PLoS ONE: Funktionelle og strukturelle karakteristika af tumorangiogenese i lungekræft overudtrykker forskellige VEGF Isoformer vurderet af DCE- og SSCE-MRI

Abstrakt

De udtryk for forskellig vaskulær endotel vækstfaktor (VEGF) isoformer er forbundet med graden af ​​tumorindtrængen og patientens prognose i humane cancere. Vi antager, at forskellige VEGF-isoformer kan udøve forskellige effekter på de funktionelle og strukturelle karakteristika af tumor angiogenese. Vi brugte dynamisk kontrast-forstærket MRI (DCE-MRI) og steady state kontrast-forstærket MRI (SSCE-MRI) for at evaluere

in vivo

vaskulære funktioner (f.eks perfusion og permeabilitet) og strukturelle egenskaber (f.eks, vaskulær størrelse og kardensitet) af tumorangiogenese induceret af forskellige VEGF-isoformer (VEGF121, VEGF165, og VEGF189) i en murin xenograftmodel af human lungekræft. Tumorer overudtrykker VEGF189 var større end dem, der overudtrykker de to andre VEGF-isoformer.

K

trans kort fås fra DCE-MRI afslørede, at perfusionen og permeabilitet funktioner tumor mikrokar var højest i både fælg og centrale regioner i VEGF189-overekspression tumorer (

s

0,001 for både tumor fælg og kerne). Den relative fartøj tæthed og relative fartøj størrelse indekser afledt SSCE-MRI afslørede, at VEGF189-overekspression tumorer havde den mindste (

s

0,05) og den mest tætte (

s

0,01) mikrokar, som trængte dybt fra tumoren rand i kernen, efterfulgt af VEGF165-overepxressing tumor, hvis mikrokar blev placeret hovedsageligt i tumoren rand. Mikrokarrene laveste densitet blev fundet i VEGF121-overudtrykkende tumor; disse mikrokar havde en relativt stor lumen og blev fundet primært i tumoren rand. Vi konkluderer, at blandt de tre VEGF isoformer evalueret, VEGF189 inducerer de tættest spirende og mindste tumor mikrokar med den højeste

in vivo

perfusion og permeabilitet funktioner. Disse karakteristika tumor mikrokar kan bidrage til de rapporterede bivirkninger af VEGF189 overekspression på tumor progression, metastase, og patient overlevelse i flere humane kræftformer, herunder ikke-småcellet lungekræft, og tyder på, at anvendelse af aggressiv behandling kan være nødvendig i humane kræftformer i som VEGF189 er overudtrykt

Henvisning:. Yuan A, Lin CY, Chou CH, Shih CM, Chen CY, Cheng HW, et al. (2011) funktionelle og strukturelle Karakteristik af tumorangiogenese i lungekræft overekspression Forskellige VEGF Isoformer vurderet af DCE- og SSCE-MRI. PLoS ONE 6 (1): e16062. doi: 10,1371 /journal.pone.0016062

Redaktør: Eric J. Bernhard, National Cancer Institute, USA

Modtaget: August 16, 2010; Accepteret: December 7, 2010; Udgivet: 20 Jan 2011

Copyright: © 2011 Yuan et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Finansiering:. Undersøgelsen er finansieret af National Science Council (https://web1.nsc.gov.tw) indrømme nummer NSC 98-3112-B-001-019. De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

angiogenese er nødvendig for tumorvækst og metastase [1] [2], og det har vist sig, at høj tumorangiogenese aktivitet er forbundet med fremskreden tumorvækst, fjerne metastaser, og en negativ prognose i humane cancere [ ,,,0],3], [4]. Vaskulær endotelvækstfaktor (VEGF) er en potent angiogenese faktor under både fysiologiske og patologiske tilstande, og kan inducere tumorangiogenese [5], [6]. Det humane VEGF-gen (

VEGF-A

), som er placeret på kromosom 6p, indeholder otte exoner [7]. Alternativ splejsning af VEGF-genet giver anledning til flere isoformer. Tre større VEGF-A-isoformer (VEGF121, VEGF165, og VEGF189) er udtrykt i en række humane væv og tumorprøver [5], [8], og har differentielle biokemiske egenskaber og biologiske funktioner i fysiologisk angiogenese [9] – [13 ].

De biologiske funktioner af forskellige VEGF-A-isoformer i patologisk angiogenese, såsom tumor angiogenese, er stadig uklart. Adskillige undersøgelser, herunder vores tidligere undersøgelse har vist, at ekspressionen af ​​VEGF189 i en tumor er stærkt forbundet med en høj tumor mikrokar count, cancer metastase, og korte patientoverlevelse i flere humane cancere [14] – [16], og med den høj xenotransplantability af flere humane cancerceller i mus [17]. Men mekanismerne bag disse aktiviteter fortsat ukendt. Kun få studier har evalueret rollerne for de forskellige store VEGF-isoformer i fastlæggelsen funktioner tumor mikrovaskulatur og lette tumorigenese og tumor metastasering via tumor angiogenese.

Dynamisk kontrast-forstærket MRI (DCE-MRI) med udnyttelsen T1 kontrastmiddel Magnevist (Gd-DTPA, MW: 938 Dalton), er i stand til at levere en vaskulær funktionel parameter, det vaskulære transfer konstant (

K

trans), hvilket giver et mål for perfusion og permeabilitet af skibe [18] – [21]. Desuden steady state kontrast-forstærket MRI (SSCE-MRI) i kombination med T2 agent, Resovist (super paramagnetiske jernoxid (SPIO) partikler, størrelse: 45-60 nm), kan give strukturel information om mikrovaskulatur, nemlig den relative kardensitet indeks (rVDI) og den relative skibsstørrelse indeks (rVSI) [22] – [26]. MR er derfor hurtigt fremstår som en lovende metode til at vurdere vaskulær perfusion og permeabilitet, og mikro-kar-densitet (MVD) og størrelse

in vivo

i flere humane kræftformer [27] – [30].

vi antager, at forskellige VEGF-isoformer kan inducere tumorangiogenese med forskellige biologiske funktioner. Derfor brugte vi DCE- og SSCE-MRI til at evaluere de funktionelle og strukturelle karakteristika af tumorangiogenese i lungecancere overudtrykker en af ​​tre forskellige enkelt VEGF-isoformer (VEGF121, VEGF165 eller VEGF189) i en murin xenograftmodel. Formålet med denne undersøgelse var at teste, om

K

trans, rVDI, og rVSI af tumorangiogenese forskelligt for lungetumorer overudtrykker en af ​​tre forskellige VEGF-isoformer. Resultaterne vil bidrage til at belyse den rolle, som forskellige VEGF-isoformer i inducere tumorangiogenese, samspillet mellem struktur og funktion af tumorangiogenese, og mekanismerne bag sammenhængen mellem ekspressionen af ​​et specifikt VEGF isoform i en tumor og patientens kliniske resultat i humane kræftformer.

Resultater

Generation af stabile CL1-0 cellelinjer, der udtrykker forskellige VEGF-isoformer

Den forælder lungekræft cellelinje CL1-0 blev stabilt transficeret med VEGF121, VEGF165 eller VEGF189 isoform cDNA eller tom vektor (mock transficeret). Omkring 20 kloner af hver VEGF-isoform udtrykker celle blev analyseret, og et panel (dvs. VEGF121-3, VEGF165-C12, og VEGF189-A3) blev i sidste ende udvalgt til eksperimenter, da de viste lignende niveauer af VEGF isoform udtryk. Det rekombinante VEGF isoform-mRNA udtrykt af hver klon blev bekræftet ved real-time kvantitativ RT-PCR. Det rekombinante protein udtrykt blev også bekræftet ved Western blotting (fig. 1A), med de forventede molekylvægte være 18 kDa (VEGF121), 23 kDa (VEGF165), og 26 kDa (VEGF189). Mængden af ​​hver VEGF isoform i kultursupernatanten, som bestemt ved ELISA, var 1,14 × 10

2-2,9 × 10

2 ng /celle i en 48-timers periode. Den VEGF isoformer udtryk niveau

in vivo

i de implanterede tumorer bestemt ved real-time kvantitativ RT-PCR blev ens blandt tumorer overekspression en af ​​tre VEGF isoform (p = 0,953, en-vejs ANOVA) (Fig. 1B ).

A. Western blots af VEGF isoform proteinekspression i cellelysatet af humane CL1-0 lungecancerceller transficeret med enkelt forskellige VEGF isoform konstruktioner. Hver VEGF isoform protein omfattede et glycosyleret (øvre) og en uglycosyleret (lavere) protein. Tubulin blev anvendt som en intern kontrol. B. Kvantificering af VEGF mRNA-ekspression

in vivo

i tumor implantater af real-time kvantitativ revers transkription-PCR. Ekspressionsniveauet af VEGF isoform var ens blandt CL1-0 lungekræft cellelinier overudtrykker en af ​​tre VEGF-isoformer (p = 0,953, en-vejs ANOVA).

Tumorvoluminer og vækstkurver af VEGF -isoform-overekspression tumorer, som målt ved T2WI

mængden af ​​VEGF121-, VEGF165-, og VEGF189- overekspression tumorer, som målt på T2-vægtede billeder (fig. 2) steg fra dag 7 til dag 35 efter inokulering, hvorimod mock tumorer viste ingen signifikant stigning i tumorvolumen (mock tumor angiver tumoren stammer fra CL1-0 lungecancer-cellelinie transficeret med en tom vektor). kurve tumorvækst viste, at VEGF189- og VEGF165- overekspression tumorer voksede hurtigere end de andre (

n

= 6,

s

0,0001 via tovejs ANOVA, alle

p

værdier 0,001 ved Fishers

post hoc

test. figur 3). Vækstkurven viste også, at VEGF189- og VEGF165-overekspression tumorer voksede hurtigt og eksponentielt efter dag 21 (

s

0,05 ved Fishers

post hoc

test. Figur 3).

tumorvækst på CL1-0 cancerceller overudtrykker en af ​​tre VEGF-isoformer på forskellige tidspunkter i SCID-mus, estimeret under anvendelse T2WI. #, VEGF189 versus VEGF121 og mock tumorer; +, VEGF165 versus VEGF121 og mock tumorer; *, Sammenligning mellem forskellige isoform-udtrykkende og mock tumorer. Forskelle mellem VEGF-overekspression tumorer og mock tumorer var signifikant på

s

0,05 (én symbol),

s

0,01 (to symboler),

s

0,001 (tre symboler), og

s

. 0,0001 (fire symboler) niveauer

i slutningen af ​​dag 35, mængderne af de tumorxenoplantater var 141,1 ± 22,4 mm

3, 610.8 ± 87,8 mm

3, og 738.0 ± 116,1 mm

3 for VEGF121-, VEGF165-, og VEGF189-overekspression tumorer henholdsvis mens den for mock tumor xenograft var 37,4 ± 7,9 mm

3. De mængder af den VEGF165- og VEGF189-overekspression tumorer på dag 35 var signifikant større end for de mocktransfekterede og VEGF121-overekspression tumorer (Fig 3;. Alle

s

0,001 af Fishers

post hoc

test). Mængden af ​​VEGF189-overekspression tumor tendens til at være større end den VEGF165-overekspression tumor, men forskellen nåede ikke statistisk signifikans.

Perfusion og permeabilitet af tumor mikrokar vurderet af

K

trans kort på DCE-MRI

Figur 4A viser den tidsmæssige

K

trans kort for de tre VEGF-isoform-overekspression tumorer fra dag 7 til dag 35. forskellige angiogene mønstre af

K

trans blev observeret i de forskellige VEGF-overekspression og mock tumorer. På dag 35,

K

trans signal blev observeret hovedsageligt i tumor rand i mock-transficeret og VEGF121-overekspression tumorer, mens der i VEGF165-overekspression tumor,

K

trans signal blev placeret hovedsageligt i fælgen, med nogle i kernen. En væsentlig del af signalet der strækker sig fra kanten til kernen blev bemærket i VEGF189-overekspression tumor.

In vivo

tidsmæssig

K

trans kort og kvantitativ kurven for tumorxenografter af CL1-0 cancerceller overudtrykker en af ​​tre VEGF-isoformer på forskellige tidspunkter, vurderet af DCE-MRI. (A) Repræsentant

K

trans farvekort i de forskellige VEGF-overekspression og mocktransfekterede tumorer (indenfor stiplede cirkel) på forskellige tidspunkter, fra dag 7 til dag 35 efter implantation. Farven varierede fra blå (0 /min, laveste

K

trans) til rød (0,8 /min, højest

K

trans). B) Kvantitativ analyse af

K

trans værdier over tid i regionerne i hele tumor (øvre), tumor rand (i midten), og tumor kerne (lavere). #, VEGF189 versus andre isoformer og mock tumorer; +, VEGF165 versus VEGF121 og mock tumorer. Forskelle mellem VEGF-overekspression tumorer og mock tumorer var signifikant på

s

0,05 (én symbol),

s

0,01 (to symboler),

s

0,001 (tre symboler), og

s

0,0001 (fire symboler) niveauer. (C)

K

trans værdier på dag 35 i tumoren rand (øvre) og tumor kerne (i midten), og forholdet mellem

K

trans værdier mellem tumorkernen og tumor rand (lavere). Forskelle mellem VEGF-overekspression tumorer og mock tumorer var signifikant på *

s

0,05, **

s

0,01, ***

s

0,001, og ****

s

. 0,0001 niveauer

den tidsmæssige ændring i

K

trans værdier i hele, rim, og kernen i tumor steget markant efter dag 14 i VEGF189- og VEGF165-overekspression tumorer, mens der ikke var nogen signifikant stigning i

K

trans værdier for de mocktransfekterede og VEGF121-overekspression tumorer (fig . 4B). Det tidsmæssige

K

trans kurver var signifikant højere i VEGF189-overudtrykkende tumorer i hele tumoren (fig. 4B, øvre), tumor rand (fig. 4B, midten), og tumor kerne (Fig . 4B, lavere) end i de andre (alle

s

0,001 af Fishers

post hoc

test)

på dag 35,

K

trans værdier på fælgen og kernen af ​​tumorerne var 0,25 ± 0,07 /min og 0,06 ± 0,03 /min, henholdsvis for VEGF121-overekspression tumorer, 0,53 ± 0,08 /min og 0,28 ± 0,05 /min for VEGF165- overudtrykker tumorer, 0,88 ± 0,1 /min og 0,66 ± 0,12 /min i VEGF189-overekspression tumorer, og 0,19 ± 0,05 /min og 0,06 ± 0,02 /min for mock tumorxenografter (fig. 4C).

K

trans på dag 35 var signifikant højere i VEGF189-overekspression tumorer end i de andre tre typer (alle

s

0,01 til randen og

p

0,001 for kernen af ​​Fishers

post hoc

test. figur 4C, øvre, midten). Kernen /rand-forhold på

K

trans i VEGF189-overekspression tumorer på dag 35 var 0,73 ± 0,09, hvilket var betydeligt højere end i VEGF165- (0,53 ± 0,03) og VEGF121- (0,26 ± 0,08) overekspression tumorer og i de mock tumorxenoplantater (0,25 ± 0,05;

s

0,05,

s

0,0001, og

s

0,0001, henholdsvis ved Fishers

post hoc

test). Dette indikerer, at signalet fra

K

trans kort blev uddelt dybest fra fælgen til de centrale områder af VEGF189-overekspression tumorer (fig. 4C, lavere).

vaskulære strukturelle karakteristika for tumor angiogenese vurderet af rVDI og rVSI på SSCE-MRI

5A og B viser repræsentative kort over rVDI og rVSI henholdsvis i mock og forskellige VEGF-overekspression tumorer på dag 36. rVDI kort viser kun nogle få spredte kardensitet signaler i tumoren rand i en mock-transficeret tumor. Den VEGF189-overudtrykkende tumor udviser en høj densitet af mikrokar distribueres fra fælgen til kernen af ​​tumoren. I modsætning hertil VEGF121-overudtrykkende tumor udviser en lav densitet af mikrokar, der er begrænset til randen, og VEGF165-overudtrykkende tumor har en blandet lav og høj densitet af mikrokar, der er fordelt hovedsageligt i fælgen, med nogle i kernen ( fig. 5A). Som vist i det øverste panel i fig. 5C, den rVDI af hele tumoren var højest i VEGF189-overudtrykkende tumorer (0,26 ± 0,03 /s

1/3), mellemprodukt i VEGF165-overudtrykkende tumorer (0,17 ± 0,01 /s

1/3), og lavest i VEGF121-overekspression (0,11 ± 0,01 /s

1/3) og mock-transficeret (0,07 ± 0,02 /s

1/3) tumorer (alle

s

0,01 af Fishers

post hoc

test). I både fælgen og kernen, VEGF189-overekspression tumorer udstillet de højeste rVDI værdier blandt alle VEGF-isoform-overudtrykkende og mock-inficerede tumorer (fig. 5C, mellemste og nederste paneler).

In vivo

rVDI og rVSI kort og kvantitative kurver for tumorxenoplantater af CL1-0 cancerceller overeksprimerer en af ​​tre VEGF isoformer, vurderet af SSCE-MRI. Repræsentative kort i høj opløsning af (A) rVDI og (B) rVSI i de forskellige VEGF-overudtrykkende og mock tumorer på dag 36 efter tumorimplantation. I rVDI map, farven varierede fra blå (0 S

-1/3, laveste rVDI) til rød (0,4 S

-1/3, højeste rVDI). I rVSI kort, farven lå fra blå (0, laveste rVSI) til rød (30, højeste rVSI) .Quantitative analyse af (C) rVDI og (D) rVSI i hele tumoren (øvre), tumor kant (midten), eller tumor kerne (lavere). Forskelle mellem VEGF-overekspression tumorer og mock tumorer var signifikant på *

s

0,05, **

s

0,01, ***

s

0,001, og ****

s

. 0,0001 niveauer

rVSI kortet viser nogle få signaler i tumoren rand i mock tumor. Den rVSI kort viser også, at tumor mikrokar blev næsten alle store skibe i VEGF121-overekspression tumorer (i fælgen), blandet store og små i VEGF165-overekspression tumorer (hovedsagelig i fælgen med nogle i kernen), og næsten alle små i VEGF189-overudtrykkende tumorer (fra randen til kernen;. figur 5B).

Som vist i det øverste panel i fig. 5D, den rVSI af hele tumor var højest i VEGF121-overekspression tumorer (37,24 ± 4,88), mellemliggende i VEGF165-overekspression tumorer (28,84 ± 1,46), og lavest i VEGF189-overekspression (18,82 ± 2,27) og mock ( 9,84 ± 2,25) tumorer (alle

s

0,05 af Fishers

post hoc

test). I både fælgen og kernen, VEGF189-overekspression tumor havde den laveste rVSI blandt de VEGF-isoform-overekspression tumorer (fig. 5D, mellemste og nederste paneler).

Angiogenese fænotype af tumorer overekspression forskellige VEGF-isoformer ved immunhistokemisk farvning

ved lav effekt (fig. 6A, × 100), den immunhistokemiske farvning afslørede et lille antal mikrokar fordelt i periferien af ​​tumor reder af mock tumorer, og tættere tumor mikrokar fordelt hovedsagelig på periferi tumoren eller tumor reder i VEGF121- og VEGF165-overudtrykkende tumorer. I VEGF189-overudtrykkende tumorer, blev meget tætte mikrokar set ved både fælgen og i kernen.

Angiogenese fænotyper af mikrokar vurderet af immunhistokemisk farvning af tumorxenografter overudtrykker forskellige VEGF-isoformer. (A) immunhistokemisk farvning af tumor mikrokar (brun farve, × 100 i hovedpanelet, × 400 i indsat) i tumorxenoplantater. (B) Den mikrokar tæthed var højest i de VEGF189-overekspression tumorer, mellemliggende i VEGF165-overekspression tumorer, og lavest i de VEGF121-overekspression tumorer. (C) Antallet af fartøjer med en diameter større end 15 pm pr tumor sektion i tumoren xenograft var højest i VEGF121-overekspression tumorer, mellemliggende i VEGF165-overekspression tumorer, og lavest i de VEGF189-overekspression tumorer. Forskelle mellem VEGF-overekspression og mock tumorer var signifikant på *

s

0,05, **

s

0,01, ***

s

0,001 og ****

s

. 0,0001 niveauer

Ved høj effekt (. figur 6A, × 400, indsæt), VEGF121-overekspression tumorer havde flere store mikrokar med dilated lumen foruden de små-lumen mikrokar og VEGF165-overudtrykkende tumorer havde større mellemstore mikrokar. I modsætning hertil i VEGF189-overudtrykkende og mocktransfekterede tumorer, næsten alle de mikrokar havde en lille lumen.

MVD og antal store mikrokar i tumorxenoplantater på immunhistokemisk farvning

Som vist i fig. 6B, MVD målt fra immunhistokemisk farvning af CD31 var højest i VEGF189-overudtrykkende tumorer (100.00 ± 13.30 /mm

2), mellemprodukt i VEGF165-overudtrykkende tumorer (70,66 ± 6,84 /mm

2), og lavest i VEGF121-overekspression (40,07 ± 10,15 /mm

2) og mock-transficeret (29,98 ± 4,24 /mm

2) tumorer (alle

s

0,05 af Fishers

post hoc

test).

Som vist i fig. 6C, at antallet af fartøjer med en diameter større end 15 pm pr tumor sektion i tumoren xenograft var højest i VEGF121-overekspression tumorer (13,21 ± 0,95 /mm

2), mellemprodukt i VEGF165-overekspression tumorer (8,58 ± 1,11 /mm

2), og lavest i VEGF189-overekspression (5,58 ± 0,76 /mm

2) og mock-transficeret (3,21 ± 0,47 /mm

2) tumorer (alle

s

derfor, at indsamle mere fuldstændige data om ændringer i angiogene mikrovaskulær struktur og funktion kan lette forståelsen af ​​mekanismerne bag tumor angiogenese og dermed give terapeutiske implikationer.

K

trans, rVDI, og rVSI parametre opnået ved DCE- og SSCE-MR er i stand til at levere data om vaskulær perfusion og permeabilitet, fartøj tæthed og en beholder størrelse, hhv. Så vidt vi ved, er dette den første undersøgelse for at have brugt kontrast-forstærket MRI til at vurdere de funktionelle og strukturelle karakteristika af tumor mikrokar induceret af forskellige VEGF-isoformer

in vivo

, og for at have korreleret den funktionelle og strukturelle karakteristika af angiogenese i VEGF-isoform-overekspression tumorer.

forskellige VEGF-isoformer sigende udvise forskellige biokemiske egenskaber. VEGF121 er en kortere, ikke-heparinbindende surt protein og er frit diffunderbare, hvorimod VEGF165 og VEGF189 kan binde heparin og heparansulfatproteoglycaner (HSPGs) [13]. VEGF189 er ofte forbundet med celleoverfladen og ekstracellulær matrix, hvorimod VEGF165 er både et udskilt protein og er HSPG-associeret [13]. VEGF165 og VEGF189 hver har forskellige affiniteter for forskellige co- receptorer, såsom neuropilin-1 og neuropilin-2, og for HSPGs, såsom syndecan [14]. Nylige undersøgelser har vist, at forskellige VEGF-isoformer kan inducere tumorangiogenese udviser forskellige morfologiske karakteristika [31] – [34]. VEGF121- og VEGF165-induceret tumor mikrokar var forbundet med vasodilatation, mikrokar udbrud, og blødning [32]. I modsætning hertil kan VEGF189 fremkalde intense tumorangiogenese består af mindre, nydannede mikrokar [31], [33]. I denne undersøgelse vore data fra SSCE-MRI var i overensstemmelse med disse morfologiske fund. Vi yderligere demonstreret, at forskellige VEGF-isoformer kan inducere mikrokar med forskellige

in vivo

vaskulære funktioner, og at VEGF189-induceret angiogenese i lungecancere er kendetegnet ved de højeste perfusion og permeabilitetsegenskaber. Disse resultater antyder, VEGF189 kan inducere de mest tætte og mindste spiring tumor mikrokar, der har de højeste perfusion og permeabilitetsegenskaber blandt de tre VEGF-isoform-overudtrykkende tumorer undersøgt.

De præcise molekylære og biologiske mekanismer bag den anden morfologiske og funktionelle egenskaber tumor angiogenese fremkaldt af forskellige VEGF isoformer fortsat uklare; yderligere undersøgelse er nødvendig for at afklare dette. Nogle af de seneste undersøgelser har givet mulige forklaringer på disse forskelle. Ruhrberg

et al.

Viste, at i

VEGF

188/188

musehjerne, var der en stigning i endotel filopodia extensions, hvilket kan føre til øget vaskulær forgrening og spiring angiogenese [ ,,,0],35]. I modsætning hertil blev VEGF121 vist at mangle evnen til at inducere spiring angiogenese [35], men kun coopts forudeksisterende peritumor fartøjer og inducerer vasodilation. Vores MRI data giver solid dokumentation for de biologiske adfærdsmæssige forskelle på endothelceller stimuleret af forskellige VEGF-isoformer

in vivo

i tumor angiogenese. Der er også tegn på, at den molekylære signalering afviger mellem disse isoformer. VEGF165 og VEGF189 kan binde til VEGF co- receptorer, såsom neuropilin-1 og HSPGs, og disse bindinger kan ændre VEGF-signalering i endotelceller, kontrol biotilgængeligheden af ​​VEGF til VEGF-receptorer [36] – [38]. Aktiviteterne af VEGF189 i nuklear translokation [34] og krydstale af VEGF-signalveje med integriner [39] kan også påvirke de biologiske funktioner af forskellige VEGF-isoformer i tumorangiogenese. Forskellen celle biologiske funktioner og molekylære signal transduktioner også oversætte til de forskellige

in vivo

morfologiske og funktionelle egenskaber tumor angiogenese fremkaldt af forskellige VEGF-isoformer i humane kræftformer.

K

trans kortlægning viste, at

K

trans af mikrokar var højest i VEGF189-overekspression tumorer. Den høje

K

trans værdi VEGF189-overekspression tumorer kan tilskrives den højeste koncentration af mikrokar, som trænger dybt fra fælgen til kernen af ​​tumoren, som kan give en høj vaskulær perfusion funktion. Tidligere undersøgelser har vist, at VEGF189 kan øge vaskulær permeabilitet hud skibe og prolifererende intratumorale fartøjer, som vurderet af Mile vaskulære permeabilitet assay og Ig G farvning [13], [31]. Vores data er i overensstemmelse med disse resultater, og foreslår, at den stigende gennemtrængelighed kan bidrage til den højeste

K

trans værdi observeret i VEGF189-overekspression tumorer. Desuden har vores tidligere rapport vist, at blodgennemstrømningen (Fρ) blev mikrokar permeabilitet (PSρ) og blodvolumen (Vb) bestemt ved DCE-MRI steg alle signifikant i tumor overudtrykker VEGF 189 isoform [40]. Tozer

et al.

Nylig viste, at mus VEGF188 kan inducere smalle mikrokar med den største mikrokar længde, modstandsdygtighed over for blødning og modstandsdygtighed mod angiogenese agent terapi, men er associeret med tumorvaskulær løbetid [34]. Dette kan skyldes forskellige cellelinier, der skal anvendes til at overudtrykke VEGF isoform (fibrosarcoma cellelinie vs lungeadenocarcinom cellelinje), anden metode til eksperiment og anderledes model anvendes. Men begge undersøgelser viste de forskellige VEGF isoform har anden funktion, og dette kan bestemme de forskellige karakteristika af mikrokar i tumorer i forskellige organer. Selvom VEGF121-overekspression tumorer har større mikrokarrør diametre, som det fremgår af den høje rVSI, den tilsvarende

K

trans værdi er lav. Dette kan indikere, at

K

trans afhænger primært på rVDI snarere end rVSI. Det præcise forhold mellem

K

trans og rVSI eller rVDI kan være vanskeligt at afgøre, på grund af den komplicerede tumor microenvironmental fysiologi med overekspression af forskellige VEGF-isoformer. Alligevel

K

trans er blevet vist tidligere at være associeret med kardensitet. Tidligere data havde også vist, at stasis af blod vil forekomme i de forstørrede og snoede vaskulære rum.

Fordi VEGF121 er et korteste, ikke-heparinbindende surt protein, som er frit diffunderbart, vil de være udskilt fra celle til det udendørs miljø, når de syntetiseres. Mængden af ​​VEGF121-protein forblev i cellen formodes at være lavere sammenlignet med andre VEGF-isoformer, som har højere andel af VEGF proteiner forbliver i cellerne. Derfor kan tætheden af ​​VEGF121 proteinbånd i Western blot opnået fra cellelysat af CL1-0 cancerceller ikke stå for den totale mængde af VEGF121 proteiner syntetiseret eller mængden, der udskilles til omgivelserne. Vi har kvantificeret mængden af ​​VEGF-isoformer, der secerneres ud af cellen i supernatanten med ELISA, og resultaterne viste, at mængden af ​​VEGF121-protein i supernatanten blev svare til den mængde af de andre to VEGF-isoformer. Desuden har vi yderligere kvantificeret VEGF ekspressionsniveauet

in vivo

i tumoren implantater resektion fra SCID-mus under anvendelse af real-time kvantitativ RT-PCR, og resultatet viste ekspressionsniveauet af VEGF isoform var ens blandt tumorer fra CL1-0 lungekræft cellelinier overudtrykker en af ​​tre VEGF-isoformer (p = 0,953, en-vejs ANOVA) (fig. 1B). Derfor forskellene i tumorvækst og angiogene egenskaber mellem VEGF-isoformer i denne undersøgelse er på grund af anden funktion af VEGF-isoformer, i stedet for som følge af de forskellige ekspressionsniveauet af VEGF mellem forskellige VEGF-isoformer i tumorer.

vores undersøgelse, at VEGF189-induceret angiogenese havde den højeste MVD, trængt dybt fra tumoren rand til tumoren kerne, og havde de højeste perfusion og permeabilitet funktioner blandt tre forskellige VEGF-isoform-overudtrykkende tumortyper. Men den tumorstørrelse ikke signifikant forskellig mellem VEGF165- og VEGF189-overepxressing tumorer. Vi observerede levedygtigheden af ​​tumorerne ved hjælp af immunhistokemi og hematoxylin-eosin-farvning, og vi fandt, at det centrale nekrose er større for VEGF165-overekspression tumorer end for VEGF189-overudtrykkende tumorer. Dette indikerer, at på trods af at have tilsvarende samlede tumor volumen, den levedygtige del af tumor er større i VEGF189- end i VEGF165-overekspression tumorer. Dette indebærer også, at VEGF189-induceret mikrokar fungere bedre end VEGF165-induceret mikrokar i at bevare levedygtigheden af ​​tumorer.

Klinisk en forening er fundet mellem ekspressionen af ​​forskellige VEGF-isoformer i humane tumorer og forskellige klinisk-patologiske karakteristika og patient resultat. Tokunaga

et al.

[14], [41] viste, at patienter med tyktarmskræft, tumorer med VEGF189 mRNA-ekspression har en højere forekomst af levermetastaser, højere inddragelse af venerne, og er forbundet med en dårligere patient prognose end de, der mangler VEGF189 mRNA-ekspression. I vores egen undersøgelse [15] og andre [14] – [16], [41], [42], en høj tumor udtryk for VEGF189 var signifikant korreleret med store tumorer, avanceret klinisk udvikling, og systemisk metastase, og var en uafhængig prognose faktor i colorektal, renal celle, og ikke-småcellet cancere. Desuden Tokunaga

et al.

[17] viste, at VEGF189 ekspression er associeret med den øgede xenotransplantability af human esophageal cancer i huden af ​​mus. I den foreliggende undersøgelse, DCE-MRI afslørede en høj perfusion og permeabilitet funktion af tumor mikrokar, og SSCE-MRI afslørede en meget høj tæthed af små mikrokar gennemtrængende fra tumoren rand til kernen i VEGF189-overudtrykkende tumorer. Disse karakteristika tumor angiogenese kan give et godt udbud af næringsstoffer og O

2 for tumorvækst, og de meget gennemtrængelige, tætte mikrokar kan lette kræftcelle metastaser. Disse specifikke funktionelle og strukturelle karakteristika af VEGF189-induceret tumor angiogenese kan bidrage til den rapporterede øgede tumorigenese, høj forekomst af systemisk metastase, og negativ prognose af patienter og den høje xenotransplantability af menneskelige kræftformer, der overudtrykker VEGF189 [14] – [17], [ ,,,0],41], [42].

en traditionel metode, der anvendes til at evaluere tumor angiogenese en histologisk teknik kaldet MVD tælling i sektioner af tumorprøver.