肿瘤微环境与CD13抑制剂

1、肿瘤微环境与肿瘤微环境与CD13CD13抑制剂抑制剂 主要内容主要内容CD13CD13CD13CD13抑制剂抑制剂乌苯美司乌苯美司乌苯美司双重作用机制的基础研究乌苯美司双重作用机制的基础研究肿瘤微环境肿瘤微环境p 微环境（微环境（tumor microenvironment tumor microenvironment ）：）： 肿瘤局部浸润肿瘤局部浸润的免疫细胞、间质细胞及所分泌的活性介质等与肿瘤细的免疫细胞、间质细胞及所分泌的活性介质等与肿瘤细胞共同构成的局部内环境。胞共同构成的局部内环境。p 肿瘤微环境，即肿瘤细胞产生和生活的内环境，其中不肿瘤微环境，即肿瘤细胞产生和生活的内环境，其中不

2、仅包括了肿瘤细胞，还有其周围的成纤维细胞、免疫和仅包括了肿瘤细胞，还有其周围的成纤维细胞、免疫和炎性细胞、胶质细胞等各种细胞，同时也包括附近区域炎性细胞、胶质细胞等各种细胞，同时也包括附近区域内的细胞间质、微血管以及浸润在其中的生物分子。内的细胞间质、微血管以及浸润在其中的生物分子。3肿瘤微环境肿瘤微环境p 肿瘤微环境是在肿瘤在生长、浸润和转移过程中，由肿瘤肿瘤微环境是在肿瘤在生长、浸润和转移过程中，由肿瘤细胞及细胞外间质相互作用后形成的肿瘤细胞生长的特殊细胞及细胞外间质相互作用后形成的肿瘤细胞生长的特殊环境。环境。p 肿瘤微环境中的各种成份相互作用，通过多种途径刺激肿肿瘤微环境中的各种成份相

3、互作用，通过多种途径刺激肿瘤细胞生长和转移。瘤细胞生长和转移。4肿瘤转移的关键肿瘤转移的关键肿瘤微环境肿瘤微环境p 侵袭转移过程包括细胞增生、细胞运动、微环境、血管侵袭转移过程包括细胞增生、细胞运动、微环境、血管生成、基质重塑、粘附分子、机体免疫、代谢压力生成、基质重塑、粘附分子、机体免疫、代谢压力, ,干预干预任何一个环节，都有可能影响侵袭转移进程。任何一个环节，都有可能影响侵袭转移进程。5肿瘤微环境肿瘤微环境肿瘤血管肿瘤血管肿瘤淋巴管肿瘤淋巴管基质降解基质降解粘附分子粘附分子肿瘤微环境与肿瘤侵袭、转移肿瘤微环境与肿瘤侵袭、转移6降解基板和细胞外基质是肿瘤转移的关键步骤降解基板和细胞外基质是

4、肿瘤转移的关键步骤纤溶酶原纤溶酶原(组织液中高浓度存在)纤溶酶原激活剂纤溶酶原激活剂纤溶酶纤溶酶降解细胞外基质和基板基质金属蛋白酶基质金属蛋白酶前体前体基质金属蛋白酶基质金属蛋白酶降解基板和细胞外基质所涉及的蛋白酶降解基板和细胞外基质所涉及的蛋白酶7粘附因子：粘附因子：在介导肿瘤细胞转移过程中发挥重要作用在介导肿瘤细胞转移过程中发挥重要作用p 细胞间的粘附力下降，有助于肿瘤细胞与原发瘤分离而迁移；细胞间的粘附力下降，有助于肿瘤细胞与原发瘤分离而迁移；p 肿瘤细胞进入循环后，与血小板、血管内皮细胞间的粘附力增强，肿瘤细胞进入循环后，与血小板、血管内皮细胞间的粘附力增强， 有助于肿瘤细胞成活；有助

5、于肿瘤细胞成活；p 肿瘤细胞与血管壁和细胞外基质之间的粘附力增强，有助于穿出血肿瘤细胞与血管壁和细胞外基质之间的粘附力增强，有助于穿出血 管壁，形成转移灶；管壁，形成转移灶；p 肿瘤细胞粘附能力的高低对肿瘤的作用是双向的，调节肿瘤细胞粘肿瘤细胞粘附能力的高低对肿瘤的作用是双向的，调节肿瘤细胞粘 附就是增强同质性粘附而降低异质性粘附，以阻止肿瘤细胞从母体附就是增强同质性粘附而降低异质性粘附，以阻止肿瘤细胞从母体 脱落及与宿主各种成分的粘附。脱落及与宿主各种成分的粘附。8细胞互相粘附以及与细胞外基质粘附的细胞互相粘附以及与细胞外基质粘附的分子类型分子类型1 1、2 2、3 3、黏多糖黏多糖细胞表面

6、蛋白多糖核心蛋白质细胞表面蛋白多糖核心蛋白质矩阵蛋白多糖核心蛋白质矩阵蛋白多糖核心蛋白质多黏基质蛋白多黏基质蛋白胶原纤维胶原纤维细胞矩阵粘附细胞矩阵粘附细胞支架蛋白细胞支架蛋白细胞内附件蛋白细胞内附件蛋白细胞粘附分子细胞粘附分子细胞间粘附细胞间粘附9肿瘤血管生成是肿瘤微环境中的重要环节肿瘤血管生成是肿瘤微环境中的重要环节内皮细胞内皮细胞周细胞周细胞成纤维细胞成纤维细胞基底膜基底膜细胞外间质细胞外间质免疫细胞免疫细胞肿瘤微环境中的各个成份通过多种途径调节肿瘤血管的生长和形态肿瘤微环境中的各个成份通过多种途径调节肿瘤血管的生长和形态肿瘤微脉管系统是决定其内部微环境的主要因素肿瘤微脉管系统是决定其内

7、部微环境的主要因素血管内血管生成血管内血管生成调节因子调节因子.VEGF10血管生成对于肿瘤发展是必需的血管生成对于肿瘤发展是必需的血管生成在肿瘤进展中发挥作用的阶段血管生成在肿瘤进展中发挥作用的阶段恶变前期恶变前期恶性肿瘤恶性肿瘤肿瘤生长肿瘤生长血管侵袭血管侵袭处于休眠的微转移灶处于休眠的微转移灶明显的转移灶明显的转移灶( (未血管化的肿瘤未血管化的肿瘤) )( (血管生成开关血管生成开关) )( (血管化的肿瘤血管化的肿瘤) )( (肿瘤细胞肿瘤细胞内渗入血管内渗入血管) )( (定植于远处器官定植于远处器官) )( (继发性血管生成继发性血管生成) )Adapted from Poon,

8、 et al. JCO 200111Folkman,J. Tumor angiogenesis: therapeutic implication. N.Engl. J.Med. 1971. 285：1182-1186.肿瘤血管生成理论肿瘤血管生成理论Judah Judah FolkmanFolkman 教授教授19711971年，提出年，提出“肿瘤的生长依赖于新生血管生成肿瘤的生长依赖于新生血管生成”这一观点，开创了一个新的研究领域。这一观点，开创了一个新的研究领域。肿瘤的生长有两个明显不同的阶段，即无血管的缓肿瘤的生长有两个明显不同的阶段，即无血管的缓慢生长阶段和有血管的快速增殖阶段。慢生长

9、阶段和有血管的快速增殖阶段。大部分实体瘤可长期处于无血管的休眠大部分实体瘤可长期处于无血管的休眠 (dormant)(dormant)状态状态, , 肿瘤细胞依靠被动扩散获得营养肿瘤细胞依靠被动扩散获得营养, , 最大直径小最大直径小于于2mm2mm。波士顿儿童医院医疗波士顿儿童医院医疗中心外科教授中心外科教授12肿瘤的生长有赖于新生血管肿瘤的生长有赖于新生血管13阻断新生血管，抑制肿瘤生长阻断新生血管，抑制肿瘤生长u 肿瘤细胞产生的肿瘤血管生长因子肿瘤细胞产生的肿瘤血管生长因子 ( tumor angiogenesis factor, TAF ) ( tumor angiogenesis f

10、actor, TAF ) 能触发肿瘤血管生成。能触发肿瘤血管生成。u 触发了血管生成，肿瘤就会进入快速增值阶段，此外，血管还是肿瘤转移的触发了血管生成，肿瘤就会进入快速增值阶段，此外，血管还是肿瘤转移的途径之一。途径之一。u 阻断新生血管生成，就有可能控制肿瘤生长，遏制肿瘤侵袭、复发、转移。阻断新生血管生成，就有可能控制肿瘤生长，遏制肿瘤侵袭、复发、转移。14T细胞细胞:TIL/CTLNK单核巨噬细胞单核巨噬细胞肿瘤微环境肿瘤微环境肿瘤转移的关键肿瘤转移的关键内皮细胞内皮细胞降解周围基质降解周围基质血管生成因子血管生成因子血小板、血管内皮细胞血小板、血管内皮细胞血管壁和细胞外基质血管壁和细胞外

11、基质 主要内容主要内容肿瘤微环境肿瘤微环境CD13CD13抑制剂抑制剂乌苯美司乌苯美司乌苯美司双重作用机制的基础研究乌苯美司双重作用机制的基础研究金属蛋白酶金属蛋白酶氨肽酶氨肽酶N N，CD13CD13u 氨肽酶氨肽酶N(APNN(APN，CD13)CD13)属于结合属于结合ZnZn的金属蛋白酶超家族，广的金属蛋白酶超家族，广泛分布于造血细胞、成纤维细胞、脑细胞和肠、肾、肝细泛分布于造血细胞、成纤维细胞、脑细胞和肠、肾、肝细胞等，参与蛋白水解，参与细胞和器官的正常蛋白代谢。胞等，参与蛋白水解，参与细胞和器官的正常蛋白代谢。u 在多种肿瘤细胞表面高水平表达，如白在多种肿瘤细胞表面高水平表达，如白

12、血病、前列腺癌、结肠癌、非小细胞肺癌血病、前列腺癌、结肠癌、非小细胞肺癌等，被称作肿瘤细胞标记物。等，被称作肿瘤细胞标记物。子宫内膜腺癌、卵巢癌组织中子宫内膜腺癌、卵巢癌组织中APN/CD13APN/CD13的表达的表达子宫内膜腺癌子宫内膜腺癌粘液性囊腺癌粘液性囊腺癌浆液性囊腺癌浆液性囊腺癌阴性对照阴性对照APN/CD13在肿瘤细胞表达较强，间叶组织较弱在肿瘤细胞表达较强，间叶组织较弱 Int. J. Cancer.2007,120, 22432250氨肽酶氨肽酶N NCD13CD13作用作用一、促进肿瘤细胞侵袭与转移一、促进肿瘤细胞侵袭与转移uCD13通对基底膜成分通对基底膜成分(基膜和基膜

13、和型胶原蛋白型胶原蛋白) 的水解作用的水解作用, 进行组织消化穿透进行组织消化穿透;u一种辅助的粘附分子，促进肿瘤细胞附着，参与细胞信号一种辅助的粘附分子，促进肿瘤细胞附着，参与细胞信号传导、炎症驱化；传导、炎症驱化；u促进肿瘤新生血管的形成：促进肿瘤新生血管的形成： 在血管形成刺激因素如缺氧、在血管形成刺激因素如缺氧、VEGF 作用下作用下, 新生血管内皮新生血管内皮CD13mRNA 及表达上调及表达上调, 而成熟而成熟血管内皮无血管内皮无CD13 表达。表达。氨肽酶氨肽酶N NCD13CD13作用作用uCD13 连续降解：多的肽调节因子，其中包连续降解：多的肽调节因子，其中包括免疫活性物质

14、，从而降低了机体免疫；括免疫活性物质，从而降低了机体免疫；u抑制免疫细胞对肿瘤细胞表面抗原的识别和抑制免疫细胞对肿瘤细胞表面抗原的识别和直接杀伤细胞的能力。直接杀伤细胞的能力。二、二、 免疫负调节免疫负调节胰腺癌患者体内胰腺癌患者体内CD13CD13的表达量的表达量 与肿瘤血管密度的关系与肿瘤血管密度的关系IMD：intratumor microvessel density(肿瘤内微血管密度)结论：结论：CD13CD13的表达与肿瘤血管生成成正相关的表达与肿瘤血管生成成正相关Ikeda N, et al. Clin Cancer Res , 2003 , 9 1503CD13CD13表达阴性表

15、达阴性(-)(-)胰腺患者生存期胰腺患者生存期明显延长明显延长Ikeda N, et al. Clin Cancer Res , 2003 , 9 1503CD13CD13表达低的表达低的NSCLCNSCLC患者总生存率显著延长患者总生存率显著延长A A：9090例例NSCLCNSCLC患者生存期患者生存期CD13CD13表达量关系表达量关系B B：4040例例期期NSCLCNSCLC患者生存患者生存期与期与CD13CD13表达量表达量关系关系Haruyasu Murakami，Clin Cancer Res , 2005，11： 8674CD13CD13通过降解通过降解IL-8IL-8，抑制

16、白血病细胞凋亡，抑制白血病细胞凋亡血管内皮血管内皮细胞细胞互相接触互相接触释放释放（凋亡因子）（凋亡因子）高表达高表达 CD13 CD13 抵抗抵抗诱导白血病诱导白血病细胞凋亡作用被细胞凋亡作用被 IL-8是CD13/APN 的底物，很可能CD13APN通过降解IL-8， 抑制血细胞凋亡，起到促进血细胞增殖发育的作用。M ishim a Y .et al.J Natl Cancer Inst,2002,94:1020102824 主要内容主要内容肿瘤微环境肿瘤微环境CD13CD13乌苯美司双重作用机制的基础研究乌苯美司双重作用机制的基础研究CD13CD13抑制剂抑制剂乌苯美司乌苯美司 1976

17、 年年, 日本的梅泽滨夫等人从网状橄榄链霉菌培养日本的梅泽滨夫等人从网状橄榄链霉菌培养液中发现了一种具有抗菌作用和免疫增强作用的小分子二液中发现了一种具有抗菌作用和免疫增强作用的小分子二肽化合物肽化合物, 为氨基肽酶为氨基肽酶N 的特异性抑制剂，具有直接和以的特异性抑制剂，具有直接和以宿主为中介的抗肿瘤活性作用。宿主为中介的抗肿瘤活性作用。 万乐乌苯美司片（专利创新剂型）于万乐乌苯美司片（专利创新剂型）于2009年上市。年上市。乌苯美司乌苯美司u目前研究较为成熟的目前研究较为成熟的CD13CD13抑制剂是从网状橄榄链霉菌培养抑制剂是从网状橄榄链霉菌培养液中发现的一种低分子二肽化合物液中发现的一

18、种低分子二肽化合物乌苯美司，作为免乌苯美司，作为免疫增强剂上市。疫增强剂上市。u 乌苯美司成为一类新型的治疗药物，主要用于预防和治乌苯美司成为一类新型的治疗药物，主要用于预防和治疗肿瘤。疗肿瘤。2728乌苯美司双重作用机制乌苯美司双重作用机制- -改善肿瘤微环境改善肿瘤微环境靶向抗癌作用靶向抗癌作用 提高机体免疫力提高机体免疫力乌苯美司乌苯美司CD13CD13抑制剂抑制剂提高机体免疫力抑 制CD13123123免疫调节剂在微环境中的作用免疫调节剂在微环境中的作用不同蛋白酶抑制剂对不同蛋白酶抑制剂对ATRAATRA诱导诱导NB4NB4细胞分化的作用细胞分化的作用(*P0.05)只有只有UbeUb

19、e在在1ng/ml1ng/ml浓度下可增强浓度下可增强ATRAATRA对对NB4NB4细胞的分化作用细胞的分化作用不加不加10-7M ATRA加加10-7M ATRAAmastatin A:抑氨肽酶抑氨肽酶AAntipain:抗蛋白酶素抗蛋白酶素Chymostatin:糜蛋白酶抑制素糜蛋白酶抑制素Leupeptin:亮肽酶素亮肽酶素Pepstatin:胃酶抑素胃酶抑素UbenimexUbenimex 主要内容主要内容肿瘤微环境肿瘤微环境CD13CD13CD13CD13抑制剂抑制剂乌苯美司乌苯美司乌苯美司体外作用乌苯美司体外作用金属蛋白酶金属蛋白酶CD13CD13抑制剂抑制剂诱导肿瘤细胞凋亡，抑

20、制肿瘤细胞的生长诱导肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞的生长抑制肿瘤新血管的形成抑制肿瘤新血管的形成 提高机体免疫力提高机体免疫力 金属蛋白酶金属蛋白酶CD13CD13抑制剂抑制剂诱导肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞的生长诱导肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞的生长抑制肿瘤新血管的形成抑制肿瘤新血管的形成 提高机体免疫力提高机体免疫力不同细胞株不同细胞株CD13CD13金属蛋白酶的活性金属蛋白酶的活性Richard A. et al.Blood, 1990,75(2 ): pp 462-469乌苯美司对细胞表面乌苯美司对细胞表面CD13CD13活性的抑制活性的抑制UbenimexUbenimexRichard A.

21、 et al.Blood, 1990,75(2 ): pp 462-469phosp、D,L、N-carb: CD10抑制 金属蛋白酶金属蛋白酶CD13CD13抑制剂抑制剂诱导肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞的生长诱导肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞的生长抑制肿瘤新血管的形成抑制肿瘤新血管的形成 提高机体免疫力提高机体免疫力乌苯美司抑制乌苯美司抑制K562K562细胞，诱导细胞凋亡细胞，诱导细胞凋亡Sawafuji K, et al. Leukemia & Lymphoma 2003;44(11):1987-1996 金属蛋白酶金属蛋白酶CD13CD13抑制剂抑制剂诱导肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞的

22、生长诱导肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞的生长抑制肿瘤新生血管的形成抑制肿瘤新生血管的形成 提高机体免疫力提高机体免疫力乌苯美司对血管内皮细胞生长的影响乌苯美司对血管内皮细胞生长的影响（相差显微镜图）（相差显微镜图）血管生成是肿瘤生长和转血管生成是肿瘤生长和转移的关键步骤，移的关键步骤，CD13/APNCD13/APN是重要调节因子，是重要调节因子，UbeUbe作为作为CD13CD13的功能性抑制剂，与的功能性抑制剂，与CD13CD13单抗相似，可抑制单抗相似，可抑制HUVECHUVEC的生长，与对照组有的生长，与对照组有显著差异。显著差异。UBEThe angiogenic regulator C

23、D13/APN is a transcriptional target of Ras signaling pathways in endothelial morphogenesisBhagwat SV, et al. Blood.2003 ;101(5) :1818-1826 金属蛋白酶金属蛋白酶CD13CD13抑制剂抑制剂诱导肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞的生长诱导肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞的生长抑制肿瘤新血管的形成抑制肿瘤新血管的形成 提高机体免疫力提高机体免疫力42激活单核细胞，增强自然杀伤细胞活性激活单核细胞，增强自然杀伤细胞活性沈炜明,等.中国医药工业杂志,1995,26(9):397-

24、400结论结论:Ube激活单核细胞激活单核细胞，合成并分泌合成并分泌IL-1等细胞因子发挥免疫调节作用。等细胞因子发挥免疫调节作用。Ube体外对人单核细胞合成和分泌体外对人单核细胞合成和分泌IL-1的影响（的影响（N=8，XS）Ube (g/ml)IL-1细胞外细胞外细胞内细胞内0 10841089651710.01 3592430* 13822650.1 4150348* 2104346*1 4451419* 3874401*10 3572335* 4359824*100 2576306* 3656439*增强增强NKNK细胞活性细胞活性提高机体免疫提高机体免疫BSBS浓度在浓度在0.01-1ug/ml0.01-1ug/ml范范围内，对围内，对NKNK细胞活性的影细胞活性的影响不明显（响不明显（P P0.050.05）当当BSBS浓度大于浓度大于10ug/ml10ug/ml时，时，能显著增强小鼠脾能显著增强小鼠脾NKNK细胞细胞活性，并随浓度提高而增活性，并随浓度提高而增强。强。乌苯美司对小鼠脾脏天然杀伤细胞活性的增强作用. 中国医药工业杂志，1995，26（6）：255-257 浓度浓度（ug/ml)E/T 100:150:1037.45 5.824.09 7.50.0136.91 8.724.81 9.50.138.57 9.626.50 8.4139.73