课题来源:自拟课题
研究手段:肿瘤细胞培养、western blot 等相关实验技术、四唑盐(MTT)比色法、显微镜观察肿瘤细胞形态、transwell小室、免疫沉淀等研究方法。
研究背景:细胞迁移( Cell mig ration)是活细胞普遍存在的一种运动形式[1 ]。近年来,由血管内皮细胞损伤所致相关疾病日渐增多。据报道,每百万人中约有500~ 1 000人发生严重的肢体动脉闭塞性疾病。目前尚无任何一种药物治疗能对严重缺血肢体的自然病程产生积极作用[2 ]。对于肢体动脉闭塞引起的供血区域发生缺血性坏死,机体可通过闭塞动脉周围形成新生的侧枝循环血管来恢复。但是机体自身形成侧枝循环的速度非常缓慢,因此如何促进血管新生有关的基础研究是目前生物医学界研究的热点。血管新生是在生理或者病理情况下,在原有血管基础上通过血管内皮细胞的迁移和增殖,从先前存在的血管处以芽生或者非芽生的方式形成新血管的过程。该过程主要分为血管内皮细胞增殖、迁移、管腔形成三个步骤。其中,血管内皮细胞的迁移是血管新生过程中最重要的关键环节[3 ]。研究血管新生中血管内皮细胞的迁移机制不仅具有重要的理论意义,而且对于推动某些疾病中的抗血管新生治疗和治疗性血管新生有重要作用[4 ]。
文献综述:
1 细胞迁移的过程及特点
细胞迁移的主要过程为细胞外部信号引起细胞的极化, 从而使细胞沿移动方向形成突触[1~3]。细胞的突触与基底形成黏附, 这些黏附点作为细胞收缩的支点。当细胞收缩时, 细胞整体向前移动, 细胞尾部与基底的黏附点得以释放。
细胞迁移的中心环节是细胞的极化。许多趋化剂分子都可以引起并促进细胞的极化。对趋化剂产生应答而参与极化的第一个分子是磷脂酰肌醇-3,4, 5-三磷酸( phosphatidylinositol ( 3,4,5) trisphosphate,PIP3) , 这种脂质用来招募其他分子至细胞膜。细胞前端局部激活的磷脂酰肌醇3( phosphatidylinostital3,PI3) 激酶和低浓度的脂质磷酸化酶能在细胞前端产生PIP3 的迅速积累。这种不对称的PIP3 的积累导致Rho 家族的鸟苷三磷酸酶( guanosine
triphosphatase, GTPases) ( 包括Rac 或Cdc42) 激活,以及肌动蛋白在前端的聚合。Cdc42 是极化的关键调节因子, 因为当这种分子被抑制时, 细胞就不能对趋化剂的浓度梯度产生响应, 细胞的迁移也变得很随机。局部Rac 或Cdc42的激活是重要的调控事件, 用来刺激板状伪足( lamellipodia) 或丝状伪足( filopodia) 前端的肌动蛋白聚合。这种聚合用来推动细胞膜向前移动使得细胞向着迁移的方向突出。其他的肌动蛋白调节因子同样位于或处于前端, 用来控制在现有的肌动蛋白丝上新的肌动蛋白丝的形成。黏附复合体通过与肌动蛋白丝的连接来稳定突触, 并用来调节传递给Rho 家族的GTPases、ERK/MAP 激酶及其他调节分子。黏附复合体是由大量蛋白质构成, 包括黏附受体和激酶等。它们充当细胞移动的收缩点, 传递强的推动力。细胞前端小的包含Rac 诱导的黏附点用于驱动细胞迁移的快速运动, 但更强的黏附却能够抑制迁移。肌动蛋白纤维在细胞前端产生肌浆球蛋白作用力用于将细胞体向前拉。细胞尾部黏附结构的释放及收缩, 也是肌浆球蛋白调节的过程, 从而完成了一个周期。Rho GTPases 的空间和时间调节通过ROCK 等影响因子, 调节肌动球蛋白的收缩来控制这些过程。
2 促进内皮细胞迁移的化学因素
内皮细胞是血管壁的重要组成成分, 其迁移特性对于内皮细胞受损的血管壁再内皮化具有重要意义。内皮细胞迁移特性的变化在一定程度上会影响动脉粥样硬化的发生和发展。由于内皮细胞能够与血液成分充分接触, 必然受到多种化学因子对其迁移的影响。促进内皮细胞的迁移有助于维持血管壁内皮的完整性, 也有助于新血管的生长。Yano 等[4]研究发现, 血浆脂蛋白能够刺激人脐静脉内皮细胞的增殖和迁移。Okamoto 等[5]发现, 由激活的血小板释放的生物活性脂质( sphingosine 1-phosphate, Sph-1-P) 能明显地诱导人脐静脉内皮细胞的迁移, 但是细胞随机的移动也增加了。这种作用是通过Gi 和Rho得以实现的。此外血管内皮细胞生长因子( vascular endothelial growth factor, VEGF) 是影响内皮细胞迁移的重要物质。同时多种因子能促进VEGF 对内皮细胞的迁移作用[6, 7]。
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