血管生成实验模型研究进展
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缺血性脑卒中后血管生成研究的进展于洋,朱雨岚摘要:缺血性脑卒中是大脑血液和氧气供应不足的结果。
最近的研究表明,缺血性脑卒中后新血管形成不仅可以改善脑缺血区域血供,还可以促进神经发生,改善动物模型和患者的神经功能。
本文就缺血性脑卒中后血管生成的研究进展做以下综述。
关键词:卒中;血管生成诱导剂;血管生成抑制剂文章编号:1008-0074(2021)01-99-04中图分类号:R743.3309文献标识码:A Doi:103969/ji s n1008-007420210126Research progress of angiogenesss after ischemic stroke/Y犝Yang,ZHU Yu—lan//Department of Neurology, Second Affiliated Hospital of Harbin Medical University,Harbin,Heilongjiang,150081,ChinaCorresponding author:ZHU Yu-lan,E-mail:1072376542@Abstract:Ischemicstrokeistheresultofinsufficientbloodandoxygensupplytobrain Recentstudieshaveshown thatneovascularizationafterischemicstrokecannotonlyimprovebloodsupplyincerebralischemicareas,butalso promoteneurogenesisandimproveneurologicalfunctioninanimalmodelsandpatients Thepresentarticle makes fo l owingreviewonresearchprogre s ofangiogenesisafterischemicstrokeKey words:Stroke;Angiogenesis inducing agents;Angiogenesis inhibitors缺血性脑卒中是指大脑血液供应突然停止,其可导致永久性脑损伤。
㊀㊀[摘要]㊀缺血性心脏病(IHD),也称为冠心病,是由冠状动脉狭窄或阻塞引起的一组疾病㊂治疗IHD诱导血管生成和血管重建至关重要㊂近年来研究表明,外泌体可以通过促进血管生成,从而减轻心肌缺血再灌注损伤,抑制纤维化和促进心脏再生等作用,对IHD具有保护作用㊂促血管生成的研究可能为IHD的治疗提供新的选择㊂该文对IHD促血管生成治疗方法的研究进展作一综述㊂㊀㊀[关键词]㊀缺血性心脏病;㊀新血管形成;㊀血管内皮生长因子;㊀干细胞;㊀外泌体㊀㊀[中图分类号]㊀R453㊀[文献标识码]㊀A㊀[文章编号]㊀1674-3806(2023)11-1200-05㊀㊀doi:10.3969/j.issn.1674-3806.2023.11.20Advancesintreatmentmethodsofangiogenesisinducedbyischemicheartdisease㊀ZHANGXue,LIUMei⁃lan.DepartmentofCardiovascularMedicine,AffiliatedHospitalofYanbianUniversity,Jilin133000,China㊀㊀[Abstract]㊀Ischemicheartdisease(IHD),alsoknownascoronaryheartdisease,includesagroupofdiseasescausedbycoronaryarterystenosisorobstruction.ItiscrucialtotreatIHD⁃inducedangiogenesisandvascularrecon⁃struction.Inrecentyears,researcheshaveshownthatexosomescanalleviatemyocardialischemia⁃reperfusioninjury,inhibitfibrosis,andpromoteheartregenerationbypromotingangiogenesis,whichhasaprotectiveeffectonIHD.Resear⁃chesonpromotingangiogenesismayprovidenewoptionsforthetreatmentofIHD.Inthispaper,theadvancesinthetreatmentmethodsofangiogenesisinducedbyIHDisreviewed.㊀㊀[Keywords]㊀Ischemicheartdisease(IHD);㊀Angiogenesis;㊀Vascularendothelialgrowthfactor(VEGF);Stemcell;㊀Exosome㊀㊀缺血性心脏病(ischemicheartdisease,IHD)的发病率及病死率均呈逐年上升趋势㊂IHD是心血管疾病(cardiovasculardisease,CVD)发生的危险因素[1]㊂IHD的主要病理生理原因是动脉粥样硬化,血流逐渐阻塞导致心脏组织氧合不良,伴有内皮功能障碍和年龄相关性血管生成反应下降[2]㊂心肌缺血坏死后若不及时进行干预,将导致心室重构,进一步促进心力衰竭的发生[3]㊂尽管可以通过溶栓㊁经皮冠脉介入及冠状动脉旁路移植术等治疗方式开通闭塞和狭窄的冠状动脉,及时抢救濒临缺血坏死的心肌,防止心功能进一步下降,降低病死率[4]㊂但部分患者由于冠状动脉生理的因素而无法进行以上治疗㊂因此,血管内皮生长因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)治疗被认为是较好的治疗方式[5]㊂血管生成是导致新血管形成的复杂过程,可以治疗从重要器官和组织进出的病理受损或缺乏的血液流动有功能的血管系统,通过运送氧气和营养物质㊁清除垃圾及输送免疫细胞,对维护组织和器官正常运行至关重要[6]㊂新血管生成由VEGF诱导且同时需要许多细胞和蛋白质的参与㊂除了细胞因子㊁基因治疗外,间充质干细胞(mesenchymalstemcells,MSCs)还分泌微囊泡/外泌体,为治疗IHD提供了一种新的血管生成治疗方法[7]㊂本文对细胞因子㊁蛋白质㊁基因或细胞外囊泡诱导血管生成作一综述㊂1㊀血管生成血管生成是由缺血/缺氧诱导的内皮细胞(endo⁃thelialcells,ECs)的适应性反应㊂血管生成是指从现有的血管中形成新的血管,随后在体内扩张血管网络的过程[8]㊂通过血管生成过程产生微血管将有助于恢复缺血组织和细胞的血液和氧气供应,从而减少缺血/缺氧诱导的细胞损伤㊂研究显示,治疗性血管生成可加强这一过程,从而改善缺血心肌的血供[9]㊂治疗性血管生成涉及外源性给药,促进新生血管形成后的生长,以恢复组织的循环㊂在正常生理情况下,机体通过产生精准数量的促血管生成生长因子使血管生成维持稳定状态,如VEGF㊁碱性成纤维细胞生长因子(basicfibroblastgrowthfactor,bFGF)㊁肝细胞生长因子(hepatocytegrowthfactor,HGF)和缺氧诱导因子⁃1(hypoxia⁃induciblefactor⁃1,HIF⁃1)[10]㊂在病理生理状态下,血管生成机制可分为3个基本步骤:(1)激活;(2)ECs的增加和转移;(3)管腔结构和血管网络形成[11]㊂血管生成生长因子可以直接与受体结合或间接激活ECs,开启下游信号通路,促使毛细血管新生㊂通过周围的外周细胞㊁周细胞和基质细胞的稳定信号的影响重新建立稳态[12]㊂静脉生成是内皮祖细胞在毛细血管的位置组装,而动脉生成是通过发芽和肠套叠从现有的血管形成新的血管的一个过程[13]㊂研究表明,新生血管的形成不仅依赖于原有血管的发芽,而且还来自于从骨髓循环的内皮祖细胞,这些内皮祖细胞与新生血管结合并促进新生血管的形成[14]㊂2㊀促血管生成细胞因子促血管生成生长因子通常以纳米颗粒作为载体,通过增加局部浓度促进血管生成直接转移到靶组织,通过转录㊁病毒载体或DNA质粒间接促进其基因表达[6]㊂CVD患者的心肌细胞和ECs经常暴露于缺氧和炎症中,从而刺激缺氧诱导因子(hypoxia⁃induciblefactor,HIF)㊂HIF可通过HIF⁃1α途径增加各种促血管生成因子的数量,进而促进血管生成㊂VEGF长期以来被认为是血管生成过程中的中枢调节因子㊂VEGF⁃A通过激活酪氨酸激酶和破坏ECs黏附连接处VEGF受体2(vascularendothelialgrowthfactorreceptor2,VEGFR2)/钙黏蛋白5复合物的稳定性,提高血管的通透性[15],恢复ECs的完整性和血管功能㊂因此,它可以补偿缺血缺氧,保护受损的心肌,缺氧和营养缺乏会导致转录共激活因子⁃1(peroxisomeproliferator⁃activatedreceptor⁃gammacoactivator⁃1,PGC⁃1)的激活㊂PGC⁃1是线粒体功能的主要调节因子,通过提高VEGF的表达促进血管生成㊂PGC⁃1进一步协同激活孤核受体⁃α(estrogen⁃relatedreceptor⁃alpha,ERR⁃α)以控制独立于HIF的血管生成途径[16]㊂Jin等[17]发现,缺氧也能诱导ECs产生肿瘤坏死因子⁃α(tumornec⁃rosisfactor⁃α,TNF⁃α),这表明自分泌周期可以通过核因子⁃κB(nuclearfactor⁃κB,NF⁃κB)依赖性过程介导,激活HIF,上调VEGF,促进血管生成㊂这在ECs中形成了TNF⁃α/NF⁃κB/HIF/VEGF信号级联㊂Guo等[18]发现在动脉粥样硬化斑块中,CD163+巨噬细胞通过CD163/HIF1α/VEGF⁃A通路参与VEGF⁃A的表达㊂膜联蛋白A1直接诱导心肌巨噬细胞向血管生成和修复表型极化,刺激心肌巨噬细胞释放大量VEGF⁃A,从而诱导血管生成和心脏修复[19]㊂对照临床试验未能证明在安全载体剂量下的治疗功效㊂由于VEGF在分泌后仍然紧密地定位在每个产生细胞周围的微环境中,即使在几十或几百微米的距离上,不同的生长因子浓度也不会均匀分布㊂因此,即使在某些区域表达过量,总VEGF剂量相当低,也足以引起异常的血管生长㊂如果可以实现生长因子浓度或表达水平的均匀分布,则可以控制生理血管生成[13]㊂bFGF也称为成纤维细胞生长因子⁃2(fibroblastgrowthfactor⁃2,FGF⁃2),是FGF家族的成员㊂FGF主要通过RAS/MAP激酶途径与FGF受体结合和激活,从而调节细胞增殖㊁存活㊁迁移和分化等生物学功能[6]㊂FGF与VEGF的受体不同,FGF受体被发现在ECs和平滑肌细胞上表达,这有助于形成成熟的血管网络㊂FGF⁃2是各种细胞类型的有丝分裂原㊁周细胞的募集因子和细胞外基质的生产者[20⁃21]㊂HGF及其受体在心脏㊁肾脏和肝脏等受伤组织中高度表达,以诱导这些器官的血管生成㊂HGF诱导冠状动脉ECs系中基质金属蛋白酶⁃2(matrixmetalloprotease⁃2,MMP⁃2)和尿激酶的表达,MMP的酶功能对于继续促进血管生成过程至关重要,HGF上调MMP以消化基底膜,从而导致细胞外基质溶解及丧失完整性[20⁃22]㊂虽然研究发现,生长因子具有显著的血管生成特性,但由于其半衰期短且体内生物稳定性差,其疗效较差㊂3㊀蛋白质/基因治疗新血管生成是由VEGF诱导的,同时需要许多细胞和蛋白质的参与[23]㊂利用蛋白质或基因在细胞水平上刺激血管生成是一种成熟的治疗方法㊂蛋白质治疗可通过静脉㊁动脉内㊁肌肉内或心肌内注射重组血管肽进行㊂基因治疗涉及外源核酸转移到靶细胞,以刺激所选基因的持续治疗表达㊂蛋白质的局限性是外源蛋白在靶组织中的半衰期较短[24],降低了治疗效益,临床试验采用基因治疗延长蛋白的表达时间㊂基因转移可能是病毒性的,也可能是非病毒性的㊂其一直以来使用腺病毒载体作为载体,已被证明可以提高DNA转移的效率[2]㊂经皮冠状动脉成形术中Ad⁃VEGF165与质粒DNA⁃VEGF165的心肌内注射㊂Ad⁃VEGF165可使心肌灌注程度提高[25]㊂有研究使用同时编码VEGF和PDGF的组合质粒,发现其对ECs迁移和血管形成具有诱导作用[26]㊂因此,采用这种配对方法,同时给予FGF⁃2和PDGF⁃β可以显著改善大鼠和兔缺血后肢模型的侧支网络形成和血液灌注[27]㊂同时使用2种或2种以上的蛋白质㊁基因,或蛋白质和基因的结合,是一种更有效㊁更稳定的促进血管生长的方法㊂第一代心血管VEGF临床试验中,VEGF蛋白递送也被用于治疗糖尿病患者的慢性足部溃疡,但疗效有限㊂限制VEGF功效的主要问题是其治疗剂量,例如通过基因递送,已被证明具有较大难度,较低剂量的基因治疗载体无效,较高剂量的基因治疗载体则会迅速引起异常血管生长[28⁃29]㊂4㊀细胞治疗细胞治疗是通过控制心脏缺血时的自分泌和旁分泌机制来刺激和调节治疗性血管生成的生物途径的最佳选择,骨髓细胞(bonemarrow⁃derivedcells,BMCs)受到关注[30]㊂目前的干细胞研究集中在通过改善细胞归巢㊁结合细胞疗法和使用驻留细胞群来优化细胞治疗[31]㊂研究显示,慢性IHD患者使用BMCs治疗后心脏功能得到改善,且具有安全性[32]㊂有研究表明,在急性心肌梗死和慢性缺血性心肌病动物模型中,MSCs移植后整体体积减小了约7%,心功能改善了约11%[33]㊂Karantalis等[34]研究也证实,冠状动脉旁路移植术患者心肌内注射MSCs可使注射部位的血管新生,瘢痕减少,改善组织灌注及区域功能㊂MSCs的心脏保护作用得益于其促进新生血管形成的能力,原因可能为:(1)MSCs分泌可溶性旁分泌因子,促进血管生成;(2)MSCs能够分化成形成血管基础的ECs㊁周细胞和平滑肌细胞㊂这些过程都参与了MSCs对IHD疾病的作用机制,促进MSCs血管生成主要是通过分泌CXCL1㊁CXCL5㊁CXCL6㊁CXCL8㊁HGF等细胞因子[35⁃36]㊂这种类型的治疗性血管生成还存在一些问题㊂移植的细胞可能在组织/器官(如心脏)中具有不可预测和不可控的行为,心肌内直接注射是将细胞或副产物直接注射到损伤组织中,通常需要开胸手术,可能会引起术后疼痛和增加患者预后不良的风险㊂因此,干细胞试验效率降低和移植后生存率低[37]㊂5㊀外泌体BMCs可迅速从骨髓中动员并重新招募到缺血心脏,促进血管生成和心脏修复㊂近年来的研究表明,MSCs的作用主要是通过分泌旁分泌因子,包括抗凋亡因子㊁促血管生成因子和外泌体,而不是通过分化为心肌细胞[38]㊂对旁分泌信号的高度关注,促使人们更多地关注细胞外囊泡,而不仅是细胞本身㊂这些囊泡中最受关注的是外泌体,外泌体被广泛地认为是无细胞治疗的候选者[39]㊂外泌体是一种纳米大小的颗粒,从质膜释放为多泡体㊂它被认为是细胞之间通信㊁免疫调节㊁增殖㊁细胞衰老和分化的重要媒介,通过将各种生物活性物质如mRNA㊁microRNA㊁蛋白质和脂质从一个细胞转移到另一个细胞[40]㊂MSCs衍生的外泌体对促进血管生成㊁抗细胞凋亡及抗炎方面发挥心脏保护作用㊂越来越多的证据表明,HIF⁃1α增强的血管生成在介导心脏保护中起着关键作用,Exo⁃HIF⁃1α对缺血心脏的促血管生成和保护作用是通过VEGF和PDGF介导的㊂此外,缺氧损伤的ECs的血管生成㊁增殖和迁移也被Exo⁃HIF⁃1α所改善[41]㊂Huang等[40]研究发现,过表达miR⁃126通过激活PI3K/Akt和MAPK/ERK通路以及释放VEGF和bFGF因子,促进MSCs向ECs的分化㊂在缺氧组织中,SDF⁃1和CXCR⁃4也是细胞迁移的重要因素㊂缺血的心肌和血管组织分泌SDF⁃1来吸引CXCR⁃4表达的细胞㊂Shi等[35]发现SDF⁃1/CXCR⁃4可能通过激活PI3K/Akt信号通路介导BMCs向心肌梗死的迁移㊂因此,MSCs分泌的旁分泌因子在新生血管形成过程中发挥重要作用㊂6㊀结语IHD是严重威胁人类健康的疾病,介入治疗和药物治疗在心血管治疗方面取得了巨大突破㊂CVD患者逐年增多,其发病率和病死率均较高㊂为了减少IHD造成的危害,新的医学疗法需要更多的实验研究来证明㊂促血管生成是治疗IHD的一种较有前景的方法㊂但是在基因治疗方面,血管生成基因治疗诱导的增量毛细血管水平的血管化,本身可能不足以改善大肌区血管重建术,挽救缺血心肌㊂腺相关病毒的转染也可能会诱导免疫和炎症反应,从而损害缺血心肌的功能㊂另外,血液和氧气的短缺也会影响注射的干细胞㊂尤其是干细胞移植后生存率低㊁移植途径等都限制了MSCs治疗发展㊂近年来,研究探讨了多种新策略来增强基于干细胞的疗法,细胞来源的外泌体也降低了使用细胞疗法的限制㊂在缺氧㊁酸中毒和氧化应激反应中,微囊泡的释放增加,增强MSCs的旁分泌作用㊂另外,血管生成与动脉粥样硬化的冲突是IHD促血管生成治疗中存在的问题㊂新生血管有利于缺血心肌,而脆弱和出血的新生血管也会导致斑块的不稳定㊁破裂和出血㊂未来需要更多的研究来解决这些问题㊂参考文献[1]胡盛寿,高润霖,刘力生,等.‘中国心血管病报告2018“概要[J].中国循环杂志,2019,34(3):209-220.[2]DragnevaG,KorpisaloP,Ylä⁃HerttualaS.Promotingbloodvesselgrowthinischemicdiseases:challengesintranslatingpreclinicalpotentialintoclinicalsuccess[J].DisModelMech,2013,6(2):312-322.[3]TeringovaE,TousekP.Apoptosisinischemicheartdisease[J].JTranslMed,2017,15(1):87.[4]梁㊀飞.主动脉内球囊反搏辅助下非体外循环冠状动脉搭桥术治疗重症冠心病患者的临床研究[J].辽宁医学杂志,2022,36(6):18-21.[5]黄麓颖,李程玉.血管内皮细胞生长因子受体1在心肌缺血/再灌注损伤中保护作用的研究进展[J].中国临床新医学,2022,15(3):269-272.[6]InampudiC,AkintoyeE,AndoT,etal.Angiogenesisinperipheralarterialdisease[J].CurrOpinPharmacol,2018,39:60-67.[7]ZhaoL,JohnsonT,LiuD.Therapeuticangiogenesisofadipose⁃derivedstemcellsforischemicdiseases[J].StemCellResTher,2017,8(1):125.[8]AnguloJ,PeiróC,RomachoT,etal.Inhibitionofvascularendothe⁃lialgrowthfactor(VEGF)⁃inducedendothelialproliferation,arterialrelaxation,vascularpermeabilityandangiogenesisbydobesilate[J].EurJPharmacol,2011,667(1⁃3):153-159.[9]MitsosS,KatsanosK,KoletsisE,etal.Therapeuticangiogenesisformyocardialischemiarevisited:basicbiologicalconceptsandfocusonlatestclinicaltrials[J].Angiogenesis,2012,15(1):1-22.[10]CarmelietP,JainRK.Molecularmechanismsandclinicalapplica⁃tionsofangiogenesis[J].Nature,2011,473(7347):298-307.[11]RenX,UstiyanV,PradhanA,etal.FOXF1transcriptionfactorisrequiredforformationofembryonicvasculaturebyregulatingVEGFsignalinginendothelialcells[J].CircRes,2014,115(8):709-720.[12]JainA,ElgendyIY,Al⁃AniM,etal.Advancementsinpharmaco⁃therapyforangina[J].ExpertOpinPharmacother,2017,18(5):457-469.[13]Gianni⁃BarreraR,DiMaggioN,MellyL,etal.Therapeuticvascular⁃izationinregenerativemedicine[J].StemCellsTranslMed,2020,9(4):433-444.[14]PotzBA,ParulkarAB,AbidRM,etal.Novelmoleculartargetsforcoronaryangiogenesisandischemicheartdisease[J].CoronArteryDis,2017,28(7):605-613.[15]WuX,RebollMR,Korf⁃KlingebielM,etal.Angiogenesisafteracutemyocardialinfarction[J].CardiovascRes,2021,117(5):1257-1273.[16]AranyZ,FooSY,MaY,etal.HIF⁃independentregulationofVEGFandangiogenesisbythetranscriptionalcoactivatorPGC⁃1alpha[J].Nature,2008,451(7181):1008-1112.[17]JinF,ZhengX,YangY,etal.Impairmentofhypoxia⁃inducedangio⁃genesisbyLDLinvolvesaHIF⁃centeredsignalingnetworklinkinginflam⁃matoryTNFαandangiogenicVEGF[J].Aging(AlbanyNY),2019,11(2):328-349.[18]GuoL,AkahoriH,HarariE,etal.CD163+macrophagespromoteangiogenesisandvascularpermeabilityaccompaniedbyinflammationinatherosclerosis[J].JClinInvest,2018,128(3):1106-1124.[19]FerraroB,LeoniG,HinkelR,etal.Pro⁃angiogenicmacrophagephe⁃notypetopromotemyocardialrepair[J].JAmCollCardiol,2019,73(23):2990-3002.[20]ArunkumarP,DoughertyJA,WeistJ,etal.Sustainedreleaseofbasicfibroblastgrowthfactor(bFGF)encapsulatedpolycaprolactone(PCL)microspherespromoteangiogenesisinvivo[J].Nanomaterials(Basel),2019,9(7):1037.[21]BaiY,BaiL,ZhouJ,etal.SequentialdeliveryofVEGF,FGF⁃2andPDGFfromthepolymericsystemenhanceHUVECsangiogenesisinvitroandCAMangiogenesis[J].CellImmunol,2018,323:19-32.[22]ShoeibiS,MozdziakP,MohammadiS.Importantsignalsregulatingcoronaryarteryangiogenesis[J].MicrovascRes,2018,117:1-9.[23]Ylä⁃HerttualaS,BridgesC,KatzMG,etal.Angiogenicgenetherapyincardiovasculardiseases:dreamorvision?[J].EurHeartJ,2017,38(18):1365-1371.[24]AnnexBH,SimonsM.Growthfactor⁃inducedtherapeuticangiogen⁃esisintheheart:proteintherapy[J].CardiovascRes,2005,65(3):649-655.[25]SkóraJP,AntkiewiczM,KupczyńskaD,etal.LocalintramuscularadministrationofANG1andVEGFgenesusingplasmidvectorsmobilizesCD34+cellstoperipheraltissuesandpromotesangiogenesisinananimalmodel[J].BiomedPharmacother,2021,143:112186.[26]孙㊀安,毕翔宇,韩祥祯,等.联合应用血管内皮生长因子及血小板衍生生长因子BB干预骨髓间充质干细胞的血管化及增殖能力[J].中国组织工程研究,2020,24(1):1-6.[27]CaoR,BråkenhielmE,PawliukR,etal.Angiogenicsynergism,vas⁃cularstabilityandimprovementofhind⁃limbischemiabyacombina⁃tionofPDGF⁃BBandFGF⁃2[J].NatMed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3+9;R453 9㊀[文献标识码]㊀A㊀[文章编号]㊀1674-3806(2023)11-1204-06㊀㊀doi:10.3969/j.issn.1674-3806.2023.11.21ProgressinthestudyontheeradicationofHelicobacterpyloriwithanewacidinhibitorvonoprazan㊀ZENGLin,NIEGang.DepartmentofGastroenterology,University⁃TownHospitalofChongqingMedicalUniversity,Chongqing400000,China㊀㊀[Abstract]㊀Helicobacterpylori(Hp)infectionisassociatedwithvariousdiseasessuchaschronicgastritis,pepticulcer,gastricmucosa⁃associatedlymphoidtissuelymphomaandgastriccancer,etc,andallthepatientsinfectedwithHpshouldbegiveneradicationtreatmentofHp.Astheglobalantibioticresistancerateincreases,theeradicationrateofHpdecreasesyearbyyear,andneweradicationschemesofHpneedtobeexcavated.Vonoprazan(VPZ),whichisanovelpotassium⁃competitiveacidblockers,hasstrong,stableandlong⁃lastingacid⁃suppressiveeffects.PatientswithantibioticresistancecanalsoachieveagoodeffectwhenusingVPZ.Itstreatmentasanalternativetherapyofprotonpumpinhibitorshasgraduallygainedseriousattention.Thispaperreviewsthemechanismofaction,pharmacologicalprop⁃ertiesandthetherapeuticresearchstatusofVPZ.㊀㊀[Keywords]㊀Helicobacterpylori(Hp);㊀Vonoprazan(VPZ);㊀Protonpumpinhibitor;㊀Researchprogress。
血管生成过程中的自噬调控作用及自噬信号通路调控机制研究进展周罗慧,柏亚明,孙毅,王昱冕,王红昆明医科大学/昆明医科大学附属心血管病医院(云南省阜外心血管病医院),云南昆明650000摘要:自噬(Autophagy)可分为巨自噬、微自噬和分子伴侣介导自噬(Chaperone mediated autophagy,CMA)三种,自噬体、自体吞噬泡及溶酶体是自噬发生的必要条件,自噬的生理功能主要有内源性管家机制、外源性防御和应激调控机制、特异性融合等。
自噬对血管生成的调控具有双重性,自噬相关蛋白、炎症因子可通过促进细胞自噬,促进血管生成,抑制选择性自噬接头蛋白p62(Sequestosome-1,SPSTM1)等自噬相关蛋白的表达可抑制血管生成。
自噬相关AMPK信号通路可通过调控单磷酸腺苷酸活化蛋白激酶的表达,调控血管生成;Notch信号通路等信号通路通过CBF-1/RBP-Jκ依赖途径、CSL非依赖途径调控心肌缺氧损伤,保护心肌细胞,促进血管生成。
关键词:自噬;细胞自噬;自噬调控;自噬信号通路;血管生成doi:10.3969/j.issn.1002-266X.2021.06.028中图分类号:R541文献标志码:A文章编号:1002-266X(2021)06-0108-04年龄≥50岁、高脂血症(hyperlipoidemia,HL)、动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)及高血压等均为心血管疾病的影响因素[1]。
全世界范围内每年死于心血管疾病的患者高达1500万例,且≥50%以上存活患者生活无法自理[2-3]。
细胞自噬(Autophagy)在人体的生理、病理过程中随处可见。
自噬处于正常表达状态时能起到清理细胞内过量或受损的细胞器和蛋白质,继而维持蛋白质平衡,调节细胞内循环。
若机体受到严重损害时,自噬又会参与其中,过度自噬时还会参与疾病进展。
当细胞出现过度自噬可参与机体的病理过程。
血管损伤后的血管生成和再生对心血管疾病的发生发展具有重要意义。
血管形成测定血管形成是从已经存有的血管床中通过内皮细胞增殖和迁移,以芽生或非芽生的方式生成新生血管系统的过程,与正常的生理过程(如伤口愈合、胚胎发育等)和很多病理过程(如肿瘤的生长和转移、类风湿性关节炎、脑和心血管等疾病)密切相关1,2。
血管形成中的主要细胞是内皮细胞,它存有于所有的血管上,通过内皮细胞的迁移、增殖、分化和结构重建构成了新的毛细血管网。
除内皮细胞在血管发生过程起重要作用外,支持细胞(如肿瘤细胞、外周细胞、平滑肌细胞、成纤维细胞)、细胞外基质、血液细胞和体液成分也都与血管的发生相关。
所以,血管发生的测定非常复杂。
当今尚未有任何一种体外的实验方法能精确地模拟这个复杂的过程,但结合体外、体内血管形成的测定方法,能够有效地了解血管发生的作用机理。
本文介绍了当前体内外用来研究血管形成的一些基本方法和最新方法,并对这些方法的优缺点实行了深入探讨。
体外测定血管形成的方法主要侧重于外源性抑制剂或刺激因子对内皮细胞的迁移、增殖和成管的作用。
对内皮细胞的测定,关键问题在于内皮细胞具有物种和器官的差异性。
内皮细胞表型的差异已在大血管衍生的内皮细胞(如人脐静脉内皮细胞)和微血管器官的内皮细胞(如人类皮肤毛细血管内皮细胞)中被证实3,4。
在培养中,内皮细胞的活化状态、染色体表型、细胞表面抗原的表达和它们的生长特性都会发生改变,将失去体内生长的一些特性3。
另外,在体外,内皮细胞在静止环境、动态环境、结合不同的基质的情况下,它们的特征也不同,所以它并不能完全代表体内复杂的生理过程。
即使用内皮细胞作为模型来研究体内血管发生具有很大的局限性,但体外测定方法具有快速、易定量、可重复性高等特点。
1.1内皮细胞增殖测定法血管内皮细胞的增殖是血管发生的重要步骤。
当前,已有多种成熟的细胞增殖测定方法,如四氮唑盐还原法等。
3H?残叵汆奏げ羧敕ê拖赴?周期动力学检测法是两种主要的细胞增殖测定方法。
四氮唑盐〔3??(4,5??dimethylthiazol??2??yl)??2,5??diphenyl??tetrazoliu mbromide,MTT〕还原法,又称MTT比色法,是一种最常用的检测细胞存活和生长的方法。
抗肿瘤血管生成药物的研发及临床试验研究研究题目:抗肿瘤血管生成药物的研发及临床试验研究摘要:肿瘤血管生成是肿瘤生长和转移的重要因素。
本研究的目标是针对抗肿瘤血管生成的药物进行研发和临床试验研究。
我们将通过综合文献研究的方式梳理已有的研究成果,分析各类抗肿瘤血管生成药物的特点和免疫调节机制。
然后,我们将设计并开展一系列实验,包括细胞实验、动物模型实验和临床试验。
通过对采集到的数据的整理和分析,我们将在已有研究成果的基础上提出新的观点和方法,为解决实际问题提供有价值的参考。
关键词:抗肿瘤血管生成药物、免疫调节、细胞实验、动物模型、临床试验一、引言肿瘤的生长和进展需要大量氧气和营养物质的供应,因此肿瘤组织内部的血管生成对于肿瘤的发展起到至关重要的作用。
抗肿瘤血管生成药物作为一类重要的抗癌治疗药物,可以通过抑制肿瘤血管生成、破坏肿瘤血管网络或对肿瘤血管产生杀伤作用等机制来达到抗肿瘤的目的。
然而,已有的抗肿瘤血管生成药物仍然存在一定的局限性和副作用,因此需要进一步的研发和优化。
本研究旨在通过综合文献研究、实验设计和临床试验研究等方法,对抗肿瘤血管生成药物进行深入研究,提出新的观点和方法,为解决实际问题提供有价值的参考。
二、研究方法1. 综合文献研究利用数据库和搜索引擎,搜集和整理近年来关于抗肿瘤血管生成药物的研究文献。
对文献进行分类和梳理,总结各类抗肿瘤血管生成药物的特点和作用机制,分析其研究进展和临床应用情况。
2. 细胞实验选择适当的肿瘤细胞株,使用不同的抗肿瘤血管生成药物处理细胞,观察细胞增殖、迁移和凋亡的变化。
使用MTT法、细胞周期分析和流式细胞术等技术对处理后的细胞进行评估。
通过Western blot和实时定量PCR技术,检测抗肿瘤血管生成药物对相关通路和基因的调节作用。
3. 动物模型实验建立合适的小鼠瘤模型,通过皮下植入肿瘤细胞或移植肿瘤组织等方式。
将具有相同瘤质和瘤体积的小鼠随机分组,分别给予抗肿瘤血管生成药物和对照药物进行治疗,观察肿瘤生长、体积的变化以及小鼠的存活率。
第1篇一、实验目的1. 了解血管生成的基本原理和过程。
2. 掌握体内成血管实验的方法和步骤。
3. 分析实验结果,探讨血管生成过程中的关键因素。
二、实验原理血管生成是指血管新生的过程,包括血管形成和血管再生两个阶段。
血管生成在生理和病理过程中都具有重要意义,如组织修复、肿瘤生长等。
本实验采用体内成血管实验,通过构建一个模拟血管生成的模型,观察血管生成的过程,分析影响血管生成的因素。
三、实验材料1. 实验动物:C57BL/6小鼠,雌雄各5只,体重20-25g。
2. 实验试剂:血管内皮生长因子(VEGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)、肝素钠、透明质酸酶等。
3. 实验仪器:显微镜、手术器械、组织切片机、凝胶成像系统等。
四、实验方法1. 术前准备:实验动物术前禁食12小时,自由饮水。
实验前1小时给予肝素钠0.5ml静脉注射,以防止血栓形成。
2. 手术操作:(1)将小鼠麻醉,消毒腹部皮肤。
(2)沿腹部正中线切开皮肤,暴露腹壁。
(3)将腹壁两侧的肌肉组织分离,暴露腹主动脉。
(4)在腹主动脉下端用细线结扎,形成一段无血管区域。
(5)将VEGF、PDGF、肝素钠和透明质酸酶混合均匀,注入无血管区域。
(6)缝合腹壁,无菌敷料包扎。
3. 观察与记录:(1)术后第3天、第7天、第14天,观察小鼠腹部皮肤颜色、质地及血管生成情况。
(2)取小鼠腹主动脉、肝、脾、肾等组织,进行组织切片。
(3)用显微镜观察组织切片,记录血管生成情况。
五、实验结果1. 术后第3天,观察小鼠腹部皮肤颜色正常,质地柔软,无异常。
2. 术后第7天,观察小鼠腹部皮肤颜色开始变红,质地变硬,血管生成明显。
3. 术后第14天,观察小鼠腹部皮肤颜色红润,质地柔软,血管生成更为明显。
4. 组织切片观察结果显示,实验组小鼠腹主动脉、肝、脾、肾等组织均出现血管生成现象,与对照组相比,血管密度明显增加。
六、实验讨论1. 体内成血管实验结果表明,VEGF、PDGF、肝素钠和透明质酸酶等试剂能够促进血管生成。
血管生成与血管疾病的研究进展血管是组成人体循环系统的重要结构之一,负责输送营养物质、氧气和代谢产物,保障身体各器官的正常功能。
在人类发育和生长过程中,不仅需要维持正常的血管功能,还需要不断产生新的血管,满足身体各部位的不同需求。
血管生成是一种复杂而精密的生物学过程,涉及多种细胞类型、信号通路和基因调控。
因此,对血管生成的研究一直是生物医学领域的热点之一。
血管生成的主要机制包括血管内皮细胞(EC)增殖、分化及空隙扩张、血管平滑肌细胞(SMC)增殖和迁移、上皮细胞差异化和提供支持性物质(如基质蛋白和生长因子等)。
理解这些生物学过程与机制对于治疗多种血管疾病(如心肌梗死、冠心病、癌症、眼睛疾病等)至关重要。
在过去几十年中,血管生成研究开拓了许多新领域,特别是在心血管系统、肿瘤和眼睛等领域。
值得一提的是,生长因子(GF)在这一领域中扮演了核心角色,这些因子可与EC和其它细胞类型结合,并激活特定的信号通路,进而对血管生成的不同阶段产生积极或消极的调节作用。
GF的研究依托于细胞的展种体系、动物模型及人类临床实验,在基础及应用角度产生了许多具有突破性的成果。
目前,人们广泛关注的是血管生成在肿瘤和心脑血管疾病中的作用。
在肿瘤领域中,性状多样的GF和肿瘤诱导因子(TIS)在肿瘤血供新生中起重要作用。
一些药物及干预手段,如血管内皮生长因子抑制剂和血管内皮生长因子受体阻断剂,已经通过了临床试验并获得了批准使用。
在心脑血管疾病方面,研究者们尝试通过生物材料、基因治疗和细胞治疗等方法去促进新血管的生成,改善低氧缺血的症状和治疗梗死等严重疾病。
另一方面,血管疾病也是血管生物学领域中一个备受关注的问题,包括心血管疾病、眼睛疾病等。
研究者们已经将重心从治疗向预防转移,利用基因库、高通量筛选、体内及体外模型等技术寻找与各类疾病相关的新分子标记和化合物。
通过研究血管生成机制,发展替代性疗法和生物标记物,有望为疾病预防和治疗提供新思路。
•综述•血管生成在骨代谢及骨质疏松症中的作用研究进展齐保玉魏戌1>2朱立国li2戴建业3孙凯i2银河u章轶立41中国中医科学院望京医院脊柱二科,北京100102 ; 2中医正骨技术北京市重点实验室100007; 3兰州大学药学院730020; 4北京中医药大学中医学院100029通信作者:魏戌,Email:weixu.007@163. com【摘要】目前,骨质疏松症(O P)的防治主要集中于抑制骨吸收,但其局限性已显现。
近年文献报道,血管生成与O P关系密切,而且发现血管生成与骨代谢间存在特定的“耦合”关系。
血管生成,尤其是H型血管,可能通过影响骨形成、骨吸收及骨重塑进程的方式,在O P发生、发展及防治过程中发挥着重要的调节作用。
本文重点梳理血管生成与骨代谢和0P之间的关系,可更全面、系统地认识O P,为其防治研究提供新的思路和理论支撑。
【关键词】骨质疏松症;骨代谢;成骨细胞;破骨细胞基金项目:国家自然科学基金(81704102);中国博士后科学基金(2019M662284);国家中医药领军人才支持计划——“岐黄学者”计划;中华中医药学会(2017—2019年度)青年人才托举工程项目(C A C M-2017-QNRC2-A03);中国中医科学院“十三五”重点领域科研项目(ZZ10422);江西省博士后研究人员择优资助科研项目(2019K Y18)DOI:10.3760/l21383-20200326-03066Research progress on the role of angiogenesis in bone metabolism and osteoporosis Qi Baoyu 2,WeiXu12,Zhu Liguo1 2,Dai Jianye3,Sun Kai1 2,Yin He1 2,Zhang Yili4. 1 Orthopedics Department ofWangjing Hospital, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100102 y China;2 Beijing Key Laboratory of Orthopedics of Traditional Chinese Medicine^ Beijing, 100007, China;3School of Pharmacy,Lanzhou University, Lanzhou 730020, China;4Institute of Traditional Chinese Medicine, Beijing University ofChinese Medicine, Beijing 100029, ChinaCorresponding author: Wei Xu, Email: tueixu. 007@ 163. com【Abstract】At present, the prevention and treatment of osteoporosis (OP) is mainly focus on the in-hibition of bone resorption, and the limitations have now emerged. In recent years, it has been reported thatangiogenesis is closely related to OP, and there is a specific coupling relationship between angiogenesis andbone metabolism. Angiogenesis, especially H-type blood vessels, may play an important regulatory role inthe occurrence, development, and prevention of OP by influencing bone formation, resorption and remodeling. This article focuses on sorting out the relationship between angiogenesis and bone metabolism as well asOP, in order to understand OP disease more comprehensively and systematically, and provide new ideas andtheoretical supports for studies of the prevention and treatment of OP.【Key words】Angiogenesis; Osteoporosis;Bone metabolism;Osteoblast;OsteoclastFund program: National Natural Science Foundation of China (81704102); China Postdoctoral Sci-ence Foundation (2019M662284) ;Foundation for Leading Talents of National Administration of TraditionalChinese Medicine-Qihuang Scholar;Foundation for Young Talents Training of China Association of ChineseMedicine (2017-2019) ( CACM-2017-QNRC2-A03) ;Scientific Research Project in the "Thirteenth Five-Year Plan" of China Academy of Chinese Medical Sciences (ZZ10-022) ;Research Project of Jiangxi Province Postdoctoral Researchers (2019KY18)DOI : 10. 3760/cma. j. cnl21383-20200326-03066骨质疏松症(osteoporosis,OP)患者常伴有其他 病理/生理活动的改变,其中血管生成(angiogenesis)与骨代谢过程关系密切[1]。
!!作者单位"Q "###Q 杭州#浙江大学医学院附属第一医院呼吸内科肿瘤血管生成的实验研究方法刘!容!周建英!!!摘!要"!血管生成在肿瘤的生长与转移中具有重要的意义(各种促血管生成因子与血管生成抑制因子之间的平衡与失衡是肿瘤血管生成重要的调控因素(血管生成的实验研究模型各自有其优缺点#根据研究内容来选择合适的研究方法非常重要(离体模型简便易行#容易定量研究#可用于初步研究#但需在体模型的研究来进一步证实(在体模型操作繁琐%耗时#但更接近体内复杂的血管生成过程(!关键词"!血管生成’肿瘤’实验研究方法R .3+’&$A #+A ($()#)&))&1)!#)$?3’4#.+S $P -&’1@-’49:8;&!<=8’<3>?86;-!&<3!@A8B -C -’8#<78D -!6<*>>-2-&<8B +36;-<&2#.78E -&’4$’-F 8!6-<@A 8B -C &2O C 7332#+&’4K 73,Q "###Q #G 7-’&!4,)-’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’2)"!(9>87>;9;<8<’6D I 7C ’(<<.G <!!血管生成$.9>87>;9;<8<&在肿瘤细胞的生长与转移中具有重要意义(缺乏血管生成表型的肿瘤#无法获得足够的氧和营养物质而往往处于/休眠0状态#获得血管生成的表型对于肿瘤细胞的增生和转移具决定性意义(对肿瘤血管生成的研究#不仅可用于预测肿瘤的预后#而且抑制肿瘤血管生成作为防治实体瘤生长与转移的靶点也有很大的前景(因此#肿瘤血管生成的研究在肿瘤治疗中意义重大(;!肿瘤血管生成调控的概述N ?.F E .89等)"*提出#在肿瘤组织从无血管期到血管期的生长过程中#肿瘤细胞分泌多种血管生成因子$.9>87>;98@J .@=7C <&#弥散于肿瘤周围组织中#附近的血管内皮细胞对这类化学趋化性刺激发生反应#包括血管基底膜降解%内皮细胞游走和增殖(此后的研究陆续发现肿瘤细胞还可诱导内皮细胞表达一些血管生成因子受体#以促进肿瘤血管生成(组织中存在的内源性血管生成抑制因子$.9>87>;9;<8<89?8A 8=7C <&#则以不同的机制作用于血管内皮细胞#对肿瘤血管生成起负调控作用(上述活性因子或来自于肿瘤细胞或来源于某种宿主细胞#故肿瘤血管生成受多种细胞的调控和影响(激活这些细胞并促使其释放促进血管生成的机制尚不十分明确#在已知的发生机制中认为缺氧是最主要的原因#肿瘤细胞的快速增殖导致其缺氧#缺氧可诱导多种促血管内皮细胞生长因子的分泌已被多项研究证实)!*(癌基因的激活%或抑癌基因的失活#也可通过促进肿瘤血管生成来影响肿瘤的演进(此外#!###年T 7>;E <=;89K 和]89f E ;C]\领导的研究组采用基因表达的系列分析$<;C 8.E.9.E G<8<7J >;9;;M F C ;<<879#’(V _&方法#比较研究了结直肠癌和正常肠黏膜血管内皮细胞的基因表达差异(结果发现了R $种差异表达的转录子#提示肿瘤血管生成和生理状态下的血管生成有明显不同)Q *(这一发现引起了血管生成和肿瘤治疗研究者的重视#但这种现象在肿瘤中是否普遍存在#不同组织学类型的肿瘤之间是否有差异#尚待探索(=!肿瘤血管生成的相关因子目前已分离和纯化了至少!#多种血管生成因子和相关因子#其中研究较为深入的是血管内皮生长因子$T _V Z &家族与碱性成纤维细胞生长因子$A Z V Z &(T _V Z 是特异性作用于内皮细胞的生长因子#在血管生成中作用可能是最为重要的(T _V Z 具有血管生长因子所应具备的全部特性#在体内外试验中均有血管生成作用)-*(T _V Z 的表达调节机制尚不完全明确#目前研究表明缺氧可引起T_V Z表达显著增加(T_V Z与肿瘤生长相关的直接证据是#多种人类肿瘤细胞$癌%肉瘤%神经胶质瘤&在鼠的移植瘤研究中#抗人T_V Z单克隆抗体几乎完全抑制了与肿瘤相关的血管生成)-*(其它动物实验也发现许多其它肿瘤的血管生成和肿瘤细胞生长被抗T_V Z的多种治疗方法所抑制#包括小分子T_V Z 受体信号转导抑制剂#反义T_V Z寡核苷酸#T_V Z 受体抗体%抗T_V Z<8+U(等)-#4#5*(几项研究发现抗T_V Z治疗结合化疗或放疗能大大提高抗肿瘤作用)-*(已经用于临床试验的抗T_V Z制剂有"人源化T_V Z单抗$C?DP.AT_V Z&%抗T_V Z+%!抗体%小分子T_V Z+%!信号转导抑制剂%可溶性T_V Z受体等(肿瘤血管生成还可通过非T_V Z依赖的途径#通过促进其它因子表达如A Z V Z(A Z V Z在体内分布很广#对内皮细胞%血管平滑肌细胞%成纤维细胞等有很强的促有丝分裂作用#在体内外均有促血管生成作用(现已证实A Z V Z能通过以下机制刺激肿瘤血管生成"促进血管内皮细胞的增殖和迁移#促进具有降解基底膜作用的蛋白激酶释放#促进内皮细胞形成管状结构’除此以外还能促进肿瘤细胞增殖和肿瘤转移)R*(但目前对A Z V Z的研究还有很多不明之处(>!肿瘤血管生成的抑制因子多项基础和临床研究发现去除原发肿瘤后#导致潜伏体内的微转移灶迅速生长#是由于原发肿瘤能分泌某些可溶性活性因子抑制了远处微转移灶的生长(血管抑素$.9>87<=.=89&是其中发现最早的因子#目前为止至少发现了!R种不同的蛋白质和小分子物质#因其在体内具有抑制肿瘤血管生成作用#统称为内源性血管生长抑制因子$;9H7>;97D< 89?8A8=7C<7J.9>87>;9;<8<&),#$*(研究发现血管生长抑制因子在体内的生物活性半衰期往往显著长于多种血管生成因子#使得血循环中血管生成抑制作用高于血管生成作用#远处微转移灶的血管生成被抑制(当原发肿瘤去除后#循环中抑制因子水平大大降低#微转移灶中血管生成因子与抑制因子的平衡被打破#使其获得血管生成表型而迅速增殖),*(在体内无血管组织中#血管生成抑制因子的水平很高而缺乏血管生成因子#多数正常组织中也有血管生成抑制因子存在(已知的内源性血管生成抑制因子几乎有半数是酶解产物#这些抑制因子最显著的特征之一就是它们都是较大的蛋白质分子的一个肽段(这些发现说明酶解过程可能是体内产生天然血管生成抑制因子所必不可少的一个阶段#这些从大的蛋白质分子酶解得来的抑制因子是目前研究的热门(血管生成抑制因子按其是否来源于细胞外基质可分为两大类"基质来源的内源性血管生成抑制因子如"血管内皮抑素$;9H7<=.=89&%.C C;<=;9%癌抑素$@.9<=.=89&%肿瘤抑素$=D I<=.=89&等’非基质来源的内源性血管生成抑制因子如"血管抑素$.9>87<=.=89&%组织金属蛋白酶抑制剂$6*P0&%干扰素$89=;C J;C79<&%白介素$89=;C E;D X89<&%血小板因子-$0Z-&%血小板反应素%E$=?C7I A7<F79H89%"# 6’0%"&等(不同的血管生成抑制因子可分别通过以下几条途径发挥作用"抑制血管生成因子或其受体#抑制细胞外基质的降解#抑制缺氧信号的转导#以肿瘤血管为靶标(?!肿瘤血管生成的实验研究方法为了研究肿瘤血管生成及其调控机制#分析血管生成因子与抑制因子的活性和作用#验证针对血管生成进行的肿瘤治疗措施等#需要建立血管生成的研究模型(目前研究血管生成的常用方法包括两大类#离体模型和在体模型(离体模型简便易行#便于观察#可用于初步研究#但不能反映在体环境#故其结果需经过在体模型的验证(?<;!血管生成的离体模型!可分为细胞水平与组织水平(?<;<;!细胞水平模型!内皮细胞在经过长期培养后会自行排列成/微血管样结构$@.F8E E.C G%E8X; <=C D@=D C;&0#可通过相位差显微镜以及穿透式电子显微镜的观察(目前常用于肿瘤血管生成的有三维胶分析法$=?C;;%H8I;9<879.E>;EI7H;E&与细胞共同培养模型$@7%@D E=D C;&#就是利用此现象来观察和评估药物及生长因子对于血管生成的影响(三维胶分析法是在原有的二维培养系统中加入细胞外基质$J8A C89>;E或I.=C8>;E或@7E E.>;9>;E&#使得原来在二维培养系统中黏附在培养皿的内皮细胞生长在基质中#形成三维培养系统#最大的优点是便于进行组织学切片与观察微血管的中空结构)"#*(细胞共同培养是将肿瘤细胞与内皮细胞共同培养于含有细胞外基质的培养系统#特点是共同培养时肿瘤细胞与内皮细胞发生互相作用#更接近在体模型)"##""*(但是两者共有的缺点是将内皮细胞的长期置于细胞外基质环境中培养#往往已被激活#离体培养人为因素影响较多#缺乏肿瘤微环境(其它模型还有" K7G H;9小室分析法$A7G A;9@?.I A;C.<<.G<&与B7D9H?;.E89>模型用于研究内皮细胞迁移能力# P.=C8M分析法$I.=C8M.<<.G<&用于研究内皮细胞形成管状结构的功能(?<;<=!组织水平模型!K C7B9等)"!*于"$$5年建立并完善了人胎盘血管段培养模型#不需加入外源性血管生成因子#其优点是具备类似在体模型的特征#能动态%立体观察微血管生成情况#但不能反映肿瘤微环境(?<;<>!其它模型!如器官培养(?<=!血管生成的在体模型!由于肿瘤血管生成的过程#除内皮细胞#尚受到多种细胞$以及细胞外基质的影响#甚至微循环中的多种体液因子都会对其产生作用#因此在体模型的研究非常必要(目前尚无最理想的在体模型#不同的模型有各自的优缺点#而且在体模型很难进行定量研究#有学者推荐采用两种不同的在体模型进行研究互相弥补不足之处)"Q#"-*(常用于肿瘤血管生成的在体模型有"角膜微囊分析法$@7C9;.EI8@C7F7@X;=.<<.G<&%鸡胚绒毛尿囊膜分析法$@?8@X@?7C87%.E E.9=78@I;I A C.9; .<<.G<#N(P&%肿瘤模型$=D I7CI7H;E<&等(?<=<;!角膜血管生成分析法!是将肿瘤细胞或包埋有干预因子的释放载体#置于无血管的动物角膜微囊中#然后观察血管生长情况(移植物生成新的血管#使肿瘤膨胀性生长’如果该血管被阻断#则肿瘤生长立即受阻(因其模拟肿瘤生长环境#能直接动态观察血管生成#一度被认为是血管生成在体研究的/金标准0)""#"Q*(但是仍不能克服炎症反应所致的假阳性#定量困难#操作有一定难度#费用昂贵#较适合初步筛选及定性的研究(?<=<=!鸡胚绒毛尿囊膜分析法!受精后的鸡蛋除去部分外壳以及壳膜#将含有药物或细胞的多聚化合物载体置于绒毛尿囊膜上#继续孵化一定时间后#利用立体显微镜或组织切片等手段观察对血管生成的影响(可用于评价接种物刺激绒毛尿囊膜血管增生的血管生成作用#分析研究促血管生成因子%抑制因子的活性和功能#还可以对接种物#如肿瘤组织%自身的血管生成进行研究#用于分析不同组织的血管生成活性和作用(N(P模型是研究血管生成较好的实验模型#其方法简便#成本低#并可用于进行大样本研究(缺点是实验前已有血管网存在#因此对环境中氧含量变化敏感#干扰实验结果’操作过程容易发生细胞损伤或激活炎症反应#而造成假阳性或假阴性’进行定量分析比较困难)$#"#*(?<=<>!肿瘤模型!将肿瘤细胞移植于免疫缺陷动物的皮下或原位组织内#形成移植瘤后进行药物干预#观察肿瘤生长的大小来验证抗肿瘤效果(由于肿瘤生长需依赖新生血管网#故该模型可用于抗血管生成的研究(对血供丰富或血供贫乏的肿瘤均适用该模型#化学诱导肿瘤也能适用)"Q*(该方法可通过肿瘤组织切片进行以下分析")_染色观察形态学与坏死的情况#P’K染色检测肌纤蛋白$J8A C89&来分析血栓形成#抗N^Q"+N^Q-免疫组化法评价微血管密度#0N U(法观察增殖情况#6[U_/法观察凋亡情况)"Q*(因此#该模型比鸡胚绒毛尿囊膜分析法有优势(不足之处是无法在活体上动态观察血管生成情况’接种于皮下的移植瘤很少发生转移#其实验意义不同于原位接种#而原位移植瘤因部位不同#实验难度差异较大(?<=<?!.9>87I7D<;模型!这是近年来建立的以绿色荧光蛋白$V Z0&基因作为活细胞分子标记#特点是无创性#并可以在活体动物进行肿瘤血管生成的动态观察(缺点是周围组织对V Z0荧光有淬灭作用#从而降低实验的敏感性’环境缺氧会降低V Z0的表达#而影响实验结果)"Q*(目前已经建立血管生成研究的在体模型还有"基质凝胶分析法$I.=C8>;E F E D>.<<.G<&%开窗分析法$@?.I A;C.<<.G<&%鼠背皮下气囊模型$H7C<.E.8C% <.@I7H;E&%仓鼠颊囊模型$?.I<=;C@?;;X F7D@? I7H;E&%眼前房移植瘤模型$.9=;C87C;G;@?.I A;C I7H;E&%兔耳室模型$C.A A8=%;.C@?.I A;CI7H;E&%盘状血管生成分析法$H8<@.9>87>;9;<8<.<<.G<&%鼠耳廓皮下移植瘤模型%基质植入模型$I.=C8.E8I F E.9= I7H;E&#中空纤维分析法$?7E E7BJ8A C;.<<.G<&是近年来新建立的)$*(其它较少应用模型有"海马鱼模型$f;A C.J8<?&%藻酸盐微珠释放分析法$.E>89.=; I8@C7A;.HC;E;.<;.<<.G<&%鸡胚卵黄囊模型$@?8@X ;I A C G798@G7E X<.@&%大网膜+肠系膜模型$7I;9=D I+I;<;9=;C8;<&%鼠腹膜模型$F;C8=79;.E I;I A C.9;&等)""%"Q*(C!结语与展望随着对肿瘤血管生成研究的深入#逐步认识到肿瘤血管生成的机制尚有许多未知领域(多种血管生成相关因子与血管生成抑制因子可相互作用#形成复杂的/血管生成网络$.9>87>;9=8@@.<@.H;&0对血管生成进行调控)"-*(因此#从理论上推测#仅仅抑制某种血管生成因子或添加某种血管生成抑制因子#无法有效地抑制肿瘤血管生成(然而#许多动物实验和一些临床研究的结果却显示#只对血管生成网络中的某一步进行有效干预#就能产生一定的抗血管生成效应(今后的研究如能彻底揭开肿瘤血管生成的机制#或许才能真正找到一种能完全抑制肿瘤血管以及肿瘤生长的治疗方法(参!考!文!献"!(9H;C<79(+#N?.F E.89P(3N79=89D7D<.9H H8<@C;=;I.=?;I.=8@.EI7H;E<7J=D I7C%89H D@;H.9>87>;9;<8<3K D E EP.=?K87E#"$$,#5#",4R%,$$3!!Z7E X I.9S3+7E;7J.9>87>;9<8<89=D I7C>C7B=?.9HI;=.<=.<8<3’;I89&9@7E#!##!#!$""4%",3Q!N C78MK#+.>7N#T;E@D E;<@DT#;=.E3V;9;<;M F C;<<;H89?D I.9 =D I7C;9H7=?;E8D I3’@8;9@;#!####!,$"""$R%!#!3-!Z;C C.C.U#V;C A;C)0#E;N7D=;C S36?;A87E7>G7JT_V Z.9H8=< C;@;F=7C<3U.=P;H#!##Q#$"55$%5R534!Z8E E;D C’#N7D C=89(#(8=%’8%(E8’#;=.E3’8+U(%I;H8.=;H 89?8A8=8797J:.<@D E.C;9H7=?;E8.E>C7B=?J.@=7C<;:;C;E G E8I8=< =D I7C C;<8<=.9@;=7.9=8.9>87>;98@=?C7I A7<F79H89%".9H<E7B< =D I7C:.<@D E.C8f.=879.9H>C7B=?3N.9@;C+;<#!##Q#5Q"Q$"$% Q$!!35!6.X;8‘#].H7I.=<D]#‘D f.B.‘#;=.E3(<I.E E89=;C J;C89> +U(=.C>;=89>:.<@D E.=7C;9H7=?;E8.E>C7B=?J.@=7C.<@.9@;C =?;C.F;D=8@<3N.9@;C+;<#!##-#5-"Q Q54%Q Q R#3R!U D>;9=P(#*7f f7+T3Z8A C7A E.<=>C7B=?J.@=7C%!3*9=S K87@?;I N;E E K87E#!####Q!"""4%"!#3,!&h+;8E E G P’#)7E I>C;9/#’?89>‘#;=.E3(9>87<=.=89".97:;E .9>87>;9;<8<89?8A8=7C=?.=I;H8.=;<=?;<D F F C;<<8797J I;=.<=.<;<A G./;B8<E D9>@.C@897I.3N;E E#"$$-#R$"Q"4%Q!,3 $!08.U#/8.9>b#+.>?D]3_9H7>;97D<89?8A8=7C<7J.9>87>;9<8<3 N.9@;C+;<#!##4#54"Q$5R%Q$R$3"#!’=.=79N(#’=C8A A E89>’P#6.f f G I.9’#;=.E3N D C C;9=I;=?7H< J7C.<<.G89>.9>87>;9;<8<89:8=C7.9H89:8:73*9=S_M F0.=?# !##-#,4"!Q Q%!-,""!刘剑平#侯梅3肿瘤微血管生成模型的应用现状3中国肿瘤# !##!#"""-4%-R3"!!K C7B9]S#P.G9;<’Z#K;f7<(#;=.E3(97:;E89:8=C7.<<.G J7C ?D I.9.9>87>;9;<8<3/.A*9:;<=#"$$5#R4"4Q$%4443"Q!).<.9S#’?9G H;C’^#K8A A G P#;=.E3e D.9=8=.=8:;.9>87>;9;<8< .<<.G<89:8:7%.C;:8;B3(9>87>;9;<8<#!##-#R""%"53"-!6798986#+7<<8Z#N E.D H8703P7E;@D E.CA.<8<7J.9>87>;9;<8< .9H@.9@;C3&9@7>;9;#!##Q#!!"54-$%54453$收稿日期"!##5%#4%"5*********************************************&!简讯!第二届北京协和呼吸病学峰会会议通知为了进一步提高我国呼吸病学的基础研究和临床诊治水平#促进国际交流#推动呼吸病学专科的发展#由中国医学科学院中国协和医科大学%北京协和医院呼吸内科%北京呼吸疾病研究所%北京朝阳医院%中国协和医科大学出版社期刊中心共同主办的/第二届北京协和呼吸病学峰会0将于!##R年-月!R日#Q#日在北京华润饭店召开(/第二届北京协和呼吸病学峰会0大会名誉主席为罗慰慈教授%钟南山教授#大会主席由著名呼吸病学专家朱元珏教授%王辰教授和蔡柏蔷教授担任#参加此次会议的国内外著名呼吸病学专家有数十位之多#充分保证了会议的高学术性(本次会议专家所做的报告以临床应用进展为主#密切结合呼吸内科临床(会议交流的主要内容为"慢性阻塞性肺疾病的新指南%支气管哮喘诊治进展%肺癌的现代诊断和治疗%肺血栓栓塞的诊治%呼吸危重症临床监护%机械通气管理及未来的发展趋势#肺部感染治疗的临床最新进展#内窥镜检查的最新技术及其并发症防治等#大会还特别在会议中安排了/协和疑难病例讨论分析0等特色讲座#使参会代表与演讲专家及时沟通#更直接的学习他们的新技术%新方法%新思维(我们真诚欢迎各位同仁莅临本次盛会#共同促进和加强各地医师间的学术交流#推动我国呼吸病学事业的发展(参会医师可同时获得国家医学继续教育’类学分和+类学分(会议将征集优秀论文#经专家评审后将在,国际内科双语杂志-正式发表(论文截至日期为!##R年Q月"日(会议联系地址"$"####4&北京东城区东单北大街5$号协和明日大厦,"#室;%I.8E"L8<?8B;8?.73 ?7=I.8E3@7I大会组委会联系人"纪时伟豪!电话"#"#%54"!Q$!,%5#,手机""Q Q55,Q Q R!Q传真"#"#%54"!Q$!4。
I肩际生物丨矢丨-程杂志 202 丨<卜2 J j 第 44 卷第1期Ini J Biom cd K n}i. h'chm ury 2021. \01.44. Nu.l•55 ••综述•自噬与肿瘤血管生成的研究进展王兴芬梁锐张向莲许丽萍天津医科大学第二医院病理科300211通信作者:王兴芬,Email:wangxf_1997@【摘要】自噬(autophagy )是一种特殊的细胞过程,可通过将自身受损的细胞器和大分子物质转运至溶酶体并降解,参与调控细胞存活、生长、分化和内环境稳态的维持,在生命过程的各个方面均起着非常重要的作用研究结果发现,自噬在肿瘤发生、发展及转移过程中起着重要作用,其与血管内皮生长W子协同作用促进肿瘤的血管生成和细胞修复,且可能在肿瘤对抗血管药物治疗耐药机制的产生中起到重要作川通过以肖噬为靶点的靶向治疗,可能是未来抗肿瘤分子靶向治疗的新方向,旨在提供多靶点协同治疗使患者受益:【关键词】自噬;肿瘤;血管生成;抗血管生成治疗'DOI: 10.3760/ 121382-20200810-00110Research progress in autophagy and tumor angiogenesis Wang Xingfen. Liang Rui, Zhang Xianglian. XuLip i ngDepartment oj Patholog}\ the Second Hospital of Tianjin Medical University, Tianjin 30021U ChinaCorresponding author: WangXingfen,Email:*******************【Abstract】Autophagy is a special cellular pmcess, which (-an participate in regulating cell s u i*differentiation and homeostasis maintenance hy transporting damaged organelles and macromoleculai' substances tolysosomes for degradation. Autophagy plays a ven important role in all aspects of life process. Kesearch results showthat autophagy plays an important role in tumor occurrence, development and metastasis. The synergistic effect ofautophagy and vascular endothelial growth factor promotes tumor angiogenesis and cell repair, and may plav animportant role in the development of tumor resistance to anti-vascular drug therajiy. Targeted therapy with autophagyas the target may be a new direction for anti-tumor molecular targeted therapy in the future, aiming to provide multi-target collaborative therapy to benefit patients.【Keywords】Autophagy; Tumor; Angiogenesis; Antiangiogenesis therapyDOI: 10.3760/ 121382-20200810-00110〇引言自嗤(autopliagy)是一种特殊的细胞过程,通过 将受损的细胞器及生物大分子以特殊的转运方式 输送到溶酶体上并进行消化降解:自噬是一种自我 消化过程,广泛存在于真核细胞生物中,其特征为 胞内出现一定数量的自噬体结构自噬是一种细胞 应激防御过程,参与维持细胞的自稳态并在一定程 度上促进细胞的存活;同吋,自噬在机体生长发育 过程中同样具有重要作用,并能影响肿瘤的发生与 转移:研究结果证实,A噬对肿瘤的抗失巢凋亡具 有显著的促进作用,可引发机体的免疫应答,降低淋 巴细胞免疫活性,并促进血管内皮生长因子介导的 肿瘤血管生成。
一、实验目的本研究旨在探讨血管生成诱导剂在促进血管新生方面的作用及其分子机制。
通过体外培养血管内皮细胞和体内动物模型,观察血管生成诱导剂对血管新生的影响,并进一步分析其作用机制。
二、实验材料与方法1. 实验材料- 人脐静脉内皮细胞(HUVECs)- 血管生成诱导剂:VEGF、bFGF、FGF-2等- 体外培养试剂:DMEM培养基、胎牛血清、抗生素等- 体内动物模型:大鼠- 实验仪器:倒置显微镜、细胞培养箱、离心机、分光光度计等2. 实验方法1. 体外培养血管内皮细胞- 将HUVECs接种于6孔板,培养于含10%胎牛血清的DMEM培养基中,置于37℃、5%CO2培养箱中培养。
- 当细胞生长至80%融合时,用含不同浓度血管生成诱导剂的培养基替换原培养基,继续培养24小时。
2. 观察血管生成- 将培养好的细胞用台盼蓝染色,在倒置显微镜下观察血管生成情况。
- 使用图像分析软件对血管生成进行定量分析。
3. 体内动物模型- 将大鼠随机分为实验组和对照组,实验组给予血管生成诱导剂,对照组给予生理盐水。
- 观察动物的一般情况,记录体重变化。
- 在实验结束时,取动物心脏,用TTC染色法检测心肌梗死面积。
4. 分子机制分析- 采用RT-PCR检测心肌HIF-1、VEGF、eNOS mRNA的表达。
- 采用Western Blot检测心肌eNOS、iNOS、AKT、p-AKT蛋白表达。
- 采用分光光度法检测血清NO水平。
三、实验结果1. 体外实验- 血管生成诱导剂能显著促进HUVECs的血管生成。
- 不同浓度的血管生成诱导剂对血管生成的影响存在差异,其中VEGF和bFGF 的效果最为显著。
2. 体内实验- 与对照组相比,实验组大鼠的心肌梗死面积明显减小。
- 实验组大鼠的心肌HIF-1、VEGF、eNOS mRNA表达水平显著升高。
- 实验组大鼠的心肌eNOS、AKT、p-AKT蛋白表达水平显著升高。
- 实验组大鼠的血清NO水平显著升高。
血管拟态的研究方法
血管拟态是指在生物体内形成的新血管,通常是由某些生物分子或组织因子的诱导作用而产生。
这些新生的血管可能会在许多疾病的发病机制中发挥重要作用,如肿瘤的生长与转移、糖尿病性视网膜病变、心肌梗死后的再灌注损伤等。
要研究血管拟态,需要一些特定的实验方法。
常见的方法包括: 1. 培养内皮细胞:通过收集动物或人体内皮细胞并在培养皿中培养,可以观察到内皮细胞在分化和增殖时形成新的血管结构。
2. 动物模型:使用小鼠、大鼠等动物建立血管拟态模型,通过注射特定生物分子或组织因子来诱导血管生成,然后观察血管形态、密度等变化。
3. 细胞迁移实验:在体外使用细胞迁移实验,通过观察细胞在特定生物分子或组织因子的作用下的迁移能力,来研究血管拟态的分子机制。
4. 组织切片染色:通过对组织切片进行特定的染色方法,如Immunohistochemistry,可以在切片上检测到特定分子的表达情况,以验证其参与了血管拟态的过程。
以上方法都是研究血管拟态的重要手段,可以为疾病治疗和预防提供新的思路和方法。
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血管生成实验模型研究进展吴家明1,陆 茵1,2,郜 明1,张伟伟1(1.南京中医药大学中医药研究院,江苏南京 210029;2.江苏省方剂研究重点实验室,江苏南京 210029)收稿日期:2007-09-21,修回日期:2007-11-01基金项目:国家自然科学基金资助项目(No 30371727,30772766);江苏省自然科学基金资助项目(No BK2003113)作者简介:吴家明(1980-),男,硕士生,研究方向:肿瘤血管生成与抗肿瘤转移研究,E 2mail:nj w ujia m ing@;陆 茵(1963-),女,教授,博士生导师,研究方向:肿瘤血管生成与抗肿瘤转移研究,通讯作者,Tel:025286798154,E 2mail:luyingreen@中国图书分类号:R 205;R 332;R 3632332;R 36413文献标识码:A 文章编号:1001-1978(2008)01-0011-04摘要:抗血管生成已经成为治疗肿瘤转移、糖尿病视网膜病变、风湿性关节炎等疾病的重要策略之一。
血管生成模型作为一种研究工具在探讨血管形成机制、发现促进或抑制血管生成药物等研究中发挥十分积极的作用。
如何寻找适合的血管生成模型是研究人员在研究中常遇到的问题。
该文就主要常用模型做较全面的介绍,并对其优缺点进行评价。
关键词:血管生成;模型 血管生成(angi ogenesis )是指在原有的毛细血管和(或)微静脉基础上通过血管内皮细胞的迁移和增殖,从已存在的血管处以芽生或非芽生(套迭)形式形成新的、以毛细血管为主的血管系统过程[1]。
血管生成是许多促进或抑制血管生成的分子参与调节的一个平衡过程[2]。
血管生成过多与肿瘤、糖尿病性视网膜病变等疾病有关[3],抑制血管生成已经成为治疗这些疾病的重要策略。
因此寻找血管生成抑制剂成为研究热点。
血管生成研究需借助血管生成模型进行,血管形成的许多过程都可以在血管生成模型中模拟完成,包括内皮细胞增殖、迁移、毛细血管网状结构的形成等。
本文就常用体内、体外及整体模型进行综述。
1 体外模型体外模型主要分为细胞水平及组织学水平两类,常用的体外模型有以下4种。
1.1 内皮细胞增殖实验(cell proli fera ti on a ss ay) 内皮细胞活化增殖是血管生成的起始阶段。
目前主要有两种测定细胞增殖的方法即净细胞数测定和细胞周期分析。
1.1.1 净细胞数测定 M TT 法(四甲基偶氮唑比色法)是测定活细胞数的化学定量方法,操作简便,价格低廉。
但它不适合测定对细胞代谢有影响的药物,因为这类药物能影响MTT 测定的活细胞数。
另外通过胸腺嘧啶核苷参入法测定DNA 合成来测定细胞增殖能力。
抑制细胞增殖可能是由于药物的抑制作用,也可能是药物的毒性作用引起。
因此,这种方法常需要结合细胞凋亡实验的数据才可以更好地评价药物对细胞增殖的影响。
1.1.2 细胞周期分析 近年来有报道通过细胞周期分析来评价药物对细胞增殖的影响,细胞短时间暴露到溴脱氧尿苷(B rd U )中可以促使B rdU 参入细胞DNA 中。
碘化丙啶(P I )染色后测定细胞的总DNA 量,再用荧光激活细胞分析仪测定细胞中B rd U 和P I 的量可得出细胞周期信息[4]。
但实验用的内皮细胞处于增殖状态,与体内静止状态的内皮细胞是不同的,实验结果与体内还是存在一定差异。
1.2 内皮细胞迁移实验(cell m i gra ti on a ss ay) 常用迁移模型有两种:①细胞损伤模型:在培养血管内皮细胞的培养皿上用刀片划出#形区,经P BS 洗涤后再用含011%明胶的ME M 培养20h,细胞用甲醇固定,Gie m sa 染色。
在光镜下计数从损伤边缘迁移出的细胞数,需要注意的是划出的损伤区域一定要精确。
②Boyden 室模型,Boyden 室由两层组成,两层之间为胶原包被的多孔的多聚碳酸盐滤膜;血管内皮细胞放于上层,同时加入待测药物,共同培养6h 后,除去上层的细胞,下层细胞用甲醇固定,HE 染色,光镜下计算下层的血管内皮细胞数。
龙淼云等[5]采用本模型研究证明了血管生成抑制因子arresten 对huvec 迁移有抑制作用。
Boyden 室模型优点在于它对药物浓度梯度差异很敏感。
但对实验技术要求较高且计数方法不同可能会造成统计结果误差较大。
因此有必要建立一个严格的计数标准以减少因方法不同产生的误差。
1.3 小管形成实验(tube for ma ti on a ss ay) 小管形成实验能模拟人体内毛细血管生成的过程,包括内皮细胞出芽增殖和毛细血管网结构形成等步骤,接近人体内血管生成的实际过程。
内皮细胞在基质胶、纤维蛋白胶、胶原等基质上培养时能形成网状结构。
用电子显微镜来分析小管间的紧密连接,从而定量血管生成情况[6]。
需要指出的是似乎所有的内皮细胞都能在细胞外基质上形成管状结构,有些非内皮细胞也能在基质胶上形成管腔结构[7]。
实验一般采用24孔培养板,但它底面积大,Matrigel 用量多,计数区域大只能随机选择几个典型区域且数据分析耗时长。
Sanz 等[8]采用384孔和1536孔培养板培养可节约胶的用量,借助计算机可以计算整个孔的小管及小管之间的连接数及小管的长度和面积。
改进方法后减少了原来分析困难及重现性差的缺点。
1.4 大鼠动脉环实验(ra t aorti c r i n g a ss ay) 1990年N ic 2osia 等首次将此模型应用于血管生成研究中。
取下大鼠主动脉后,剪成1mm 宽的血管环,再用纤维蛋白胶或胶原蛋白胶包埋,然后以无血清的MC DB131培养液培养。
培养过程中每天计算主动脉环产生的新生微血管数并进行定量分析。
用不同胶培养的大鼠主动脉环新生血管的生长曲线不同。
胶原包埋的主动脉环,培养1wk 时血管数达到顶峰,第2wk 开始萎缩。
用纤维蛋白胶包埋时能使血管数顶峰期维・11・中国药理学通报 Chinese Phar m acological B ulletin 2008Jan;24(1):11~4持更长,且新生血管数是前者的213倍。
2002年Zhu等[9]将此方法改进,采用更薄的胶层包埋动脉环使得新生成血管染色更方便;应用双重染色法和共聚焦显微镜在同一层面上观察到内皮细胞和平滑肌细胞及外周细胞共同存在并证明了新生血管主要由内皮细胞构成。
方法学的改进有利于血管生物学家更深入研究血管生成的机制。
动脉环取材范围广泛,观察方法简单,可从分子水平阐明血管生长的分子调控机制,是一个较好的体外血管生成模型。
但它不能完全真实反映肿瘤生长的微血管环境[10],另外从不同种属和不同大小的动物体内取出的动脉环血管生成数差别很大。
2 体内模型体外模型虽然有其优点,但并不能完全替代体内模型,因此体内模型亦非常重要,下面就主要常用的体内模型作一些介绍。
2.1 角膜微囊实验(cornea l m i cropocket a ss ay) 1974年Folk man等首次将该模型用于肿瘤血管生成研究。
正常角膜本身无血管可避免其他模型中原有血管的干扰,因此诱导角膜血管生成反应更能真实地反映血管生成过程。
早期实验采用兔眼角膜,Bernardini等[11]将体重为2~3kg的健康新西兰白兔麻醉后,在角膜边缘处用虹膜刀植入载体,3~4 d后血管从边缘出芽,7~10d内新生毛细血管进入载体,通过计数载体内新生毛细血管数和生长率可评价药物对血管新生的效果。
但实验过程中易诱发非特异性炎症反应,难与肿瘤微血管生成因子刺激的血管生成相区别,并且模型中微血管生成呈环状排列,分布无规律,造成定量困难。
后来Folk man等用组织相容性好且较少引起炎症反应的高分子材料制成多聚缓释载体,在载体中加入微血管生成因子后再植入角膜微囊。
改进后的模型较少引起炎症反应,但成本较高。
1979年Muthukkaruppan等将方法进一步改进,采用鼠眼角膜进行实验,成本大大降低,效能基本相同,但大鼠的眼球小,给试验操作带来一定难度。
2.2 鸡胚绒毛尿囊膜实验(ch i ck chor i oa ll an to i c m e m2 branes a ss ay) 1931年Le wis等建立鸡胚绒毛尿囊膜实验模型,最初用于胚胎组织移植物发育潜能的研究。
1977年Folk man等首次将其用于肿瘤微血管生成研究。
该模型取材方便、易于观察、实验周期短和费用低,适用于大量血管生成药物的筛选,同时也存在一些缺陷。
植入物渗透压和pH 的不同所导致的细胞损伤和炎症反应及鸡胚内血管纤维蛋白降解产物均可刺激微血管生成,造成假阳性结果。
鸡胚发育本身存在的血管生长亦可干扰结果,导致结果可信度下降。
2.3 海绵植入实验(sponge i m pl an t a ss ay) 1987年An2 drade等提出海绵植入实验模型:先将待测药物注入无菌聚酯海绵中,再将海绵植入大鼠皮下。
海绵植入后用133X清除技术测定其中的血流,血管化后可以客观、重复评价血管新生,也可以通过局部注射促进或抑制血管生成物,再收集渗出液来做生化分析。
海绵植入实验可模仿肿瘤缺氧微环境,也适用于肿瘤血管生成研究。
该模型也存在一些缺点,海绵植入皮下会引起非特异性炎症反应,肉芽组织逐渐包裹海绵。
此外,使用不同成分海绵可引起较大的实验差异,放射性气体的使用也使得实验进一步复杂化。
2.4 圆盘血管生成系统(the d isc a ss ay) 1988年Fajardo 等将圆盘血管生成模型应用于伤口愈合和实体瘤血管生成研究。
将药物或肿瘤细胞悬液加到聚乙烯醇泡沫材料制成的圆盘中央,再将小圆盘植入小鼠胸部或腹部皮下。
实验结束后取出小圆盘,石蜡包埋后切片,在显微镜下可以观察到血管、成纤维细胞及粘连组织。
通过计算组织切片中血管交叉点和测定血管内面积来定量新生血管,这些方法直观且易操作。
同时本模型仍存在一些缺陷,植入圆盘后引起的异物反应也能刺激血管形成,并且不能连续和动态观察小圆盘内血管生成情况。
2.5 基质胶栓实验(ma tr i gel plug a ss ay) 1992年Passani2 ti等建立基质胶栓(matrigel p lug)模型。
基质胶是从Engle2 berth2Hol m2S war m瘤中提取的,主要由基膜蛋白构成。
4℃时基质胶是液态,将bFGF与胶混匀后注射到小鼠皮下,胶在体温状态下形成胶栓,内皮细胞等迁移入胶栓内形成血管样结构。
1~3wk后取出胶栓及包围在周边的肉芽组织,再定量胶栓内血管。
过去定量血管生成常采用计算血管数,但基质胶栓中血管分布不规则导致计数困难。
也有采用测定新生血管血液中血红素含量来定量血管生成,但无法区分新生血管、血窦及大血管中的血液[10],结果定量也不准确。