M2型肿瘤相关巨噬细胞在胶质瘤血管生成拟态中的作用机制研究

Glioma is the most common primary brain tumor. Vasculogenic mimicry (VM), a new microvascular circulation not involving endothelial cells, is reported as one part of the vascularization of glioma. Tumor associated macrophages (TAMs), mostly present as immunosuppressive M2 phenotype in glioma, are well known as a promoter for tumor angiogenesis, migration and invasion through secreting TGF-β. Up till now, it is not clear whether TAMs can induce VM in glioma. In our previous study, using the coculture model of U87 cell line and IL-4-activated M2 macrophages, we found that the capability of VM formation was increased accompany with high COX-2 expression in tumor cells. In addition, TGF-β was reported to induce COX-2 expression and PGE2 production by activating Smad and NF-kB pathway. However, whether TAMs regulate VM formation in glioma through TGF-β signaling pathway is still uncertain. In this study, by using TGF-βspecific inhibitor and siRNA technology, we aimed to further evaluate the effect of TAM on vasculogenic mimicry in glioma and identify the mechanisms of Smad/NF-kB/COX-2 signaling pathway in regulating VM formation.

胶质瘤是最常见的人脑原发肿瘤，既往研究发现其存在一种有别于传统肿瘤血管生成的微循环模式—血管生成拟态（VM），它是由具有分化潜能的肿瘤细胞构成的血管样通道，被认为是肿瘤自我保护的重要转化。肿瘤相关巨噬细胞（TAM）通过分泌大量TGF-β调控肿瘤血管新生、侵袭和转移，然而TAM能否促进肿瘤VM形成目前国内外未见报道。我们前期实验发现共培养M2型TAM和胶质瘤细胞系U87，后者成管能力明显提高并伴有COX-2高表达，抑制COX-2活性后成管能力下降。文献报道TGF-β能活化Smad信号通路调控NF-kB从而提高COX-2表达，但TAM是否通过分泌TGF-β调控VM形成尚不清楚。本研究拟通过在体及动物实验，结合TGF-β特异性抑制剂及基因干扰技术，探讨TAM对胶质瘤细胞成管能力的影响以及TGF-β所激活的Smad/NF-kB/COX-2信号通路在其中的调控作用。

神经胶质瘤是最常见的人脑原发性肿瘤，在所有颅内肿瘤中神经胶质瘤约占40%，其中胶质母细胞瘤（GBM）恶性程度高、预后差，平均存活期仅为9-17 个月。高侵袭性是胶质瘤的临床特点之一，其一方面依赖于肿瘤细胞突破基底膜转移，另一方面依赖于新生血管形成和微循环重构提供血供和营养。既往研究发现，尽管抗血管生成药物如抗VEGF 抗体贝伐珠单抗和抗VEGF 受体抗体舒尼替尼对胶质瘤的生长有一定抑制作用，但大部分病人最后仍不可避免地出现肿瘤进展或复发，对于复发性胶质瘤，抗血管生成药物常常无效。血管生成拟态（VM）是一种有别于传统肿瘤血管生成的微循环模式，它不依赖于机体血管内皮细胞的增生，被认为是肿瘤在缺血缺氧模式下自我保护的重要转化。因此，探讨胶质瘤中血管生成拟态形成及调控机制，不仅为深入认识胶质瘤血供模式提供理论依据，也为胶质瘤的治疗和预后判断提供新靶点。作为肿瘤组织中最主要的炎症细胞，肿瘤相关巨噬细胞（TAM）占肿瘤组织的5%-30%，其对肿瘤的发生发展具有重要作用。本研究的主要内容是揭示TAM 促进胶质瘤血管生成拟态的可能机制。本项目在人胶质瘤病理标本中证实VM数量和胶质瘤恶性程度呈正相关，并且VM存在的区域同时也有巨噬细胞聚集。进一步，我们通过离体实验共培养M2型巨噬细胞和胶质母细胞瘤U87，发现共培养后的U87细胞体外成管能力提高，蛋白及mRNA检测发现其高表达壁细胞特异性标记物SMA，符合VM的组织学特点。除了SMA，共培养后的U87细胞COX-2表达也显著升高，采用COX-2特异性抑制剂Celecoxib和RNA干扰技术，发现抑制COX-2活性和表达后，U87细胞成管能力下降，说明M2型巨噬细胞促进U87细胞VM形成依赖于COX-2高表达。最后通过检测肿瘤细胞PGE2的分泌以及胞内PKC蛋白活性、EP受体、VEGF表达，发现U87细胞内COX-2/PGE2/EP1/PKC通路在共培养后被激活。在动物实验中，我们也证实Celecoxib可抑制胶质瘤VM形成从而影响肿瘤的生长。综上，本研究提示M2型巨噬细胞通过激活COX-2/PGE2/EP1/PKC通路促进胶质母细胞瘤VM形成。