肿瘤血管生成拟态的分子调控机制研究

Vasculogenic mimicry (VM), identified in 1999, is a new tumor blood supply partten.VM has been proved to be associated with the plasticity of tumor cell and the induction of hypoxia. However,the exact molecular mechanisms of VM formation are still not clear. Previously, we have found that linearly patterned programmed cell necrosis (LPPCN) of tumor cells is the basement of VM,and tumor cells formed after EMT induced via Bcl-2 and Twist1. In this study, we will use animal model and floating tumor spheres to investigate the molecular mechanism and inducing factors of LPPCN formation. Moreover, interaction of molecules, Q-ChIP andconserved domain search will be used to study the interaction between Bcl-2 and Twist1, signal pathway and biological function of the interaction. What is more, we will investigate the transformation of VM to LPPCN and the involving molecular mechanism. Finaly, we will use clinical samples to verify these results and conclusions in vitro and tumor-bearing mice model. The verification of LPPCN-EMT-TAE (LET) hypothesis will deep insight tumor angiogenesis theroy, and it will find more new molecular targets for tumor treatment.

肿瘤血管生成拟态是一种全新的血管生成模式，目前认为其与肿瘤细胞的可塑性和对缺氧的反应有关，但分子机制目前尚不明了。课题组前期工作发现肿瘤细胞形成线形程序性坏死可能是肿瘤血管生成的前驱，且亚缺氧细胞可能在Bcl-2和Twist1的诱导下发生上皮-间充质转变，进而形成血管生成拟态。本项目在此基础上借助荷瘤动物、悬浮细胞球等模型进一步分析LPPCN形成的分子机制和诱导因素；利用分子相互作用手段、定量ChIP、结构域分析等方法进一步研究Bcl-2与Twist1的相互作用和上下游分子机制及生物学效应；以荷瘤动物模型来动态观察LPPCN-VM的演变过程及其相关分子机制，并以临床病理人体标本分析验证体外、动物水平的研究结果，较为详细的研究VM形成的分子机制，提出肿瘤血管生成的"LPPCN-EMT-TAEs（LET）"假说，丰富血管生成理论，为临床诊治提供新的分子靶点。

肿瘤血管生成拟态是一种全新的血管生成模式，目前认为其与肿瘤细胞的可塑性和对缺氧的反应有关，但分子机制目前尚不明了。本课题的研究内容主要从体外细胞实验、动物模型和人体标本回顾等三个层次来初步探讨肿瘤血管生成拟态（VM）形成中“LET”这一生物学过程假说。研究结果：1）通过干预凋亡相关蛋白，观察了荷瘤动物LPPCN形成的变化，以悬浮细胞球模拟增殖性缺氧诱导LPPCN形成，分析了其分子机制；2）通过体外缺氧细胞培养体系观察到抗凋亡蛋白Bcl-2表达是LPPCN细胞核凝集的相关分子，进而在人体标本中发现Bcl-2核表达与转录因子Twist1浆表达与VM正相关，并联合运用表达谱芯片和microRNA芯片分析发现共表达Bcl-2/Twist1可引发一系列的信号通路改变；3）多种EMT相关调控因子在促进VM形成过程中涉及CSCs转化及干性表型维持：Slug促进肝癌细胞干细胞特性发展及血管拟态形成；采用免疫组化CD31/PAS双染检测人类乳腺癌组织中的VM形成及CSCs标记物CD133的表达情况，结果表明三阴性乳腺癌中CD133+表型的CSCs可能具有转分化的能力，从而促进VM的形成；进一步研究发现，中心体扩增本调控分子USP44可促进乳腺癌细胞中心体扩增表型CSCs建立两极纺锤体并形成VM管道样结构。4）通过检测sunitinib对三阴乳腺癌中液供应VM的影响，结果说明sunitinib导致的肿瘤组织缺氧可导致Twist1高表达，进而促进三阴乳腺癌CSCs围成VM代替内皮依赖性血管维持肿瘤生长与转移，导致三阴乳腺癌对sunitinib治疗疗效不佳。研究结果可以丰富血管生成理论，为临床诊治提供新的分子靶点。