钙粘素融合蛋白在血管拟态调控机制及体外肿瘤模型中的应用研究

Vascular mimicry is an important microcirculation model of highly invasive tumors, and is a risk factor leading to tumor recurrence. The cell-cell interaction mediated by VE-cadherin contributes to important regulation of the origin and development of vascular mimicry, which still requires an independent research means to expound the molecular mechanism. In this project, cadherin fusion proteins (E-cad-Fc/VE-cad-Fc) are prepared to study the effects of different cell-cell interactions on tumor cell behavior. The synergistic effect of VE-cad-Fc with the VEGF and extracellular matrix is characterized by the enhancement of the cell adhesion, proliferation, secretion, migration, phenotypic transformation and mimetic lomen genesis systematically to clarify the regulatory network of VE-cadherin in vascular mimicry. We try to construct an in vitro three-dimensional tumor model based on VE-cad-Fc / VEGF-Fc / RGD functional hyaluonic acid hydrogels, and then reveal the regulatory mechanism of the tumor microcirculation system formation and blood-borne tumor metastasis by the synergistic interactions among multicompositions in hydrogels. These findings not only further improve the design and production theory of the engineered tumor model, but also promote the development of related basic research in medicine and biology and molecule-targeted treatment.

血管生成拟态是高侵袭性肿瘤重要的微循环模式，是肿瘤复发的高危因素。VE-cadherin介导的细胞间相互作用是血管拟态发生发展的重要调控因素，仍需一种独立的研究手段深入考察其分子机制。本项目拟利用钙粘素融合蛋白（E-cad-Fc/ VE-cad-Fc）研究不同细胞间相互作用对肿瘤细胞行为的影响，系统性考察VE-cad-Fc协同生长因子（VEGF）和细胞外基质对细胞增殖、粘附、分泌、迁移、表型转化及拟态血管新生的作用以阐明VE-cadherin在血管拟态中的调控网络，并在此基础上构建VE-cad-Fc/ VEGF-Fc/ RGD 功能化透明质酸水凝胶肿瘤体外三维培养模型，揭示细胞间相互作用协同水凝胶中其他组分对肿瘤微循环系统形成和血源性转移的影响和分子机制，为进一步完善工程化肿瘤体外研究模型的设计和构建理论，对推动相关医学和生物学基础研究及靶向药物研发具有重要的科学意义和应用价值。

血管生成拟态是高侵袭性肿瘤重要的微循环模式，是肿瘤复发的高危因素。VE-cadherin介导的细胞间相互作用是血管拟态发生发展的重要调控因素，仍需一种独立的研究手段深入考察其分子机制。本项目利用钙粘素融合蛋白（VE-cad-Fc）基质，培养不同侵袭性的肝癌细胞，分析了VE-cadherin介导的细胞间相互作用对肿瘤细胞行为的影响，系统性地考察了VE-cad-Fc协同不同钙粘素融合蛋白、细胞因子、细胞外基质组分和缺氧条件对细胞增殖、粘附、分泌、迁移、表型转化及拟态血管新生的作用。此外，我们此基础上制备了VE-cad-Fc功能化透明质酸水凝胶用于构建肿瘤体外三维培养模型，初步考察了细胞间相互作用协同水凝胶中其他组分对肿瘤微循环系统形成的作用。结果显示，15 μg/mL浓度的VE-cad-Fc能够促进不同侵袭性的肝癌细胞表达VM指标，揭示了VE-cad-Fc通过激活VE-cadherin/β-catenin/PI3K/FAK信号通路，诱导细胞发生EMT转化，促进细胞迁移、侵袭和分泌VM相关细胞外基质组分和细胞因子并形成拟态血管结构能力；成功构建并优化了具有MMPs响应性降解性和融合蛋白功能化的天然多糖透明质酸水凝胶，掌握构建体外三维培养和研究模型的基本原理和关键要素。本研究基本明确了VE-cadherin在肝癌细胞VM形成过程中的关键主导作用，确定了能够诱导不同侵袭性肝癌细胞VM形成的VE-cad-Fc浓度（15 μg/mL），筛选获得了能够与VE-cad-Fc协同构建肿瘤血管拟态体外模型的细胞外微环境要素，解析了相关信号通路，为进一步完善工程化肿瘤体外研究模型的设计和构建理论，对推动相关医学和生物学基础研究及靶向药物研发具有重要的科学意义和应用价值。