骨髓间充质细胞通过细胞融合参与胶质瘤上皮间质转化和血管生成拟态的作用机制研究

Neovascularization was considered to be an important biological phenomenon during tumor initiation and malignant progression. We have demonstrated that human glioma stem/progenitor cells contribute to neovascularization via transdifferentiation of endothelial-like cells in vivo and in vitro，but its mechanism is unclear. Recently, we analyzed the vascular wall cells in the RFP / GFP xenografed human glioma tissue sections, found that tumor cells and host cells fused to form yellow blood vessels. We hypothesis that tumor stem cells or tumor cells fused with bone marrow-derived stem cells recruited to tumor site involved in angiogenesis；vascular mimicry (VM) is achieved by fusion of tumor cell and endothelial cell；besides pericytes, endothelial cells, cancer stem cells contribute to formation of tumor microenvironment stromal cells by cell fusion. We have demonstrated tumor cell and host cell fusion is an important way in tumor vasculogenesis in the fluorescent protein tracing level, then we will further validate the cell fusion process in tumor vasculogenesis from the means of molecular genetics, molecular biology, etc. We will analysis the target cells of cell fusion is mature endothelial cells or stem/ progenitor cells derived from bone marrow in vitro,we will also demonstrated how the fused cells formed a functional tumor vascular by differentiation and transdifferentiation.

血管生成拟态（VM）是新近发现的胶质瘤内部重要的微循环结构，胶质瘤细胞可能通过上皮间质转化具备了重塑、变形等干细胞的性质，进而形成拟态血管。近来我们在RFP/GFP移植瘤组织切片上发现存在肿瘤细胞（红色）与宿主细胞（绿色）融合的黄色血管，同时将人脑胶质瘤细胞SU3和骨髓间充质干细胞共培养获取的融合细胞体外可以形成管腔样结构，体内可以生成富含拟态血管的肿瘤。基于此我们推测肿瘤细胞招募骨髓间充质干细胞，通过细胞融合作用发生上皮间质转化，具备生成拟态血管的能力。我们已在荧光蛋白示踪层面初步提岀了肿瘤细胞和宿主细胞融合是肿瘤血管生成的重要途径，接下来我们将进一步从分子遗传学、分子生物学等手段验证在肿瘤血管发生过程中，细胞融合现象的存在，并分析融合前后细胞的分化、成管、致瘤能力，以及揭示融合细胞在体内形成有功能的肿瘤血管的机制。

肿瘤血管生成对肿瘤的生长至关重要，胶质瘤内丰富的血供、活跃的血管新生也是胶质瘤恶性表现之一。胶质瘤的血管生成机制一直是研究热点。最近发现骨髓间充质干细胞BMSCs可以被招募到胶质瘤微环境中，通过直接或间接作用对肿瘤的发生、发展产生重要作用，但其在肿瘤血管生成中的作用不得而知。最近发现骨髓间充质干细胞BMSCs可以被招募到胶质瘤微环境中，通过直接或间接作用对肿瘤的发生、发展产生重要作用，但其在肿瘤血管生成中的作用不得而知. 前期研究中我们在RFP/GFP移植瘤组织切片上发现肿瘤细胞（红色）与宿主细胞（绿色）融合的黄色血管，人脑胶质瘤细胞SU3和骨髓间充质干细胞共培养获取的融合细胞体外可以形成管腔样结构。基于此我们推测肿瘤细胞和骨髓间充质干细胞可能通过细胞融合作用具备生成拟态血管的能力。在本研究中一方面我们将GFP-BMSC 和RFP-胶质瘤细胞系共培养，通过活细胞工作站动态观察细胞融合过程，筛选RFP+/GFP+的融合细胞（Fusion cell）。进而分析融合细胞的生物学特性，研究其细胞表型、分子生物学及分子遗传学特征，比较融合细胞和胶质瘤细胞的体内、外成血管能力，以及增殖、侵袭能力。RT-PCR 及Western Blot 确认融合细胞同时表达其亲本细胞的特征性标志物，体外生物学实验证实融合细胞的增殖、迁移、致瘤能力均较其亲本肿瘤细胞增强。培养在Matrigel上的融合细胞可以逐渐形成管腔样结构。融合细胞在内皮分化条件刺激下，多种血管内皮细胞的标志分子在转录及翻译水平显著上调。通过裸小鼠原位移植瘤实验，用CD31染色阳性血管标记微血管密度，融合细胞组MVD-CD31明显高于SU3-RFP组。融合细胞中CD133+细胞比例，及Nanog、Oct-4、Sox2表达水平均高于SU3-RFP，故融合细胞成血管能力的增强可能与干细胞特性增强相关。本研究利用双色荧光示踪的胶质瘤原位移植瘤模型直观的发现融合细胞参与肿瘤血管的形成，丰富了肿瘤血管生成学说。