腫瘤血管生成及其抑制劑研究進展課件

1、腫瘤血管生成及其抑制劑研究進展課件腫瘤血管生成及其抑制劑研究進展課件腫瘤新生血管生成概念的提出本世紀70年代，根據(jù)Folkman本人以及其他一些科學家如Algire, Chalkley, Greenblatt，Shubik 和 warren等的研究結果，F(xiàn)olkman提出了一個新的假說，認為血管生成在腫瘤的發(fā)生和轉移過程中是必不可少的，阻斷血管生成可以成為一種新的治療腫瘤的手段或途徑 腫瘤新生血管生成概念的提出本世紀70年代，根據(jù)Folkman腫瘤新生血管生成概念的證實Folkman等人把腫瘤組織種入兔角膜中，發(fā)現(xiàn)越靠近腫瘤組織的部位，產生的血管越多，呈現(xiàn)指數(shù)級生長狀態(tài)。而且當新長出的血管進入

2、腫瘤組織，腫瘤組織也呈現(xiàn)出指數(shù)級的生長。證明血管生成是腫瘤發(fā)展所必需的。腫瘤新生血管生成概念的證實Folkman等人把腫瘤組織種入兔腫瘤新生血管生成概念的擴充科學家們發(fā)現(xiàn)，血管生成不光在腫瘤發(fā)展中存在，在其他的一些疾病如風濕性關節(jié)炎，牛皮癬等以及某些生理過程如新生兒發(fā)育，傷口愈合等，血管生成也具有很重要的作用。血管生成過多或者不足都是導致疾病發(fā)生的原因。為更好的研究這一生理現(xiàn)象，科學家們提出了一個新的概念新生血管生成（Angiogenesis）腫瘤新生血管生成概念的擴充科學家們發(fā)現(xiàn)，血管生成不光在腫瘤發(fā)新生血管生成血管生成是指組織中從既存的成熟血管形成新的毛細血管網絡的過程。這個過程與從血管內

3、皮前體細胞分化形成血管不同。新生血管生成血管生成是指組織中從既存的成熟血管形成新的毛細血新生血管生成過程1. 內皮細胞分泌金屬基質蛋白酶降解基底膜2. 游離的內皮細胞遷移3. 內皮細胞增殖4. 內皮細胞重新排列組合成新的血管新生血管生成過程1. 內皮細胞分泌金屬基質蛋白酶降解基底膜2疾病中的新生血管生成AngiogenesisInsufficientExcessiveDisease/indicationDisease/indicationCancerAIDS ComplicationsPsoriasisBlindness Rheumatoid arthritisStrokeHeart Dise

4、aseInfertilityscleroderma 疾病中的新生血管生成AngiogenesisInsuffic腫瘤新生血管生成絕大多數(shù)實體瘤的生長和轉移是血管依賴的，即腫瘤組織在其生長過程中，會誘導新的血管的生成，以提供腫瘤生長所需的營養(yǎng)和氧氣，同時通過血管向其他組織輸送轉移細胞，并在機體的其它部位繼續(xù)生長和誘導血管形成，導致腫瘤轉移。 腫瘤新生血管生成絕大多數(shù)實體瘤的生長和轉移是血管依賴的，即腫腫瘤血管生成及其抑制劑研究進展課件新生血管生成的主要調控因子AngiogenesisVEGFbFGFPDGFAngiogeninAngiopoietin I et alPositive regula

5、torsNegative regulatorsAngiostatinEndostatinGenisteinVasostatinMMP inhibitors et al新生血管生成的主要調控因子AngiogenesisVEGFP新生血管生成的促進因子新生血管生成的促進因子bFGF80年代中期，發(fā)現(xiàn)了第一個促血管生成的生長因子堿性成纖維細胞生長因子（basic fibroblast growth factor，bFGF） bFGF80年代中期，發(fā)現(xiàn)了第一個促血管生成的生長因子堿bFGF的特性為不含糖的分子量為16Kda的肽類。bFGF分布較廣泛，是首個被發(fā)現(xiàn)的促血管生長因子。至少有4種高親和FGF

6、的酪氨酸激酶受體，其分子量為110150 Kda。 bFGF的特性為不含糖的分子量為16Kda的肽類。bFGF分bFGF的功能可促進血管內皮細胞的增殖和遷移；可促進具有降解基底膜作用的蛋白激酶釋放；可促進內皮細胞形成管狀結構。很多研究表明，bFGF同生理和病理性的血管生成都是密切相關的。bFGF缺陷的老鼠表現(xiàn)出神經方面的缺陷和傷口愈合延緩。大多數(shù)實體瘤可分泌bFGF, 因此認為它同實體瘤的血管生成是密切相關的。 bFGF的功能可促進血管內皮細胞的增殖和遷移；可促進具有降解VEGF90年代初，發(fā)現(xiàn)了血管內皮細胞生長因子（vascular endothelial growth factor，VEG

7、F）家族 VEGF90年代初，發(fā)現(xiàn)了血管內皮細胞生長因子（vasculVEGF的特性VEGF又稱血管通透因子（VPF），由Senger等于1993年報道。它是一種結合型糖蛋白，由兩個具有相同N端序列且分子量相同的亞單位通過二硫鍵連接而成，分子量3442 Kda，等電點大于7.5，因其表面有許多陽離子而呈弱堿性，遇熱、遇酸穩(wěn)定。VEGF家族有六個成員，包括VEGF-A(VEGF),VEGF-B,VEGF-C,VEGF-D,VEGF-E,PIGF。VEGF同位基因的缺失會導致胚胎不能正常發(fā)育，這說明VEGF是血管系統(tǒng)形成所必須的 VEGF的特性VEGF又稱血管通透因子（VPF），由SengVEGF

8、的功能在體外，VEGF可以導致內皮細胞基底膜的降解，促進內皮細胞的增殖，遷移和血管構建的作用，并且導致MMP，uPA，PAI-1等蛋白的分泌38-41。此外，VEGF能增加血管通透性，是已知最強的血管滲透劑。VEGF通過增加內皮細胞內囊泡的功能發(fā)揮滲透作用，形成一個有利于大分子滲透的通道，這對于血管形成前的腫瘤營養(yǎng)以及血管發(fā)生是極其重要的 VEGF的功能在體外，VEGF可以導致內皮細胞基底膜的降解，新生血管生成的抑制因子新生血管生成的抑制因子AngiostatinAngiostatin是一個38 KDa的纖維蛋白溶酶原片段，是OReilly等于1994年從荷Lewis肺癌小鼠的尿中抽提出來的

9、AngiostatinAngiostatin是一個38 KDAngiostatin的特性氨基酸序列的分析發(fā)現(xiàn)Angiostatin與纖維蛋白溶酶原的內源性片段有超過98%的同源性。Angiostatin的N末端起始于纖溶酶原的第98位氨基酸，C末端終止于第440位氨基酸處，并包括有纖溶媒原5個Kringle區(qū)（即含有3對二硫鍵的區(qū)域）的前4個。Kringle 13區(qū)有抗血管內皮細胞增生功能，最近發(fā)現(xiàn)Kringle 5區(qū) 能抑制bFGF誘導的內皮細胞生長和遷移，Kringle 4區(qū)無此功能。用豬彈性蛋白酶水解下Kringle 4區(qū)后，Angiostatin抗血管內皮細胞增生的功能增強。 Angi

10、ostatin的特性氨基酸序列的分析發(fā)現(xiàn)AngiosAngiostatin的功能Angiostatin可特異地抑制血管內皮細胞增殖。在小鼠中1.5mg/kg即可抑制Lewis肺癌的轉移，并且在100mg/kg可以抑制原發(fā)腫瘤的生長。Angiostatin的功能Angiostatin可特異地抑EndostatinOReilly 和Folkman 等在培養(yǎng)鼠內皮細胞瘤（EOMA）細胞過程中，發(fā)現(xiàn)一種新蛋白質對體外內皮細胞具有明顯的抑制增殖活性，即Endostatin EndostatinOReilly 和Folkman 等在Endostatin的特性分子量為20 Kda，序列分析顯示其為膠原蛋白1

11、8 C末端片段，一級結構有184個氨基酸，其中酸性氨基酸16個，堿性氨基酸29個，疏水性氨基酸占42。 Endostatin的特性分子量為20 Kda，序列分析顯示Endostatin的功能較小劑量的Endostatin即可特異性地抑制內皮細胞的增殖活性。Endostatin對在體血管的作用表現(xiàn)出抑制作用，而對靜息狀態(tài)血管組織的正常功能無影響。Endostatin對多種動物性移植腫瘤有抑制作用，其機制在于其特異性抑制內皮細胞增殖，抑制新生血管生成，實體瘤無法獲得充足的營養(yǎng)而進入特殊的休眠狀態(tài) Endostatin的功能較小劑量的Endostatin即可新生血管生成抑制劑新生血管生成抑制劑新生血

12、管生成抑制劑在抗腫瘤中的優(yōu)勢血管內皮比腫瘤組織易于被藥物作用。切斷一條血管可殺死一片腫瘤組織，其結果具有放大作用。內皮細胞基因相對穩(wěn)定，產生耐藥的機會小。阻斷血管可以阻止腫瘤轉移。新生血管生成抑制劑在抗腫瘤中的優(yōu)勢血管內皮比腫瘤組織易于被新生血管生成抑制劑研發(fā)進展超過100個研究組織大約發(fā)現(xiàn)了300多個具有新生血管生成抑制活性的化合物。 超過30個已經進入臨床到期。它們主要是: 金屬基質蛋白酶抑制劑；抑制內皮細胞增殖的抑制劑；酪氨酸激酶抑制劑；作用機制不明的抑制劑。新生血管生成抑制劑研發(fā)進展超過100個研究組織大約發(fā)現(xiàn)了30特異和非特異的兩大類TAI通常通過血管生成機制篩選得到，具有特異的作用

13、機制不特異，大多數(shù)既具有血管生成抑制活性也具有抑制腫瘤生長作用Marimastat, Prinomastat, S3304, SU5416, PTK-787, Endostatin, Angiostatin, SU8886, CAI, Suramin, Interleukin-12, Conventional antitumor drugs特異和非特異的兩大類TAI通常通過血管生成機制篩選得到，具有特異非特異TAI的優(yōu)勢和不足特異非特異TAI的優(yōu)勢和不足進入臨床TAI的主要介紹進入臨床TAI的主要介紹MMP InhibitorsMarimastatBay129566AG3340MMP Inhi

14、bitorsMarimastatMarimastatMarimastat 是British Biotech公司第二個進行臨床實驗的廣譜MMPs抑制劑，對MMP1、MMP2、MMP3、MMP7和MMP9的抑制作用較強 MarimastatMarimastat 是British BAY129566屬于第二代的MMP抑制劑，Bay129956與其他MMPI的結構顯著不同，對MMP2、MMP9有選擇性抑制作用，對MMP1則毫無作用。在臨床前效果較好，但是進入臨床后，沒有取得預期的效果，而且在期臨床中，竟然發(fā)現(xiàn)它比安慰劑的效果還差。這可能是由于BAY129566抑制了MMP2的活性，從而抑制了Angio

15、statin的產生，促進了腫瘤生長。 BAY129566屬于第二代的MMP抑制劑，Bay12995AG3340該藥是一種新的MMP合成抑制劑。其分子量較小(Mr 423.5), 對MMP2、MMP3和MMP9的抑制作用很強，對 MMP1、 MMP7的抑制作用相對較弱。在早期的臨床實驗中取得了較好的結果，但在/期臨床中，由于對耐激素的膀胱癌以及轉移性非小細胞肺癌無效，終止臨床實驗。AG3340該藥是一種新的MMP合成抑制劑。其分子量較小(M通過抑制酪氨酸激酶活性起作用的小分子化合物SU 5416SU 6668PTK787/ZK222584通過抑制酪氨酸激酶活性起作用的小分子化合物SU 5416S

16、U 5416SU5416是一個特異性地抑制VEGF受體2的小分子抑制劑，可以抑制VEGF的信號轉導。在裸小鼠神經原性肉瘤移植瘤實驗中，SU5416抑制腫瘤生長達54.8%；該作用與其減少腫瘤血管生成，從而抑制腫瘤細胞增殖、促進腫瘤細胞凋亡有關。SU5416期臨床試驗治療Kaposis肉瘤和多發(fā)性膠質瘤，期臨床試驗用于治療轉移性結腸癌。 SU 5416SU5416是一個特異性地抑制VEGF受體2的SU6668SU6668是SU5416的衍生物，與SU5416不同的是，它是一個針對VEGFR-2，F(xiàn)GFR-1，PDGFR廣譜生長因子受體酪氨酸激酶抑制劑，但對EGFR和MET的激酶活性并無影響。它具

17、有抑制血管生成和直接細胞毒雙重作用。每日口服給藥一次，能阻止各種腫瘤模型的生長 SU6668SU6668是SU5416的衍生物，與SU541PTK787/ZK222584PTK787/ZK222584 具有很強的VEGFR酪氨酸激酶抑制作用。在較高的濃度下它也抑制其他三類酪氨酸激酶如 PDGFR-，c-KIT和c-Fms，但對其他酪氨酸激酶無作用。此化合物在細胞水平可抑制內皮細胞的遷移、增殖。PTK787/ZK222584PTK787/ZK222584內源性的血管生成抑制劑AngiostatinEndostatin內源性的血管生成抑制劑Angiostatin抗體類的血管生成抑制劑VEGF 單抗

18、VEGFR-2 單抗抗體類的血管生成抑制劑VEGF 單抗不太特異的TAISuraminCAITaxanesThalidomide不太特異的TAISuraminSuraminSuramin能結合于一些生長因子上，如bFGF等。它的其他機制包括腎上腺樣作用，蛋白激酶C和拓撲異構酶抑制。在臨床上用于雄激素不依賴性的前列腺癌，腦瘤，多重骨髓瘤，淋巴結Castleman病的治療。最近完成對460個雄激素失調的前列腺癌病人的期臨床實驗中， Suramin顯示了很好的療效。但在兩個臨床期試驗中，對成人星型細胞瘤和乳腺癌轉移患者的療效不理想。 SuraminSuramin能結合于一些生長因子上，如bFGCAI

19、CAI（碳氧氨咪唑）是一種非壓力依賴性的鈣介導的細胞信號轉導抑制劑，能阻斷配體激活的鈣離子的流入，以及釋放第二信使花生四烯酸和肌酸多聚磷酸鹽；從而改變包括內皮細胞在內的多種細胞的生物學行為，如運動、侵襲、酶解和構建血管等，在體內外抑制血管生成。CAI口服利用度好、毒性低。49例晚期腫瘤患者經CAI治療后，49病人的病情得到穩(wěn)定和改善。1999年期臨床試驗治療雄性激素非依賴性前列腺癌15例,無臨床效果；但有27%的患者血VEGF水平下降。現(xiàn)期臨床試驗治療膀胱癌和晚期腎細胞癌，CAI與紫杉醇等合用效佳。 CAICAI（碳氧氨咪唑）是一種非壓力依賴性的鈣介導的細胞信ThalidomideThalidomide（反應停）最初是50年代在歐洲和加拿大推出的一個具有鎮(zhèn)靜，和抑制嘔吐的藥物。在1961年退出市場，原因是它有很強的致畸作用。但1994年卻發(fā)現(xiàn)了它的一個特異性作用抗血管生成。Thalidomide及其類似物EM-1