血管生成拟态及其在胶质瘤中的研究进展

《中国神经肿瘤杂志》２０１　１，９（２）：１３３—１３６　ｌ３３　．综述．　

血管生成拟态及其在胶质瘤中的研究进展　

王华民．杨学军　（天津医科大学总医院神经外科，天津３０００５２）　

【摘要】近几年来，人们先后在黑素瘤、胶质瘤等肿瘤中发现了血管生成拟态。血管生成拟态是肿瘤细胞自　身形成的．是肿瘤的微循环特殊形式　血管生成拟态的调节与基质金属蛋白酶、血管上皮钙黏素等的表达相关。　血管生成拟态预测低分化、高浸润和低生存率．是预后不良的标志。所以经典抗血管治疗联合抗血管生成拟态治　疗在抗肿瘤治疗中成为必要　关键词：血管生成：血管生成拟态：胶质瘤　中图分类号：Ｒ７３９．４１　文献标识码：Ａ　文章编号：１７２６—８１９２（２０１１）０２—０１３３—０４　

Ｔｈｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ａｄｖａｎｃｅ　ｏｎ　Ｖａｓｃｕｌｏｇｅｎｉｃ　Ｍｉｍｉｃｒｙ　ｉｎ　Ｇｌｉｏｍａ　

Ｈｕａ—ｍｉｎ　Ｗａｎｇ，Ｘｕｅ－ｊｕｎ　Ｙａｎｇ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆＮｅｕｒｏｓｕｒｇｅｒｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｈｏｓｐｉｔａｌ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３０００５２，　Ｒ．Ｃｈｉｎａ）　

【ＡＢＳＴＲＡＣＴ】Ｖａｓｃｕｌｏｇｅｎｉｃ　ｍｉｍｉｃｒｙ（ＶＭ）ｆｒｏｍ　ｔｕｍｏｒ　ｃｅｌｌｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｔｕｍｏｒ　ｍｉｃｒｏｖａｓｃｕｌａｔｕｒｅ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｒｅｃｅｎｔｌｙ　ｆｏｕｎｄ　ｉｎ　ａ　ｖａｒｉｅｔｙ　ｏｆ　ｔｕｍｏｒｓ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｈｕｍａｎ　ｍｅｌａｎｏｍａ　ａｎｄ　ｇｌｉｏｍａ．Ｔｈｅ　ｐａｔｈｏｇｅｎｉｃ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ａｒｅ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｔｏ　ｍａｍｘ　ｍｅｔａｌｌｏｐｒｏｔｅｉｎａｓｅ　ａｎｄ　ＶＥ—ｅａｄｈｅｒｉｎ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ．ＶＭ　ｉｓ　ａ　ｃｌｉｎｉｃａｌ　ｍａｒｋｅｒ　ｆｏｒ　ｐｏｏｒ　ｐｒｏｇｎｏｓｉｓ，ｗｈｉｃｈ　ｍａｙ　ｂｅ　ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ａ　ｌｏｗ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ，ｉｎｖａｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｈｏｒｔ　ｓｕｒｖｉｖａ１．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔ　ｉｓ　ｎｅｃｅｓｓａｒｙ　ｔｏ　ｃｏｍｂｉｎｅ　ｂｏｔｈ　ｃｌａｓｓｉｃ　ａｎｔｉ—ａｎｇｉｏｇｅｎｅｓｉｓ　ａｎｄ　ａｎｔｉ—ＶＭ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｎｔｉ・ｔｕｍｏｒ　ｔｈｅｒａｐｉｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ａｎｇｉｏｇｅｎｅｓｉｓ；Ｖａｓｃｕｌｏｇｅｎｉｃ　ｍｉｍｉｃｒｙ；Ｇｌｉｏｍａ　

肿瘤的生长和远隔病灶的形成有赖于血液供　应．经典的血管生成理论认为．当实体肿瘤长至１～　２ｍｍ３时．需诱导生成新的血管来获取血供．否则肿　瘤就会停止生长　随着对肿瘤生物学研究的不断深　入，最近又发现一种新的肿瘤微循环模式．它不依　赖机体血管内皮细胞的增生．与传统肿瘤血管生成　途径不同。肿瘤学家称之为血管生成拟态　（ｖａｓｃｕｌｏｇｅｎｉｃ　ｍｉｍｉｃｒｙ　ＶＭ　ｏ　ＶＭ是对传统肿瘤血管　生成理论的补充．其不仅解释了血管生成理论难以　收稿日期：２０１１－０６—１６　修回日期：２０１１－０６—２５　通讯作者：杨学军　Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ　ｔｏ：Ｘｕｅ—ｊｕｎ　Ｙａｎｇ　Ｔｅｌ：８６．．２２．．６４８１４４６９　Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｄｅｎｎｙ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｎ　解释的一些问题．也为抑制肿瘤血管治疗提供了新　的思路。现就ＶＭ近期研究及其在胶质瘤中的研究　进展予以综述　

１　ＶＭ概念的提出　１９９９年Ｍａｎｉｏｔｉｓ等【ｌ＿研究发现．人眼葡萄膜恶　性黑素瘤组织学上并没有丰富的血管．但是很少　有中心性坏死。可见到由细胞外基质形成的相互连　接成环的图案样网络　这些图案样管道与通常的血　管不一样：①管道被包埋在图案样基质内，而通常　的血管在组织切片上显示的是一簇簇管道．不是图　案状；②光镜、透射电镜和免疫组化均未发现管道　有内皮细胞衬覆，而通常的血管则存在内皮细胞：③　内皮特异标记的免疫组化『凝血因子ⅧｆＦⅧ）、荆豆　素（Ｕ１一ｅｘ）、ＣＤ３１、ＣＤ３４和ＫＤＲ等１呈阴性反应。而　１３４　王华民．等．血管生成拟态及其在胶质瘤中的研究进展　过碘酸希夫（ｐｅｒｉｏｄｉｃ　ａｃｉｄ－ｓｃｈｉｆｆ，ＰＡＳ）染色呈阳性：　④ｃＤＮＡ微阵列分析发现高度恶性黑素瘤细胞基　因表达发生逆转，表现出多能性、胚胎样基因表型。　Ｍａｎｉｏｔｉｓ等将这种由侵袭性人葡萄膜和转移性皮肤　黑素瘤产生的图案样、有传输血液功能的血管样管　道称为“ＶＭ”。随着研究的深入，人们在卵巢癌、乳　腺癌、前列腺癌、肺癌、胃癌、肝细胞癌和胶质瘤等　肿瘤中证实了ＶＭ的存在闭　２００５年．Ｙｕｅ等翻通过ＣＤ３４．ＰＡＳ双重染色技　术检测４５例星形细胞瘤（Ⅱ级１５例．Ⅲ级１５例，　Ⅳ级ｌ５例）中是否存在ＶＭ．结果在２例Ⅳ级星形　细胞瘤中发现了ＣＤ３４染色阴性、ＰＡＳ染色阳性的　ＶＭ　王浩等【４Ｊ也通过ＣＤ３４一ＰＡＳ双重染色技术在４　例胶质母细胞瘤瘤体区发现了符合ＶＭ标准的管　道结构．推测ＶＭ现象存在于一些恶性星形细胞瘤　中　２　ＶＭ的类型　２００４年Ｆｏｌｂｅｒｇ等ｆ５］在总结课题组三维培养结　果后明确提出了两种不同类型的ＶＭ．即管型ＶＭ　和矩阵样图案型ＶＭ　管型ＶＭ形态上与内皮细胞　衬覆的血管易相混淆．但肿瘤细胞围成的管道未发　现内皮细胞：矩阵样图案型ＶＭ的形态或解剖均不　像血管，由富含基质蛋白如纤维连接蛋白、层黏连　蛋白、硫酸乙酰肝素蛋白聚糖和Ⅳ、Ⅵ型胶原的细　胞外基质鞘形成环．包绕着多少不等的细胞群。细　胞外基质与内皮细胞衬覆的血管相连通，传导着液　体．形成一个传输液体的网络　王浩等　在胶质母细　胞瘤瘤体区发现了瘤细胞呈管道样排列的拟态血　管．但胶质瘤中存在何种类型的ＶＭ还未确定，尚　待进一步研究　３　ＶＭ的调节机制　ＶＭ的分子机制还不完全清楚．但基质金属蛋　白酶（通过层黏连蛋白的裂解物起作用）、血管上　皮一钙黏素（促进ＶＭ管道对肿瘤细胞的黏附）、组　织因子通路途径抑制物、磷脂酰肌醇３激酶、肿瘤　微环境等可能在ＶＭ中发挥作用。　３．１　基质金属蛋白酶（ｍａｔｒｉｘ　ｍｅｔａｌｌｏｐｒｏｔｅｉｎａｓｅ，　ＭＭＰ１　基因芯片分析揭示ＭＭＰ—ｌ、ＭＭＰ．２、ＭＭＰ．９和　膜型基质金属蛋白酶ｆｍｅｍｂｒａｎｅ　ｔｙｐｅ一１．　ｍａｔｒｉｘｍｅｔａｌｌｏｐｒｏｔｅｉｎａｓｅ。ＭＴ１一ＭＭＰ）以及层黏连蛋白　５＾ｖ２链（１ａｍｉｎｉｎ　５　ｇａｍｍａ　２　ｃｈａｉｎ，Ｌｎ．５３＇２链）在高侵　袭性黑素瘤细胞中表达明显增加．而在低侵袭性黑　素瘤细胞低表达　这些成分共存于瘤细胞形成的图　案样网络中．Ｌｎ．５３＇２链反义寡核苷酸和ＭＭＰ．２或　ＭＴ１一ＭＭＰ抗体能抑制这些网络的形成　将低侵袭　性黑素瘤种植在高侵袭性黑素瘤细胞预处理过的　Ｉ型胶原基质上．发现其沿着由高侵袭性黑素瘤细　胞留下的富含Ｌｎ一５３＇２链的踪迹形成管状网络　Ｐｅｔｔｖ等嘲发现迁移诱导蛋白７表达将Ｌｎ．５３＇２分裂　成　２和　２ｘ片段链，这些片段促进了ＶＭ的形成　这些结果表明．ＭＭＰ一２和ＭＴ１．ＭＭＰ表达增加与　Ｌｎ．５３＇２链和ｆ或１其裂解片段的基质沉积对黑素瘤　细胞形成ＶＭ是必需的　基质金属蛋白酶和胶质瘤　中ＶＭ的关系尚不明确，但ＭＭＰ一２、ＭＭＰ一９、ＭＴ—　ＭＭＰ在胶质细胞瘤中的转录和表达明显升高．且其　表达和活化随胶质瘤恶性程度而明显增高　．推测　基质金属蛋白酶和胶质瘤中ＶＭ的形成有密切关　系。　３．２　磷脂酰肌醇．３．激酶（ｐｈ０ｓｐｈｏｉｎｏｓⅢｄｅ．３．　ｋｉｎａｓｅ，ＰＩ３Ｋ）　ＰＩ３Ｋ是一种脂类激酶．被认为是另一种调控拟　态血管生成的因子，与肿瘤细胞的迁移、黏附、肿瘤　血管生成以及细胞外基质降解等相关　应用ＰＩ３Ｋ　特异性抑制剂ＬＹ２９４００２可抑制黑色素瘤的拟态　血管形成　ＰＩ３Ｋ为ＶＥ一钙黏素和ＥｐｈＡ２的下游分　子，ＰＩ３Ｋ活化可激活下游分子ＭＭＰ．１４、ＭＭＰ一２的　活性．激活的ＭＭＰ．１４和ＭＭＰ一２促进层黏连蛋白　５３＇２链分裂成　２和　２ｘ片段，分裂片段沉积于细　胞外基质．参与基质重塑和拟态血管的形成　应　用层黏连蛋白５３＇２的反义寡核苷酸或ＭＭＰ一２、　ＭＭＰ．１４抗体等均可抑制拟态血管的形成　星形胶　质细胞瘤中浸润信号分子调解通路与ＶＭ分子调　节通路有交叉作用的分子　研究认为磷脂酰肌醇．　３　羟基激酶一丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶一基质金属蛋　白酶分子信号调节通路与胶质瘤的侵袭性生长有　关［引。　３．３水通道蛋白．１　研究表明嘲．水通道蛋白．１在黑素瘤细胞和人　微循环内皮细胞中．可以促进血管生成和ＶＭ形　成．水通道蛋白．１通过Ｌｉｎ７／１３钙黏蛋白，增加渗透　性．影响细胞外形．诱导纤维型肌动蛋白组织的重　组、极化．在胞质膜一侧影响肌动蛋白的细胞骨架　结构．形成拟血管网。研究证实　水通道蛋白．１在　胶质瘤中呈阳性表达．但它对胶质瘤ＶＭ形成的作　用尚待研究　王华民．等．血管生成拟态及其在胶质瘤中的研究进展　１３５　３．４　组织因子通路途径抑制物ｆＴｉｓｓｕｅ　ｆａｃｔｏｒ　ｐａｔｈｗａｙ　ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ。ＴＦＰＩ）　体外实验证明［ｉｌ１．组织因子通路途径抑制物．１　和２的表达在高度恶性的黑素瘤中多于低度恶性　肿瘤，而且ＶＭ中更显著　ＴＦＰＩ．１具有抗凝作用，保　持血液在ＶＭ管道内流动：ＴＦＰＩ．２是一种在细胞　外基质中丰富存在的蛋白激酶抑制剂．它协同　ＭＴ１．ＭＭＰ激活ＭＭＰ．２１１２１．促进ＶＭ形成　组织因　子通路途径抑制物对胶质瘤ＶＭ的形成可能无影　响．研究表明ＴＦＰＩ一２在高侵袭性的人胶质母细胞　瘤中不表达［１３］　３．５微环境　细胞外基质的重塑：高度恶性的瘤细胞能形成　ＶＭ．而低度恶性的瘤细胞则不能形成ＶＭ．但是高　度恶性黑素瘤预处理后的三维培养基中．低度恶性　的黑素瘤也能形成ＶＭ　缺氧：Ｈｅｎｄｒｉｘ等【ｌ４】在裸鼠　移植瘤模型中发现．缺氧环境能使黑素瘤细胞基因　型发生改变，成为胚胎样多能干细胞　使其能够模　拟血管内皮细胞形成　缺氧环境＿１５］可使黑素瘤细胞　发生线性程序性死亡ｆ凋亡），为形成ＶＭ提供空间　基础。　３．６血管上皮一钙黏素（ＶＥ．钙黏素）　ＶＥ．钙黏素介导细胞与细胞间相互黏附．在肿　瘤ＶＭ形成中起重要作用　正常情况下ｖＥ．钙黏素　只在内皮细胞中表达．但该蛋白出现于高侵袭性的　黑色素瘤细胞中　体外研究显示　．用反义寡核苷　酸特异下调ＶＥ一钙黏素表达水平．黑色素瘤细胞失　去在培养基上形成拟态血管的能力．认为ＶＥ．钙黏　素可能在ＶＭ中起“开关”（ｓｗｉｔｃｈ１作用　ＶＥ一钙黏素　的表达与ＥｐｈＡ２的磷酸化调节有着密切关系．磷　酸化的ＥｐｈＡ２通过未知机制激活Ｒａｃｌ和Ｃｄｃ４２　酶．促进黑色素瘤细胞丝状伪足形成．局部黏附激　酶（ＦＡＫ）补充到新形成的黏附斑上：ＦＡＫ在细胞膜　上与ＥｐｈＡ２及某些整合素分子相互作用．增加黏　附斑的周转和细胞迁移．促进拟态血管的形成。　Ｍａｒｇａｒｙａｎ等【ｌ７］的研究也证实了ＥｐｈＡ２可明显促进　黑色素瘤ＶＭ形成．说明ＶＥ．钙黏素及ＥｐｈＡ２可能　在ＶＭ形成中起关键作用　但尚未在胶质瘤的研究　中有相关报道　４胶质瘤中ＶＭ的研究　胶质瘤中ＶＭ形成机制的研究尚处在初步阶　段，许多问题有待深入研究。对人脑星形胶质细胞　瘤ＶＭ的初步研究结果提示．ＶＭ可能是侵袭性肿　瘤的独特生物学特性表现．而不是肿瘤组织内微出　血形成后的继发性反应．其可能是一种肿瘤微循环　模式．但不一定完全独立于血管生成的血液循环［３１　王浩等　通过研究人胶质瘤中心区域和水肿区域的　血管生成类型．推测高级别星形细胞瘤中心区域的　ＶＭ可能是由微血管异常引起的　Ｌｅ等㈣通过靶向　小干扰ＲＮＡ下调Ｈｓ６８３细胞系中凝集素１ｆＧａ１．１１　的表达．引起大脑表达的第１０号基因（ＢＥＸ２）表达　的显著下降．进一步的研究显示ＢＥＸ２的表达制约　ＶＭ管道形成　随着胶质瘤干细胞研究的深入．　Ｃｈｅｎ等　在体内体外实验中证明ＧＳＣｓ有使血管　形成的能力．深入研究还发现包含于正常血管生成　的几种生长因子也在ＧＳＣｓ中表达．推测ＣＤ１３３阳　性的胶质瘤干细胞样细胞可能在胶质母细胞瘤　ＶＭ形成中起重要的作用