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VEGF(血管内皮生长因子)

由于血管生成在皮肤鳞状细胞癌的发生Байду номын сангаас展有重要影响,由此推 断,VEGF对皮肤癌的生长也有重要的促进作用。
很多肿瘤生长过程中,血管微环境能够影响肿瘤干细胞(CSC)的 功能。但是VEGF是否能够直接影响CSC的增殖,尚未有明确结论。
一.皮肤癌血管微环境中是否存在CSCs?
在脑肿瘤中,血管微环境中存在CSC并 能影响其功能,但皮肤癌血管微环境 中是否存在CSC尚不明确。皮肤癌中的 肿瘤上皮细胞(TEC)具有克隆性增殖 潜能,并且TEC移植到免疫缺陷的小鼠 后可形成肿瘤,因此可以推断TEC即为 CSCs。
为确定皮肤癌血管微环境是否存在CSCs,进一 步通过免疫组织化学染色研究:
三种
CSC markers:CD34+、Hmga
免疫 TEC markers:K5、K14
染色 EC markers:endoglin、CD31
CSC:肿瘤干细胞 TEC:肿瘤上皮细胞
EC:血管内皮细胞
皮肤癌的TEC可以显示CSC的markers CD34+,但内 皮细胞没有显示CSC的markers CD34+, 因此可
的多靶点抗肿瘤药物) 缺氧诱导因子抑制剂
06 VEGF对皮肤癌发生与发展的调控
在人类皮肤癌中,鳞状细胞癌的发病率居第二位,世界上每年有 500,000人发病。
DMBA/TPA(二羟甲基丁酸/对苯二甲酸)化学诱导小鼠皮肤癌,小 鼠的鳞状细胞癌和人类极其相似。
肿瘤的生长过程中,VEGF能够促进血管内皮细胞增殖从而增加肿 瘤的血管密度,促进肿瘤生长。
Ca2+-磷脂依赖性激酶途径
VEGF活化PLCγ, PLCγ水解膜组分PIP2产生IP3和DAG。 IP3诱导细胞内Ca2+释放,促进前列腺素的生成,提高血管 渗透性。Ca2 + 使PKC结合并聚合至质膜,在DAG(二酯酰 甘油)的作用下活化,PKC也可作为eNOS和Raf1-MEK1/2ERK1/2的上游激活物,促进NO的产生,促进基因的表达 和细胞的增殖。
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05 作用于VEGF信号通路的血管生成抑制剂
直接靶向VEGF的血管生成抑制剂 VEGF单克隆抗体(贝伐单抗, 世界上首个VEGF抑制剂) 可溶性VEGFR药物(Aflibercept) VEGF的反义寡核苷酸
作用于VEGF通路中其他信号传递分子的血管生成抑制剂 VEGFR酪氨酸激酶抑制剂(索拉非尼,世界上首个用于临床
VEGF改变CSCs的自我更新和分化能力以及其分子机制,我 们从基因水平研究获得:
1、regulate stemness:Sox、Hmga
2、 proliferation:Ccnd1、Ccng1

3、通过血管微环境调控肿瘤细胞
Genes
间的相互作用:Col1、Col3a1
4、鳞状细胞癌中表达的基因:
VEGF
血管内皮生长因子
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目录
01 血管的形成 02 VEGF及其受体 03 VEGF诱发的细胞内信号转导 04 VEGF信号通路的作用 05 作用于VEGF信号通路的血管生成抑制剂 06 VEGF对皮肤癌发生与发展的调控
01 血管的形成
血管生成:胚胎早期成血管细胞分化形成原始血管。 血管新生:即从已经存在的血管中构建出来新的血管,正
为了探究 CSCs 分泌的VEGF是否调控 皮肤CSCs的自我更新和分化,维持 肿瘤的生长,该实验在已经建立皮 肤癌的小鼠模型中敲除Vegfa基因, 用抗癌药三苯氧胺处理一周后,大 多数肿瘤已经萎缩到原来的60%,两 周后大多数肿瘤完全消失。
在癌症的治疗的过程中,单纯的血管增生抑制剂并不能使已经建立的 肿瘤完全消失,而上述实验中肿瘤完全消失,表明:Vegfa可以通过
04 VEGF信号通路的作用
VEGF/VEGFR2所介导的信号级联通路可以调控血管内皮 细胞的增殖、迁移、存活,引起血管通透性的改变,控制 血管的新生。(在肿瘤的生长过程中需要新生血管来供应 营养物质和排泄代谢物。)
VEGF能够引起内皮细胞增生,引起其渗透性增强,导致血 管肿瘤、血管渗透,水肿及炎症。
VEGFR:VEGFR1、VEGFR2、VEGFR3 其中VEGFR2是血管新生和有丝分裂过程主要的VEGF信号 转导受体。
03 VEGF诱发的细胞内信号转导
丝裂原活化的蛋白激酶(MAPK)途径
VEGF结合到VEGFR2上,引起SHC磷酸化,活化的SHC 与接头蛋白(GRB2)结合,GRB2通过SH2结构域结合鸟 苷酸交换蛋白(SOS),使之接近Ras,然后进一步激活 PAPK级联反应:Raf1→MEK1/2 →ERK1/2。
(三)皮肤癌小鼠模型里过表达Vegfa
在已经建立皮肤癌的小鼠模型里,特异性使TEC内Vegfa基因过表达,来研究 VEGF的增加是否增加CSCs的自我更新能力。
Vegfa基因过表达后,可见CSCs大 量增殖,对称性细胞分裂的CSC比 例增加。
结果表明:VEGF可以通过增加CSC 的自我更新,促进血管内皮细胞的 增殖和血管密度的增加促进肿瘤的 生长。
常情况下血管新生仅发生在胚胎发育期,创伤愈合期和女 性的生理周期,病理条件下也会出现异常的血管新生。 复杂血管系统的形成还需要其他信号通路,如:肝配蛋白 、TGF-β(转化生长因子)、PDGF(血小板原生长因子) 等信号通路
02 VEGF及其受体
VEGF: VEGFA、 VEGFB 、VEGFC、 VEGFD、PIGF( 胎盘生长因子)、 orf viral VEGF同系物
(一)DC101封闭性阻断VEGFR2
通过qRT-PCR、免疫荧光可以证明:VEGFR2存在于 血管内皮细胞。
DC1w0e1lc是omVe EtoGusFeRth2es的e P封ow闭erP性oin抗t te体mp,lat强es, New 烈抑C制on肿ten瘤t de血sig管n, 再10 生yea,rs eDxpCe1rie0n1ce作用于 皮肤癌小鼠模型,可见内皮细胞增殖显 著减少、肿瘤血管密度明显降低, CSCs的比例降低。
Krt13、Ano1
在Vegfa基因过表达的皮肤癌小鼠模 型中,很多基因表达增加,通过qRTPCR、流式细胞仪分析、免疫荧光染 色三种方法分析,大约50%的基因表 达上调是由于Vegfa基因的过表达。 因此,VEGF在转录水平影响相关基因 以调控CSCs的自我更新和分化能力。
结论
1.VEGF可以通过促进内皮细胞增殖和血管再生 促进肿瘤生长。 2. VEGF可以通过直接调控CSCs的某些基因的 转录促进肿瘤生长。
VEGF阻断 例降低
血管生成 减少
CSC比
阻断VEGF能通过减少血管生成使CSCs比例降低,但是VEGF 是否能直接影响CSCs的某些基因的表达来直接调控其增殖 尚需进一步证实。
VEGF
CSC ?
(二)皮肤癌小鼠模型里敲除Vegfa基因
qRT-PCR表明VEGFa在CD34+CSCs中的表达高于正常上皮细胞和CD34CSCs。
以排除内皮细胞的影响,证明TEC即为皮肤癌里
的CSC
血管微环境中存在CSC
二.VEGF对CSC的影响
以上实验已证明小鼠皮肤癌血管微环境 中存在CSC,并且现已知VEGF对血管 微环境的形成有重要影响,但VEGF对 CSC是否有直接影响尚未证实。
(一)DC101封闭性阻断 VEGFR2 (二)皮肤癌小鼠模型里敲 除Vegfa基因 (三)皮肤癌小鼠模型里过 表达VEGF
VEGF可诱导P38-MARK活化,P38-MAPK继而活化 MAPKAPK-2/3,并使丝状肌动蛋白(F-Actin)聚合调节 分子和热休克蛋白27(HSP27)发生磷酸化,引起肌动蛋 白骨架的重组,产生EC移行。
PI3K-Akt/PKB途径
VEGF与VEGFR2结合后,PI3K发生磷酸化,活化的PI3K与底 物PIP2结合将其转化为PIP3,PIP3诱导Akt/PKB磷酸化。磷 酸化的Akt既可通过磷酸化BAD和Caspase9(天冬氨酸特异 性半胱氨酸蛋白酶)抑制BAD和Caspase9的活性,诱导EC增 生和移行,也可通过激活eNOS产生NO,控制造血功能和AMI (急性骨髓白血病)细胞的生长。
除促进血管增生以外的因素影响肿瘤生长。
Vegfa基因的缺失导致 TECs(即CSCs)显著减少, 可以推断:VEGF对皮肤癌的 CSCs存在一定影响。
从CSCs对称性细胞分裂与非对称性分裂来分析这种假设是否成立,对称性细 胞分裂代表细胞正在进行自我更新,非对称性分裂表明肿瘤细胞的分化。
在肿瘤生长的过程中,大约40%的 TEC处于对称性分裂(自我更新的 状态)。但是在敲除VEGFa的小鼠 皮肤癌模型里,处于增殖的TEC比 例大幅度降低。因此VEGF对皮肤 CSCs的增殖和自我更新有重要影响 。
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