血管内皮生长因子促血管生成及其介导的肿瘤细胞转移行为的压电电化学研究

Tumor metastasis is one of the main barriers in cancer treatment. The research related to angiogenesis-mediated tumor metastasis is just unfolding, and no analytical chemistry method has been involved in that research. In this project, we intend to use piezoelectric sensing technology and electrochemical methods such as impedance analysis, and the main contents of this project are (1) study the interaction kinetics between vascular endothelial growth factor (VEGF) and VEGF receptor; (2) assemble the cell signal sensing experimental instrument platform, monitor the life activities of vascular endothelial cells under the action of VEGF and the interactions between tumor cells and endothelial cells in a real-time and dynamic manner, investigate the angiogenesis promoted by VEGF and angiogenesis-mediated metastasis of tumor cells; (3) develop a new efficient and sensitive VEGF detection method without the participation of secondary antibody and fluorescence labeling based on the basic principles of immunology, investigate the difference of VEGF expression level in high metastatic, low metastatic cancer cells and benign tumor cells, and the correlation between VEGF expression level and tumor metastasis. This project will positively promote the researches on interdisciplinary hot topics, such as the mechanisms of tumor metastasis and anti-angiogenic tumor suppressor etc., and have good application prospects in developing cell protein detection methods.

肿瘤转移是癌症治疗主要屏障之一。血管生成介导的肿瘤转移相关研究方兴未艾，目前尚无分析化学方法涉足其中。本项目中，我们将利用压电传感技术和阻抗分析等电化学方法，主要研究内容如下：（1）研究血管内皮生长因子（VEGF）与其受体相互作用的动力学过程；（2）组装细胞信号传感实验仪器平台，实时、动态监测VEGF作用下血管内皮细胞的生命活动过程以及肿瘤细胞与血管内皮细胞的相互作用过程，考察VEGF促血管生成及其介导的肿瘤细胞转移行为；（3）基于免疫学基本原理，发展一种高效、灵敏、无需二抗参与、无需荧光标记的VEGF检测新方法，研究高转移性、低转移性癌细胞和良性肿瘤细胞VEGF表达水平的差异性，考察VEGF表达水平与肿瘤转移性的相关性。本项目的开展将对肿瘤细胞转移机制和抗血管新生抑癌机理等跨学科热门问题的研究有积极的推动作用，并在开发细胞蛋白检测新方法方面有较好的应用前景。

肿瘤转移是恶性肿瘤致死的主要原因，新生血管形成是肿瘤转移的重要环节，血管内皮生长因子（VEGF）在肿瘤血管生成中起着重要作用。本项目通过压电传感技术和阻抗分析等电化学方法，对VEGF促血管生成及其与肿瘤转移的相关性进行了研究，主要内容如下。（1）研究了VEGF与其受体（VEGFR）、抗体的相互作用，获取了反应的动力学参数。结果表明VEGFR1与VEGF 的亲和力相对于VEGFR2较强且VEGF抗体与VEGFR有一定的竞争关系。（2）考察了VEGF对人脐静脉血管内皮细胞（HUVEC）的作用，发现一定浓度的VEGF可促进HUVEC增殖。（3）发展了基于纳米材料的免标记的电化学阻抗传感器，定量检测了不同转移性肿瘤细胞的VEGF表达水平，发现高转移性肿瘤细胞的VEGF分泌水平高于低转移性肿瘤细胞，VEGF表达水平与肿瘤细胞的转移性相关。（4）研究了肿瘤细胞与HUVEC的作用，发现肿瘤细胞可通过分泌的VEGF促进HUVEC增殖。本项目的实施对肿瘤转移的相关研究有积极的推动作用，并促进了细胞蛋白检测新方法的开发。