肿瘤细胞表达VEGFR2对其放射敏感性的影响及其相关机制的研究

Searching for efficent and low toxic radiosensitizers to increase radiation sensitivity and improve the effect of radiotherapy has been a focus of radiotherapy for malignant tumors. In our previous study, we found that endostatin could improve the radiosensitivity of A549 cells, earlier induce tumor regression and increase tumor cells apoptosis under hypoxia.In the subsequent clinical studies,we discovered that ES could make tumor neo-blood vessel normalized,alleviate hypoxia; ES combined with radiotherapy within the normalization window has better short-term therapeutic effects and local control rates. However, the mechanism of ES to increase the radiosensitivity of NSCLC remains elusive. Currently,some studies have revealed that VEGFR-2 is a self-governed malignant phenotype of NSCLC.Moreover, the antiangiogenic effects of ES were correlated with Es suppressed the VEGF-induced tyrosine phosphorylation of KDR/Flk-1(VEGFR-2) as well as the overall VEGFR-2 expression has been supported by sound evidences. Consequently,our project proposes that VEGFR-2,which is expressed by malignant tumors ,perhaps one of the hypoxic factors that leads to its radiation resistance.And the conceivable mechanism is that VEGFR-2 may act as a direct (cell-autonomous) autocrine growth factor to upregulate HIF-1α expression through activating the signaling pathways of PI3K/Akt and MAPK. To verify the above assumptions,we intends to adopt the means of knockdown KDR Gene by siRNA as well as ES prevention to study in vitro and in vivo, providing a theoretical basis for looking for new radiation sensitizers .

通过寻找高效低毒的放射增敏药物来增加肿瘤的放射敏感性以提高放疗疗效一直是肿瘤放疗研究的热点。我们在前期的研究中发现，内皮抑素（ES）能够在乏氧下提高人肺腺癌A549细胞的放射敏感性；与放疗联合治疗乏氧性非小细胞肺癌，取得了良好的近期疗效和局部控制率。但其放射敏感性的机理尚不清楚。目前研究显示VEGFR-2是NSCLC的一个独立恶性表型，并证实ES主要是通过阻断内皮细胞上VEGFR-2(KDR/Flk-1)的酪氨酸激酶磷酸化来发挥抗血管生成作用。因此我们提出假设，肿瘤细胞表达VEGFR-2可能是导致其放射抗拒的非乏氧因素之一，其机制可能是通过自身和配体VEGF结合后，激动PI3K/Akt和MAPK两条通路上调HIF-1α的表达。为验证上述假设，本课题组拟通过siRNA敲除KDR基因和ES干预等手段进行体外和体内研究，从分子水平阐明VEGFR2与肿瘤放射敏感性的关系。

背景和目的：通过寻找高效低毒的放射增敏药物来增加肿瘤的放射敏感性以提高放疗疗效一直是肿瘤放疗研究的热点。我们在前期的研究中发现，内皮抑素（ES）能够在乏氧下提高人肺腺癌A549细胞的放射敏感性；与放疗联合治疗乏氧性非小细胞肺癌，取得了良好的近期疗效和局部控制率。但其放射敏感性的机理尚不清楚。基础研究表明ES主要是通过阻断内皮细胞上VEGFR-2(KDR/Flk-1)的酪氨酸激酶磷酸化来发挥抗血管生成作用，而有研究显示VEGFR-2是NSCLC的一个独立恶性表型。因此我们提出假设，肿瘤细胞表达VEGFR-2可能是导致其放射抗拒的非乏氧因素之一，其机制可能是通过自身VEGFR-2受体和配体VEGF结合后，通过非乏氧途径上调HIF-1α的表达。为验证上述假设，我们进行了相关研究，了解ES的放射曾敏作用，为临床治疗提供必要的理论依据。主要研究内容：本课题组于2013年1月到2013年12月（其中有的工作在前期已经开始）进行了以下几方面的研究：1，VEGFR2 mRNA在不同肺癌细胞系中的表达情况研究；2，人非小细胞肺癌中VEGFR2、NRP-1表达情况及临床意义；3，VEGFR2基因在肺鳞癌Calu-1细胞中高表达的功能研究；4，内皮抑素对肺癌细胞中VEGFR2表达改变的影响及其放射增敏效应的研究；5，肺癌细胞表达VEGFR2对ES联合放疗治疗肺癌脑转移疗效影响的临床初步研究（NCT01410370）。重要结果：1，不同种类的NSCLC中VEGFR2 mRNA表达量不同，与肿瘤细胞将表现出不同的细胞生物学行为有关，包括有无淋巴结转移及肿瘤的分化程度密切相关。2，VEGFR2、NRP-1在NSCLC中均有高表达, 它们在NSCLC发生、 发展和转移中有重要意义，并且其与NSCLC患者总生存期相关, 对临床判断非小细胞肺癌预后和指导临床抗血管生成有一定的价值。3, 选取高表达VEGFR-2的calu-1细胞为研究对象，采用基因敲除和ES干扰的方法，发现VEGFR2下游靶基因和蛋白均受到抑制。4，临床转化研究后，采用ES联合放疗同步治疗肺癌脑转移瘤，在VEGFR2蛋白高表达或/和KDR基因扩增阳性人群中，疗效显著，能够明显改善脑水肿，提高近期有效率，无明显的并发症和毒副反应，但其远期生存率并没有提高，还需进一步研究。科学意义：通过一系列的基础和临床研究，为ES联合放疗治疗恶性肿瘤