腫瘤血管生成和抗血管生成治療癌癥的機制

1、腫瘤血管生成和抗血管生成治療癌癥的機制主要研究者 Yihai Cao MTC 卡羅林斯卡學院 總目標：我們研究項目的目標是研究腫瘤血管生成的復雜機制。通過了解病理性腫瘤血管生成的機制，我們希望能攻克血管來明確新的治療靶點，優(yōu)化當前治療癌癥的抗血管生成療法，確定可靠的生物標記來指導這些新藥的臨床意義。因此，我們的研究目的本質(zhì)上是翻譯性質(zhì)的并且與臨床相關，如果成功，這個項目將造福數(shù)百萬癌癥患者。具體目標：1. 研究在腫瘤生長與轉(zhuǎn)移過程中血管和淋巴管生成的機制2. 研究抗血管生成藥物的耐藥機制和優(yōu)化抗血管生成療法3. 確定脫靶腫瘤為抗血管生成治療的潛在有利部位4. 研究腫瘤血管和促進腫瘤生長轉(zhuǎn)移的間

2、質(zhì)組織之間的作用背景和理由血管生成,就是新血管從現(xiàn)有的血管生長的過程，它對胚胎發(fā)育、女性生殖、傷口愈合、腫瘤生長和轉(zhuǎn)移、慢性炎癥、肥胖、糖尿病并發(fā)癥和眼科疾病都至關重要1。1971年,Judah Folkman提出一個新概念,將抑制腫瘤血管生成作為治療癌癥的新策略2。經(jīng)過40年該領域的研究后，臨床前和臨床數(shù)據(jù)提供了可靠的證據(jù)，證明抗血管生成療法是治療惡性和非惡性腫瘤有效合理的方法。如今，一些基于抗血管生成原理的靶向藥物主要包括貝伐單抗，舒尼替尼，和索拉非尼，它們已結(jié)合傳統(tǒng)療法如化療，成為人類腫瘤一線治療手段的關鍵部分3 。此外，抗血管生成藥物已被成功用于眼科疾病的治療，比如老年性黃斑變性 4

3、。在癌癥領域，盡管抗血管生成藥物結(jié)合化療的聯(lián)合療法能顯著的提高各類癌癥患者的生存率，但是抗血管生成療法治療大多數(shù)類型的癌癥包括直腸癌、肺癌和乳腺癌的臨床效果仍然不理想，只有少數(shù)癌癥患者(大約30%)受益5。大量臨床相關的基本問題仍然沒有得到解決。這些包括：1）為什么只有抗血管生成藥物聯(lián)合化療時才對患者有效？為什么一般情況下單一治療沒有產(chǎn)生臨床效果？2）為什么大多數(shù)癌癥患者對抗血管生成治療有先天抗性？3）為什么對抗血管生成治療敏感的患者在持續(xù)治療時會提高抗性？4）為什么抗血管生成藥物的生存效益不與腫瘤大小直接相關？5）抗血管生成藥物真正有效作用于哪里？6）能預測臨床效果的可靠的生物標志是什么？7

4、）我們?nèi)绾蝺?yōu)化目前的治療方案能使臨床效益最大化？只有在了解抗血管生成治療如何產(chǎn)生臨床療效的基本機制后，這些問題才將會被解決。在本研究中，我們試圖了解抗腫瘤血管生成的基本機制，翻譯出我們的臨床研究結(jié)果，以提高抗血管生成治療癌癥的臨床意義。我們將使用各種臨床前模型來探討這些臨床相關的問題。我們也在研究腫瘤轉(zhuǎn)移過程中血管生成的作用，特別致力于研究早期促進腫瘤細胞擴散，侵襲和轉(zhuǎn)移的血管的結(jié)構(gòu)和數(shù)量。我們也將繼續(xù)努力研究淋巴管生成，它是促進淋巴轉(zhuǎn)移的根本原因?？傊@個研究項目是翻譯性質(zhì)的，我們相信公布這些研究信息將有利于數(shù)百萬癌癥患者。研究計劃和初步結(jié)果目標1研究在腫瘤生長與轉(zhuǎn)移過程中血管和淋巴管生成

5、的機制腫瘤能生成許多血管生成因子來啟動一種血管生成表型。由于遺傳不穩(wěn)定性，腫瘤細胞常過度表達多種血管生成因子在高水平，同時下調(diào)內(nèi)源性血管生成抑制劑的生成6。除了腫瘤細胞，腫瘤相關的纖維細胞，炎癥細胞和血管周圍細胞也能顯著地促使血管生長因子或細胞因子高水平的生成。雖然單個因子在腫瘤血管生成和腫瘤生長中的調(diào)控作用有比較深入的研究，但是在促進腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的多種因子之間的相互作用仍然知之甚少。除了血管生成，一些腫瘤源性的血管生成因子也能誘導淋巴管生成，因而經(jīng)常導致淋巴轉(zhuǎn)移7。其次，腫瘤淋巴管生成以促進淋巴轉(zhuǎn)移的分子機制也不甚明了。腫瘤血管生成雖然已知能顯著地促進癌細胞的轉(zhuǎn)移，然而在常氧和低氧腫瘤環(huán)境

6、下，血管生成在促進腫瘤細胞擴散和轉(zhuǎn)移級聯(lián)過程中的作用仍然未知。我們研究目的是從機制上研究腫瘤血管生成的這些不同方面，為開發(fā)抗血管生成治療新藥提供了重要信息，同時提高現(xiàn)有藥物的療效。任務1腫瘤環(huán)境中，促進腫瘤血管生成和生長的不同血管生成因子之間的相互作用目前對促進腫瘤血管生成，血管重塑和腫瘤生長的不同血管生成因子之間的復雜作用研究甚少。我們曾表明，F(xiàn)GF和PDGF家族的成員協(xié)同誘導血管生成和腫瘤轉(zhuǎn)移。例如，F(xiàn)GF-2和PDGF-BB，是兩個腫瘤血管生成因子的常用表達，協(xié)同誘導腫瘤血管生成和肺轉(zhuǎn)移。血管生成協(xié)同作用的分子機制涉及到血管內(nèi)皮細胞和血管周圍細胞如周細胞和血管平滑肌細胞（VSMCs）中F

7、GF-2和PDGF受體的相互作用。為了進一步獲得這兩個因子相互作用的分子信息，計劃使用具體缺失一個特定的配體或一個特定細胞類型的受體的遺傳小鼠模型，可以使用小鼠條件性敲除技術來實現(xiàn)。我們計劃培育一個缺失內(nèi)皮細胞中的PDGFR受體的成年小鼠。以前研究結(jié)果表明，F(xiàn)GF-2可以使內(nèi)皮細胞中PDGFR-受體高水平的表達，導致內(nèi)皮細胞在PDGF-2刺激下產(chǎn)生超響應。為了進一步研究PDGFR雜介導腫瘤血管生成和血管重塑中的作用，我們計劃將帶lox PDGFR受體C57/BL6小鼠（來自我們的合作伙伴日本富山大學的Masakiyo Sasahara博士）和tie-2-cre C57/BL小鼠（來自我們的實驗

8、室）雜交。我們也會在C57/BL6小鼠的基礎上將帶PDGFR-LOX和NG2 Cre（具體為周細胞）小鼠或帶PDGFRLOX 和VSMC-Cre小鼠雜交得到新的小鼠品系。相反，我們也計劃用相同的技術去除在內(nèi)皮細胞、周細胞和血管平滑肌細胞中的FGFR-1而用PDGFR描述。在未來的研究中，我們計劃使用條件基因敲除技術培育出分別缺乏的FGFR-2，F(xiàn)GFR-3，F(xiàn)GFR-4和PDGFR的成年小鼠。不同品系的基因敲除小鼠讓我們能研究小鼠腫瘤血管生成、腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移過程中不同受體介導的信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)。至于腫瘤細胞系，我們得到了不同的細胞系包括小鼠纖維肉瘤和一個用特殊因子表達的肺癌，以不同比例注入這些腫

9、瘤細胞，使我們能夠研究這些因子的協(xié)同作用。例如，F(xiàn)GF-2和PDGF-BB腫瘤將被植入上述缺少與血管生成相關的特定細胞類型的特異性受體的轉(zhuǎn)基因小鼠。腫瘤血管生成，腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移將被我們用行之有效的方法進行評估，包括先進的免疫組化技術協(xié)同共聚焦分析。血管生成因子在一個雙順反子中表達，使我們能夠用EGFP或熒光素酶跟蹤腫瘤細胞。除了上述的PDGF-B和FGF-2的系統(tǒng)，我們還長期致力于研究VEGF家族成員在腫瘤血管生成和血管重塑中的作用。我們將繼續(xù)研究誘導血管生成的VEGF與其它成員之間的聯(lián)系。例如，我們一直在研究胎盤生長因子（PLGF）在調(diào)節(jié)腫瘤血管生成和血管重塑中的作用。最近的數(shù)據(jù)顯示，PI

10、GF能促進重塑腫瘤血管，使紊亂的腫瘤血管正常化。然而，不能確定PIGF誘導血管正?；欠褚蕾囉赩EGF，因為VEGF和PLGF是相同的細胞群中的異源二聚體生成的兩個因子。不同于VEGF二聚體，PlGF-VEGF 異二聚體表現(xiàn)出微弱甚至微不足道的血管生成活性。為了解決這個問題，我們計劃建立一個缺少VEGF表達，只表達PIGF的腫瘤細胞系，可以用來自VEGF基因敲除小鼠的胚胎成纖維細胞轉(zhuǎn)化成腫瘤細胞來做到。將PIGF基因轉(zhuǎn)染入無VEGF腫瘤細胞系能讓我們研究異二聚體是否是血管正?；匦璧?。此外，這些有價值的細胞系將為我們提供一個機會來研究這些腫瘤對抗VEGF治療的抗性。已經(jīng)表明，PLGF明顯有助于

11、增加抗VEGF藥物治療腫瘤的抗性，但是PLGF與VEGF的關系問題包括異二聚體的形成仍沒有被研究。腫瘤環(huán)境下其他幾個血管生成因子之間的血管生成協(xié)同作用也沒有被研究。我們計劃研究這些系統(tǒng)包括VEGF和炎癥因子如TNF-和IL-6。事實上，大部分腫瘤浸潤過程中炎癥細胞會生成多種細胞因子。因此，研究腫瘤源性血管生成因子和調(diào)節(jié)血管生成的炎癥源性細胞因子之間的關系與臨床表現(xiàn)密切相關，能幫助開發(fā)有效的治療方法。任務2淋巴管生成和淋巴轉(zhuǎn)移 與血管生成類似，腫瘤分泌的各種生長因子和細胞因子包括VEGF-A，VEGF-CD，PDGF，IGF，Ang-2，HGF和FGF能促進腫瘤淋巴管生成7。然而，促進瘤內(nèi)及瘤周

12、淋巴管的生長和轉(zhuǎn)移的淋巴管生成因子之間的作用仍然未知。我們將用已建好的小鼠角膜新生淋巴管模型與腫瘤異種移植模型相結(jié)合，來研究淋巴管生成活動和促進淋巴轉(zhuǎn)移的因子協(xié)同作用之間的作用，淋巴管能被不同的淋巴管內(nèi)皮細胞特異性標志檢測，如LYVE-1，平足蛋白和VEGFR-3（不明確）。淋巴管和血管可用LYVE-1和CD31、CD34雙重免疫染色法來區(qū)分。腫瘤環(huán)境下，這些不同的因子不僅影響淋巴管生長而且影響它的結(jié)構(gòu)，因此，我們將淋巴管密度和結(jié)構(gòu)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移聯(lián)系起來。除了生長因子，我們還建立了腫瘤細胞系來表達特定的炎癥細胞因子如TNF-和IL-6。初步研究結(jié)果顯示，腫瘤環(huán)境下這些免疫細胞因子是強力的淋巴管生

13、成因子并能推動淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。我們將使用各種基因操作小鼠品系來研究不同受體的作用和淋巴管生成和轉(zhuǎn)移的信號轉(zhuǎn)導途徑?？偟膩碚f，這些研究得到信息是至關重要的，幫助了解這些生長因子和細胞因子在促進淋巴管生成和轉(zhuǎn)移過程中的機制，從而研發(fā)抑制和預防淋巴轉(zhuǎn)移的有效藥物。任務3腫瘤早期事件中的血管生成和缺氧 雖然許多的先進的成像技術已經(jīng)應用于監(jiān)測臨床前模型和臨床患者癌轉(zhuǎn)移情況，但是這些技術只能監(jiān)測到相對大的轉(zhuǎn)移性腫瘤，而不能用于研究腫瘤侵襲和腫瘤細胞擴散到血液循環(huán)的早期事件。我們?yōu)榇私⒘艘粋€斑馬魚轉(zhuǎn)移模型，通過斑馬魚研究哺乳動物腫瘤轉(zhuǎn)移的早期事件。由于斑馬魚胚胎是透明的并且有免疫赦免，我們可以植入人或小鼠的腫

14、瘤，此外，基因功能特異性下調(diào)可以用成熟的嗎啉技術實現(xiàn)?；诎唏R魚的這些特點，最近我們開發(fā)了一種斑馬魚轉(zhuǎn)移模型，使腫瘤細胞的傳播可以在單細胞水平中被檢測到，而且，腫瘤細胞播散進入血液循環(huán)可以用FL1來研究：組織常氧和低氧下的EGFP轉(zhuǎn)基因品系。利用這個模型，我們能系統(tǒng)地研究在組織常氧和低氧下，促進腫瘤細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移的腫瘤生成的單個血管生成因子或組合。由于各種原因，我們轉(zhuǎn)染了不同的腫瘤細胞系，只能表達腫瘤細胞系中的單個血管生成因子。我們計劃利用轉(zhuǎn)移模型來研究來自腫瘤患者的臨床標本，觀察這個模型是否能作為一個功能系統(tǒng)來預測癌癥患者腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。因此，這個項目需要臨床醫(yī)生和我們的研究團隊共同努力

15、。事實上，我們已經(jīng)開始與卡羅林斯卡醫(yī)院的Johan Hartman 和 Jonas Bergh 醫(yī)生合作，得到乳腺癌活檢來研究。我們希望這種測定方式是一種功能測定，能作為可靠的系統(tǒng)來監(jiān)測藥物療效和預測癌癥患者的預后。目標2研究抗血管生成藥物的抗性機制和優(yōu)化抗血管生成療法 抗腫瘤血管生成治療的一個關鍵問題是如何克服抗性，這個問題在大多數(shù)癌癥患者中普遍存在，他們對抗血管藥物有先天抗性。例如，約70%的大腸癌，肺癌，乳腺癌患者對抗血管生成藥物如貝伐單抗有先天抗性。此外，大多數(shù)患者用抗血管生成療法持續(xù)治療的初步反應就是增加抗性。因此，了解抗血管生成藥物的抗機制是非常重要的，能優(yōu)化目前抗血管生成治療和它

16、與化療的聯(lián)合治療，識別可靠的生物標志來預測治療結(jié)果，從而使數(shù)百萬的癌癥患者受益。任務1抗血管生成治療抗性的代償機制 大多數(shù)現(xiàn)有的抗血管生成藥物主要作用于靶向VEGF通路，通過直接中和VEGF或抑制VEGF受體的酪氨酸激酶活性來。然而，用封鎖VEGF來抑制血管生成經(jīng)常會導致腫瘤微環(huán)境的變化如組織缺氧，繼而激活其他非VEGF因子。抗VEGF藥物已被證明能增加其它血管生成因子的表達，包括EPO, PlGF, GCSF和SDF-1。所以，為了應對抗VEGF治療，腫瘤往往會通過其他非VEGF因子來生成血管。這種機制被稱為抗性代償機制。利用目前可用的腫瘤小鼠模型，我們希望通過研究抗血管生成藥物在腫瘤中的表

17、達其它因子的敏感性。為了克服抗血管生成藥物的抗性，我們計劃使用不同種類的抗血管生成劑如抗VEGF，抗整合素，內(nèi)源性血管生成抑制劑和血管破壞劑。這個計劃原則是用臨床前腫瘤模型來研究抗血管治療結(jié)合化療的藥物。我們希望這個研究能提供直接的證據(jù)來指導這類藥物今后的臨床試驗。為了區(qū)別主體源性和腫瘤源性的VEGF對抗血管治療的反應，我們會將VEGF-null腫瘤與表達VEGF的腫瘤做對比來研究它們對抗血管治療的反應。已經(jīng)證明，主體源性VEGF在促進腫瘤血管生成中起著至關重要的作用。另外，VEGF-null腫瘤模型還提供了一個機會來研究新類藥物，利用非VEGF抑制來解決抗性問題。任務2優(yōu)化當前的抗血管生成治

18、療當前可用的抗血管生成治療是遠遠不夠理想，只有少數(shù)癌癥患者受益于這種治療方案。因此，改進目前的治療方案從而使那些接受這類治療的癌癥患者受益是非常緊迫和重要的任務。與臨床實踐相關的關鍵問題包括，克服抗性，保證抗血管生成藥物長期供應而不中斷，以最佳順序使用抗血管生成藥物與化療，優(yōu)化抗血管生成藥物以配合化療。解決這些臨床相關問題的重要途徑之一是提高藥物輸送系統(tǒng)，確?？寡苌伤幬锏拈L期供貨，保持抗血管生成治療。我們通過與麻省理工學院Robert Langer´s博士的實驗室合作，計劃研發(fā)出一種新的釋放系統(tǒng)，使抗血管生成藥物能長期持續(xù)的釋放。我們希望開發(fā)一種“智能芯片”裝置，通過數(shù)字控制系統(tǒng)

19、嵌入和釋放抗血管生成藥物與化療藥物。結(jié)合患者的生物標志信息，我們希望任何給定的時間都能在患者體中釋放這些化合物，以實現(xiàn)個性化的藥物治療。當然，這個目標需要付出巨大的努力和時間去實現(xiàn)。但是如果成功的話，對于數(shù)百萬癌癥患者的意義是十分巨大的。最近的動物研究數(shù)據(jù)表明，更有生存效益的順序是遞送抗血管生成藥物先于化療。在這個研究計劃中，我們將進一步明確按順序先遞送抗血管生成藥物后化療的生存效益機制。目標3確定脫靶腫瘤為抗血管生成治療的潛在有利部位 抗血管生成治療的臨床經(jīng)驗表明，這些藥物的生存效益并不總是與腫瘤的大小縮減相關，所以腫瘤大小不能作為一個可靠的替代指標來預測生存效益。而血管生成因子的循環(huán)水平與

20、預后呈負相關，某些藥物會引起的全身性的副作用如高血壓和皮疹，已被用來作為替代標記預測效果，遺傳多態(tài)性的變化涉及同一藥物的不同反應。這些臨床觀察提出了一個重要問題，抗血管生成藥物的全身效應在某種程度上與臨床效果相關。為什么這樣？脫靶腫瘤是這些藥物的潛在有利部位？在臨床上，真正給予癌癥患者的抗血管生成藥物是全身性的。換句話說，這些藥物是用來治療患者而不是局部腫瘤組織。眾所周知，大量的癌癥患者患有全身性綜合征如癌癥惡病質(zhì)，副腫瘤綜合征，導致其生存和生活質(zhì)量很差。有趣的是，在一個小鼠腫瘤模型中，我們發(fā)現(xiàn)腫瘤源性的血管內(nèi)皮生長因子進入了血液循環(huán)，結(jié)果導致多個組織和器官被系統(tǒng)破壞，包括骨髓造血功能受損，脾

21、肝腫大，內(nèi)分泌失調(diào)。這些VEGF誘導的全身癥狀像癌癥患者的副腫瘤綜合征，提示是VEGF誘發(fā)了腫瘤相關的全身性綜合征。用抗VEGFR-2劑治療小鼠VEGF腫瘤，則導致其生存改善但沒有明顯影響腫瘤生長?；谶@個模型，我們進一步的研究表明，用抗VEGF藥物治療這些荷瘤小鼠能顯著提高對化療引起的全身毒性的耐受。因此，通過抗血管生成藥物降低化學毒性也許能提供一個新的聯(lián)合治療機制，因為大量的癌癥患者是死于治療而不是疾病。在這個方案中，我們計劃研究不同類型腫瘤中的血管生成因子引起全身綜合征的情況，進一步推廣我們的研究結(jié)果及其相關臨床情況。另一個有趣的計劃是研究VEGF對于其他已知能引起全身癌癥并發(fā)癥如癌性惡

22、病質(zhì)的細胞因子的作用，如TNF-和IL-1，IL-6，我們計劃用TNF-或IL-6來表達基因腫瘤細胞的傳播。以不同的比例混合這些轉(zhuǎn)染的腫瘤細胞和VEGF腫瘤細胞，用來研究癌癥相關的系統(tǒng)綜合癥發(fā)展過程中不同信號的協(xié)同作用。這個發(fā)現(xiàn)能幫助我們研發(fā)新的療法，通過不同靶向藥物的組合以提高療效。任務1腫瘤源性VEGF的全身效應最近的證據(jù)表明，腫瘤源性VEGF對多種組織和器官有廣泛影響。例如，在異種移植小鼠腫瘤模型中腫瘤源性VEGF能顯著擴張肝，脾，腎上腺，骨髓的血管。血管結(jié)構(gòu)和密度的改變對多個組織器官的功能有很大的影響，在骨髓，腫瘤源性VEGF能明顯動員造血干細胞，導致荷瘤小鼠嚴重的陰性特質(zhì)。然而，VE

23、GF動員骨髓干細胞的機制仍然知之甚少。我們計劃利用VEGF-t241腫瘤模型來研究這一重要問題。我們將封鎖不同的VEGF來治療荷瘤小鼠，觀察哪個受體介導的信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)參與了骨髓干細胞的動員。我們用特殊的抗小鼠單克隆抗體來中和VEGFR-1與VEGFR-2。已經(jīng)證明，骨髓源性的炎癥細胞如單核細胞和中性粒細胞會表達VEGFR1，因而腫瘤源性VEGF能動員這些細胞。最近的數(shù)據(jù)還顯示VEGF-1陰性細胞群體能被全身VEGF所動員，作為動員的一種代償機制。我們用封鎖VEGFR-2來治療這些荷瘤小鼠，觀察抗VEGFR-2是否能阻止VEGF誘導的動員。公布這個研究結(jié)果能提供VEGF誘導的骨髓細胞動員機制的重

24、要信息。另外，我們將利用遺傳小鼠模型來研究VEGF誘導的骨髓干細胞動員中受體介導的信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)。我們使用去除VEGF-1酪氨酸激酶的VEGFR-1TK-/TK小鼠，缺少VEGFR-1激酶便于我們研究激活VEGFR-1是否需要動員。我們也計劃利用使用組織特異性Cre小鼠培育去除造血和髓系VEGFR-2的VEGFR-2條件基因敲除品系。任務2 VEGF和其他細胞因子的協(xié)同系統(tǒng)性影響如果VEGF TNF-，IL-6誘發(fā)了全身性癌癥綜合癥，這些因子在同一腫瘤環(huán)境下可能會在多組織和器官引起協(xié)同破壞作用。為了驗證這個假設，我們生產(chǎn)了腫瘤細胞系包括LLC和T241小鼠腫瘤系，它能產(chǎn)生所有因子。正如預期的那樣

25、，將這些植入腫瘤細胞小鼠不僅加快了腫瘤的生長率，也有全身性的癌癥綜合征的表現(xiàn)，如癌性惡病質(zhì)、副腫瘤綜合征。但是，在各個組織器官中不同的VEGF和細胞因子之間的協(xié)同效應仍然未知。這些可用的腫瘤小鼠模型能讓我們研究各種因子在小鼠中的協(xié)同效應和系統(tǒng)影響。在這些動物模型中，我們會監(jiān)測小鼠體重，腫瘤和其他組織的血管分布，新陳代謝，脂肪組織，骨骼肌纖維的變化，小鼠存活率和腫瘤轉(zhuǎn)移情況。這些小鼠模型也為我們研究提供了一個機會，是否不同的封鎖組合能充分抑制全身效應，最終改善生存質(zhì)量。同時，我們會用不同的基因操作品系如TNFR-1 KO小鼠來進行這項實驗。這個研究給開發(fā)一個聯(lián)合治療方案來治療全身癌癥綜合征如癌癥

26、惡病質(zhì)提供了重要信息。目的4研究腫瘤血管和促進腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的基質(zhì)組織之間的作用我們最近的數(shù)據(jù)表明，血管周圍的細胞如周細胞可以在PDGF-B存在的情況下分化為腫瘤基質(zhì)細胞（未發(fā)表的數(shù)據(jù)）。腫瘤基質(zhì)是已知顯著的一種侵入性的表型。因此，血管源性細胞明顯有助于腫瘤的生長和侵襲。為了進一步研究促進腫瘤間質(zhì)生長的PDGF-B與血管生成之間的作用，我們計劃用專門去除NG2 +細胞中PDGFR受體的條件基因敲除小鼠。雖然基質(zhì)成纖維細胞明確能促進腫瘤的侵襲，轉(zhuǎn)移和耐藥，但是基質(zhì)細胞誘導侵襲的分子機制仍不清楚。我們計劃通過測量荷瘤動物中的循環(huán)腫瘤細胞，來研究這些基質(zhì)細胞如何從原發(fā)部位參與促進腫瘤細胞的播散。另一

27、種可能性是，基質(zhì)細胞和腫瘤細胞形成細胞團，一起傳播到遠程站點，其中基質(zhì)細胞可以協(xié)助腫瘤細胞在新的部位生長并且啟動血管生成。這一假設可以在我們建立的小鼠腫瘤模型上被測試。我們最近的數(shù)據(jù)表明，腫瘤相關的基質(zhì)成纖維細胞通過生成大量的血管生成因子能明顯促進腫瘤血管生成。這些基質(zhì)細胞衍生因子刺激腫瘤血管生成和腫瘤生長。因此，抑制腫瘤基質(zhì)是間接抑制腫瘤血管生成的一個重要途徑 。我們將研究得出腫瘤基質(zhì)質(zhì)誘導血管生成，腫瘤生長，侵襲，轉(zhuǎn)移和耐藥的重要機制。選擇的最近出版物(自2009年)1. Zhang D, Hedlund EM, Lim S, Chen F, Zhang Y, Sun B and Cao

28、Y* (2011) Proc Natl Acad Sci U S A. Mar 8;108(10):4117-22.2. Cao R, Lim S, Ji Hong, Zhang Y, Yang Y, Honek J and Yihai Cao* (2011) Nature Protocols, In press.3. Rouhi P, Jensen D, Cao Z, Hosaka K, Länne T, Steffensen J, Wahlberg E and Cao Y. (2010) Nature Protocols, 5(12):1911-8.4. Cao Z, Jense

29、n D, Rouhi P, Hosaka K, Länne T, Steffensen J, Wahlberg E and Cao Y. (2010) Nature Protocols, 5(12):1903-10.5. Hou X, Kumar A, Lee C, Wang B, Arjunan P, Dong L, Maminishkis A, Tang Z, Li Y, Zhang F, Zhang-S-Z, Wardega P, Chakrabarty S, Liu B, Wu Z, Colosi P, Fariss RN, Lennartsson J, Nussenblat

30、t R, Gutkind S, Cao Y and Li X (2010) Proc Natl Acad Sci U S A., Jul 6;107(27):12216-21.6. Zhang C, Zhao YX, Zhang YH, Zhu L, Deng BP, Li Z, Shu Z, Ying L, Lu X, SongLL, Lei XM, Tang WB, Wang N, Ming C, Song HD, Liu CX, Bo D, Zhang Y and Cao Y (2010) Proc Natl Acad Sci U S A., Aug 23. 107(36):15886-

31、91.7. Xue Y, Lim S,Bråkenhielm E and Cao Y. (2010) Nature Protocols, 5, 912-920.8. Cao R, Xue Y, Hedlund E-M, Zhong Z, Tritsaris K, Tondellic B, Lucchini F, Zhu Z, Dissing S and Cao Y. (2010). Proc Natl Acad Sci U S A.,107, 856861.9. Tang Z , Arjunan P, Lee C, Li Y, Kumar A, Hou X, Wang B, Ward

32、ega P, Zhang F, Dong L, Zhang Y, Zhang S-Z, Ding H, Becker K-G, Lennartsson L, Nagai N, Cao Y and Li X. (2010) J. Exp. Med, 207(4):867-8010. Lee SL, Rouhi P, Jensen LD, Zhang D, Ji H, Hauptmann G, Ingham P, Cao Y. (2009) Proc Natl Acad Sci U S A. 106(43):18408-13.11. Dahl Ejby Jensen L, Cao R, Hedlu

33、nd EM, Söll I, Lundberg JO, Hauptmann G, Steffensen JF, Cao Y. (2009) Proc Natl Acad Sci U S A. 106(43):18408-1312. Hedlund EM, Hosaka K, Zhong Z, Cao R, Cao Y. (2009) Proc Natl Acad Sci U S A. 106(41):17505-10.13. Zhang, F.,et al.(2009)Proc Natl Acad Sci U S A. 106(15):6152-7.14. Xue, Y., Petr

34、ovic, N., Cao, R., Larsson, O.,Chen, S., Feldman, H.M., Liang, Z., Zhu, Z.,Nedergaard, J., Cannon, B. and Cao, Y (2009) Cell Metabolism 9,99109.15. Zhang, J., Cao, R., Zhang, Y., Jia, T., Cao, Y. and Wahlberg, E (2009) FASEB J. 23:153-63. (Corresponding author).16. Cao Y. (2010) Nat Rev Clin Oncol.

35、7(10):604-8.17. Cao Y. (2010) Discovery Medicine, Mar;9(46):179-84.18. Cao Y. (2010) Blood, Mar 25;115(12):2336-7. 19. Cao Y and Lager R. (2010) Science Translational Medicine, 2(15):15ps3.20. Cao Y. (2010) Nature Reviews-Drug Discovery, 9, 107-115.21. Cao Y. (2009) Angiogenesis in malignancy. Semin

36、 Cancer Biol. 19(5):277-8.22. Cao Y, Zhong W and Sun Y. (2009) Semin Cancer Biol. 19:33834323. Cao, Y (2009) Science Signaling, 2(59):re1意義我們的研究項目強調(diào)新穎性，創(chuàng)造性和開拓性，通過研究機制，翻譯這些研究發(fā)現(xiàn)使其具有臨床意義。血管生成在腫瘤轉(zhuǎn)移和癌癥相關的系統(tǒng)疾病中起著關鍵的作用，靶血管的病變會對癌癥的治療產(chǎn)生重大的影響。事實上，一些靶向藥物如貝伐單抗，舒尼替尼，索拉非尼就是基于血管生成的原理。它們作為聯(lián)合治療方案的重要組成部分，已經(jīng)被常規(guī)用于治療人類患

37、者中很多常見類型的癌癥。盡管抗血管生成治療癌癥在臨床獲得了成功，但這些抗血管生成藥物的生存效益還是不太理想。如何解決這些藥物的高成本和副作用，當務之急是改進目前的療法，優(yōu)化聯(lián)合化療的治療方案，尋找可靠的生物標志來選擇敏感的患者和監(jiān)測治療效果。這些問題都是臨床實踐和病人的利益直接相關。我們目前的研究項目的目標是通過許多不同的臨床前模型來直接解決這些臨床相關的問題，了解腫瘤血管生成的根本機制和抗血管生成治療癌癥的潛在臨床效益。我們相信，掌握抗血管生成治療的基本機制至關重要，它能提高臨床效益，為今后的治療尋找到新的，更有效的方法。我們研究這些臨床相關的人類疾病的方法是世界前沿的。我們最近的出版記錄表

38、明，我們具有做這項開創(chuàng)性研究的能力。如果我們目前的研究計劃是成功的，我們相信，它將造福于數(shù)百萬的癌癥患者。參考文獻1Cao Y. Angiogenesis: What can it offer for future medicine? Exp Cell Res. 2010 May 1;316(8):1304-8.2Folkman J. Tumor angiogenesis: therapeutic implications. N Engl J Med. 1971 Nov 18;285(21):1182-6.3Cao Y, Langer R. Optimizing the delivery of

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