PHD2对结肠癌抗血管生成肿瘤微环境变化的作用研究

抗血管生成是肿瘤发生发展与转移研究的热点。过去曾认为抗血管生成可以抑制肿瘤生长并减少远处转移。新近研究表明，抗血管生成治疗后所引发的肿瘤微环境炎症性变化，会增加肿瘤转移复发风险。我们推测，广谱肿瘤血管生成抑制剂Endostatin，正如小分子及单靶点抗肿瘤血管生成药物一样，也会引发肿瘤微环境的炎症性改变。业已证实，HIF-1α的积聚在营造维持肿瘤微环境炎性反应中扮演着重要角色。PHD2分子-HIF-1α降解途径中的限速酶，在结肠癌中表达明显下调，应该是一个具有干预肿瘤微环境炎性改变作用的候选者。本研究旨在原有研究的基础上，拟采用细胞生物学、分子生物学等技术，开展Endostatin对小鼠结肠癌肿瘤微环境的作用、改变肿瘤微环境PHD2表达、上调PHD2联合Endostatin协同抗肿瘤血管生长研究。这对阐明肿瘤血管生长机理，肿瘤微环境、炎症与肿瘤转移的关系，拓展肿瘤研究新思维具有重要意义。

抗血管生成曾被认为可以抑制肿瘤生长并减少远处转移，然而最近的研究表明，抗血管生成不仅可以产生耐药，短期应用反而会增加肿瘤转移复发风险，这涉及肿瘤微环境的反应性变化，尤其是肿瘤微环境的炎性改变。业已证实，缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）的积聚在营造维持肿瘤微环境炎性反应中扮演着重要角色。脯氨酰羟化酶-2（prolyl hydroxylase 2，PHD2）分子是HIF-1α降解途径中的限速酶，其在结肠癌中表达明显下调，应该是一个具有干预肿瘤微环境炎性改变作用的候选者。Endostatin，我们推测,正如小分子及单靶点肿瘤血管生成抑制剂一样，也会引发肿瘤微环境炎症性改变。本研究开展了Endostatin对荷瘤小鼠肿瘤微环境的作用、过表达PHD2增加其在肿瘤微环境中的表达、过表达PHD2联合Endostatin协同抗肿瘤血管生长研究。结合近年来抗肿瘤血管生成肿瘤微环境变化的研究进展，我们监测了Endostatin作用荷瘤小鼠后肿瘤微环境中CD11b+Gr1+髓源性细胞（MDSC）、肿瘤相关巨噬细胞（TAM）等炎性细胞及TNF-α、G-CSF、IL-8、IL-6、VEGF等相关炎性因子的变化，发现Endostatin可以引发肿瘤微环境的炎性改变，且伴随着HIF-1α、Versican及炎症通路相关分子NF-κB的表达增高，及肿瘤微环境免疫状态改变的发生。我们进一步建立稳定过表达PHD2的细胞株，进行过表达PHD2及Endostatin作用后荷瘤小鼠动物模型抑瘤作用观察，通过流式细胞术及ELISA等技术，多时间点动态监测肿瘤微环境中上述相关炎性细胞及因子变化，采用免疫组化及Western blot检测炎症通路相关因子NF-κB及HIF-1α的表达。结果表明，作为炎症相关关键性分子的HIF-1α的降解酶PHD2，在其过表达后对Endostatin引起的这种肿瘤微环境炎性及免疫抑制状态的改变有削弱作用。过表达PHD2联合Endostatin一定程度上增强抗肿瘤血管生长的疗效，而这一作用是通过下调炎症通路相关因子NF-κB及HIF-1α的表达，降低肿瘤微环境及外周血中炎症相关细胞MDSC、TAM及炎症相关因子水平，从而削弱Endostatin抗血管治疗诱导的肿瘤微环境炎性反应改变为主的变化（抗血管疗效不佳的根源），进而实现抗肿瘤血管生长疗效的提高。