研究背景在我国,胃癌、食管癌和肝癌是发病率和死亡率较高的常见肿瘤,而肺癌是发病率和死亡率最高的肿瘤,癌症已经成为非常重要的公共健康问题。当实体瘤的体积超过2-3mm3,需要血管生成维持自身生长和氧供,同时也为肿瘤细胞转移提供了途径。血管是分布最为广泛的器官,其结构相对简单,正常血管主要由血管内皮细胞、壁细胞(周细胞和平滑肌细胞)以及基底膜组成。肿瘤的新生血管存在结构和功能的异常。异常的肿瘤血管造成了肿瘤组织的低灌注,低灌注对肿瘤组织的影响包括:首先,组织低灌注加重组织缺氧且能够形成酸性的肿瘤微环境,加重肿瘤的恶性表型、筛选恶性细胞,增加肿瘤干细胞的增殖,诱导肿瘤细胞形成侵袭和转移能力更强的遗传表型;其次,低灌注不但阻碍了免疫细胞通过血管系统进入肿瘤组织,并且,低灌注造成的缺氧和酸性的肿瘤微环境也降低免疫细胞的杀伤活性;最后,低灌注降低治疗性药物的进入和活性氧的产生,造成化疗和放疗抵抗。麻省总医院的Jain RK教授于2001年提出使肿瘤血管结构和功能正常化联合化疗的治疗理念。这一理念被广泛应用于肿瘤的临床前研究和临床研究,并获得了不同程度的疗效。这可能与使用血管正常化的药物后,肿瘤血管结构和功能正常化,血管通透性降低、平滑肌细胞(或周细胞)的覆盖增多,灌注改善,提高肿瘤治疗中药物的输送有关。血管中平滑肌细胞的功能主要是促进血管成熟。其功能的发挥包括两个方面:一是募集而来的平滑肌细胞(或周细胞)能够进行增殖,覆盖在内皮细胞上促进内皮细胞的稳定;二是其自身通过分泌VEGF等保障内皮细胞的存活。调控周细胞或平滑肌细胞招募和成熟的信号有PDGF-β,ANG-1和Notch信号途径等。其中,Notch信号途径对血管发育和稳态维持具有重要作用,调控内皮细胞和平滑肌细胞的命运与功能。因此,我们提出的科学问题是在血管平滑肌细胞中特异性阻断Notch信号后对肿瘤生长的影响和机制的研究。研究目的明确Notch信号对肿瘤血管平滑肌细胞(VSMC)的调控作用,在血管平滑肌细胞中阻断Notch信号后,观察肿瘤本身的变化和肿瘤血管结构和功能的变化。研究方法1)使用在血管平滑肌细胞中敲除Notch核心转录因子RBP-J的Sm22Cre ER×RBP-J flox/flox(实验组)与Sm22Cre ER×RBP-J flox/+(对照组)小鼠,侧背部皮下接种LLC细胞,建立荷瘤小鼠模型。2)动态观察实验组与对照组肿瘤体积的变化;终点取材,称小鼠瘤重,得出肿瘤重量的变化。3)对取出的肿瘤标本进行组织学染色,观察实验组与对照组肿瘤组织血管结构和功能的变化。研究结果1)与对照组相比在小鼠血管平滑肌细胞中阻断Notch信号后,促进了路易斯肺癌的生长。2)与对照组相比在小鼠血管平滑肌细胞中阻断Notch信号后,路易斯肺癌组织中坏死面积和缺氧面积增大;但与对照组相比在血管平滑肌细胞中阻断Notch信号后肿瘤细胞的增殖和凋亡的差异无统计学意义。3)与对照组相比在小鼠血管平滑肌细胞中阻断Notch信号后,路易斯肺癌组织中的出血增加。4)与对照组相比在小鼠血管平滑肌细胞中阻断Notch信号后,路易斯肺癌组织中血管的平滑肌细胞覆盖减少。5)与对照组相比在小鼠血管平滑肌细胞中阻断Notch信号后,路易斯肺癌组织中血管的灌注不良。6)与对照组相比在小鼠血管平滑肌细胞中阻断Notch信号后,路易斯肺癌组织中血管内皮屏障的完整性变差。结论在血管平滑肌细胞中敲除Notch信号的关键转录因子RBP-J可以促进路易斯肺癌的生长,加重肿瘤组织内的缺氧和坏死。这可能是由于在肿瘤微环境中阻断Notch信号后,引起路易斯肺癌组织中血管的平滑肌细胞覆盖减少,造成新生的肿瘤血管的结构和功能的不正常,形成了缺氧和低PH的肿瘤微环境从而促进了肺癌的生长。