肿瘤微环境ppt课件.pptx

恶性肿瘤：分子遗传学疾病恶性肿瘤：分子遗传学疾病1细胞基因突变细胞基因突变恶性肿瘤的恶性：临床解读恶性肿瘤的恶性：临床解读肿瘤恶性生长肿瘤恶性生长恶性临床表现恶性临床表现u局部症状：组织破坏、压迫、阻塞、疼痛局部症状：组织破坏、压迫、阻塞、疼痛u全身症状：全身症状：u贫血、感染贫血、感染u体质性症状：发热体质性症状：发热/体重下降体重下降/夜夜汗汗u恶病质恶病质(cachexia(cachexia）2恶性的科学解读：肿瘤十大特征恶性的科学解读：肿瘤十大特征D Hanahan&RA Weinberg.Cell 144:646674,20113恶性来源：肿瘤细胞恶性来源：肿瘤细胞+正常组织细胞正常组织细胞持续增殖信号持续增殖信号逃避增殖抑制逃避增殖抑制免疫逃避免疫逃避复制永生化复制永生化促肿瘤炎症促肿瘤炎症侵袭和转移侵袭和转移诱导血管形成诱导血管形成基因组不稳定和突变基因组不稳定和突变对抗细胞死亡对抗细胞死亡能量代谢失控能量代谢失控肿瘤肿瘤细胞细胞微环境微环境细胞细胞Bad geneBad geneBad cellBad cellBad organBad organ4肿瘤微环境的概念肿瘤微环境的概念p肿瘤中除了肿瘤细胞以外肿瘤中除了肿瘤细胞以外的组织细胞和细胞外基质的组织细胞和细胞外基质p组成：间质细胞组成：间质细胞p血管细胞：内皮细胞；周细胞血管细胞：内皮细胞；周细胞p免疫细胞：天然免疫细胞；适应性免疫细胞免疫细胞：天然免疫细胞；适应性免疫细胞p纤维母细胞：间充质细胞；肌纤维母细胞纤维母细胞：间充质细胞；肌纤维母细胞p细胞外基质细胞外基质p参与肿瘤的起始、进展、侵袭转移参与肿瘤的起始、进展、侵袭转移微环境细胞如何成为肿瘤帮凶？是否能够纠正其“错误”？5IdentifiableIdentifiable肿瘤微环境肿瘤微环境?p肿瘤微环境的形成是胚胎发育的再现肿瘤微环境的形成是胚胎发育的再现Rudolf LK VirchowRudolf LK Virchow (1821182119021902):德国医学家、人类学德国医学家、人类学家、公共卫生学家、病家、公共卫生学家、病理学家古生物学家和理学家、古生物学家和政治家政治家。首次描述肿瘤组织与首次描述肿瘤组织与胚胎组织的相似性。该胚胎组织的相似性。该发现预言了肿瘤干细胞发现预言了肿瘤干细胞的存在。的存在。6第一节、发育中的细胞间相互作用第一节、发育中的细胞间相互作用第二节、肿瘤的新生血管形成第二节、肿瘤的新生血管形成第三节、肿瘤的免疫微环境第三节、肿瘤的免疫微环境第四节、肿瘤的基质微环境第四节、肿瘤的基质微环境肿瘤微环境的形成是胚胎肿瘤微环境的形成是胚胎发育的发育的再现再现7第一节、发育中的细胞间相互作用第一节、发育中的细胞间相互作用一、细胞间相互作用的意义一、细胞间相互作用的意义二、细胞间相互作用的机制二、细胞间相互作用的机制授授 课课 内内 容容8实质细胞实质细胞+间质细胞间质细胞=组织组织肝肝实实质质细细胞胞肝肝 非非 实实 质质 细细 胞胞肝细胞：完成肝脏功能的主要细胞血管、淋巴管相关细胞：营养、代谢免疫细胞：Kupffer细胞间充质细胞：纤维母细胞9组织细胞来自胚胎发育：原肠胚形成组织细胞来自胚胎发育：原肠胚形成10不同胚层产生不同组织：器官发育不同胚层产生不同组织：器官发育神经嵴神经嵴中胚层中胚层间间充充质质细细胞胞11发育发育=细胞间信号细胞间信号+遗传遗传/表观遗传程序表观遗传程序诱导（诱导（inductioninduction）和感受（）和感受（competencecompetence）是）是细胞间信号的基本模式细胞间信号的基本模式u诱导：发育过程中一组细胞改变其诱导：发育过程中一组细胞改变其邻近细胞邻近细胞的增的增殖和分化，从而形成组织器官的有序结构的过程殖和分化，从而形成组织器官的有序结构的过程u诱导者（诱导者（inducerinducer）：发出诱导信号的细胞）：发出诱导信号的细胞u应答者（应答者（responderresponder）：接受诱导信号的细胞）：接受诱导信号的细胞u感受：细胞感受诱导信号的能力感受：细胞感受诱导信号的能力1.1.相互作用相互作用12晶状体发育中的诱导作用晶状体发育中的诱导作用13交互诱导（交互诱导（reciprocalreciprocal）和序贯（）和序贯（sequentialsequential）诱导：）诱导：交互诱导：交互诱导：A A诱导诱导B B的同时，的同时，B B也会诱导也会诱导A A序惯诱导：即序惯诱导：即A A诱导诱导B B形成形成C C后，进一步诱导周围的其他细胞后，进一步诱导周围的其他细胞指导性（指导性（instructiveinstructive）诱导和许可性（）诱导和许可性（permissivepermissive）诱导：）诱导：指导性诱导：来自诱导细胞的诱导信号能够启动应答细胞的新基因表指导性诱导：来自诱导细胞的诱导信号能够启动应答细胞的新基因表达。没有诱导细胞，应答细胞就不能项特定方向分化。其特点：达。没有诱导细胞，应答细胞就不能项特定方向分化。其特点：1 1）诱导组织）诱导组织A A存在时，应答组织存在时，应答组织B B发育成组织发育成组织C C；2 2）诱导组织）诱导组织A A不存在时，应答组织不存在时，应答组织B B不能发育成组织不能发育成组织C C；3 3）诱导组织）诱导组织A A不存在、但存在另一诱导组织时，应答组织不存在、但存在另一诱导组织时，应答组织B B不能发育成组织不能发育成组织C C。许可性诱导：指应答组织已经完全具备进一步发育的潜能，但需要提许可性诱导：指应答组织已经完全具备进一步发育的潜能，但需要提供进行这种发育的环境。供进行这种发育的环境。例如，许多组织需要含有例如许多组织需要含有fibronectinfibronectin或或lamininlaminin的固相支持进行发育。的固相支持进行发育。fibronectinfibronectin或或lamininlaminin并不能改变组织发育的特异性，但对于发育进程是必需的并不能改变组织发育的特异性，但对于发育进程是必需的诱导作用的几个特征诱导作用的几个特征14诱导作用的类型诱导作用的类型胚胎中的细胞按排列主要有两类：胚胎中的细胞按排列主要有两类：上皮细胞：互相之间紧密接触形成片层或管道上皮细胞：互相之间紧密接触形成片层或管道间充质细胞：互相不接触并且单独行动间充质细胞：互相不接触并且单独行动上皮上皮-上皮上皮细胞之间的诱导作用上皮：上皮细胞之间的诱导作用间质间质-上皮上皮：上皮细胞与邻近间充质细胞间的相互作用。：上皮细胞与邻近间充质细胞间的相互作用。最常见的诱导作用最常见的诱导作用（1 1）细胞分裂次数和方向）细胞分裂次数和方向（2 2）细胞形状）细胞形状（3 3）细胞迁移）细胞迁移（4 4）细胞生长）细胞生长（5 5）细胞死亡）细胞死亡（6 6）细胞膜和分泌产物）细胞膜和分泌产物15发育中的几种诱导作用发育中的几种诱导作用 器官器官 上皮上皮 间充质间充质皮肤结构（毛发、皮肤结构（毛发、表皮（外胚层）表皮（外胚层）皮下组织皮下组织汗腺、乳腺）汗腺、乳腺）（中胚层）（中胚层）肢体肢体表皮（外胚层）表皮（外胚层）间充质间充质 （中胚层）（中胚层）肠道器官（肝、胰、肠道器官（肝、胰、上皮（内胚层）上皮（内胚层）间充质间充质唾液腺）唾液腺）（中胚层）（中胚层）咽和呼吸道相关器官咽和呼吸道相关器官上皮（内胚层）上皮（内胚层）间充质间充质（肺、胸腺、甲状腺）（肺、胸腺、甲状腺）（中胚层）（中胚层）肾肾输尿管芽上皮输尿管芽上皮间充质间充质 （中胚层）（中胚层）（中胚层）（中胚层）牙牙颌上皮颌上皮间充质间充质（外胚层）（外胚层）（神经嵴）（神经嵴）16诱导分子的机制：诱导分子的机制：旁分泌旁分泌(paracrine)(paracrine)一个细胞产生的因子经近距离扩散作用于相邻细胞，称为一个细胞产生的因子经近距离扩散作用于相邻细胞，称为旁分泌旁分泌相互作用，这些因子称为旁分泌因子或生长分化因相互作用，这些因子称为旁分泌因子或生长分化因子（子（growth and differentiation factorsgrowth and differentiation factors，GDFsGDFs）。）。作用距离近：不通过血液循环发挥作用作用距离近：不通过血液循环发挥作用不同器官的诱导使用的是一组少数几种因子不同器官的诱导使用的是一组少数几种因子不同物种之间高度保守不同物种之间高度保守2.2.作用机制作用机制17旁分泌因子及其信号转导旁分泌因子及其信号转导1)1)纤维母细胞生长因子纤维母细胞生长因子2)2)HedgehogHedgehog家族家族3)3)WntWnt家族家族4)4)TGF-TGF-b b家族家族5)5)其他：表皮生长因子、肝细胞生长因子、神其他：表皮生长因子、肝细胞生长因子、神经营养因子、干细胞因子、造血相关因子、经营养因子、干细胞因子、造血相关因子、1 1）RTKRTK通路通路2 2）SmadSmad通路通路3 3）JAK-STATJAK-STAT通路通路4 4）WntWnt通路通路5 5）HedgehogHedgehog通路通路6 6）细胞死亡通路）细胞死亡通路18WntWnt信号途径信号途径19sHHsHH信号途径信号途径20TGF-TGF-b b信号途径信号途径21TKRTKR信号途径信号途径22诱导分子及其信号机制：诱导分子及其信号机制：直接作用直接作用(juxtacrine(juxtacrine）来自诱导细胞的蛋白质不经扩散直接与相邻细胞上的受体来自诱导细胞的蛋白质不经扩散直接与相邻细胞上的受体蛋白相互作用蛋白相互作用诱导分子与其受体都是膜表面蛋白诱导分子与其受体都是膜表面蛋白细胞外基质细胞外基质ECMECM诱导细胞的胞浆信号直接作用于应答细胞的胞浆诱导细胞的胞浆信号直接作用于应答细胞的胞浆,Gap junction,Gap junction23NotchNotch受体介导的细胞间直接作用受体介导的细胞间直接作用决定细胞分化方向的选择侧向抑制（决定细胞分化方向的选择：侧向抑制（lateral lateral inhibition)inhibition)组织分化边界的决定组织分化边界的决定24细胞外基质介导的细胞间直接作用细胞外基质介导的细胞间直接作用细胞外基质：细胞外基质：ECMECM。由细胞分泌到周围微环境的大分子组成，。由细胞分泌到周围微环境的大分子组成，形成细胞之间的无细胞物质形成细胞之间的无细胞物质组分：胶原、蛋白聚糖和不同的糖蛋白（如组分：胶原、蛋白聚糖和不同的糖蛋白（如FibronectinFibronectin，LamininLaminin）功能：功能：上皮细胞附着表面：上皮细胞形成细胞层和管腔上皮细胞附着表面：上皮细胞形成细胞层和管腔迁移：迁移表面、提供迁移方向迁移：迁移表面、提供迁移方向ECMECM是重要的信号分子是重要的信号分子25Integrin signalingIntegrin signaling整合素：整合素：ECMECM的细胞膜受体。的细胞膜受体。通过通过RGDRGD（精（精-谷谷-门冬）位点门冬）位点结合结合FibronectinFibronectin、胶原胶原、VitronectinVitronectin，LamininLaminin等等ECMECM；功能：细胞与功能：细胞与ECMECM的粘附和迁移；信号转导的粘附和迁移；信号转导在胞在胞浆浆结合于结合于talintalin和和a-actinina-actinin，进而结合于，进而结合于actinactin微丝微丝，使得细胞可使得细胞可以通过收缩以通过收缩actinactin微丝而沿着固相的微丝而沿着固相的ECMECM迁移迁移Outside-inOutside-in：ECMECM调控调控细胞增殖、分化、生存、凋亡细胞增殖、分化、生存、凋亡Inside-outInside-out：胞内变化改变：胞内变化改变IntegrinIntegrin构象和配体亲和力构象和配体亲和力26缝隙连接介导的细胞间直接作用缝隙连接介导的细胞间直接作用缝隙连接：缝隙连接：gap junctiongap junction，以，以6 6个个ConnexinConnexin分子为一组，形分子为一组，形成中空的跨膜通道；一个细胞的通道复合物再与另一个细胞成中空的跨膜通道；一个细胞的通道复合物再与另一个细胞的通道复合物相接，形成细胞之间胞浆的沟通，细胞之间有的通道复合物相接，形成细胞之间胞浆的沟通，细胞之间有1540nm1540nm空隙。传递离子和空隙。传递离子和MWMW小于小于15001500的分子的分子27小小 结结实质细胞实质细胞(上皮上皮)与间质细胞与间质细胞(间充质、血管、免疫、间充质、血管、免疫、ECM)ECM)之之间的相互作用是发育的正常调控方式间的相互作用是发育的正常调控方式细胞间相互作用主要由旁分泌和细胞直接相互作用完成细胞间相互作用主要由旁分泌和细胞直接相互作用完成作用分子及其信号途径极端复杂，并存在广泛串话作用分子及其信号途径极端复杂，并存在广泛串话28肿瘤微环境细胞分类肿瘤微环境细胞分类1.血管细胞2.免疫细胞3.间充质细胞和细胞外基质29第二节、肿瘤的新生血管形成第二节、肿瘤的新生血管形成一、血管发育和功能一、血管发育和功能二、肿瘤血管的特征和作用二、肿瘤血管的特征和作用三、血管靶向治疗三、血管靶向治疗授授 课课 内内 容容30血管是分布最广的器官血管是分布最广的器官运输运输功能：氧气、营养物功能：氧气、营养物质、代谢产物质、代谢产物调节功能：组织发育、组调节功能：组织发育、组织应答织应答血管内皮细胞血管内皮细胞周细胞、壁细胞、平滑肌周细胞、壁细胞、平滑肌细胞细胞基底膜基底膜31血管血管-造血系统的来源造血系统的来源1.1.血管发育血管发育32（1 1）血管发生：）血管发生：vasculogenesisvasculogenesis卵黄囊卵黄囊33血管发生的调控血管发生的调控34血管发生血管发生中动脉中动脉-静脉的分化静脉的分化35早期早期EPC?EPC?晚期晚期EPC?EPC?成熟成熟EPC?EPC?髓系来源髓系来源EPC EPC?MSCMSC来源来源EPC EPC?组织干细胞组织干细胞来源来源EPC?EPC?成年动物中的成年动物中的血管发生：血管发生：EPCEPC36（）血管形成：（）血管形成：angiogenesisangiogenesis37血管形成的基本步骤血管形成的基本步骤缺氧缺氧损伤损伤ECEC出芽出芽血管芽血管芽定向生长定向生长血管芽融血管芽融合成管腔合成管腔周细胞周细胞,基底基底膜膜,灌流灌流,修修剪剪VEGF-VEGFRVEGF-VEGFRDll4-NotchDll4-Notch VEGF-VEGFR2VEGF-VEGFR2Sema-PlexinSema-PlexinNetrin-UNC58Netrin-UNC58SLIT-ROBO4 SLIT-ROBO4 IntegrinsIntegrinsCDC42CDC42RAC1RAC1EGR7EGR7ECMECM新生新生血管血管38血管形成调控信号血管形成调控信号39低氧是生理性血管形成的始动因素低氧是生理性血管形成的始动因素40低氧应答：低氧应答：O2O2感受与感受与Hif-Hif-a a的调控的调控O2O2O2O2敏感的敏感的敏感的敏感的NADPHNADPHNADPHNADPH 氧化酶氧化酶氧化酶氧化酶(NOX)(NOX)(NOX)(NOX)内皮细胞一氧化氮合酶内皮细胞一氧化氮合酶内皮细胞一氧化氮合酶内皮细胞一氧化氮合酶(eNOS)(eNOS)(eNOS)(eNOS)血红素加氧酶血红素加氧酶血红素加氧酶血红素加氧酶线粒体呼吸链线粒体呼吸链线粒体呼吸链线粒体呼吸链(H(H(H(H2 2 2 2O O O O2 2 2 2)VEGF-VEGFRVEGF-VEGFR；NotchNotch；CXCR4CXCR4；1 1a a2 2a a3 3a a41VEGFVEGF信号在血管形成中的作用信号在血管形成中的作用基因敲除结果：基因敲除结果：VEGFVEGF：杂合子突变即血管发育异常，：杂合子突变即血管发育异常，E11.5E11.5胚胎致死胚胎致死R1R1：E8.5E9.5E8.5E9.5死亡，死亡，angioblastangioblast过度增殖，不能形成血管过度增殖，不能形成血管R2R2：E8.5E9.5E8.5E9.5死亡，不能形成血岛，无死亡，不能形成血岛，无vasculogenesisvasculogenesisNeuropillin1Neuropillin1：胚胎死亡，血管异常：胚胎死亡，血管异常在在SproutingSprouting中的作用：中的作用：促进血管扩张：促进血管扩张：eNOSeNOS促进通透性增加：促进通透性增加：eNOSeNOS；SrcSrc促进内皮细胞增殖：促进内皮细胞增殖：ErkErk；CaMCaM促进内皮细胞迁移：促进内皮细胞迁移：p38p38；FAKFAK促进内皮细胞生存：促进内皮细胞生存：AktAkt42NotchNotch信号决定信号决定Tip-StalkTip-Stalk分化分化43招募周细胞的重要信号通路招募周细胞的重要信号通路44ECMECM在血管的其他作用在血管的其他作用调控内皮细胞信号和形态形成调控内皮细胞信号和形态形成内皮细胞通过粘附于内皮细胞通过粘附于ECMECM调控其迁移、增殖和生存调控其迁移、增殖和生存ECMECM项内皮细胞提供导向信号调控血管形成项内皮细胞提供导向信号调控血管形成ECMECM调控内皮细胞形态形成调控内皮细胞形态形成影响内皮细胞管腔形成和向血管稳态转换影响内皮细胞管腔形成和向血管稳态转换ECMECM通过通过integrinintegrin调控内皮细胞管腔形成和形态调控内皮细胞管腔形成和形态调控新生血管从管腔形成转向管腔稳定调控新生血管从管腔形成转向管腔稳定ECMECM重塑重塑膜结合型膜结合型MMPMMP调控管腔形态形成调控管腔形态形成ECMECM降解启动血管形成和调控血管稳定降解启动血管形成和调控血管稳定可溶性可溶性MMPMMP（-1-1，-10-10）调控血管退化）调控血管退化45血管细胞的调节功能血管细胞的调节功能内皮细胞和周内皮细胞和周细胞参与细胞参与产生细胞因子产生细胞因子调节发育调节发育支持干细胞支持干细胞产生扩产生扩/缩血管缩血管活性分子活性分子参与炎性应答参与炎性应答参与血管结构参与血管结构的重塑的重塑46肿瘤新生血管肿瘤新生血管19711971年年FolkmanFolkman首次报道，实体肿瘤的首次报道，实体肿瘤的体积超过体积超过2-3 mm2-3 mm3 3时，单纯的氧气扩散时，单纯的氧气扩散就已经无法支撑瘤体的生长，必须有新就已经无法支撑瘤体的生长，必须有新生血管形成才能支持其继续生长生血管形成才能支持其继续生长 2.2.肿瘤血管肿瘤血管Small tumor:Nonvascular“Dormant”Larger tumor:VascularMetastatic potential47肿瘤微环境控制肿瘤微环境控制angiogenic switchangiogenic switch48免疫细胞：通过敲除免疫细胞：通过敲除CSF-1CSF-1或脂质体铬清除巨噬细或脂质体铬清除巨噬细胞，可阻断肿瘤血管形成胞，可阻断肿瘤血管形成肿瘤相关纤维母细胞：肿瘤相关纤维母细胞：CAFCAF可以产生所有的促血管可以产生所有的促血管生成因子生成因子前体细胞：从骨髓募集而来的前体细胞：从骨髓募集而来的EPCEPC为为angiogenic angiogenic switchswitch所必需所必需已经知道的关键分子：已经知道的关键分子：VEGFVEGF、MMP-9MMP-9：内皮细胞的增殖和分化：内皮细胞的增殖和分化PDGFPDGF：周细胞的招募和增殖：周细胞的招募和增殖SDF-1SDF-1：EPCEPC的招募的招募其他分子其他分子肿瘤新生血管的特点肿瘤新生血管的特点多种形式血管发育：多种形式血管发育：血管形成血管形成血管发生血管发生Intussusception Intussusception（Splitting angiogenesisSplitting angiogenesis）血管拟态（血管拟态（mimicrymimicry，由肿瘤细胞和肿瘤干细胞转分化，由肿瘤细胞和肿瘤干细胞转分化形成血管样结构）形成血管样结构）嵌合性血管生成（肿瘤细胞直接整合入血管壁）嵌合性血管生成（肿瘤细胞直接整合入血管壁）基本利用正常血管发育的信号途径基本利用正常血管发育的信号途径有明显的结构、功能异常有明显的结构、功能异常与肿瘤细胞及微环境细胞有相互作用与肿瘤细胞及微环境细胞有相互作用49肿瘤血管的结构特点肿瘤血管的结构特点血管形态异常：血管扩张、迂曲、囊状结构形成、产生无规则血管形态异常：血管扩张、迂曲、囊状结构形成、产生无规则连接的分支；血管密度分布不均匀；管径调节机制丧失导致异连接的分支；血管密度分布不均匀；管径调节机制丧失导致异常分流；血管反应性增加、生长增加。常分流；血管反应性增加、生长增加。内皮细胞：内皮细胞：ECEC形态不规则，组织混乱；形态不规则，组织混乱；ECEC间连接减弱、细胞重间连接减弱、细胞重叠，叠，VE-CadherinVE-Cadherin表达下降，呈现长胞浆突起的分支表型，有时表达下降，呈现长胞浆突起的分支表型，有时胞浆突起可突入管腔或血管周；囊泡细胞器增加，参与血管通胞浆突起可突入管腔或血管周；囊泡细胞器增加，参与血管通透性的增加；血管间隙增加。透性的增加；血管间隙增加。周细胞：肿瘤血管的周细胞：肿瘤血管的PVCPVC减少或消失；减少或消失；PVCPVC形态异常，有时出现形态异常，有时出现胞浆突起；不规则分布于胞浆突起；不规则分布于ECEC周围；周围；PVCPVC与与ECEC连接松弛；表达未成连接松弛；表达未成熟和低收缩熟和低收缩MarkersMarkers。基底膜：基底膜与基底膜：基底膜与ECEC结合疏松、厚度异常、间断形成孔洞和突结合疏松、厚度异常、间断形成孔洞和突起、含有其他细胞外基质成分。有些位置无基底膜。起、含有其他细胞外基质成分。有些位置无基底膜。基因表达谱：基因表达谱混乱；正常基因表达谱：基因表达谱混乱；正常ECEC、尤其是组织特异性、尤其是组织特异性ECEC的特异基因表达丧失。的特异基因表达丧失。50肿瘤血管的结构异常肿瘤血管的结构异常51肿瘤血管结构异常的功能后果肿瘤血管结构异常的功能后果血管结构异常血管结构异常血管分布不均匀，部血管分布不均匀，部分区域血流停滞，加分区域血流停滞，加重重缺氧缺氧EC-ECEC-EC、PVC-ECPVC-EC以及以及PVC-PVCPVC-PVC连接松弛，连接松弛，增加增加血管渗漏血管渗漏促使肿瘤中的各种细胞产生细胞促使肿瘤中的各种细胞产生细胞因子和生长因子，加重促血管因因子和生长因子，加重促血管因子的表达和炎症应答子的表达和炎症应答血液成分外漏使组织间液渗透压血液成分外漏使组织间液渗透压增加，进而加重液体外漏，引起增加，进而加重液体外漏，引起肿瘤组织间隙静水压（肿瘤组织间隙静水压（IFPIFP）增加）增加肿瘤血管塌陷，组织缺氧和酸肿瘤血管塌陷，组织缺氧和酸化加重；化加重；促进转移；促进转移；降低药物递送降低药物递送肿瘤细胞的表观遗传改变，加肿瘤细胞的表观遗传改变，加重恶性表型、筛选恶性细胞；重恶性表型、筛选恶性细胞；降低免疫细胞的杀伤活性；降低免疫细胞的杀伤活性；降低药物进入、降低活性氧产降低药物进入、降低活性氧产生，造成化疗和放疗抵抗生，造成化疗和放疗抵抗 52肿瘤血管结构异常的机制肿瘤血管结构异常的机制癌基因癌基因缺氧缺氧代谢代谢炎症炎症53PHD2PHD2调控血管完整性影响肿瘤转移调控血管完整性影响肿瘤转移扫描电镜扫描电镜CD31CD31WTWT宿主肿瘤宿主肿瘤PHD2PHD2+/-+/-宿主肿瘤宿主肿瘤54肿瘤血管对肿瘤细胞和微环境细胞的影响肿瘤血管对肿瘤细胞和微环境细胞的影响1.1.促进肿瘤细胞增殖：促进肿瘤细胞增殖：（1 1）形成血管提供血源生长因子和抗凋亡因子；）形成血管提供血源生长因子和抗凋亡因子；（2 2）AVCAVC（包括内皮细胞和周细胞）直接提供旁分泌生长因子。（包括内皮细胞和周细胞）直接提供旁分泌生长因子。2.2.协助肿瘤细胞抵抗死亡：协助肿瘤细胞抵抗死亡：（1 1）AVCAVC：形成血管保证：形成血管保证O2O2和血源营养因子供应，减少血管或破坏和血源营养因子供应，减少血管或破坏血管结构增加肿瘤细胞凋亡。血管结构增加肿瘤细胞凋亡。3.3.促进侵袭转移：促进侵袭转移：（1 1）血管结构异常和细胞间连接疏松，完整性降低，促进肿瘤播）血管结构异常和细胞间连接疏松，完整性降低，促进肿瘤播散，低氧加重；散，低氧加重；（2 2）转移播种部位有类似效应。）转移播种部位有类似效应。554.4.逃避免疫摧毁：逃避免疫摧毁：AVCAVC：肿瘤血管缺乏高内皮小静脉（：肿瘤血管缺乏高内皮小静脉（HEVHEV），使），使T T细胞侵润不足。抑制细胞侵润不足。抑制VEGFVEGF可促进血管正常化，形成可促进血管正常化，形成HEVHEV，促进，促进CTLCTL等抗肿瘤等抗肿瘤T T细胞侵润细胞侵润5.5.代谢重编程：代谢重编程：AVCAVC：异常血管引起缺氧激活：异常血管引起缺氧激活HIFHIF，直接刺激无氧酵解，同时促进侵袭，直接刺激无氧酵解，同时促进侵袭生长生长6.6.支持肿瘤干细胞：支持肿瘤干细胞：内皮细胞、周细胞和血管周内皮细胞、周细胞和血管周IICIIC在原发肿瘤和转移瘤构成特定的血管龛在原发肿瘤和转移瘤构成特定的血管龛肿瘤血管对肿瘤细胞和微环境细胞的影响肿瘤血管对肿瘤细胞和微环境细胞的影响56兵粮策略兵粮策略3.3.靶向治疗靶向治疗抗血管靶向治疗的策略抗血管靶向治疗的策略招安策略招安策略57靶点：靶点：VEGF-VEGFRVEGF-VEGFR信号信号抗血管形成靶向治疗抗血管形成靶向治疗IgIg样结样结构域构域激酶结激酶结构域构域血管通透性血管通透性内皮细胞迁移内皮细胞迁移内皮细胞生存内皮细胞生存内皮细胞增殖内皮细胞增殖58已应用的有抗已应用的有抗VEGFVEGF单抗和四种单抗和四种TKITKI问题问题：低效低效、耐药耐药抗血管形成靶向治疗抗血管形成靶向治疗59基本依据：基本依据：单独应用单独应用抗抗VEGFVEGF疗效有限、与化疗合疗效有限、与化疗合用则疗效明显用则疗效明显血管正常化靶向治疗血管正常化靶向治疗Jain RKJain RK教授（麻省总医院）于教授（麻省总医院）于20012001年提出肿瘤血管正常化年提出肿瘤血管正常化（normalizationnormalization）的治疗理念：抗）的治疗理念：抗VEGFVEGF治疗的作用机制不治疗的作用机制不在于减少血管生成，而是促进了血管的正常化，使得：在于减少血管生成，而是促进了血管的正常化，使得：肿瘤血管分布正常，血流供应正常，降低缺氧和组织酸化。肿瘤血管分布正常，血流供应正常，降低缺氧和组织酸化。肿瘤血管结构（包括肿瘤血管结构（包括ECEC结构、结构、EC-PVCEC-PVC连接）正常，血管渗出下降，连接）正常，血管渗出下降，肿瘤组织肿瘤组织IFPIFP下降，进一步改善缺氧和组织酸化。下降，进一步改善缺氧和组织酸化。改善肿瘤细胞恶性行为；改善化疗和放疗效果；改善抗肿瘤免疫。改善肿瘤细胞恶性行为；改善化疗和放疗效果；改善抗肿瘤免疫。完整的血管可以减少肿瘤转移。完整的血管可以减少肿瘤转移。60血管正常化靶向治疗血管正常化靶向治疗针对针对ECEC：高：高VEGFVEGF是肿瘤血管异常的主因，阻断是肿瘤血管异常的主因，阻断VEGFVEGF引起血管正引起血管正常化。常化。相关分子：抗体、可溶性受体、相关分子：抗体、可溶性受体、TKITKI、抗、抗PIGFPIGFPHD2PHD2：感受氧气：感受氧气针对针对PVCPVC和血管成熟：和血管成熟：PDGFBPDGFB：KOKO引起引起PVCPVC缺陷，造成血管渗漏、迂曲、微动脉瘤和出血缺陷，造成血管渗漏、迂曲、微动脉瘤和出血RGS5RGS5：由激活的：由激活的PVCPVC和缺氧和缺氧ECEC产生，可阻断产生，可阻断GPCRGPCR信号。抑制后引起肿瘤信号。抑制后引起肿瘤血管正常化。血管正常化。ANG1-TIE2ANG1-TIE2：促进正常化；：促进正常化；ANG2ANG2促进异常化。促进异常化。NONO：来自：来自ECEC的的NONO促进血管形成，稳定血管。建立血管周促进血管形成，稳定血管。建立血管周NONO梯度促进肿瘤梯度促进肿瘤血管正常化。血管正常化。针对髓系细胞和基质细胞。针对髓系细胞和基质细胞。靶点：癌基因、缺氧、代谢、炎症靶点：癌基因、缺氧、代谢、炎症61NotchNotch：血管正常化新靶点：血管正常化新靶点62NotchNotch：血管正常化新靶点：血管正常化新靶点63NotchNotch：血管正常化新靶点：血管正常化新靶点血管靶向的可溶性血管靶向的可溶性NotchNotch配体可激活配体可激活NotchNotch信号信号TrxThrombinDGRTrx His SDSLRGDhD1ShD1RhD1DTrx-1 2 3 4 5105Intensity/cell*NICD+Hochest1.PBS33.hD1D5.hD1R+GSI2.hD1S4.hD1R10 mm64NotchNotch：血管正常化新靶点：血管正常化新靶点D1RD1R在体外和体内抑制血管形成在体外和体内抑制血管形成PBShD1ShD1RDMSOGSIPBShD1RhD1SDMSO GSISprouts/bead*Ki67+ECs/field 051015PBS hD1R*Tip cells/field PBS051525GSIhD1R*2010PBShD1RGSI50m mm100m mm65NotchNotch：血管正常化新靶点：血管正常化新靶点D1RD1R促进肿瘤血管正常化促进肿瘤血管正常化PBShD1RPBShD1R50 mmCD31NG2MergehD1RPBSCD31CD31/Lectin50 mm50 mmCD31CD31/Lectin66小小 结结正常血管发育主要有血管发生和血管形成两种方式，涉正常血管发育主要有血管发生和血管形成两种方式，涉及复杂的信号通路（课后自学内容）及复杂的信号通路（课后自学内容）肿瘤新生血管形成采用了正常血管形成的基本分子机制肿瘤新生血管形成采用了正常血管形成的基本分子机制肿瘤的恶性微环境在成血管结构功能异常，后者加重肿肿瘤的恶性微环境在成血管结构功能异常，后者加重肿瘤的恶性微环境瘤的恶性微环境血管靶向治疗：阻断新生血管形成、血管正常化血管靶向治疗：阻断新生血管形成、血管正常化67谢谢谢谢68