腫瘤與低氧

點(diǎn)擊次數：2768 更新時(shí)間：2018-10-12

在實(shí)體瘤快速增長(cháng)的過(guò)程中，短時(shí)間內腫瘤細胞的快速增殖和腫瘤細胞周?chē)?生長(cháng)滯后，二者間形成一個(gè)矛盾體，由于無(wú)法為腫瘤細胞提供足夠的營(yíng)養和氧氣，導致腫瘤局部組織中形成缺血缺氧微環(huán)境。而低氧環(huán)境會(huì )影響細胞中的信號通路，進(jìn)而影響腫瘤細胞的增殖，血管生成以及侵襲轉移等。

低氧對信號通路的影響

細胞感受和應對低氧條件的關(guān)鍵信號通路是 HIF 信號通路，HIF 是活性受低氧誘導的轉錄因子，HIF 在常氧下被氧依賴(lài)性泛素蛋白酶降解，HIF 只有在低氧下積累，HIF 可調控多中下游靶基因，影響血管生成，糖脂代謝，細胞生長(cháng)，凋亡，遷移等多種過(guò)程，而這些與腫瘤發(fā)生密切相關(guān)。

低氧對血管生成的影響

新血管的生成是個(gè)復雜的過(guò)程，包括細胞外基質(zhì)的降解，內皮細胞遷移，脈管形成，細胞的再次排布到終新血管的成熟。低氧是誘導新血管生成主要因素，處于低氧環(huán)境中的腫瘤細胞由于 HIF 大量積累，而直接引起下游靶基因 VEGF-A(血管內皮生長(cháng)因子)的表達升高，進(jìn)而引發(fā)新血管的生成。

低氧對細胞增殖的影響

不同的低氧水平對腫瘤細胞的周期調控存在不同作用，例如輕微的低氧會(huì )促進(jìn)腫瘤細胞的增殖。而嚴重的低氧環(huán)境通過(guò)誘導內質(zhì)網(wǎng)應激和 DNA 損傷應激等機制阻滯細胞的增殖。

低氧對腫瘤細胞代謝的影響

細胞對低氧環(huán)境的適應在代謝方面主要表現為從有氧代謝轉向無(wú)氧代謝。低氧環(huán) 境會(huì )影響糖酵解相關(guān)基因，上調其蛋白水平或激酶活性，進(jìn)而加速糖酵解或抑制三羧酸循環(huán)過(guò)程。例如丙酮酸脫氫酶激酶 1 的表達在低氧條件下升高，抑制丙酮酸轉化為乙酰輔酶 A，導致三羧酸循環(huán)及線(xiàn)粒體氧化磷酸化的水平降低。

低氧對腫瘤細胞轉移的影響

腫瘤細胞轉移是一個(gè)復雜的過(guò)程，首先要經(jīng)歷上皮細胞向間充質(zhì)轉化的過(guò)程 (EMT)，在此過(guò)程中腫瘤細胞去極化，從而獲得像遠端遷移的能力。在低氧環(huán) 境下，HIF 的累積會(huì )上調 SNAIL，TWIST 和 E-cadherin 等的轉錄抑制因子，從而降低 E-cadherin 的蛋白水平，促進(jìn) EMT 的過(guò)程。

低氧會(huì )誘導 TGF-a 分泌增多，提高腫瘤細胞的運動(dòng)性。

實(shí)例 1:低氧對細胞增殖的影響

圖 1 低氧及常氧環(huán)境下細胞的增殖活性隨著(zhù)時(shí)間的變化
圖 2 低氧及常氧環(huán)境下細胞成球實(shí)驗及單克隆實(shí)驗檢測細胞成球能力及單克隆形成效率檢測
圖 3 低氧環(huán)境對 Wnt 經(jīng)典通路相關(guān)基因表達的影響
圖 4 低氧環(huán)境對 Wnt 經(jīng)典通路相關(guān)蛋白表達的影響

應用

醫院的腫瘤科，大學(xué)或科研單位的腫瘤研究所。
醫院消化內科，藥物所，中醫藥大學(xué)等，藥物活性與功能研究，某一物質(zhì)對
```
  腫瘤細胞生長(cháng)，增殖，凋亡等的影響。
```
臨床檢驗科做的一些腫瘤臨床試驗。
某些醫院的癌癥轉移中心或癌癥微環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗室。
各種癌癥研究所，例如肺癌研究所，結腸癌研究所。

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