中枢神经系统血管母细胞瘤血管形成的细胞和分子学机制

中枢神经系统血管母细胞瘤主要病理学特征为丰富的基质细胞和毛细胞血管网。关于它的细胞学起源（包括它的新生血管形成）一直困扰着学术界，已成为肿瘤学的百年难题，至今WHO仍未准确地将其分类。肿瘤的新生血管形成是所有实体肿瘤发生发展的基础，因此探索血管母细胞瘤的新生血管形成及其调控机制，对认识它的细胞学起源乃至其他实体肿瘤新生血管形成具有重要的科学意义。本课题组前期研究中发现血管母细胞瘤中存在着神经外胚层细胞向中胚层细胞转型，从而形成血管母细胞瘤的新生血管。本研究在前期基础上模拟出它的新生血管形成过程，从而进一步研究它的血管病理性特征，以及在血管母细胞瘤形成过程中探索细胞转分化的内源性调控机制，为全面认识血管母细胞瘤新生血管形成，乃至实体肿瘤发生提供理论基础和实验论据。

血管母细胞瘤新生血管化的起始和形成过程至今仍是个未解之谜。而其细胞学起源也饱受争议。在我们的研究中发现，血管母细胞瘤中表达CD41和CD45的细胞与胚胎干细胞一样可以形成血管发生的同时还可以表达中胚层的抗原标记物SCL、FLK1和c-kit。CD41阳性细胞在造血干细胞的分化过程中出现在CD45阳性细胞之前。在体外实验中，CD41阳性而CD45阴性的细胞与CD41阳性且CD45阳性的细胞都具有原始红细胞造血功能并且都能表达内皮细胞的表面标记物。在分化的过程中，CD41与CD45共表达的细胞可以参与形成血管并且表达SCL、Flk1及c-kit，CD45及c-kit共表达的细胞可以从CD41阳性细胞分化而来，缺乏原始造血能力且能更好的向形成血管的细胞分化。总的来说，这些结果表明，CD41和CD45阳性细胞的出现标志着血管母细胞瘤的新生血管化从起始阶段逐步进入血管形成期。我们的研究发现对血管母细胞瘤的新生血管化的的研究提供了崭新的视角并且可以作为抗血管治疗的新靶点。血管母细胞瘤是脑部高度血管化的肿瘤，其发病机制至今仍知之甚少。VHL基因突变是目前唯一确定的致病病因。VHL基因的突变存在于绝大多数家族型的血管母细胞瘤和一部分散发型的血管母细胞瘤中，然而仍有一部分血管母细胞瘤没有VHL基因的突变。是否存在一个真正的致病基因导致血管母细胞瘤的发生。在我们的研究中发现运用shRNA敲除HUVEC细胞中的VHL基因，发现VHL下调后，细胞明显增殖，凋亡率下降且进一步促进了血管的形成，这与血管母细胞瘤的发病过程几乎是一致的。接下来我们用Agilent Whole Human Genome Microarray 4×44K芯片去对比VHL基因下调后的HUVEC细胞组及未经过处理的HUVEC细胞组。Gene Ontology (GO)结果显示VHL基因下调后的HUVEC细胞的差异基因主要参与血管生成，细胞分化，参与HIF-1信号通路，并且这些基因与肾的透明细胞癌，黑色素瘤以及膀胱癌发病相关。在差异基因中，Twist1是与上述信号通路和疾病最相关的基因。Westernblot结果也验证了VHL基因下调后可以上调Twist1。在血管母细胞瘤组织中，免疫组化结果发现不管是VHL蛋白表达还是VHL蛋白不表达的样本，都可以高表达Twist1。我们的结果说明，Twist1可能是血管母细胞瘤的致病基因