肝癌血管结构的调控新机制及临床意义

Tumor angiogenesis is a prerequisite for tumor progression. Although active angiogenesis is responsible for the rapid recurrence and poor survival of hepatocellular carcinoma (HCC) patients, it remains controversial whether the number of vessels is associated with tumor growth and metastasis. Actually, we found there were two distinct vascular architectures: vessels that encapsulate tumor cluster (VETC) and capillary vessels (the classical type of tumor vessels). Importantly, the presence of VETC was significantly associated with higher frequency of recurrence and poor survival in HCC patients. It suggested that the formation of VETC may be an important character of angiogenesis and crucial for metastases of HCC. Thus, we screened the expression profile of HCC tissues with or without VETC by microarray analysis, and acquired a number of differential expression genes. Meanwhile, we have also established mouse xenograft models which could develop either VETC or capillary vessels. Based on this groundwork, we will first identify the essential molecular that regulate the formation of VETC and consequently tumor growth and metastasis. Furthermore, we will investigate the regulatory mechanism underlying the modulation of VETC. The results obtained will not only disclose the novel mechanisms and clinical significance underlying the formation of VETC in HCC, but also provide novel targets to select patients who will benefit from proper anti-angiogenetic therapy.

血管生成是肿瘤发生发展的关键步骤。尽管肝癌生长转移与其活跃的血管生成密切相关，然而血管数量与患者生存和转移复发的关系却存在争议。我们发现肝癌组织中存在肿瘤包绕型血管（VETC），是一种新型独特的血管结构，与传统认知中分散分布的管状毛细血管截然不同。而且VETC结构与肝癌病人的复发转移密切相关。提示：VETC结构可能是肝癌新生血管的重要组成以及促进肿瘤生长转移的新机制。我们已筛选到一批VETC+/-肝癌组织差异表达的分子，并建立了研究VETC结构的细胞及小鼠移植瘤模型，我们将进一步结合临床标本，检测差异表达分子对VETC形成及肝癌生长转移的影响，鉴定差异表达分子调控VETC形成的信号通路，并揭示其在VETC+/-组织差异表达的机制。所得结果将不仅加深我们对肿瘤血管生成和血管结构调控机制的理解，而且可为制定以血管结构为基础的新型抗肿瘤药物及个体化治疗策略奠定理论基础。

血管生成是肿瘤发生发展的关键步骤，血管既可为肿瘤细胞提供氧气和养分，也可为癌细胞转移提供通道。尽管肝癌生长转移与其活跃的血管生成密切相关，然而血管数量与患者生存和转移复发的关系却存在争议，提示除了血管的数量，还有其他因素调控肿瘤的转移。前期，我们在肝癌组织中观察到一种由内皮细胞包裹肿瘤细胞团(VETC)的独特血管结构以及不依赖于内皮细胞的血管拟态（VM），是新型的肿瘤血液微循环组成方式。而且，这两类结构均与肝癌病人转移复发密切相关。提示：VETC 和VM 可能是肝癌建立血液微循环并发生血行转移的重要机制。然而，VETC和VM的形成机制及其在肿瘤发生发展中的作用尚不清楚。因此，本项目结合细胞、小鼠模型及病人标本分析，系统地阐述了肝癌VETC和VM形成的机制及其临床意义，取得了如下的重要发现：1）肝癌细胞高表达Ang-2是VETC形成的关键，VETC介导了不依赖于上皮间质转化（EMT）的新型转移模式。我们发现肝癌细胞高表达并分泌Ang-2是VETC形成的关键，敲低肝癌细胞Ang-2的表达，能够抑制VETC的形成，进而阻断VETC+移植瘤在小鼠体内的转移。进一步分析揭示：VETC能够提供一种高效的、不依赖于EMT的转移模式，让肿瘤细胞集群在内皮细胞的包绕中成团释放到血液中，从而实现转移。2） microRNAs miR-125b及miR-100通过抑制Ang-2的表达破坏VETC的形成及其介导的肿瘤转移。我们进一步鉴定了可通过调控Ang2进而影响VETC形成的分子，发现：miR-100和miR-125b在VETC+的肝癌组织中表达显著低于VETC-组织；miR-125b能够直接抑制Ang-2的表达，miR-100则通过抑制mTOR-p70s6k信号传导，间接降低Ang-2的水平，从而抑制VETC的形成及VETC介导的肝癌转移。（3）miR-29b-IL6信号传导是肿瘤间质细胞诱导VM形成的关键调控通路。我们发现肿瘤间质细胞CAF和TAM可通过分泌细胞因子IL-6，激活IL-6-STAT3信号传导促进肿瘤细胞形成VM，而miR-29b则能抑制肿瘤间质细胞对VM形成的诱导作用。这些研究结果从新的角度、更全面地认识肝癌血液微循环的模式及其临床意义，为抗肿瘤治疗提供了新靶点，具有较强的创新性和很好的临床应用前景。