文摘
尤文氏肉瘤占比例高的部分整体儿童死亡率而罕见的发病率在儿科人口。进展甚微,因为引入传统的化疗,和理解肿瘤的生物学开发新疗法是至关重要的。尤文氏肉瘤依靠功能血管供应,这是由血管生成和血管生成。最近深入骨髓(BM)的分子调控细胞参与血管发展已经确定VEGF, SDF-1α,DLL4关键球员在血管生成过程中。临床试验使用血管针对代理商,专门针对VEGF或DLL4,正在进行中。
1。介绍
当前的护理标准尤文氏肉瘤包括术前和辅助化疗和局部控制。手术是局部控制的首选方法,但是在手术切除是不可能的情况下,使用放射治疗(1,2]。一线化疗包括5的组合药物:环磷酰胺、阿霉素、长春新碱,异环磷酰胺、依托泊苷(3]。这种联合治疗达到近70%存活率nonmetastatic疾病患者(3]。据推测,大多数尤文氏肉瘤患者在诊断转移性疾病。然而,只有25%的人使用传统的诊断方法可检测转移性疾病。转移性疾病患者的结果仍然是穷人,只有不到25%预计将长期幸存者(1,3]。
有迫切需要新的治疗尤文氏肉瘤患者的选择,特别是对于那些转移性疾病,治愈率一直停滞了20多年。最重大的进步,已经取得了在使用大剂量化疗使多个毒性(2- - - - - -5]。儿童肿瘤协会进行的一项最近的研究表明增加风平浪静3年nonmetastatic尤文氏肉瘤患者的生存通过增加化疗的频率。风平浪静的存活率是76%接受化疗的病人每2周相比,65%病人给定标准every-3-week化疗(6]。理解尤文氏肉瘤的生物特性和重要的促进肿瘤生长的微环境将允许识别更多的靶向疗法以外的传统化疗。
的发展功能实体肿瘤的血管系统是一个标志(7]。尤文氏肉瘤,就像其他实体肿瘤,依赖一个功能性血管网络的营养和氧气,消除浪费8]。因此,一个可能的方法来抑制肿瘤的生长,促进肿瘤回归是通过阻止肿瘤发展中血管供应,本质上饿死肿瘤的营养和氧气。定义直接血管形成的分子机制尤文氏肉瘤是识别的关键可能防止血管发展的治疗靶点。本文将提供一个全面的总结当前理解尤文氏肉瘤的血管生成和血管形成的过程,以及简要回顾临床试验使用血管定位代理。
2。血管生成和血管生成
在大多数血管、内腔或内胎通过血液流动,是由一层内皮细胞。这些内皮细胞在动脉和静脉,壁画的一个或几层细胞包围。壁画细胞包括周和血管平滑肌细胞(vSMCs)。不同数量的结缔组织,包括胶原蛋白、弹性纤维、和其他蛋白质和多糖,周围细胞和血管之间的分布。
至少两个进程促进血管形成尤文氏肉瘤:血管生成和血管生成。血管生成是先前存在的血管形成的萌芽新的。在血管生成,内皮细胞和周/ vSMC增殖和迁移,所以新血管会由本地派生细胞群。此外,血管生成是骨髓的过程——(BM)派生的前体细胞招募网站发展中血管和组织形成血管网络新创。血管发生发生在胚胎发生,指最初的血管的形成。最初,人们认为产后只有血管新生血管发生发展。然而,几项研究已经强调产后过程中血管生成的重要作用,如皮肤伤口的愈合,缺血,而最近,在肿瘤的生长9- - - - - -12]。血管生成和血管生成促进血管生长在成人中,和每个不同的水平的贡献的基础上,组织和刺激13]。尤文氏肉瘤的血管网络是由血管生成和血管生成。BM-derived细胞内尤文氏肉瘤血管被Bolontrade et al .,首次报道表明,至少10%的血管在尤文氏肉瘤异种移植包含一个或多个BM-derived内皮细胞(14]。这是使用BM移植模型表明,在供体和受体之间利用MHC单体型差异老鼠,允许跟踪BM-derived细胞的肿瘤。供体细胞内皮标记CD31表达并被纳入肿瘤内血管的内皮细胞层。
使用各种移植模型,进一步探索BM-derived细胞在肿瘤被荧光染料或跟踪transgenically表达GFP确认Bolontrade报告BM-derived在尤文氏瘤血管内皮细胞和扩大这一发现包括BM-derived周/ vSMCs。只有一小部分尤文氏肉瘤肿瘤血管内皮细胞的BM派生,更大一部分的周/ vSMCs BM。多数人的周/ vSMC组件尤文氏肉瘤的血管是一个马赛克BM-derived和本地派生细胞,表明血管生成和血管生成(15- - - - - -17]。TC71尤文氏肉瘤细胞生长在裸小鼠皮下收到了GFP+BM移植被用来证明BM-derived细胞相互交织与本地派生细胞在肿瘤血管。分析这些肿瘤显示GFP的厚层+BM-derived周围细胞CD31+内皮细胞。Costaining GFP和周皮细胞/ vSMC标记,肌间线蛋白、α-平滑肌肌动蛋白(αsma)、血小板衍生生长因子受体β(PDGFR -β),表明许多GFP+BM-derived细胞也表达了周皮细胞/ vSMC标记,表明细胞分化成周皮细胞/ vSMC在尤文氏肉瘤在活的有机体内(16]。重要的是,绿色荧光蛋白+BM-derived周/ vSMC毗邻,与GFP交织在一起−本地派生的周/ vSMC表明贡献来自当地的周皮细胞/ vSMC增殖和BM细胞分化。最近,BM-derived细胞也被证明是血管内的异种移植模型尤文氏肉瘤肺转移,表明血管生成可能发挥作用在血管形成转移以及主要尤文氏瘤(18]。
除了内皮细胞和周/ vSMC,一小群肿瘤浸润BM尤文氏肉瘤细胞是单核细胞(CD14+)或巨噬细胞(F4/80+)。然而,这些细胞并不直接参与血管的形成结构,因为他们发现在肿瘤的血管的中心(16]。这些nonvascular BM-derived Sca1免疫细胞产生−Gr1一起+鼠标BM和CD34−人类的祖细胞亚种群,而Sca1+Gr1一起+鼠标BM和CD34+人类的祖细胞导致内皮细胞和周皮细胞/ vSMC种群内肿瘤(16]。这些巨噬细胞的功能在尤文氏肉瘤是未知的。在其他类型的肿瘤,巨噬细胞已经演示了扮演不同的角色包括肿瘤促进和阻碍增长的影响。肿瘤相关巨噬细胞的一个子集已经证明由缺氧诱导分泌血管生成刺激肿瘤血管发展的因素(19,20.]。然而,巨噬细胞在血管发展的作用在尤文氏肉瘤不深入研究,已经超出了本文的范围。
3所示。血管生成是尤文氏肉瘤肿瘤生长所必需的
BM-derived细胞对尤文氏船发展对肿瘤的生长至关重要。血管生成本身并不足以形成一个血管网络足以支持肿瘤的生长。这是通过使用一个MEKK3淘汰赛BM移植模型,裸体小鼠(MEKK3野生型)收到MEKK3−−/BM移植(21]。MEKK3增殖蛋白激酶激酶激酶,早期血管的形成至关重要。BM细胞缺乏MEKK3无法参与血管形成。在这个模型中,当地的内皮细胞和周/ vSMC的老鼠是MEKK3+ / +和可以参与血管形成在大英博物馆细胞,MEKK3−−/,不能。因此,MEKK3−−/BM-transplanted小鼠受损的血管发生,但正常的血管生成。TC71和A4573尤文氏肉瘤生长的肿瘤在MEKK3显著抑制−−/BM-transplanted老鼠相比对照组移植小鼠肿瘤(21]。肿瘤生长的抑制由于缺乏BM细胞参与血管形成了血管生成的必要性尤文氏肉瘤肿瘤的生长在活的有机体内。
4所示。血管生成的分子控制
4.1。BM肿瘤细胞招聘
BM细胞参与血管生成是一个复杂的、多步骤的过程。BM祖细胞必须招募了肿瘤,保留在发展中脉管系统的网站,然后是直接分化成内皮细胞和周/ vSMCs(图1)。VEGF165年是一个主要的趋化现象的兴奋剂的招聘BM-derived尤文氏瘤细胞(22]。VEGF高表达在人类尤文氏瘤主要,尤文氏患者的血清,尤因的异种移植肿瘤(23,24]。演示VEGF的趋化现象的性质165年,shRNA专门抑制VEGF的表达165年(但不包括其他VEGF亚型)TC71尤文氏肉瘤细胞,建立稳定的TC / siVEGF165年克隆。注射前TC / siVEGF165年细胞,小鼠收到BM CD34的移植+人类脐带血祖细胞。这使得跟踪大英博物馆的细胞,是人类。TC / siVEGF165年CD34细胞皮下注射+移植小鼠形成较小,增长缓慢的肿瘤比父母TC71或TC / si控制细胞。重要的是,TC / siVEGF165年降低了肿瘤微血管密度和CD34数目减少+BM-derived细胞(25]。在后续的研究中,选择性VEGF的表达165年,VEGF189年,或β加控制在TC / siVEGF诱导165年使用运载体肿瘤。荧光标记的鼠标BM随后被注入到小鼠肿瘤细胞。Adenoviral VEGF165年,但不是VEGF189年或β加,救出了肿瘤的生长水平与野生型相似TC71肿瘤和增加BM-derived细胞渗透到肿瘤引起的。这些BM细胞参与肿瘤血管生成(22]。综合来看,这些研究都表明VEGF的至关重要的作用165年在招聘BM-derived细胞肿瘤和血管生成的过程中22]。
(一)
(b)
(c)
VEGF的重要作用165年在BM细胞招聘和肿瘤生长表明VEGF可能相关尤文氏肉瘤的治疗目标。事实上,后续研究使用MHC失配BM移植模型演示VEGFR2抗体的功效DC101防止BM细胞迁移进入肿瘤和抑制尤文氏肉瘤肿瘤的生长在活的有机体内(26]。从小鼠肿瘤治疗DC101降低了数量的BM-derived周/ vSMCs,减少微脉管密度,和重要的是,显著地抑制肿瘤的生长26]。
而VEGF165年对BM细胞趋化现象的,这也会刺激局部血管生成过程。BM的重要性在肿瘤的形成和扩张血管细胞,这些细胞的潜力来拯救肿瘤生长即使没有血管生成刺激进一步证明了VEGF治疗165年抑制TC71肿瘤(TC / siVEGF165年)与基质细胞衍生因子- 1α(SDF-1α)。SDF-1α趋化因子受体CXCR4的化学引诱物吗+BM祖细胞,但很少或根本没有影响当地的血管生成和不刺激肿瘤细胞增殖。因此VEGF治疗165年抑制肿瘤与SDF-1α应该增加BM细胞迁移到肿瘤区域没有刺激局部血管生成。TC / siVEGF待遇165年肿瘤与瘤内注射的携带SDF-1 adenoviral向量α基因(Ad-SDF-1)增加SDF-1的肿瘤表达α不增加VEGF165年(27]。在这些研究中,双边TC / siVEGF165年细胞植入裸小鼠收到了GFP的侧翼+BM移植。肿瘤被对待intratumor注射Ad-SDF-1(右侧肿瘤)或Ad-control(左侧肿瘤)。由于肿瘤在同一个鼠标,主机和BM细胞池都是相同的。肿瘤生长和血管形态学的差异因此能辅助治疗肿瘤和SDF-1的差异α的水平。Ad-SDF-1α肿瘤有明显大的lumen-bearing船只与GFP的数量增加+BM-derived周/ vSMCs比Ad-control治疗肿瘤。除了增加多血管和BM-derived周/ vSMCs Ad-SDF-1缺乏VEGF救出了肿瘤的生长165年。Ad-SDF-1α治疗肿瘤大于Ad-control同行(27]。这些数据的重要性也加强BM-derived周/ vSMCs肿瘤的生长在活的有机体内规避的抗肿瘤活性及其能力的代理只目标VEGF。
4.2。BM细胞分化
血管生成的过程需要步骤超出BM细胞迁移到肿瘤。一旦BM细胞被雇来肿瘤VEGF165年,他们必须分化成内皮细胞或周/ vSMCs为了参与血管形成和帮助形成一个功能船。如前所述,绝大多数vessel-associated BM-derived细胞内尤文氏瘤已经分化成周/ vSMCs。周/ vSMCs有几个函数涉及船舶结构稳定性、调节血液流动,和血管成熟28- - - - - -30.]。此外,周/ vSMC增殖提供或静止信号内皮细胞(30.,31日]。没有周/ vSMC,血管会漏水的和更少的功能和更容易回归(31日,32]。理解信号直接BM细胞分化成周/ vSMC可能识别重要的分子靶点的形成BM-derived / vSMC周围的周细胞层,可以随后针对肿瘤血管功能损害,抑制肿瘤的生长。
途径发现一个重要BM的分化细胞的周/ vSMC Notch信号通路。切口家族是一种进化保守组配体和受体调节不同的生物过程包括细胞命运的分配,干细胞维护和边界形成期间发展(33]。哺乳动物切口家族包括四个heterodimeric跨膜受体,等级1 - 4,和5跨膜配体,参差不齐的1、2和三角洲与配体1、3、4 (DLL1-4) [33,34]。通路的激活发生直接接触膜结合配体在一个细胞和膜结合受体在邻近的细胞(34]。
切口配体三角洲等配体4 (DLL4)对BM-derived的形成至关重要的周/ vSMC在尤文氏肉瘤在活的有机体内(35]。DLL4的表达BM-derived周/ vSMC尤文氏瘤(35]。这是演示了使用TC71或A4573尤文氏肉瘤异种移植和GFP BM移植模型。A4573和TC71肿瘤,免疫组织化学分析证明co-localization DLL4和GFP之间,以及DLL4和周皮细胞/肌间线蛋白vSMC标记,喜欢的《忍者外传2》αsma。十二14人类尤文氏肉瘤的样本,包括转移性损伤,由血管周的细胞DLL4的表达也有类似的模式。DLL4抑制由DLL4 shRNA或中和抗体YW152F显著减少的数量BM-derived周/ vSMC在肿瘤,减少血管功能(缺氧)的增加,和抑制肿瘤的生长在活的有机体内(35,36]。BM-derived的损失后的周/ vSMC DLL4抑制具体化DLL4的关键作用的形成BM-derived周/ vSMCs,和功能的脉管系统。因此DLL4可能的治疗目标尤文氏肉瘤患者的治疗,显示肿瘤的肿瘤生长抑制DLL4时阻塞。
5。临床试验使用Vascular-Targeting代理
第一阶段试验在儿童肿瘤协会(齿轮)检查贝伐单抗,一个抑制VEGF-A信号的单克隆抗体,为一个单一的代理完成。在这项研究中,贝伐单抗在28天管理每两周课程的孩子坚实的难治性肿瘤,包括与尤文氏肉瘤5例。5有稳定的疾病的两个大于4个月,两个月和一个稳定的疾病。没有dose-limiting毒性发生(37]。贝伐单抗已经FDA批准用于患者各种癌症,包括结直肠癌和多形性成胶质细胞瘤。毒性担忧最近引发了审查的致命副作用(西班牙)与贝伐单抗、中作者总结道,虽然贝伐单抗与增加西班牙当结合taxane-or以铂为基础的化疗(3.3% vs 1.0%),这不是增加西班牙与其他化疗结合使用时(0.8% vs 0.9%) [38]。
除了VEGF, DLL4目前正在评估作为治疗实体肿瘤的治疗目标,包括尤文氏肉瘤。第一阶段试验的DLL4-neutralizing抗体REGN421 (ClincalTrials.gov id: NCT00871559)正在进行当中。试验评估REGN421在儿科人口计划。
antivascular疗法不太可能会对大部分疾病的单一药物一样有效。在大多数临床前模型评估VEGF-targeting尤文氏异种移植治疗,肿瘤生长被治疗停止或放缓,但肿瘤没有倒退,经常停药后反弹(24,39]。一个例外证明重要的回归SK-NEP-1主要尤文氏瘤,减少肺转移的数量,和较小的小鼠肺转移处理vegf抑制剂(40]。第一阶段试验使用VEGF抑制剂,可溶性VEGF诱饵受体(协议id ADVLO714)是在进步。然而,vascular-targeting治疗很可能有用的结合化疗或放疗,化疗或手术后或作为辅助治疗。而抑制DLL4导致功能性血管网络的消融,抑制VEGF可以在某些情况下,导致血管正常化的过渡阶段。在这个阶段,船只实际上是更有效地提供含氧血液。这种“血管正常化”阶段可能有用的准备肿瘤放射治疗,工作上最有效地氧化细胞,或与化疗药物联合治疗,这将是更有效地在这一阶段交付。然而,重要的是要注意,长期抗vegf治疗最终会导致如此广泛的船修剪,即使“规范化”船只根除和肿瘤生长受到抑制41]。深入审查的话题,看到De烈性黑啤酒的审查等。41]。二期试验结合贝伐单抗与化疗结合最近停止后积累只有10%的参与者的原始目标数,使结论贝伐单抗和化疗的疗效在尤文氏肉瘤难以实现(儿童肿瘤协会试验COG-AEWS0521)。
替代使用vascular-targeting代理与化疗同时,血管生成抑制剂(如VEGF或DLL4抑制剂)化疗完成后可能是有用的。细胞毒性治疗后,循环BM-derived祖细胞数量的增加(42]。上述研究使用SDF-1就证明了这一点α,这些循环BM细胞可能获得肿瘤和援助的残留肿瘤细胞和微小转移的扩张导致血管系统的形成给肿瘤细胞的代谢需求激增。因此,抑制VEGF或DLL4,两者都是重要的BM细胞参与血管生成,化疗后可能被证明是有用的在预防疾病复发或转移。
6。结论
的贡献BM-derived细胞内皮细胞和周皮细胞/ vSMC种群内尤文氏肉瘤血管已经演示了使用多个方法跟踪BM-derived细胞在肿瘤内。此外,血管生成的基因目标,但不是血管生成,通过MEKK3淘汰赛已经表明,血管生成对尤文氏肉瘤的生长至关重要在活的有机体内(21]。没有血管生成,肿瘤生长明显抑制。代理商针对VEGF,招募BM的主要趋化现象的刺激肿瘤细胞,和DLL4 BM-derived细胞的分化的一个重要分子信号/ vSMCs周围的周,目前正在评估临床疗效。初步研究表明,SDF-1α也可能是一个重要的目标血管生成的抑制作用,尤其在肿瘤发展阻力VEGF-targeted疗法。
虽然已经取得了显著的进展在理解的过程中血管生成在肿瘤生物学在过去的十年里,几个问题仍然存在。进一步了解尤文氏肉瘤的血管生成的调控很可能需要新疗法的发展。例如,分子信号控制BM细胞粘附肿瘤脉管系统和外渗extraluminal的血管也可能提供抑制血管生成的治疗靶点。此外,尽管对BM DLL4-Notch信号是重要细胞分化成周/ vSMCs,其他周皮细胞的相对贡献/ vSMC分化因素,如转化生长因子β(TGF -β)和PDGFR -β,尚未评估在尤文氏肉瘤。进一步的实验室研究BM的分子控制着细胞参与血管生成以及临床研究的具体vascular-targeting代理接下来的步骤中使用这种治疗方法在评估潜在的尤文氏肉瘤患者的治疗。
确认
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