项目(编号Z【2013】0196);2. 2013福建省卫生系统中青年骨干人才培养项目(编号2013-ZQN-JC-24).
作者简介: 王帆(1988-),男,医学硕士,主要从事脑胶质瘤研究。
通讯作者：胡伟鹏(1968-),男,医学硕士,硕士生导师,主任医师,教授,主要从事脑胶质瘤及脑血管病的研究。
摘要：胶质瘤血管生成拟态目前为国内外研究的热点,胶质瘤血管生成拟态的发生与发展改变肿瘤微环境。胶质瘤血管生成拟态还参与肿瘤侵袭与患者的预后。本文章将阐释多种因子,如血管内皮生长因子、基质金属蛋白酶、钙粘素、组织因子通路途径抑制物、迁移诱导蛋白、缺氧诱导因子等对于血管生成拟态的影响机制及研究进展做一综述。
关键词： 血管生成拟态     星形细胞瘤     调控因子     肿瘤血管    

血管生成拟态(vasculogenic mimicry，VM)最早由Maniotis等[1]在人眼葡萄膜恶性黑色素瘤中发现，是一种无内皮细胞覆盖、肿瘤细胞相互连接形成的管腔结构。这一特殊结构参与到肿瘤微环境的构建，为肿瘤的发生与发展提供结构支持。Chen等[2]在裸鼠上种植胶质瘤细胞后成功的鉴定出血管生成拟态，与早期学者报道相同[3]：⑴ 肿瘤染色出现CD34阴性而PAS阳性管腔为血管生成拟态，而CD34、PAS双阳性的管腔为内皮血管，且两种管腔均出现红细胞，但无坏死，说明：①VM和内皮血管均可出现在胶质瘤的形成过程。②VM与内皮血管可能相互影响，共同参与胶质瘤微环境的稳定。有研究表明[4]当肿瘤迅速生长，肿瘤的营养供应将受到极大的改变，即大量非内皮细胞形成管状结构，为肿瘤供应血液。⑵western blot表明：有大量的因子表达明显增加，包括血管内皮生长因子、环氧化酶等，说明这些因子可能参与调控VM的形成。 Chiao等[5]研究表明胶质瘤中CD133+的肿瘤细胞更易形成VM；而另一篇报道[6]也提到VM管壁细胞具有与胶质瘤干细胞相同的表型。

VM形成的调控因子是目前研究的重点，但是具体的机制不是很明确。目前研究证实血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)、组织因子通路途径抑制物(Tissue factor pathway inhibitor，TFPI)等参与VM调节的过程。 1 血管内皮生长因子

血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是一类二聚体糖蛋白，一方面能刺激血管生成[7]，更重要的是在肿瘤血管生成的过程中，主要通过招募和刺激内皮细胞在肿瘤缺血局部快速增殖，为使肿瘤适应局部缺血的环境，内皮细胞通过与细胞外基质相互作用，参与肿瘤细胞可塑性调节，形成官腔结构，为局部组织提供生长所需的必须物质，最终利于肿瘤的侵润、转移等[8]。大量的研究表明[9]：VEGF在多种肿瘤VM形成过程中高表达，但在不同肿瘤VM形成所介导的信号通路不尽相同。前期的研究表明VEGF主要通过与其受体相结合而促进肿瘤血管的发生和发展，目前已发现VEGF受体有多个亚型，不同亚型的受体有信号通路的交叉。Yao等[10]证实：无论在胶质瘤模型还是原代胶质瘤培养，当VEGFR-2基因被干扰后，一方面使得类胶质瘤干细胞(Glioma Stem-like Cells，GSLCs)钙粘素表达下降、VM的形成减少；另一方面使得GSLCs自我更新和分化减慢，血管生成减弱，最终也影响到VM得形成[11]。此外，Spinella等[9]在黑色素瘤的研究中发现ET-1(内皮受体)能特异的与VEGF-c结合，通过一系列的信号转导，促进VEGFR-3,MAPK和AKT磷酸化，三种通过不同的路径最终显著促进肿瘤细胞迁移和血管拟态生成。 2 基质金属蛋白酶

基质金属蛋白酶[12](matrix metalloproteinase，MMP)是一类蛋白水解酶家族，主要通过水解细胞外基质(extracellular matrix，ECM)从而使肿瘤更加容易的迁移，进而促进胶质瘤的侵袭；研究发现参与肿瘤侵袭主要包括MMP-2、MMP-9和MT-MMP (membrane type-1- matrix metalloproteinase)等。目前的研究显示[13]在MMP家族参与多种肿瘤VM的过程，特别是恶性程度较高的肿瘤，但具体机制尚未明确。Chen的研究指出[14] MMP参与胆囊癌VM的形成过程可能是通过PI3K/MMPs/Ln-5γ2和 EphA2/FAK/Paxillin这两条信号通路，当下调这两条通路后，VM的数量相对于对照组而言具有统计学差异。另外Yu等[15]发现MMP-9在卵巢肿瘤的VM起始与分化、淋巴结转移、临床分期、预后等关系密切。为了探讨MMP家族在胶质瘤VM形成的机制,Ling等[16]发现了一些VM形成的过程中相关基因的变化,包括EphA2、钙粘蛋白、MMP-2,MMP-9、MT1-MMP和LAMC2，这些基因在胶质瘤VM形成后表达量增高，这些基因可能共同促进VM的形成；同时Ling通过RT-PCR 显示MT1-MMP受TGF-β表达的调控，且TGF-β诱导MT1-MMP表达与VM的形成存在剂量依赖的关系。 3 VE-钙黏素

钙粘素(cadherin)是一类依靠钙发挥功能的跨膜糖蛋白，主要包括神经-钙粘素(N-cadherin)、上皮-钙粘素(E-cadherin)和相关因子beta蛋白(b-catenin)，其功能主要参与肿瘤的转移与侵袭。肿瘤的侵袭与转移的发生主要是钙粘素被抑制后，细胞的粘附作用减弱，使得肿瘤细胞更易向远处扩散[17]。在乳腺癌的研究中发现[18]，过度表达的HER-2(人类表皮生长因子受体)可以通过上调钙粘素表达来诱导VM形成，当钙粘素表达增加使得细胞间连接更紧密，有利于形成管腔结构，促进肿瘤的发展，值得注意的是这种侵袭与传统的侵袭理论不同。Nissou等[19]证实在神经胶质瘤组织缺氧调节基因特征的研究中，钙粘素在血管形成的过程中需和细丝蛋白B共同参与内皮细胞的能动性调节，这一个特殊的结构由缺氧诱导，协调胶质母细胞瘤癌细胞迁移。理论认为钙粘素主要定位于内皮细胞，但是最近的研究发现钙粘素也可以定位于非内皮细胞[20]。而肿瘤的VM形成过程，我们认为其管腔内壁为非内皮结构，由肿瘤细胞构成，因此，钙粘素能定位于肿瘤细胞一方面当其表达下降，降低细胞粘附作用；另一方面表达升高又可促进VM的管腔形成。再者，有学者研究肝癌发现[21]：肿瘤细胞VM可塑性调节主要通过抑制和诱导钙粘素表达来调控VM体内、体外三维系统，当调节的平衡方向不同，最终导致肿瘤发生侵袭的机制不同。 4 组织因子通路途径抑制物(Tissue factor pathway inhibitor，TFPI)

TFPI是Kunitz类型丝氨酸蛋白酶抑制剂家族，在多种细胞(角质细胞、平滑肌细胞、内皮细胞等)中均具有表达能力，具有强烈的抑制丝氨酸蛋白酶的作用。TFPI在胶质瘤中主要参与肿瘤的抑制侵袭和促进凋亡的过程[22]。而TFPI-2为TFPI-1的同源异构体，主要是内皮细胞产生，可以调节内皮细胞的粘附、迁移和肿瘤细胞相互作用[23]。同时，TFPI-2可以抑制肿瘤血管的生成和细胞外基质的相关家族[24]，但是，TFPI-2是否参与胶质瘤的VM形成的研究尚未证明。Gessler等[25]通过敲除TFPI-2基因后，使得丝氨酸蛋白酶的抑制减弱，相反，MMP-1、MMP-2表达增加，而MMP-9表达不受影响，最终使得肿瘤的侵袭能力加强，当MMP-2表达增加，肿瘤的VM形成的数量必定增加。另外TFPI-1参与的主要是血管内抗凝过程，两者共同受到组织因子(tissue factor，TF)表达调控。当TFPI-1大量表达后，可以认为这是进一步辅助非内皮细胞的肿瘤细胞完成管道的功能。设想，当VM形成后，大量的血液进入VM，若管腔内没有抗凝作用，VM将不能发挥其功能效应。因此TFPI在VM形成的过程中可能起到关键的作用。 5 迁移诱导蛋白

迁移诱导蛋白(migration inducing gene-7 product，Mig-7)是一类小分子蛋白产物，由肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor，HGF)诱导，在正常组织中不表达，而在200多种肿瘤中表达[26]。Ho等[27]研究表明：肺癌中Mig-7可以通过COX-2/PGE2和AKT/GSK-3b诱导肿瘤的侵袭，且与肺癌的等级相关。Liao等[13]学者在研究胃癌中发现：Mig-7可以诱导MMP-2的活化，当Mig-7受诱导因素(HGF或者整合素)刺激，过度表达Mig-7，能特异性的促进层黏连蛋白5γ2 链(laminin 5 gamma 2 chain,Ln-5γ2)中的Ⅲ结构域变构激活，Ln-5γ2主要能活化MMP2和MT1-MMP(membrane type-1- matrix metalloproteinase,MT1-MMP)的复合体，使其复合体分离，而分离的MMP-2系活化状态，最终促进VM的形成。 6 缺氧诱导因子(hypoxia-inducible factor,HIF)

缺氧是肿瘤发展过速后一种常见表现形式，当缺氧后细胞会诱发一种特异性因子-缺氧诱导因子(HIF)，其能特异的与缺氧反应靶基因上反应元件结合，激活一系列缺氧反应性基因的表达，最终参与肿瘤的血管生成、浸润和转移。HIF是一类异性二聚转录因子，基本组成单位包括α亚单位(HIF-1α)和β亚单位(HIF-1β),调节表达大量的基因控制各种生理过程,如葡萄糖摄取、代谢、血管生成、细胞增殖及凋亡的红细胞生成[28]。早期的研究证明[29]HIF-1α诱导的多种转录基因像血小板内皮细胞粘附分子(Platelet Endothelial Cell Adhesion Molecule，PECAM) 钙粘素，VEGF和其他蛋白,刺激血管的形成，为肿瘤细胞提供营养物质输送。VM的形成还可以认为是肿瘤适应的一种方式，当缺氧后，通过HIF-1α-NRP-1这条通路或者Bcl-2依赖钙粘素过度表达来促进VM的形成[30]。在胶质瘤的VM形成过程中，上皮-钙粘素标记物(CDH5)受到HIF1a和HIF2a的调节，当肿瘤微环境的氧浓度下降时，缺氧诱导因子表达量增加，诱导CDH5多度表达，进而通过b-catenin、PI3K,VEGFR-2相互作用促进VM的形成[31]。 7 其他

Song等[32]学者的研究发现小分子核酸也参与VM的调节过程，MicroRNA-9主要通过调节细胞的增值、细胞凋亡、肿瘤的迁移和血管生成来促进胶质瘤的VM形成。小分子RNA能调节VM形成可能成为将来抗血管生成拟态的热门话题。 8 展望

血管生成拟态为目前肿瘤研究的热门话题，VM理论的研究是管道结构理论的一个分支。肿瘤侵袭的过程中，VM表现的很活跃，多种因子和信号通路参与其中的过程。就胶质瘤的研究而言，目前为止发现的调控因子及其相关的信号通路尚不足以揭示胶质瘤VM的演变过程。但是，很多的调控因子逐渐被认清，为今后抗VM提供药物靶点，最终抑制肿瘤的生长。

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