肿瘤血管形成课件整理

第一节

肿瘤血管形成过程及特点第二节

肿瘤的血管形成的影响因素及调控机制第三节

肿瘤血管形成与肿瘤的浸润和转移第四节

抗肿瘤血管形成的治疗研究第五章

肿瘤的血管生成本章重点内容为肿瘤血管生成因子的作用机理、肿瘤新生血管形态特点及对肿瘤浸润生长和转移的影响第一节

肿瘤血管形成过程及特点第五章

肿瘤的血管生成本1

肿瘤血管形成

Tumorangiogenesis肿瘤血管形成2

肿瘤血管形成(tumorangiogenesis)是指肿瘤细胞诱导微血管生长以及肿瘤中血液循环建立的过程。

1971年J.Forkman发现，实体瘤的增殖、转移必须先有血管形成，此后30多年来，血管形成与肿瘤的生物学行为的关系越来越成为研究肿瘤的热点。肿瘤血管形成是肿瘤生长、浸润与转移的重要条件。随着对肿瘤血管形成研究的不断深入，认识到肿瘤血管形成在肿瘤演进中具重要地位，开辟了抗血管生成治疗肿瘤的一个全新的领域。血管生成抑制剂有可能成为抗肿瘤的主要药物，并为最终治愈肿瘤提供有效手段。

肿瘤血管形成(tumorangioge3第一节肿瘤血管形成过程及特点一、血管形成概述1.血管形成（Angiogenesis）：又称血管新生，是指由已存在的血管生成毛细血管并形成血管结构的整个过程。机体血管系统形成过程包括两个步骤：血管发生和血管形成。胚胎发育早期，间充质细胞分化生成成血管细胞，形成原始毛细血管丛，这一过程被称为血管发生。以此为基础，经过复杂的血管形成过程，生成成熟的血管网，建立起完善的血管系统。

第一节肿瘤血管形成过程及特点一、血管形成概述1.血管形成42.血管形成的分类：⑴生理性血管形成⑵病理性血管形成据血管形成是发生在生理过程还是病理过程？据血管形成差异性大小？⑴肿瘤血管形成⑵非肿瘤血管形成2.血管形成的分类：⑴生理性血管形成⑵病理性血管形成据血53.血管形成的基本过程：血管形成是一个连续的过程，人为地分为以下4个过程：⑴血管周围基质降解，已存在的血管腔面的内皮细胞迁移、侵入周围基质，接着位于迁移细胞前沿后面的内皮细胞增殖，形成内皮条索，简而言之即内皮细胞迁移、增殖；⑵在血流的冲击下，内皮条索形成管腔，与血流相通；⑶某些血管壁需要有平滑肌纤维等成分的加入补充，神经纤维长入支配等。⑷初步形成的血管适应机体需要发生重建，有的延伸加强，有的收缩消失，最终形成完善的血管网。3.血管形成的基本过程：血管形成是一个连续的过程，人为地分为6

血管形成过程（图示）：（1）原血管基底膜的酶解；（2）内皮细胞的迁移；（3）内皮细胞的增殖；（4）新生毛细血管的成熟器官化构建。

血管形成过程（图示）：7肿瘤血管形成课件整理8

4.肿瘤血管形成过程有人用致癌剂诱发小鼠颊囊粘膜癌变，来观察肿瘤血管形成形态学的动态变化：肿瘤发生早期，肿瘤内无血管，由周围组织微血管供养，这时血管增粗、扩张，肿瘤边缘出现一些新生毛细血管芽；随着肿瘤生长，体积变大，新生血管增生，多呈团块状，血管扭曲、囊性扩张，并深入肿瘤组织内部，与原有血管网相比已有明显不同；而后肿瘤组织各区域均存在着结构薄弱、排列紊乱、形态畸形的新生血管。

4.肿瘤血管形成过程9

血管前期

肿瘤生长休眠期，

直径<1～2mm

血管期

瘤体积增大,浸润、转移

有诱导血管形成的能力。

肿瘤血管形成是实体瘤由休眠到增生状态过度的标志之一，这一过程受机体神经与体液因素影响，体液因素主要指肿瘤细胞和肿瘤基质细胞表达的生长因子调控。肿瘤生长过程肿瘤的生长过程：肿瘤生长过程肿瘤的生长过程：10肿瘤血管形成肿瘤细胞和巨噬细胞血管内皮细胞生长因子（VEGF）碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）血管生成因子肿瘤血管形成肿瘤细胞和巨噬细胞血管内皮细胞生长因子11肿瘤血管形成课件整理12肿瘤血管形成的特点⑴肿瘤组织诱发宿主组织生成血管⑵肿瘤血管形态异常，分布紊乱⑶内皮细胞分泌水解酶肿瘤血管形成的特点⑴肿瘤组织诱发宿主组织生成血管⑵肿瘤血134.肿瘤血管形成的特征

⑴

失控性：肿瘤新生血管出现迅速，生长快，并呈持续性，10%～20%的肿瘤血管内皮细胞始终处于DNA合成状态，这种持续的血管生成是由肿瘤组织持续高水平释放血管生成生长因子的结果。⑵

不成熟性：肿瘤血管的生成过程是一种失去正常控制的无序状态，与一般血管相比，肿瘤新生血管的结构缺乏完整性——管壁薄弱，缺乏平滑肌及神经，基底膜不完整，内皮间隙大，通透性高，血管网结构紊乱，有大量的血管盲端、动静脉间短路及血管的局部膨出等，导致渗出增加及组织间高压，这些特点为肿瘤侵入血管、发生转移创造条件。新生的微血管很少进化为成熟的小动脉或小静脉，不具收缩功能，不受神经体液调节。对正常血管有活性的物质对该血管不起作用(乙酰胆碱、血管紧张素Ⅱ、温度）。4.肿瘤血管形成的特征⑴失控性：肿瘤新生血管出现迅速，生14⑶血管异常生长

肿瘤组织内新生的微血管一般遍布整个肿瘤组织，但分布上并不均一，大多数肿瘤新生的微血管主要分布在肿瘤生长活跃的边缘.此处血管生成最活跃。微血管密度最高的区域叫“血管热点区”（hotspots）.Weidner

等报道在大多数血管热点区，显微镜观察到的微血管数量与转移呈正相关，与生存期呈负相关。⑷肿瘤血管形成前期与机体内原血管采取共生方式，并非相互抵抗破坏，因而肿瘤得以生存。⑶血管异常生长⑷肿瘤血管形成前期与机体内原血管采取共生15新生的Cap从肿瘤外围长入肿瘤中新生的Cap从肿瘤外围长入肿瘤中16新生的Cap网直接进入肿瘤中央，呈树状向外分支新生的Cap网直接进入肿瘤中央，呈树状向外分支17⑸

肿瘤中血供与血流速度不同

肿瘤中有细胞丰富区、边缘区、半坏死区和坏死区，这是由于各区血供及血流速度不尽相同所致。大肿瘤血流速度的均值低于小肿瘤，肿瘤中实际增加的效应血管管径小，血流慢，营养易耗尽。

⑹癌细胞更新速度快于内皮细胞发生乏氧性坏死

在肿瘤中内皮细胞增生指数为2.2％，肿瘤细胞增生指数为7.3％。因肿瘤新生血管的结构特点，使瘤细胞氧利用率很低。癌细胞增生、癌内缺乏淋巴管网，瘤体间流体静脉压升高、压迫小血管，使瘤内血流量仅为正常的1～10％癌细胞无氧酵解产生大量H+，使肿瘤中存在着不同程度的低营养、低PH值、低氧的三低细胞群。肿瘤微循环较肿瘤生长表现出低效和相对不足，肿瘤组织特别是中心部位常常因为缺血、缺氧而坏死。

⑸肿瘤中血供与血流速度不同⑹癌细胞更新速度快于内皮细18⑻

血管内皮细胞的异质性是其突出的生物学特性，主要表现在内皮细胞的结构、功能、抗原成分及代谢特点上。肿瘤微血管内皮细胞与正常组织来源的微血管内皮细胞相比，具有明显窗孔结构、对生长因子反应性高、粘附因子表达高等特点，是造成肿瘤血管通透性高且新生旺盛的重要原因，导致肿瘤的快速生长和转移。肿瘤微血管内皮细胞具有异质性，受宿主组织、肿瘤类型及肿瘤微环境的多重影响。了解肿瘤微血管内皮细胞异质性特点及其可能机制，对进行合理的、个性化的、以血管内皮细胞为靶点的抗血管新生治疗意义重大。⑺较大的癌块中间动、静脉分支吻合可形成血管湖，这些统称为肿瘤相关性血管病变。⑻血管内皮细胞的异质性是其突出的生物学特性，主要表现在内皮192019年美国Iowa大学的Maniotis等研究人的眼葡萄膜黑色素瘤微循环而发现了一种与经典的肿瘤血管生成途径完全不同的、不依赖内皮细胞的全新的肿瘤血管生成模式——被命名为血管生成拟态(vasculogenicmimicry，VM)。血管生成拟态即模拟血管形成的状态，这种供血模式没有血管内皮细胞的参与，肿瘤细胞通过自身变形与细胞外多种成分相互作用，模仿血管壁结构，形成输送血液的管道系统，建立特殊的肿瘤微循环，并可与原有的血管相连通，使肿瘤获得血液。

血管生成拟态特点为：肿瘤细胞通过自身变形和基质重塑产生血管样通道,通道内无内皮细胞衬覆，通道外基底膜PAS染色为阳性。5、血管形成新方式------拟血管生成2019年美国Iowa大学的Maniotis等20⑴

管壁为

一层厚薄不一PAS阳性物质，将瘤细胞和血流分开，而正常血管中血液直接与内皮细胞接触。

⑵

肿瘤血管生成拟态是由高度侵袭性肿瘤细胞以无内皮细胞衬覆的形式形成的，并非是在血流冲力下被动形成的，或由内皮细胞增生形成；⑶肿瘤诱导以芽生方式形成的毛细血管进入肿瘤组织内，可以见到在瘤细胞之间有漏出的红细胞；而以血管生成拟态形成的血管有基质衬覆，很少看见红细胞漏出；

1.血管生成拟态的特点（肿瘤本身形成的）⑴管壁为一层厚薄不一PAS阳性物质，将瘤细胞和血流分开，21⑷芽生的微血管中可见微血栓的形成；而血管生成拟态的血管中很少有微血栓形成。⑸

血管生成拟态大约有7种不同形状的PAS阳性图案:直的、平行排列的、十字交叉的、彩虹样的(没有完全封闭)、有分支的彩虹样、封闭的环状和网络状的通路(即最少有3个背靠背的PAS阳性环)。封闭的环形PAS阳性血管图案往往是那些组织学上具有转移特征的肿瘤。⑹

血管生成拟态中PAS阳性血管对肿瘤血管的标记物Ⅷ因子相关抗原、Ulex、CD31、CD34和KDR检测均为阴性。

⑷芽生的微血管中可见微血栓的形成；而血管生成拟态的血管中很22⑴

表明不同肿瘤可以获得不同的血管形成机制；或同种肿瘤有多种血管形成机制（目前发现有五种）。⑵

仅在恶性度高的肿瘤发现血管生成拟态，可解释生物学行为；以血管生成方式的肿瘤的微循环可能有中央坏死出现，具有血管生成拟态的肿瘤内无中央坏死灶；⑶血管生成拟态现象解释了为什么抗内皮细胞治疗某些恶性肿瘤（如黑色素瘤等）疗效不佳的原因。血管生成拟态的机理研究为开发新的恶性肿瘤临床治疗提供了理论依据。2.血管生成拟态的意义（血供好）⑴表明不同肿瘤可以获得不同的血管形成机制；或同种肿瘤有多种23第二节肿瘤血管形成的影响因素及调控机制血管形成是一个非常复杂的生理与病理过程，处于机体精细的调控之下，机体存在神经和体液两大调节系统。目前，对神经调节在血管形成中的作用所知甚少，但已明确多种细胞可以合成并释放许多可溶性蛋白质多肽等，对血管形成进行正负调节（即体液调节）。许多蛋白质对血管形成过程具有影响，有的启动血管形成，有的促进血管形成，有的干扰血管形成，它们被称之为血管形成调节因子。它们与相应的受体结合便可引发相应的生物学效应。一般据调节因子在血管形成中的作用，将它们分为血管形成刺激因子和血管形成抑制因子两大类。第二节肿瘤血管形成的影响因素及调控机制血管24

肿瘤血管形成是一个复杂的多步骤过程，受多种因子调节，是血管生成刺激因子和血管生成抑制因子失衡的结果。肿瘤发生过程中一些细胞获得了血管生成的表型（血管生成开关被打开）。血管生成的级联反应起始阶段是肿瘤和辅助细胞释放血管生成刺激因子，血管形成刺激因子和抑制因子之间的失衡在血管生成中是非常重要的特征。内皮细胞在血管生成因子的影响下增殖并向肿瘤处的基质侵袭，在这个过程中整联蛋白和蛋白水解酶也起了重要作用。在血管生成的后期阶段新形成的毛细血管分化成为成熟的血管。

肿瘤血管形成是一个复杂的多步骤过程，受多种25㈠

血管内皮细胞生长因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)被认为是肿瘤血管生成中最重要的因子之一。一、促肿瘤血管生成的生长因子VEGF由于能增加血管通透性被鉴定出来，故又称为VPF(血管通透性因子)，之后，发现它是EC的促分裂剂，是体内血管生成的一种强诱导因子。㈠血管内皮细胞生长因子一、促肿瘤血管生成的生长因子26

VEGF是由两条相同的单链组成的同型二聚体蛋白质，五种异构体：VEGF121、VEGF165、VEGF189、VEGF206、VEGF145，阿拉伯数字表示蛋白质的单链的氨基酸残基的数目。体内较常见的是VEGF165，VEGF206少见。它们的作用有所不同，其中VEGF121和VEGF165以可溶性方式分泌，能促进血管内皮细胞增殖，增加内皮的通透性；

VEGF189，VEGF206，VEGF145是不溶性蛋白质，与细胞表达蛋白多糖结合的形式存在，仅能增加血管内皮的通透性，原来命名为血管通透因子(VPF)。1.VEGF的结构：1.VEGF的结构：27VEGF家族的3个受体分别由3个基因编码，都是酪氨酸激酶家族成员（flt-1、flk-1/KDR、flt-4），广泛存在于血管内皮表面。

VEGF/

VEGFR系统具有高度的特异性：尽管VEGF能由许多细胞产生，但它的受体主要是由EC表达。VEGF通过与血管EC表面特异性受体结合而发挥生物学效应，其主要生物学功能是：促进内皮细胞增殖、新生血管生成、增加血管通透性。

VEGF与不同类型VEGFR结合产生的生物学效应有差异：2.VEGF的受体（VEGFR）

VEGF家族的3个受体分别由3个基因编码，都是28⑶神经菌毛蛋白是VEGF受体异构体，这个分子能结合崩解素-信号素家族，在神经信号转导过程中有作用。⑴VEGFR-1（flt-1）是VEGF活性的一个抑制因子，

负向调节VEGF功能的因子。(主要调节内皮细胞间及内皮细胞与基质间的相互作用，表现为明显的血管腔化作用和增加血管的通透性。)⑵VEGFR-2（flk-1/KDR）是VEGF促有丝分裂、血管生成和增强通透性效应的主要调节因子，另外，还具抗凋亡作用。⑶神经菌毛蛋白是VEGF受体异构体，这个分子能结合崩解素-29⑴

增加肿瘤血管通透性

VEGF/VPF增加局部血循环大分子的通透性，使血浆和血浆蛋白通透性增高比组胺强5000倍，使血浆蛋白在组织基质中的沉积，为成纤维细胞和血管内皮细胞的长入提供临时性基质。

VEGF/VPF主要靶器官是毛细血管后静脉和小静脉，VEGF/VPF与其受体结合，形成有利于大分子渗透的通道。3.VEGF增加肿瘤血管通透性和促进血管形成⑴增加肿瘤血管通透性3.VEGF增加肿瘤血管通透性和30⑤

诱导内皮细胞生成和释放bFGF，级联增强多种促血管生成因子效应。

⑵VEGF促血管生成的机制①VEGF以旁分泌方式特异地作用于内皮细胞，促其分裂、增殖、趋化。②诱导血管内皮中窗孔和囊状空泡的形成，增加血管通透性，促使血浆蛋白外渗，提供血管生成的基质和肿瘤细胞生长的微环境。③诱导内皮细胞表达和分泌多种蛋白酶，对降解血管基底膜和ECM具有重要的意义。④通过诱导Bcl-2、survivin等抗凋亡分子的表达，抑制内皮细胞凋亡,促进血管的生成。⑤诱导内皮细胞生成和释放bFGF，级联增强多种促血管生成31

肿瘤细胞及周围辅助细胞分泌VEGF，通过旁分泌方式与特异性分布在内皮细胞表面的受体结合，一方面促进血管内皮细胞的增殖、分离和迁移；另一方面诱导内皮细胞增加表达组织因子、尿激酶、组织血浆酶原激活剂和基质金属蛋白酶，这些物质可引起凝血、促发纤溶、降解胶原，诱导肿瘤血管形成。

新生的肿瘤血管为肿瘤生长提供营养，并间接促进肿瘤细胞的增殖，而且为肿瘤提供了转移的通道，促进肿瘤的恶性进展。⑶VEGF的作用过程肿瘤细胞及周围辅助细胞分泌VEGF，通过旁分泌方式与32肿瘤细胞产生VEGF释放EC表面受体结合EC活化EC增殖定向迁移（基质重塑）管腔形成管攀形成血管建立肿瘤细胞33目前在VEGF引起的肿瘤血管形成与干预性的研究主要在于三个方面：1.在原发与转移性肿瘤中VEGF/VPF过表达的研究已在mRNA和蛋白质水平上（胃肠道癌、胰腺癌、乳腺癌、肾癌、膀胱癌和胶质母细胞瘤等的研究）。2.研究肿瘤微血管内皮细胞上两种特异性高亲和性受体过表达与肿瘤发生的关系。3.肿瘤血管显著血浆蛋白、纤维蛋白原渗出与血管外纤维蛋白的交联和沉积，促进肿瘤间质的形成。VEGF抗体的抗血管活性，使肿瘤由于断绝血供而死亡。目前正在进行人源化的抗VEGF抗体的可行性与安全性研究。

4.VEGF与肿瘤的相关性研究目前在VEGF引起的肿瘤血管形成与干预性的研究主要在34许多研究表明（结直肠癌，子宫内膜癌、肝癌等）多种肿瘤组织中VEGF呈阳性表达，且表达与MVD呈正相关。例如：结直肠癌MVD明显高于正常粘膜和腺瘤，癌组织中VEGF阳性组MVD值明显高于VEGF阴性组；结直肠腺瘤、原位癌、粘膜下浸润癌中MVD逐渐增高，VEGF表达程度与MVD密切相关。VEGF与MVD均可作为判断结直肠癌预后的指标。⑴VEGF与肿瘤的微血管密度(MVD)增加有关许多研究表明（结直肠癌，子宫内膜癌、肝癌等）多种肿瘤35胶质瘤中VEGF蛋白阳性染色主要定位于肿瘤细胞的胞浆，内皮细胞也可呈阳性表达。43例星形细胞瘤组织中肿瘤细胞VEGF阳性表达率为77.0%。Ⅰ、Ⅱ级组VEGF阳性表达率和表达强度均显著低于Ⅲ、Ⅳ级组，VEGF表达强度与MVD呈等级正相关。发现星形胶质细胞瘤中肿瘤新生血管主要呈三种形态：①内皮细胞呈索状排列，管腔狭长，可有分枝，称为芽状血管；②血管腔扩张的，称为囊状血管；③内皮细胞增生、肥大，呈现肾小球样结构或微血管弯曲密集排列呈丛状，称为丛状血管。在恶性程度低的肿瘤（Ⅰ级和Ⅱ级）内增生的血管以芽状和囊状血管为主，丛状血管不多见，恶性程度高的肿瘤（Ⅲ级和Ⅳ级）内增生的微血管中含有较多的丛状血管。结果：VEGF表达情况和MVD及肿瘤微血管形态可能有助于判断星形细胞瘤的恶性程度。43例胶质瘤VEGF的表达与MVD的关系研究：胶质瘤中VEGF蛋白阳性染色主要定位于肿瘤细胞的胞浆36部分肿瘤细胞表面也存在VEGF受体，使瘤细胞产生的VEGF作为一种自分泌生长因子可直接刺激肿瘤细胞增殖。表达KDR/flk-1的胰腺癌细胞系，经VEGF处理后，导致了癌细胞的生长，而用flk-1反义寡核苷酸转染后会明显抑制肿瘤细胞的生长，此结果提示胰腺癌中存在着VEGF/受体的自分泌/旁分泌促有丝分裂环机制。

VEGF表达与肿瘤分期、分化、肿瘤生长、预后差呈正相关（卵巢癌、鼻咽癌、乳腺癌等）。⑵VEGF表达与肿瘤增殖及预后差有关部分肿瘤细胞表面也存在VEGF受体，使瘤细胞产生的V37

VEGF除了在实体性肿瘤中起重要作用外，在非实体性肿瘤中也发挥重要作用。CLL中平均VEGF水平是正常外周血单核细胞内VEGF水平的7.26倍。除CLL外，所有急、慢性白血病患者与对照组相比，VEGF、bFGF、HGF表达都明显增高，血管分布明显增加，其中CML患者有最多的血管数、最大的血管面积和最高的VEGF表达水平。

VEGF除了在实体性肿瘤中起重要作用外，在非实38

一些因子可调节肿瘤细胞上调VEGF的表达，同时肿瘤细胞分泌的VEGF又可通过某些机制刺激其他分子的表达。肿瘤血管生成就是在VEGF与其相关分子的相互作用或协同作用发挥生物学效应形成的。

诱导VEGF产生主要的因素：低氧、组织因子(TF)的作用、NO，基质金属蛋白酶(MMPs)。其它引起VEGF过表达因子：细胞因子（如EGF、bFGF、TGF-）、某些激素（如ACTH）及癌基因（如ras、src）与肿瘤抑制基因（如VonHippelLindau蛋白）。5.与VEGF作用相关的分子一些因子可调节肿瘤细胞上调VEGF的表达，同39bFGF是成纤维细胞生长因子家族中的一员，是最先被鉴定出来的促血管生长因子，其生物学效应主要通过细胞膜上的高亲和力受体（FGFR）实现。FGFR是一类具有自主磷酸化活性的跨膜糖基化受体，bFGF与之结合后激活受体胞内段即酪氨酸激酶活性区，从而引起一系列信号传递。bFGF发挥作用还离不开低亲和力受体，即硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（HPG）辅助，HPG具有促进bFGF与FGFR结合、增强bFGF稳定性、调节bFGF活性等生物学作用。㈡碱性纤维母细胞生长因子（bFGF/FGF-2）1.bFGF的分子结构（自学）bFGF是成纤维细胞生长因子家族中的一员，是最40⑴

是一种广谱有丝分裂原(mitogen)，具有广泛的细胞增殖效应（促进内皮细胞增殖、促进肿瘤细胞增殖等）。⑵

诱导许多正常组织和肿瘤组织的新生血管形成。bFGF作用于新生血管形成过程中的多个环节，除可刺激EC增殖外，bFGF还可上调内皮细胞合成和分泌胶原酶、uPA及其受体、整合素等，诱导内皮细胞增生、迁移。⑶

bFGF在伤口愈合过程中发挥重要作用。⑷

在胚胎的早期发育过程中bFGF也起重要作用。⑸bFGF参与了神经系统的分化与维持；⑹bFGF对骨组织的损伤有修复作用；⑺体内过度表达的bFGF参与肾小球内皮细胞增殖和细胞外基质积聚，从而影响肾小球肾炎和参与肾小球硬化过程。2.bFGF的生物学功能⑴是一种广谱有丝分裂原(mitogen)，具有广泛的细胞增41bFGF通过2种途径参与肿瘤血管形成：⑴

通过调节内皮细胞的活性，使之增殖并迁移，在此过程中bFGF可使内皮细胞释放蛋白水解酶消化ECM；bFGF对内皮细胞有趋化性。⑵

诱导VEGF的表达并与VEGF的协同作用

，VEGF也可诱导内皮细胞生成释放bFGF。3.bFGF与肿瘤血管生成

bFGF通过2种途径参与肿瘤血管形成：3.bFGF与肿瘤血42CD105为细胞膜糖蛋白，是TGF－β受体超家族的成员。CD105作为一种新型的血管内皮细胞标记物始于20世纪90年代。在第五届有关人类白细胞分化抗原的国际协作组会议上，将Endoglin的单克隆抗体归为一个分化群(clusterofdifferentiation，CD)，编号CD105。

CD105是一种在新生血管内皮细胞高表达的增殖相关蛋白，它参与TGF－β受体的信号转导；调节内皮－间质的信号传递；参与血管生成，在肿瘤血管生成过程中发挥重要作用。

CD105被发现在内皮细胞、活化的巨噬细胞、纤维母细胞、平滑肌细胞均有表达，主要在胚胎形成和恶性肿瘤表达较高，在肿瘤主要表达在血管内皮。（三）CD105(endoglin，EDG)

CD105为细胞膜糖蛋白，是TGF－β受体超43CD105位于人染色体9q34，是一种同型二聚体的膜结合性糖蛋白，分子量为180kD。

CD105在有血管生成的组织（如愈合中的伤口、银屑病、胚胎组织及肿瘤组织）的内皮细胞中特异性高表达，是内皮细胞增殖的标记物，是促进血管生成的重要因素，其功能是拮抗TGF－β及其受体对血管内皮细胞的抑制作用。TGF－β含有结构和功能密切相关的三种异构体即β1,β2和β3，与此相配的受体分为RⅠ，RⅡ和RⅢ，CD105的基因结构与RⅢ高度同源。Ⅲ型受体和CD105蛋白本身不表现出信号转导的活性，但它们能与RⅠ,RⅡ形成异聚体复合物，抑制TGF－β的生物学效应。1.CD105的结构和功能CD105位于人染色体9q34，是一种同型二聚44⑴

CD105参与肿瘤血管生成⑵

CD105

是内皮细胞增殖的标志与其他泛血管内皮标记物（CD34、CD31、Ⅷ因子）相比，CD105更能准确反映内皮细胞的增殖状态，是目前衡量内皮细胞增殖状态较准确的指标。⑶

CD105

是新生血管的标志

2.CD105在肿瘤血管生成中的作用⑴CD105参与肿瘤血管生成2.CD105在肿瘤血管45

在结直肠癌、乳腺癌等的血清样品中检测CD105水平，有癌转移病人的血清CD105水平明显升(P<0.05)，化疗能抑制癌症病人的血清CD105水平。因此，对实体肿瘤病人长期随访中血清CD105水平可以用来预测患者疾病复发、转移的危险性。

3.CD105在肿瘤诊断、预后估价中的意义在结直肠癌、乳腺癌等的血清样品中检测CD10546在乳腺癌细胞系MCF－7建立裸鼠模型中，待肿瘤生长至4mm～6mm时，经尾静脉注入CD105单抗,发现肿瘤逐渐萎缩、消失，长时间无肿瘤复发。将乳腺癌细胞及大肠癌细胞接种于有免疫缺陷的鼠嵌合体作为动物模型，静脉注射抗-CD105单抗，结果显示持续的抗肿瘤功效及抗转移特性，而没有显示出明显的毒性。以上研究表明以CD105为靶点，以CD105抗体为载体，将化疗药物、生物毒素、放射性核素等与之形成复合物能特异地导向肿瘤部位，直接杀伤、杀灭肿瘤细胞。与其他抑制肿瘤血管生成的药物相比，抗CD105特异性地与增殖的内皮细胞结合，减少了对全身其他部位的损伤。因此治疗效果可靠，副作用小，有望成为一种有效治疗肿瘤的新方法。

4.CD105抗体的靶向治疗在乳腺癌细胞系MCF－7建立裸鼠模型中，待肿瘤生长471.血管抑素：又称血管稳定素（angiostatin）可能来自肿瘤细胞或相关细胞，也可来自纤溶酶原的裂解片段。具有抗血管生成的活性.其作用机制：①抑制EC增殖和迁移；②抑制血管形成和转移瘤生长；③结合于EC表面的ATP合成酶的亚基。目前已进入临床前期和临床Ⅰ期实验。2.纤溶酶原：有5个三环结构，具有显著抑制血管生成的作用。3.内皮抑素(endostatin)：有更强的抗肿瘤血管形成作用。现已证明内皮抑素是胶原蛋白ⅩⅧ型胶原C末端的一个片段。①可抑制微血管EC增殖；②有效浓度的内皮抑素可限制肿瘤生长，使肿瘤处于休眠状态或使肿瘤退化到难以测量到的微小体积,而不产生耐药性；③抑制肿瘤转移。目前，内皮抑素即将进入临床Ⅰ期实验。二、肿瘤血管生成抑制因子1.血管抑素：又称血管稳定素（angiostatin）可能来48

在肿瘤的发展演进过程中，血管形成与肿瘤演进都不是一个独立的过程。事实上，肿瘤血管形成与肿瘤演进之间存在者相互促进的关系。一方面，肿瘤细胞通过分泌某些特异性因子，诱发周围组织的血管形成，并深入到肿瘤组织中；另一方面，形成的血管对肿瘤的生长转移都有支持作用。血管形成与肿瘤生长演进互为依赖。互为因果，两者结合使肿瘤组织不断发展壮大。第三节

肿瘤血管形成与肿瘤的浸润转移的关系

在肿瘤的发展演进过程中，血管形成与肿瘤演进都不是一49⑴血管形成对肿瘤侵袭的作用：

恶性肿瘤增殖迅速，使瘤体压力增大，新生血管周围的压力较低，因肿瘤血管形成过程中内皮细胞分泌的某些水解酶可以降解、侵蚀组织基质，使肿瘤细胞易于扩散到组织基质中。随着肿瘤不断增大，肿瘤沿着组织间隙、血管、淋巴管侵入周围组织或邻近正常器官组织。

⑵血管形成对肿瘤转移的作用：

恶性肿瘤转移需要克服一系列障碍，一般认为，肿瘤血道或淋巴道转移需要经历哪几个步骤？①瘤细胞进入血管或淋巴管；②瘤细胞在血液或淋巴液循环中存活；③瘤细胞到达靶器官的微血管，定位靶器官，并开始生长。⑴血管形成对肿瘤侵袭的作用：⑵血管形成对肿瘤转移的作用：50◆血管形成对于肿瘤细胞进入血管来说具有很重要作用。

瘤体内血管数的增多，会增加肿瘤细胞进入血流的机会。

◆新生血管为肿瘤细胞进入血流提供良好的通道。

新生血管与正常血管相比结构更加薄弱，基底膜不完整，缺乏平滑肌层，内皮细胞有漏洞，且在VEGF/VPF作用下，血管壁的通透性会更高（穿胞作用增强）。此外内皮细胞产生的具有侵蚀作用的酶降解基质，可使肿瘤细胞容易与血管接触。◆血管形成对肿瘤的淋巴道转移可能也具有促进作用。

肿瘤组织内也有新生淋巴管，肿瘤细胞淋巴道转移与瘤细胞侵及新生淋巴管或先侵入血管，而后通过静脉-淋巴通路进入淋巴管有关。◆血管形成对于肿瘤细胞进入血管来说具有很重要作用。◆51⑴肿瘤发生后，无血管支持，生长有一定限度，瘤体直径不能超过2mm⑵肿瘤组织诱发宿主血管形成，血管长入瘤体内，在新生血管的支持下，肿瘤体积不断膨大⑶随着肿瘤体积变大，肿瘤侵袭性增强，容易侵入某些管道，特别是新生血管转移⑷肿瘤到达远隔器官（以肺为例）形成转移瘤⑸转移瘤诱发肿瘤到达器官的血管形成，长入转移瘤，支持转移瘤的生长⑹转移瘤细胞通过侵入血管或淋巴管实现再转移肿瘤血管形成与肿瘤生长演进关系示意图⑴肿瘤发生后，无血管支持，生长有一定限度，瘤体直径不能超过52有必要指出的是，单单具有肿瘤血管形成这一条件，并不足以引起肿瘤转移。原发瘤的众多的肿瘤细胞中，能够到达转移器官并生存下来的比例低于千分之一或万分之一。这远远不是肿瘤血管形成所能解释的。肿瘤细胞欲发生转移，必须大量增殖，侵入组织间质、血管或淋巴管，在运行的途径中存活，不被机体免疫系统杀灭，在新的器官组织中能够生长等等。可见，肿瘤转移是一个极其复杂的过程，受到多方面影响，肿瘤血管形成仅仅是其中的一个因素。不仅如此，肿瘤血管形成与肿瘤转移也不存在必然的绝对关系，如肾上腺腺瘤是良性肿瘤，但其引发的血管形成却非常明显；又如，支气管类癌具有很丰富的血管，但通常它并不发生转移。但是，对于大多数恶性肿瘤来说，肿瘤血管形成是肿瘤发生转移的重要促进条件。有必要指出的是，单单具有肿瘤血管形成这一条件，并不足53第四节

抗肿瘤血管形成的治疗研究传统的肿瘤治疗方法，主要是指化疗、手术、放疗和免疫疗法等4种。这些疗法有一个显著的特点，或是将肿瘤切除，或是将肿瘤细胞杀死，都是针对肿瘤细胞本身的治疗方法。肿瘤生长与转移依赖于血管形成观点的提出，为肿瘤的治疗提供了一个新的切入点。既然肿瘤具有血管形成依赖性，那么抑制了肿瘤血管形成应该也可以抑制肿瘤的生长与转移。目前的试验结果也支持这一观点。第四节抗肿瘤血管形成的治疗研究传统的肿瘤治541.除对某些生理及创伤修复情况下的血管形成具有一定程度的抑制作用外，可避免骨髓抑制、胃肠道及心脏损害等毒性反应；一、抗血管形成靶向治疗的优点5.抗血管生成治疗可与化、放疗联合应用，具有协同作用，并减轻后者的毒副反应。

4.血管生成与肿瘤的生长、浸润、转移密切相关，抗血管生成治疗肿瘤具有广谱作用；3.该方法作用于具有遗传稳定性的内皮细胞，不易发生耐药；2.主要通过细胞因子、受体及信号传导过程发挥作用，避免影响遗传物质而导致基因突变的继发性癌症；1.除对某些生理及创伤修复情况下的血管形成具有一定程度的抑55抑制肿瘤血管形成疗法的治疗策略主要包括以下三点：1.抑制肿瘤细胞或其它细胞合成释放血管形成刺激因子，或阻断血管形成刺激因子与相应受体结合；2.抑制内皮细胞增殖——迁移；3.抑制血管基底膜的更新与合成；抑制肿瘤血管形成疗法的治疗策略主要包括以下三点：1.抑制肿瘤561.直接作用于内皮细胞的抑制剂

血管抑素、内皮抑素、CM101，TNP－407，CA4P等。二、血管生成抑制剂

4.沙立度胺（催眠与抗血管生成活性）3.基质金属蛋白酶抑制剂(MMPI或TIMP)

2.对抗血管生成因子此类抑制剂通过选择性地抑制一种或几种血管生成因子或通过阻断其受体而发挥作用。

IFN-、血管紧张素-2、蛋白激酶Cβ抑制剂、SU5416（VEGF受体Flk－1/KDR酪氨酸激酶的抑制物）1.直接作用于内皮细胞的抑制剂二、血管生成抑制剂4.沙57抗肿瘤血管形成药物及其作用机制血管形成刺激因子的合成刺激因子与受体结合，激活内皮细胞内皮细胞增殖、迁移新生血管形成ⅣIFN-ⅡPF5抗VEGF,bFGF单抗ⅠLM609ⅡTIMPⅣTNP-407AngiostatinIL-12EndostatinTSP-1左边药物已进入临床实验，罗马数字表示试验阶段；右边药物动物实验已证实有效，但尚未进入临床试验抗肿瘤血管形成药物及其作用机制血管形成刺激因子的合成刺激因子58Avastin是一种针对VEGF人工合成的重组人源化IgG1型单克隆抗体，又名bevacizumab,rhuMAB-VEGF。Avastin特异性结合于VEGF后能阻碍后者与内皮细胞表面受体Flt-1及KDR结合，使VEGF不能发挥促进血管内皮细胞增殖以及肿瘤内血管新生的作用从而阻断对肿瘤生长至关重要的血氧和其它必需的营养供应，使之无法在体内生长和散播，令化疗能够在肿瘤中有效发挥作用,进而延缓肿瘤的生长和转移。

2019年2月份，美国FDA以快速通道方式，批准该药作为转移性结－直肠癌联合用于化疗的第一线药物。2019年10月欧洲人类医学产品委员会（CHMP）也批准该药应用于临床。5.AvastinAvastin是一种针对VEGF人工合成的重组59

基因治疗即通过载体将目的基因导入体内，通过作用于mRNA或表达特定的蛋白质而发挥其抗血管生成作用。主要作用机制为:抑制血管生成因子基因的表达；干扰内皮细胞信号的传导；直接导入抑制血管生成基因，表达特定的血管生成抑制因子。

基因治疗与其他抗血管生成的治疗措施相比具有许多优势：⑴.基因治疗的靶向性更强；⑵.可长期发挥稳定的抗血管生成作用；⑶.可克服某些血管生成抑制因子的易失活及不稳定性所导致药物制备及用药方面的困难；⑷.基因治疗可以避免全身用药剂量较大而引起的毒副反应，并不易产生耐药性。三、抗肿瘤血管形成的基因治疗基因治疗即通过载体将目的基因导入体内，通过作60核酶(ribozyme，Rz)是一类具有生物催化活性的RNA分子，能够定点切割特定的mRNA靶分子，从而有效地阻断特定基因的表达，发挥其生物学作用。利用化学性质稳定的核酶特异性地剪切VEGF受体(VEGFR－1,VEGFR－2)的mRNA，使得裸鼠结肠癌转移模型肝转移的发生受到明显抑制，该研究显示了利用人工合成核酶治疗大肠癌的新途径。Angiozyme作为作用于VEGF受体mRNA一种核酶，其作用机制主要是通过分解VEGF－1受体mRNA而发挥作用,无明显毒性作用。现正进行晚期恶性肿瘤的临床研究，初步结果显示Angiozyme具有良好的耐受性,毒副反应小。

四、核酶在抗肿瘤血管形成中的应用核酶(ribozyme，Rz)是一类具有生物催化活61肿瘤组织切片上微血管计数的结果表明，肿瘤组织侵袭性越强，诱导基质的反应也越强烈。干扰或诱导基质对肿瘤细胞的反应将是以血管生成为靶标的治疗关键。对DNA微阵列分析发现肿瘤细胞具有多潜能胚胎样基因型，可表达多种与微管道形成有关的分子基因。因而在治疗方面可以将一个或多个侵袭性肿瘤细胞表达相关分子基因作为治疗靶标，也许可作为针对血管生成和血管生成拟态治疗的通用靶标。

五、以血管生成拟态为靶向的治疗途径肿瘤组织切片上微血管计数的结果表明，肿瘤组织侵袭性越62肿瘤血管形成第一节

肿瘤血管形成过程及特点第二节

肿瘤血管形成的影响因素及调控机制第三节

肿瘤血管形成与肿瘤的浸润转移的关系第四节

抗肿瘤血管形成的治疗研究作业：简述肿瘤血管形成的分子基础以及对肿瘤生长、扩散的影响。肿瘤血管形成作业：简述肿瘤血管形成的分子基础以及对肿瘤生长、63再见再见64谢谢！谢谢！65第一节

肿瘤血管形成过程及特点第二节

肿瘤的血管形成的影响因素及调控机制第三节

肿瘤血管形成与肿瘤的浸润和转移第四节

抗肿瘤血管形成的治疗研究第五章

肿瘤的血管生成本章重点内容为肿瘤血管生成因子的作用机理、肿瘤新生血管形态特点及对肿瘤浸润生长和转移的影响第一节

肿瘤血管形成过程及特点第五章

肿瘤的血管生成本66

肿瘤血管形成

Tumorangiogenesis肿瘤血管形成67

肿瘤血管形成(tumorangiogenesis)是指肿瘤细胞诱导微血管生长以及肿瘤中血液循环建立的过程。

1971年J.Forkman发现，实体瘤的增殖、转移必须先有血管形成，此后30多年来，血管形成与肿瘤的生物学行为的关系越来越成为研究肿瘤的热点。肿瘤血管形成是肿瘤生长、浸润与转移的重要条件。随着对肿瘤血管形成研究的不断深入，认识到肿瘤血管形成在肿瘤演进中具重要地位，开辟了抗血管生成治疗肿瘤的一个全新的领域。血管生成抑制剂有可能成为抗肿瘤的主要药物，并为最终治愈肿瘤提供有效手段。

肿瘤血管形成(tumorangioge68第一节肿瘤血管形成过程及特点一、血管形成概述1.血管形成（Angiogenesis）：又称血管新生，是指由已存在的血管生成毛细血管并形成血管结构的整个过程。机体血管系统形成过程包括两个步骤：血管发生和血管形成。胚胎发育早期，间充质细胞分化生成成血管细胞，形成原始毛细血管丛，这一过程被称为血管发生。以此为基础，经过复杂的血管形成过程，生成成熟的血管网，建立起完善的血管系统。

第一节肿瘤血管形成过程及特点一、血管形成概述1.血管形成692.血管形成的分类：⑴生理性血管形成⑵病理性血管形成据血管形成是发生在生理过程还是病理过程？据血管形成差异性大小？⑴肿瘤血管形成⑵非肿瘤血管形成2.血管形成的分类：⑴生理性血管形成⑵病理性血管形成据血703.血管形成的基本过程：血管形成是一个连续的过程，人为地分为以下4个过程：⑴血管周围基质降解，已存在的血管腔面的内皮细胞迁移、侵入周围基质，接着位于迁移细胞前沿后面的内皮细胞增殖，形成内皮条索，简而言之即内皮细胞迁移、增殖；⑵在血流的冲击下，内皮条索形成管腔，与血流相通；⑶某些血管壁需要有平滑肌纤维等成分的加入补充，神经纤维长入支配等。⑷初步形成的血管适应机体需要发生重建，有的延伸加强，有的收缩消失，最终形成完善的血管网。3.血管形成的基本过程：血管形成是一个连续的过程，人为地分为71

血管形成过程（图示）：（1）原血管基底膜的酶解；（2）内皮细胞的迁移；（3）内皮细胞的增殖；（4）新生毛细血管的成熟器官化构建。

血管形成过程（图示）：72肿瘤血管形成课件整理73

4.肿瘤血管形成过程有人用致癌剂诱发小鼠颊囊粘膜癌变，来观察肿瘤血管形成形态学的动态变化：肿瘤发生早期，肿瘤内无血管，由周围组织微血管供养，这时血管增粗、扩张，肿瘤边缘出现一些新生毛细血管芽；随着肿瘤生长，体积变大，新生血管增生，多呈团块状，血管扭曲、囊性扩张，并深入肿瘤组织内部，与原有血管网相比已有明显不同；而后肿瘤组织各区域均存在着结构薄弱、排列紊乱、形态畸形的新生血管。

4.肿瘤血管形成过程74

血管前期

肿瘤生长休眠期，

直径<1～2mm

血管期

瘤体积增大,浸润、转移

有诱导血管形成的能力。

肿瘤血管形成是实体瘤由休眠到增生状态过度的标志之一，这一过程受机体神经与体液因素影响，体液因素主要指肿瘤细胞和肿瘤基质细胞表达的生长因子调控。肿瘤生长过程肿瘤的生长过程：肿瘤生长过程肿瘤的生长过程：75肿瘤血管形成肿瘤细胞和巨噬细胞血管内皮细胞生长因子（VEGF）碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）血管生成因子肿瘤血管形成肿瘤细胞和巨噬细胞血管内皮细胞生长因子76肿瘤血管形成课件整理77肿瘤血管形成的特点⑴肿瘤组织诱发宿主组织生成血管⑵肿瘤血管形态异常，分布紊乱⑶内皮细胞分泌水解酶肿瘤血管形成的特点⑴肿瘤组织诱发宿主组织生成血管⑵肿瘤血784.肿瘤血管形成的特征

⑴

失控性：肿瘤新生血管出现迅速，生长快，并呈持续性，10%～20%的肿瘤血管内皮细胞始终处于DNA合成状态，这种持续的血管生成是由肿瘤组织持续高水平释放血管生成生长因子的结果。⑵

不成熟性：肿瘤血管的生成过程是一种失去正常控制的无序状态，与一般血管相比，肿瘤新生血管的结构缺乏完整性——管壁薄弱，缺乏平滑肌及神经，基底膜不完整，内皮间隙大，通透性高，血管网结构紊乱，有大量的血管盲端、动静脉间短路及血管的局部膨出等，导致渗出增加及组织间高压，这些特点为肿瘤侵入血管、发生转移创造条件。新生的微血管很少进化为成熟的小动脉或小静脉，不具收缩功能，不受神经体液调节。对正常血管有活性的物质对该血管不起作用(乙酰胆碱、血管紧张素Ⅱ、温度）。4.肿瘤血管形成的特征⑴失控性：肿瘤新生血管出现迅速，生79⑶血管异常生长

肿瘤组织内新生的微血管一般遍布整个肿瘤组织，但分布上并不均一，大多数肿瘤新生的微血管主要分布在肿瘤生长活跃的边缘.此处血管生成最活跃。微血管密度最高的区域叫“血管热点区”（hotspots）.Weidner

等报道在大多数血管热点区，显微镜观察到的微血管数量与转移呈正相关，与生存期呈负相关。⑷肿瘤血管形成前期与机体内原血管采取共生方式，并非相互抵抗破坏，因而肿瘤得以生存。⑶血管异常生长⑷肿瘤血管形成前期与机体内原血管采取共生80新生的Cap从肿瘤外围长入肿瘤中新生的Cap从肿瘤外围长入肿瘤中81新生的Cap网直接进入肿瘤中央，呈树状向外分支新生的Cap网直接进入肿瘤中央，呈树状向外分支82⑸

肿瘤中血供与血流速度不同

肿瘤中有细胞丰富区、边缘区、半坏死区和坏死区，这是由于各区血供及血流速度不尽相同所致。大肿瘤血流速度的均值低于小肿瘤，肿瘤中实际增加的效应血管管径小，血流慢，营养易耗尽。

⑹癌细胞更新速度快于内皮细胞发生乏氧性坏死

在肿瘤中内皮细胞增生指数为2.2％，肿瘤细胞增生指数为7.3％。因肿瘤新生血管的结构特点，使瘤细胞氧利用率很低。癌细胞增生、癌内缺乏淋巴管网，瘤体间流体静脉压升高、压迫小血管，使瘤内血流量仅为正常的1～10％癌细胞无氧酵解产生大量H+，使肿瘤中存在着不同程度的低营养、低PH值、低氧的三低细胞群。肿瘤微循环较肿瘤生长表现出低效和相对不足，肿瘤组织特别是中心部位常常因为缺血、缺氧而坏死。

⑸肿瘤中血供与血流速度不同⑹癌细胞更新速度快于内皮细83⑻

血管内皮细胞的异质性是其突出的生物学特性，主要表现在内皮细胞的结构、功能、抗原成分及代谢特点上。肿瘤微血管内皮细胞与正常组织来源的微血管内皮细胞相比，具有明显窗孔结构、对生长因子反应性高、粘附因子表达高等特点，是造成肿瘤血管通透性高且新生旺盛的重要原因，导致肿瘤的快速生长和转移。肿瘤微血管内皮细胞具有异质性，受宿主组织、肿瘤类型及肿瘤微环境的多重影响。了解肿瘤微血管内皮细胞异质性特点及其可能机制，对进行合理的、个性化的、以血管内皮细胞为靶点的抗血管新生治疗意义重大。⑺较大的癌块中间动、静脉分支吻合可形成血管湖，这些统称为肿瘤相关性血管病变。⑻血管内皮细胞的异质性是其突出的生物学特性，主要表现在内皮842019年美国Iowa大学的Maniotis等研究人的眼葡萄膜黑色素瘤微循环而发现了一种与经典的肿瘤血管生成途径完全不同的、不依赖内皮细胞的全新的肿瘤血管生成模式——被命名为血管生成拟态(vasculogenicmimicry，VM)。血管生成拟态即模拟血管形成的状态，这种供血模式没有血管内皮细胞的参与，肿瘤细胞通过自身变形与细胞外多种成分相互作用，模仿血管壁结构，形成输送血液的管道系统，建立特殊的肿瘤微循环，并可与原有的血管相连通，使肿瘤获得血液。

血管生成拟态特点为：肿瘤细胞通过自身变形和基质重塑产生血管样通道,通道内无内皮细胞衬覆，通道外基底膜PAS染色为阳性。5、血管形成新方式------拟血管生成2019年美国Iowa大学的Maniotis等85⑴

管壁为

一层厚薄不一PAS阳性物质，将瘤细胞和血流分开，而正常血管中血液直接与内皮细胞接触。

⑵

肿瘤血管生成拟态是由高度侵袭性肿瘤细胞以无内皮细胞衬覆的形式形成的，并非是在血流冲力下被动形成的，或由内皮细胞增生形成；⑶肿瘤诱导以芽生方式形成的毛细血管进入肿瘤组织内，可以见到在瘤细胞之间有漏出的红细胞；而以血管生成拟态形成的血管有基质衬覆，很少看见红细胞漏出；

1.血管生成拟态的特点（肿瘤本身形成的）⑴管壁为一层厚薄不一PAS阳性物质，将瘤细胞和血流分开，86⑷芽生的微血管中可见微血栓的形成；而血管生成拟态的血管中很少有微血栓形成。⑸

血管生成拟态大约有7种不同形状的PAS阳性图案:直的、平行排列的、十字交叉的、彩虹样的(没有完全封闭)、有分支的彩虹样、封闭的环状和网络状的通路(即最少有3个背靠背的PAS阳性环)。封闭的环形PAS阳性血管图案往往是那些组织学上具有转移特征的肿瘤。⑹

血管生成拟态中PAS阳性血管对肿瘤血管的标记物Ⅷ因子相关抗原、Ulex、CD31、CD34和KDR检测均为阴性。

⑷芽生的微血管中可见微血栓的形成；而血管生成拟态的血管中很87⑴

表明不同肿瘤可以获得不同的血管形成机制；或同种肿瘤有多种血管形成机制（目前发现有五种）。⑵

仅在恶性度高的肿瘤发现血管生成拟态，可解释生物学行为；以血管生成方式的肿瘤的微循环可能有中央坏死出现，具有血管生成拟态的肿瘤内无中央坏死灶；⑶血管生成拟态现象解释了为什么抗内皮细胞治疗某些恶性肿瘤（如黑色素瘤等）疗效不佳的原因。血管生成拟态的机理研究为开发新的恶性肿瘤临床治疗提供了理论依据。2.血管生成拟态的意义（血供好）⑴表明不同肿瘤可以获得不同的血管形成机制；或同种肿瘤有多种88第二节肿瘤血管形成的影响因素及调控机制血管形成是一个非常复杂的生理与病理过程，处于机体精细的调控之下，机体存在神经和体液两大调节系统。目前，对神经调节在血管形成中的作用所知甚少，但已明确多种细胞可以合成并释放许多可溶性蛋白质多肽等，对血管形成进行正负调节（即体液调节）。许多蛋白质对血管形成过程具有影响，有的启动血管形成，有的促进血管形成，有的干扰血管形成，它们被称之为血管形成调节因子。它们与相应的受体结合便可引发相应的生物学效应。一般据调节因子在血管形成中的作用，将它们分为血管形成刺激因子和血管形成抑制因子两大类。第二节肿瘤血管形成的影响因素及调控机制血管89

肿瘤血管形成是一个复杂的多步骤过程，受多种因子调节，是血管生成刺激因子和血管生成抑制因子失衡的结果。肿瘤发生过程中一些细胞获得了血管生成的表型（血管生成开关被打开）。血管生成的级联反应起始阶段是肿瘤和辅助细胞释放血管生成刺激因子，血管形成刺激因子和抑制因子之间的失衡在血管生成中是非常重要的特征。内皮细胞在血管生成因子的影响下增殖并向肿瘤处的基质侵袭，在这个过程中整联蛋白和蛋白水解酶也起了重要作用。在血管生成的后期阶段新形成的毛细血管分化成为成熟的血管。

肿瘤血管形成是一个复杂的多步骤过程，受多种90㈠

血管内皮细胞生长因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)被认为是肿瘤血管生成中最重要的因子之一。一、促肿瘤血管生成的生长因子VEGF由于能增加血管通透性被鉴定出来，故又称为VPF(血管通透性因子)，之后，发现它是EC的促分裂剂，是体内血管生成的一种强诱导因子。㈠血管内皮细胞生长因子一、促肿瘤血管生成的生长因子91

VEGF是由两条相同的单链组成的同型二聚体蛋白质，五种异构体：VEGF121、VEGF165、VEGF189、VEGF206、VEGF145，阿拉伯数字表示蛋白质的单链的氨基酸残基的数目。体内较常见的是VEGF165，VEGF206少见。它们的作用有所不同，其中VEGF121和VEGF165以可溶性方式分泌，能促进血管内皮细胞增殖，增加内皮的通透性；

VEGF189，VEGF206，VEGF145是不溶性蛋白质，与细胞表达蛋白多糖结合的形式存在，仅能增加血管内皮的通透性，原来命名为血管通透因子(VPF)。1.VEGF的结构：1.VEGF的结构：92VEGF家族的3个受体分别由3个基因编码，都是酪氨酸激酶家族成员（flt-1、flk-1/KDR、flt-4），广泛存在于血管内皮表面。

VEGF/

VEGFR系统具有高度的特异性：尽管VEGF能由许多细胞产生，但它的受体主要是由EC表达。VEGF通过与血管EC表面特异性受体结合而发挥生物学效应，其主要生物学功能是：促进内皮细胞增殖、新生血管生成、增加血管通透性。

VEGF与不同类型VEGFR结合产生的生物学效应有差异：2.VEGF的受体（VEGFR）

VEGF家族的3个受体分别由3个基因编码，都是93⑶神经菌毛蛋白是VEGF受体异构体，这个分子能结合崩解素-信号素家族，在神经信号转导过程中有作用。⑴VEGFR-1（flt-1）是VEGF活性的一个抑制因子，

负向调节VEGF功能的因子。(主要调节内皮细胞间及内皮细胞与基质间的相互作用，表现为明显的血管腔化作用和增加血管的通透性。)⑵VEGFR-2（flk-1/KDR）是VEGF促有丝分裂、血管生成和增强通透性效应的主要调节因子，另外，还具抗凋亡作用。⑶神经菌毛蛋白是VEGF受体异构体，这个分子能结合崩解素-94⑴

增加肿瘤血管通透性

VEGF/VPF增加局部血循环大分子的通透性，使血浆和血浆蛋白通透性增高比组胺强5000倍，使血浆蛋白在组织基质中的沉积，为成纤维细胞和血管内皮细胞的长入提供临时性基质。

VEGF/VPF主要靶器官是毛细血管后静脉和小静脉，VEGF/VPF与其受体结合，形成有利于大分子渗透的通道。3.VEGF增加肿瘤血管通透性和促进血管形成⑴增加肿瘤血管通透性3.VEGF增加肿瘤血管通透性和95⑤

诱导内皮细胞生成和释放bFGF，级联增强多种促血管生成因子效应。

⑵VEGF促血管生成的机制①VEGF以旁分泌方式特异地作用于内皮细胞，促其分裂、增殖、趋化。②诱导血管内皮中窗孔和囊状空泡的形成，增加血管通透性，促使血浆蛋白外渗，提供血管生成的基质和肿瘤细胞生长的微环境。③诱导内皮细胞表达和分泌多种蛋白酶，对降解血管基底膜和ECM具有重要的意义。④通过诱导Bcl-2、survivin等抗凋亡分子的表达，抑制内皮细胞凋亡,促进血管的生成。⑤诱导内皮细胞生成和释放bFGF，级联增强多种促血管生成96

肿瘤细胞及周围辅助细胞分泌VEGF，通过旁分泌方式与特异性分布在内皮细胞表面的受体结合，一方面促进血管内皮细胞的增殖、分离和迁移；另一方面诱导内皮细胞增加表达组织因子、尿激酶、组织血浆酶原激活剂和基质金属蛋白酶，这些物质可引起凝血、促发纤溶、降解胶原，诱导肿瘤血管形成。

新生的肿瘤血管为肿瘤生长提供营养，并间接促进肿瘤细胞的增殖，而且为肿瘤提供了转移的通道，促进肿瘤的恶性进展。⑶VEGF的作用过程肿瘤细胞及周围辅助细胞分泌VEGF，通过旁分泌方式与97肿瘤细胞产生VEGF释放EC表面受体结合EC活化EC增殖定向迁移（基质重塑）管腔形成管攀形成血管建立肿瘤细胞98目前在VEGF引起的肿瘤血管形成与干预性的研究主要在于三个方面：1.在原发与转移性肿瘤中VEGF/VPF过表达的研究已在mRNA和蛋白质水平上（胃肠道癌、胰腺癌、乳腺癌、肾癌、膀胱癌和胶质母细胞瘤等的研究）。2.研究肿瘤微血管内皮细胞上两种特异性高亲和性受体过表达与肿瘤发生的关系。3.肿瘤血管显著血浆蛋白、纤维蛋白原渗出与血管外纤维蛋白的交联和沉积，促进肿瘤间质的形成。VEGF抗体的抗血管活性，使肿瘤由于断绝血供而死亡。目前正在进行人源化的抗VEGF抗体的可行性与安全性研究。

4.VEGF与肿瘤的相关性研究目前在VEGF引起的肿瘤血管形成与干预性的研究主要在99许多研究表明（结直肠癌，子宫内膜癌、肝癌等）多种肿瘤组织中VEGF呈阳性表达，且表达与MVD呈正相关。例如：结直肠癌MVD明显高于正常粘膜和腺瘤，癌组织中VEGF阳性组MVD值明显高于VEGF阴性组；结直肠腺瘤、原位癌、粘膜下浸润癌中MVD逐渐增高，VEGF表达程度与MVD密切相关。VEGF与MVD均可作为判断结直肠癌预后的指标。⑴VEGF与肿瘤的微血管密度(MVD)增加有关许多研究表明（结直肠癌，子宫内膜癌、肝癌等）多种肿瘤100胶质瘤中VEGF蛋白阳性染色主要定位于肿瘤细胞的胞浆，内皮细胞也可呈阳性表达。43例星形细胞瘤组织中肿瘤细胞VEGF阳性表达率为77.0%。Ⅰ、Ⅱ级组VEGF阳性表达率和表达强度均显著低于Ⅲ、Ⅳ级组，VEGF表达强度与MVD呈等级正相关。发现星形胶质细胞瘤中肿瘤新生血管主要呈三种形态：①内皮细胞呈索状排列，管腔狭长，可有分枝，称为芽状血管；②血管腔扩张的，称为囊状血管；③内皮细胞增生、肥大，呈现肾小球样结构或微血管弯曲密集排列呈丛状，称为丛状血管。在恶性程度低的肿瘤（Ⅰ级和Ⅱ级）内增生的血管以芽状和囊状血管为主，丛状血管不多见，恶性程度高的肿瘤（Ⅲ级和Ⅳ级）内增生的微血管中含有较多的丛状血管。结果：VEGF表达情况和MVD及肿瘤微血管形态可能有助于判断星形细胞瘤的恶性程度。43例胶质瘤VEGF的表达与MVD的关系研究：胶质瘤中VEGF蛋白阳性染色主要定位于肿瘤细胞的胞浆101部分肿瘤细胞表面也存在VEGF受体，使瘤细胞产生的VEGF作为一种自分泌生长因子可直接刺激肿瘤细胞增殖。表达KDR/flk-1的胰腺癌细胞系，经VEGF处理后，导致了癌细胞的生长，而用flk-1反义寡核苷酸转染后会明显抑制肿瘤细胞的生长，此结果提示胰腺癌中存在着VEGF/受体的自分泌/旁分泌促有丝分裂环机制。

VEGF表达与肿瘤分期、分化、肿瘤生长、预后差呈正相关（卵巢癌、鼻咽癌、乳腺癌等）。⑵VEGF表达与肿瘤增殖及预后差有关部分肿瘤细胞表面也存在VEGF受体，使瘤细胞产生的V102

VEGF除了在实体性肿瘤中起重要作用外，在非实体性肿瘤中也发挥重要作用。CLL中平均VEGF水平是正常外周血单核细胞内VEGF水平的7.26倍。除CLL外，所有急、慢性白血病患者与对照组相比，VEGF、bFGF、HGF表达都明显增高，血管分布明显增加，其中CML患者有最多的血管数、最大的血管面积和最高的VEGF表达水平。

VEGF除了在实体性肿瘤中起重要作用外，在非实103

一些因子可调节肿瘤细胞上调VEGF的表达，同时肿瘤细胞分泌的VEGF又可通过某些机制刺激其他分子的表达。肿瘤血管生成就是在VEGF与其相关分子的相互作用或协同作用发挥生物学效应形成的。

诱导VEGF产生主要的因素：低氧、组织因子(TF)的作用、NO，基质金属蛋白酶(MMPs)。其它引起VEGF过表达因子：细胞因子（如EGF、bFGF、TGF-）、某些激素（如ACTH）及癌基因（如ras、src）与肿瘤抑制基因（如VonHippelLindau蛋白）。5.与VEGF作用相关的分子一些因子可调节肿瘤细胞上调VEGF的表达，同104bFGF是成纤维细胞生长因子家族中的一员，是最先被鉴定出来的促血管生长因子，其生物学效应主要通过细胞膜上的高亲和力受体（FGFR）实现。FGFR是一类具有自主磷酸化活性的跨膜糖基化受体，bFGF与之结合后激活受体胞内段即酪氨酸激酶活性区，从而引起一系列信号传递。bFGF发挥作用还离不开低亲和力受体，即硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（HPG）辅助，HPG具有促进bFGF与FGFR结合、增强bFGF稳定性、调节bFGF活性等生物学作用。㈡碱性纤维母细胞生长因子（bFGF/FGF-2）1.bFGF的分子结构（自学）bFGF是成纤维细胞生长因子家族中的一员，是最105⑴

是一种广谱有丝分裂原(mitogen)，具有广泛的细胞增殖效应（促进内皮细胞增殖、促进肿瘤细胞增殖等）。⑵

诱导许多正常组织和肿瘤组织的新生血管形成。bFGF作用于新生血管形成过程中的多个环节，除可刺激EC增殖外，bFGF还可上调内皮细胞合成和分泌胶原酶、uPA及其受体、整合素等，诱导内皮细胞增生、迁移。⑶

bFGF在伤口愈合过程中发挥重要作用。⑷

在胚胎的早期发育过程中bFGF也起重要作用。⑸bFGF参与了神经系统的分化与维持；⑹bFGF对骨组织的损伤有修复作用；⑺体内过度表达的bFGF参与肾小球内皮细胞增殖和细胞外基质积聚，从而影响肾小球肾炎和参与肾小球硬化过程。2.bFGF的生物学功能⑴是一种广谱有丝分裂原(mitogen)，具有广泛的细胞增106bFGF通过2种途径参与肿瘤血管形成：⑴

通过调节内皮细胞的活性，使之增殖并迁移，在此过程中bFGF可使内皮细胞释放蛋白水解酶消化ECM；bFGF对内皮细胞有趋化性。⑵

诱导VEGF的表达并与VEGF的协同作用

，VEGF也可诱导内皮细胞生成释放bFGF。3.bFGF与肿瘤血管生成

bFGF通过2种途径参与肿瘤血管形成：3.bFGF与肿瘤血107CD105为细胞膜糖蛋白，是TGF－β受体超家族的成员。CD105作为一种新型的血管内皮细胞标记物始于20世纪90年代。在第五届有关人类白细胞分化抗原的国际协作组会议上，将Endoglin的单克隆抗体归为一个分化群(clusterofdifferentiation，CD)，编号CD105。

CD105是一种在新生血管内皮细胞高表达的增殖相关蛋白，它参与TGF－β受体的信号转导；调节内皮－间质的信号传递；参与血管生成，在肿瘤血管生成过程中发挥重要作用。

CD105被发现在内皮细胞、活化的巨噬细