k-卡拉胶寡糖抑制肿瘤细胞来源血管发生作用机理的研究

It has been proposed latestly that some of the internal blood vessels of tumor are differentiated from cancer cells. It is very important to inhibit blood vessel dirived from tumor cell for the inhibiting of tumor growth and metastasis. But now the inhibiting target for blood vessel derived from tumor cell is not clear. In the previous study, it is discovered that κ-carrageenan oligosaccharides (KOS) can inhibit the growth of blood vessels coming from tumor cells.In this study, the human breast cancer cells are used as research target, the exact tumor cell that differentiate into vascular endothelial cell will be identified by Flow cytometry sorting and fluorescent labeling tracking technology. In vitro, the main signal path of tumor cell differentiating to vascular endothelial cell VEGF, Wnt and Notch are selected as study target. In vivo, the main inducing factors, that induce the tumor cell differentiate into vascular endothelial cell, VEGF and HIF-а and their signal path are selected as research target. So that the mechanism of KOS inhibiting effect on the differentiation of tumor cell to vascular endothelial cell are discussed in vitro and in vivo. The effect mechanism of KOS on the differentiation of tumor cell to vascular endothelial cell will be interpreted. The key regulatory factor in the signal path of tumor cell differentiated to vascular endothelial cell will be screened and a new idea will be offered for the cure of malignant tumor.

最新研究表明肿瘤内部存在由肿瘤细胞分化而来的血管，抑制肿瘤细胞来源新生血管对抑制恶性肿瘤的生长和转移具有重要的意义，但是目前抑制肿瘤细胞来源新生血管的靶点并不明确。 项目组前期工作发现к-卡拉胶寡糖具有抑制肿瘤细胞来源新生血管的作用。因此本项目拟以人乳腺癌细胞为研究对象，通过流式细胞分选技术和荧光标记跟踪技术确定分化为血管内皮细胞的确切肿瘤细胞来源。体外实验选取肿瘤细胞分化为血管内皮细胞的主要信号通路VEGF、Wnt和Notch为研究对象；体内实验选取诱导肿瘤细胞向血管内皮细胞分化的主要诱导因子VEGF和HIF-а为研究靶点，从体外和体内两方面探讨к-卡拉胶寡糖抑制肿瘤细胞向血管内皮细胞分化的机制。项目最终将阐明к-卡拉胶寡糖抑制肿瘤细胞来源血管发生的作用机理，明确肿瘤细胞分化为血管内皮细胞信号通路中的关键调控因子，为抑制肿瘤细胞来源新生血管提供新的靶点，为恶性肿瘤治疗提供新的思路。

肿瘤血管生成既有来自宿主依赖于血管内皮细胞的血管生成，也有来自肿瘤细胞分化而来的血管生成，抑制肿瘤细胞来源血管生成对抑制恶性肿瘤的生长和转移具有重要的意义，项目组前期工作发现卡拉胶寡糖具有抑制肿瘤细胞来源血管生成的作用，但是作用机理不明确。为了研究卡拉胶寡糖抑制肿瘤细胞来源血管生成抑制的作用机理，本项目分别建立干细胞样乳腺癌细胞分化为血管内皮细胞的实验模型和转染了绿色荧光蛋白GFP的乳腺癌细胞裸鼠移植瘤模型，在VEGF作用下，圆球形的干细胞样乳腺癌细胞分化为具有内皮细胞样形态的长梭形，并且在Matrigel基质胶中能够形成管状结构；流式细胞术检测结果表明CD31、CD105表达量均升高,NO释放量显著增高,并且诱导后的细胞能够结合lectin的同时摄取AcLDL。而κ-卡拉胶寡糖能够抑制长梭形内皮细胞样细胞的形成，其抑制作用随着寡糖浓度的升高而增强，具有一定的剂量依赖性。同时κ-卡拉胶寡糖能够抑制被VEGF诱导的干细胞样乳腺癌细胞中CD105、VEGF、notch-1、β-catenin mRNA的表达；COX-2、DLL4、β-catenin、EpCAM蛋白的表达，并且其抑制作用具有剂量依赖性。动物学实验结果表明在乳腺癌细胞移植瘤、干细胞样乳腺癌细胞移植瘤和非干细胞样乳腺癌细胞移植瘤组中均检测到肿瘤细胞来源的血管内皮细胞标志物vWF、VE-Cadherin、CD105、CD31的表达；部分内皮细胞标志物与GFP具有一定的共表达，其中干细胞样乳腺癌细胞移植瘤组中肿瘤细胞来源血管内皮细胞标志物与GFP共表达荧光强度最高且表达稳定。干细胞样乳腺癌细胞移植瘤组经KOS处理后，VEGF、CD105、Notch1和β-catenin等细胞因子的表达均显著低于阴性对照组；COX2、EpCAM、DLL4、β-catenin、CD44等蛋白的表达均低于阴性对照组。因此，在人乳腺癌小鼠移植瘤中，干细胞样乳腺癌细胞可以分化为血管内皮细胞，而KOS能够抑制这种分化作用，其抑制作用与Notch和Wnt/β-catenin信号通路相关。总之，本项目明确了干细胞样乳腺癌细胞可以分化为血管内皮细胞，而分化信号通路Notch和Wnt/β-catenin可以作为抑制干细胞样乳腺癌细胞分化为血管内皮细胞的作用靶点。