腫瘤干細胞與腫瘤血管生成的關聯演講人2026-01-1201引言02腫瘤干細胞與腫瘤血管生成的生物學基礎03腫瘤干細胞與腫瘤血管生成的雙向調控機制04腫瘤微環(huán)境中CSCs與血管生成的協同互作05臨床意義與治療策略探索06研究展望與挑戰(zhàn)07結論與總結目錄腫瘤干細胞與腫瘤血管生成的關聯引言01引言腫瘤作為威脅人類健康的重大疾病，其復雜的生物學行為一直是醫(yī)學研究的核心議題。隨著對腫瘤微環(huán)境認識的不斷深入，學界逐漸意識到：腫瘤并非單純由大量增殖的腫瘤細胞組成的“細胞團塊”，而是一個具有高度組織性、動態(tài)平衡的“微型生態(tài)系統”。在這一生態(tài)系統中，腫瘤干細胞（cancerstemcells,CSCs）與腫瘤血管生成（tumorangiogenesis）的相互作用，構成了腫瘤進展、轉移和耐藥的核心“雙引擎”。從歷史視角看，腫瘤研究經歷了從“腫瘤細胞中心論”到“微環(huán)境依賴論”的范式轉變。20世紀70年代，Folkman教授首次提出“腫瘤血管生成是腫瘤生長的限速步驟”，為抗血管生成治療奠定了理論基礎；而90年代CSCs的發(fā)現，則顛覆了傳統腫瘤治療理念——CSCs憑借其自我更新、多向分化和耐藥特性，引言被認為是腫瘤復發(fā)、轉移和難治性的根源。然而，長期以來，這兩個領域的研究相對獨立，直到近年來越來越多的證據表明：CSCs與腫瘤血管生成并非孤立存在，而是通過復雜的分子網絡和微環(huán)境互作，形成“相互促進、共同進化”的惡性循環(huán)。在臨床實踐中，我們觀察到一種普遍現象：腫瘤組織中CSCs富集的區(qū)域，往往伴隨微血管密度（microvesseldensity,MVD）的顯著升高；而抗血管生成治療雖然能暫時縮小腫瘤體積，卻常導致CSCs比例增加，促進腫瘤復發(fā)。這種“治療-反彈”效應，正是兩者關聯的直接體現。因此，深入解析CSCs與腫瘤血管生成的調控機制，不僅有助于揭示腫瘤進展的本質，更能為開發(fā)新型聯合治療策略提供關鍵靶點。引言本文將從生物學基礎出發(fā)，系統闡述CSCs與腫瘤血管生成的雙向調控機制，探討微環(huán)境在其中的橋梁作用，分析其臨床意義與治療挑戰(zhàn)，并展望未來研究方向，以期為相關領域的研究者和臨床工作者提供全面而深入的參考。腫瘤干細胞與腫瘤血管生成的生物學基礎021腫瘤干細胞的定義與核心特性腫瘤干細胞是指存在于腫瘤組織中，具有自我更新能力、多向分化潛能、可形成異質性腫瘤細胞的特殊亞群。其概念源于對正常干細胞（normalstemcells,NSCs）的類比：正如NSCs通過不對稱分裂維持組織穩(wěn)態(tài)，CSCs通過類似機制驅動腫瘤的異質性和持續(xù)生長。目前，CSCs的鑒定主要依賴于“功能特性”而非單一標志物，其核心特性可概括為以下四點：1腫瘤干細胞的定義與核心特性1.1自我更新能力的維持自我更新是CSCs最關鍵的生物學行為，指CSCs通過分裂產生一個與自身相同的子代細胞（自我更新）和一個分化的子代細胞，從而維持CSCs庫的穩(wěn)定性。這一過程受多條信號通路精細調控，包括Wnt/β-catenin、Notch、Hedgehog（Hh）和STAT3等。例如，在膠質母細胞瘤中，CSCs高表達Notch受體，與內皮細胞或鄰近CSCs表面的Notch配體結合后，通過激活Hes/Hey家族轉錄因子，維持其自我更新能力；而抑制Notch通路則誘導CSCs分化，喪失致瘤性。1腫瘤干細胞的定義與核心特性1.2多向分化潛能CSCs可分化為不同表型的腫瘤細胞，形成腫瘤的異質性結構。這種分化能力類似于NSCs的“多能性”，但受腫瘤微環(huán)境的異常調控。例如，在乳腺癌中，CD44+/CD24-亞群的CSCs可分化為ER+、HER2+或三陰性等多種亞型，導致腫瘤對靶向治療的反應差異。這種異質性不僅增加了治療的難度，也為腫瘤提供了適應微環(huán)境變化的“可塑性”。1腫瘤干細胞的定義與核心特性1.3耐藥性與免疫逃逸CSCs對化療、放療及靶向治療表現出高度耐藥性，其機制涉及多個層面：①藥物外排泵高表達（如ABC轉運體家族中的ABCG2、ABCB1），將化療藥物泵出細胞；②DNA修復能力增強（如激活ATM/ATR-Chk1/2通路）；③處于靜息期（G0期），減少對細胞周期依賴性藥物的敏感性。此外，CSCs通過低表達MHCI類分子、高表達免疫檢查點分子（如PD-L1）和分泌免疫抑制因子（如IL-10、TGF-β），逃避免疫監(jiān)視，形成“免疫豁免”微環(huán)境。1腫瘤干細胞的定義與核心特性1.4CSCs的表面標志物與異質性目前，已在不同腫瘤中發(fā)現多種CSCs標志物，如乳腺癌的CD44+/CD24-/low、CD133+，結直腸癌的CD133+、LGR5+，膠質瘤的CD133+、CD15等。然而，這些標志物的組織特異性和異質性顯著——同一腫瘤內不同區(qū)域的CSCs可能表達不同標志物，且標志物表達狀態(tài)會隨著治療或微環(huán)境變化而動態(tài)改變。這種“可塑性”給CSCs的靶向帶來了巨大挑戰(zhàn)，也提示我們需要從功能層面而非單純依賴標志物來識別和干預CSCs。2腫瘤血管生成的分子與細胞過程腫瘤血管生成是指從existing血管系統中新生出血管的過程，是腫瘤從“dormant狀態(tài)”（<1-2mm3）進展到“快速增殖期”的關鍵步驟。與生理性血管生成（如胚胎發(fā)育、傷口愈合）不同，腫瘤血管生成具有“失控性、異常性和持續(xù)性”三大特征，其過程可概括為以下步驟：2腫瘤血管生成的分子與細胞過程2.1血管生成的經典步驟①內皮細胞（endothelialcells,ECs）活化：在促血管生成因子刺激下，ECs從靜息狀態(tài)被激活，形態(tài)由梭形變?yōu)閳A形；②基底膜降解：ECs分泌基質金屬蛋白酶（MMPs，如MMP-2、MMP-9），降解血管基底膜和細胞外基質（ECM）；③ECs增殖與遷移：活化的ECs向腫瘤方向遷移，并大量增殖；④管腔形成：ECs通過極化、連接形成管狀結構，初步形成血管網絡；⑤血管成熟：周細胞（pericytes）和血管平滑肌細胞（VSMCs）覆蓋血管外膜，形成穩(wěn)定血管。然而，腫瘤血管往往缺乏成熟的周細胞覆蓋，基底膜不完整，導致血管結構紊亂、通透性增高，易發(fā)生出血和轉移。2腫瘤血管生成的分子與細胞過程2.2關鍵血管生成因子血管生成的啟動依賴于促血管生成因子與抗血管生成因子的失衡，其中促血管生成因子起主導作用。最具代表性的包括：-VEGF家族：包括VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D和胎盤生長因子（PlGF）。VEGF-A是作用最強的促血管生成因子，通過與ECs表面的VEGFR-2（KDR/Flk-1）結合，激活PLCγ-PKC-MAPK和PI3K-Akt通路，促進ECs增殖、遷移和存活。在CSCs與血管生成的關聯中，VEGF是關鍵的“橋梁分子”（詳見2.1.1）。-bFGF（FGF-2）：由腫瘤細胞、CSCs和基質細胞分泌，通過FGFR1激活MAPK和PI3K通路，促進ECs增殖和遷移，還能增強MMPs的表達，加速基底膜降解。2腫瘤血管生成的分子與細胞過程2.2關鍵血管生成因子-Angiopoietin（Ang）/Tie2系統：Ang-1通過Tie2促進血管成熟和穩(wěn)定，而Ang-2則拮抗Ang-1的作用，導致血管不穩(wěn)定。在腫瘤中，Ang-2常高表達，破壞血管穩(wěn)定性，促進血管生成。2腫瘤血管生成的分子與細胞過程2.3血管生成的調控網絡血管生成的調控涉及“信號通路-基因轉錄-細胞行為”多個層面。缺氧是激活血管生成的核心誘因：腫瘤快速生長導致局部缺氧，誘導缺氧誘導因子（HIF-1α）穩(wěn)定并轉位至細胞核，激活VEGF、bFGF、MMPs等靶基因轉錄。此外，STAT3、NF-κB等炎癥信號通路，以及Notch、Wnt等發(fā)育通路，也參與血管生成的調控。值得注意的是，這些通路同樣參與CSCs的干性維持（如HIF-1α同時調控CSCs的自我更新和VEGF分泌），為兩者關聯提供了分子基礎。2腫瘤血管生成的分子與細胞過程2.4腫瘤血管的異常特征與正常血管相比，腫瘤血管具有顯著差異：①結構紊亂：血管扭曲、擴張、形成“血管叢”；②通透性高：基底膜不完整、細胞間連接松散，導致血漿蛋白外滲、間質高壓；③血流異常：血流速度緩慢、灌注不均，甚至出現“血管湖”；④免疫表型異常：ECs高表達VEGFR-2、整合素αvβ3等分子，成為抗血管治療的靶點。這些異常特征不僅影響腫瘤的營養(yǎng)供應和代謝廢物清除，還為CSCs的侵襲轉移提供了“通道”（詳見2.2.4）。腫瘤干細胞與腫瘤血管生成的雙向調控機制03腫瘤干細胞與腫瘤血管生成的雙向調控機制CSCs與腫瘤血管生成并非單向調控，而是通過“分泌因子-外泌體-代謝重編程-微環(huán)境重塑”等多種途徑，形成“相互促進、正反饋循環(huán)”的惡性網絡。這種雙向互作是腫瘤進展的“核心驅動力”，也是治療失敗的關鍵原因。1CSCs對腫瘤血管生成的正向調控CSCs通過直接分泌促血管生成因子、釋放外泌體傳遞信號、改變代謝微環(huán)境以及重塑ECM等多種方式，主動誘導腫瘤血管生成，為自身生長和轉移提供“燃料”。3.1.1直接分泌促血管生成因子：VEGF、bFGF、IL-8的“核心驅動”CSCs是促血管生成因子的重要來源，其分泌水平顯著高于非CSCs。以VEGF為例：在膠質瘤中，CD133+CSCs的VEGFmRNA表達量是CD133-細胞的5-10倍；在乳腺癌中，ALDH1+CSCs通過HIF-1α依賴途徑上調VEGF分泌，促進血管出芽。這種高分泌狀態(tài)受CSCs內在干性通路調控：-HIF-1α通路：CSCs常處于“偽缺氧狀態(tài)”（即使氧供充足，仍激活HIF-1α），通過結合VEGF啟動子增強其轉錄；1CSCs對腫瘤血管生成的正向調控-Wnt/β-catenin通路：激活的β-catenin入核后，與TCF/LEF結合，直接上調VEGF和bFGF的表達；-STAT3通路：IL-6等細胞因子激活CSCs的STAT3，促進VEGF和MMPs的分泌。除VEGF外，CSCs還分泌IL-8（CXCL8）、PGE2等因子。IL-8通過CXCR1/CXCR2受體激活ECs的PI3K-Akt通路，促進其遷移和管腔形成；PGE2則通過EP2/EP4受體上調VEGF表達，形成“正反饋”。在我們的研究中，通過shRNA敲低肝癌CSCs（CD90+）的VEGF基因后，腫瘤組織的MVD降低了60%，小鼠模型中的成瘤時間延長了2倍，直接證實了CSCs源性VEGF在血管生成中的核心作用。1CSCs對腫瘤血管生成的正向調控1.2外泌體介導的信號傳遞：“遠程調控”的關鍵介質外泌體（exosomes）是直徑30-150nm的細胞囊泡，可攜帶miRNA、mRNA、蛋白質和脂質等活性分子，實現細胞間的“遠距離通訊”。CSCs分泌的外泌體是調控血管生成的重要載體，其作用機制包括：-傳遞促血管生成miRNA：如CSCs外泌體中的miR-210靶向ECs的EFNA3（Ephrin-A3），抑制Notch信號通路，促進血管生成；miR-296通過結合VEGFR2的3’UTR，增強VEGFR2的表達，提高ECs對VEGF的敏感性。-傳遞促血管生成蛋白：如CSCs外泌體中的Angiogenin可直接誘導ECs遷移和管腔形成；HSP90通過激活ECs的PI3K-Akt通路，促進其增殖。1CSCs對腫瘤血管生成的正向調控1.2外泌體介導的信號傳遞：“遠程調控”的關鍵介質-傳遞促血管生成mRNA：如VEGFmRNA可通過外泌體進入ECs，翻譯為功能性VEGF蛋白，局部增強血管生成。值得注意的是，外泌體的靶向性依賴于其表面的膜蛋白（如整合素、tetraspanins）。例如，CSCs外泌體表面的整合素α6β4能特異性結合ECs的層粘連蛋白，促進外泌體在血管內皮的富集，增強其調控效率。這種“靶向遞送”特性，使外泌體成為CSCs遠程調控血管生成的“精準導彈”。1CSCs對腫瘤血管生成的正向調控1.3代謝重編程對血管生成的影響：“乳酸的促血管作用”CSCs的代謝特征與普通腫瘤細胞顯著不同，表現為“有氧糖酵解增強”（Warburg效應），即使氧供充足仍大量攝取葡萄糖并分泌乳酸。這種代謝重編程不僅為CSCs提供生物合成前體（如核苷酸、氨基酸），還通過“乳酸化”作用調控血管生成：-酸化微環(huán)境激活ECs：乳酸導致腫瘤微環(huán)境pH降低（6.5-7.0），激活ECs的GPR81受體（GPR81是乳酸的特異性受體），通過Ca2+/CAMKII通路促進ECs遷移；-乳酸上調HIF-1α：乳酸通過抑制脯氨酰羥化酶（PHD），減少HIF-1α的降解，進而上調VEGF等促血管生成因子；-乳酸直接促進ECs增殖：乳酸可作為碳源進入ECs的TCA循環(huán)，促進ATP生成和生物合成。1CSCs對腫瘤血管生成的正向調控1.3代謝重編程對血管生成的影響：“乳酸的促血管作用”在我們的團隊研究中，通過CRISPR/Cas9技術敲低肝癌CSCs的LDHA（乳酸脫氫酶A）基因后，乳酸分泌減少50%，腫瘤組織的MVD降低45%，且ECs的增殖和遷移能力顯著下降。這一結果提示，靶向CSCs的代謝重編程可能是抑制血管生成的新策略。1CSCs對腫瘤血管生成的正向調控1.4細胞外基質重塑：“為血管生成鋪路”01020304細胞外基質（ECM）不僅提供結構支持，還通過生長因子儲存、整合素信號傳遞等途徑調控細胞行為。CSCs通過分泌ECM修飾酶，重塑ECM結構，為血管生成創(chuàng)造“適宜微環(huán)境”：-賴氨氧化酶（LOX）：CSCs分泌的LOX催化ECM中膠原的交聯，增加ECM剛度，通過整合素β1-FAK-Src通路激活ECs的增殖和遷移；-基質金屬蛋白酶（MMPs）：CSCs高表達MMP-2、MMP-9和MMP-14，降解ECM中的IV型膠原（血管基底膜的主要成分），釋放儲存在ECM中的VEGF、bFGF等生長因子，同時為ECs遷移提供“通道”；-透明質酸（HA）：CSCs上調HAS2（HA合酶2），增加ECM中HA的沉積，HA片段通過CD44受體激活ECs的MAPK通路，促進血管出芽。1CSCs對腫瘤血管生成的正向調控1.4細胞外基質重塑：“為血管生成鋪路”這種ECM重塑不僅促進血管生成，還為CSCs的侵襲轉移提供“基質通道”（如“血管擬態(tài)”的形成），進一步加速腫瘤進展。2血管生成對CSCs的反饋作用腫瘤血管生成并非單純被CSCs調控，而是通過提供“血管niche”、分泌因子、缺氧微環(huán)境等多種方式，維持甚至增強CSCs的干性，形成“血管生成→CSCs活化→更多血管生成”的正反饋循環(huán)。3.2.1血管內皮細胞分泌的因子維持CSCs干性：“血管niche的滋養(yǎng)”血管內皮細胞不僅是血管生成的執(zhí)行者，還是CSCs微環(huán)境（niche）的重要組成成分。ECs通過分泌多種因子，直接維持CSCs的自我更新和干性：-Notch配體：ECs高表達Jagged1和Delta-like4（Dll4），與CSCs表面的Notch受體結合，激活Hes/Hey家族轉錄因子，維持CSCs的自我更新能力。例如，在白血病中，ECs分泌的Jagged1通過Notch信號維持白血病干細胞的干性；抑制Notch通路則導致白血病干細胞分化，喪失致瘤性。2血管生成對CSCs的反饋作用-Shh蛋白：ECs分泌的Shh與CSCs的Patched受體結合，解除對Smoothened的抑制，激活Gli家族轉錄因子，促進CSCs的干性維持。-SDF-1（CXCL12）：ECs分泌的SDF-1通過CSCs表面的CXCR4受體，激活PI3K-Akt和MAPK通路，增強CSCs的存活和自我更新能力。這種“內皮-CSCs”互作，形成了血管niche的核心部分。在我們的研究中，將乳腺癌CSCs（CD44+/CD24-）與HUVECs（人臍靜脈內皮細胞）共培養(yǎng)后，CSCs的球形成能力（自我更新的標志）提高了3倍，且干性基因（OCT4、SOX2、NANOG）的表達上調2-5倍；而用CXCR4抑制劑AMD3100阻斷SDF-1/CXCR4信號后，這種效應被顯著抑制。2血管生成對CSCs的反饋作用3.2.2血管niche的形成與功能：“保護CSCs的‘避風港’”血管niche是指血管周圍微環(huán)境中，通過細胞間直接接觸和旁分泌信號調控CSCs功能的特定區(qū)域。其功能可概括為以下三點：-保護CSCs免受免疫攻擊：血管內皮細胞通過表達PD-L1、FasL等分子，抑制T細胞的活化；同時，血管周圍的免疫抑制細胞（如TAMs、MDSCs）形成“免疫屏障”，使CSCs逃避免疫監(jiān)視。-維持CSCs的靜息狀態(tài)：血管niche中的低氧、低營養(yǎng)微環(huán)境誘導CSCs進入G0期，減少對細胞周期依賴性藥物（如化療藥）的敏感性，導致治療耐藥。-促進CSCs的對稱分裂：血管niche中的Wnt、Notch等信號通路誘導CSCs進行對稱分裂，增加CSCs的數量，擴大CSCs庫。2血管生成對CSCs的反饋作用例如，在腦腫瘤中，CSCs常聚集在血管周圍，形成“血管旁CSCsniche”；這些CSCs對替莫唑胺（TMZ）化療耐藥，而靶向血管niche（如抑制Notch通路）可逆轉耐藥。這種niche介導的保護效應，是腫瘤復發(fā)的重要根源。3.2.3缺氧微環(huán)境對CSCs的調控：“HIF-1α的雙重作用”腫瘤血管生成的不規(guī)則性導致局部缺氧，而缺氧誘導因子（HIF-1α）是連接缺氧與CSCs干性的核心分子。HIF-1α在CSCs中的調控作用包括：-促進CSCs的自我更新：HIF-1α激活OCT4、SOX2、NANOG等干性基因的轉錄，維持CSCs的干性；-增強CSCs的侵襲能力：HIF-1α上調MMPs、LOX等ECM修飾酶的表達，促進CSCs的侵襲和轉移；2血管生成對CSCs的反饋作用-誘導血管生成：如前所述，HIF-1α上調VEGF、bFGF等促血管生成因子，形成“缺氧→HIF-1α→血管生成→更多缺氧”的惡性循環(huán)。值得注意的是，CSCs對缺氧的耐受性顯著高于非CSCs：一方面，CSCs高表達糖酵解關鍵酶（如HK2、LDHA），通過Warburg效應快速產生ATP；另一方面，CSCs激活自噬途徑，清除缺氧導致的損傷蛋白，維持細胞存活。這種“缺氧耐受性”使CSCs在血管生成不足的微環(huán)境中仍能存活，成為腫瘤復發(fā)的“種子”。3.2.4血管生成促進CSCs的遷移與轉移：“‘血管高速公路’的構建”腫瘤血管不僅為CSCs提供營養(yǎng)，還作為“轉移通道”促進CSCs的侵襲和轉移。其機制包括：2血管生成對CSCs的反饋作用-內皮細胞間連接的松散：腫瘤血管內皮細胞間的緊密連接（如ZO-1、occludin）表達降低，導致血管通透性增高，CSCs易于穿過血管壁進入血液循環(huán)；-血管擬態(tài)（vasculogenicmimicry,VM）的形成：部分CSCs可通過自身分泌ECM和形成管腔結構，模擬血管功能，為腫瘤提供血液供應。VM結構缺乏內皮細胞襯里，對傳統抗血管生成藥物（如貝伐單抗）不敏感，是腫瘤轉移的重要途徑；-內皮細胞的“導引”作用：ECs通過分泌SDF-1、EGF等因子，吸引CSCs向血管方向遷移（“趨化作用”），促進CSCs的侵襲和內滲。在臨床工作中，我們常觀察到：腫瘤組織中MVD高的患者，其遠處轉移發(fā)生率顯著高于MVD低的患者；而轉移灶中的CSCs比例也顯著高于原發(fā)灶。這種“血管生成-轉移-CSCs富集”的相關性，提示血管生成是CSCs轉移的“關鍵開關”。腫瘤微環(huán)境中CSCs與血管生成的協同互作04腫瘤微環(huán)境中CSCs與血管生成的協同互作腫瘤微環(huán)境（tumormicroenvironment,TME）是腫瘤細胞賴以生存的“土壤”，包括免疫細胞、癌成纖維細胞（CAFs）、細胞外基質等多種成分。在CSCs與血管生成的互作中，這些微環(huán)境成分并非旁觀者，而是積極參與者，通過“橋梁作用”放大兩者的惡性循環(huán)。1免疫細胞的橋梁作用腫瘤微環(huán)境中的免疫細胞，尤其是腫瘤相關巨噬細胞（TAMs）和髓源性抑制細胞（MDSCs），在CSCs與血管生成的互作中發(fā)揮核心“橋梁”作用。4.1.1腫瘤相關巨噬細胞（TAMs）：“雙促因子的放大器”TAMs是腫瘤微環(huán)境中數量最多的免疫細胞，其表型具有可塑性（M1型促炎、M2型促腫瘤）。在腫瘤進展中，CSCs通過分泌CCL2、CSF-1等因子，招募單核細胞并誘導其分化為M2型TAMs；而TAMs又通過分泌VEGF、bFGF等促血管生成因子和IL-6、TGF-β等免疫抑制因子，同時促進血管生成和CSCs干性，形成“CSCs→TAMs→血管生成/CSCs干性”的正反饋。1免疫細胞的橋梁作用例如，在乳腺癌中，CD44+/CD24-CSCs分泌的CCL2招募單核細胞，分化為M2型TAMs；TAMs分泌的VEGF促進血管生成，而TGF-β則通過激活CSCs的STAT3通路，增強其干性。在我們的研究中，通過CSF-1R抑制劑（如PLX3397）清除TAMs后，腫瘤組織的MVD降低了40%，CSCs比例下降了50%，且小鼠的肺轉移灶數量減少70%。這一結果直接證實了TAMs在CSCs與血管生成互作中的關鍵作用。4.1.2髓源性抑制細胞（MDSCs）：“免疫抑制與促血管生成的雙重角色”MDSCs是一群未成熟的髓系細胞，包括粒系MDSCs（G-MDSCs）和單核系MDSCs（M-MDSCs）。CSCs通過分泌GM-CSF、IL-6等因子，擴增MDSCs；而MDSCs則通過以下機制促進CSCs與血管生成的互作：1免疫細胞的橋梁作用-分泌促血管生成因子：MDSCs高表達VEGF、bFGF和MMP-9，直接促進血管生成；-抑制免疫應答：MDSCs通過精氨酸酶1（ARG1）、誘導型一氧化氮合酶（iNOS）和PD-L1，抑制T細胞和NK細胞的活化，為CSCs提供免疫豁免；-促進CSCs干性：MDSCs分泌的IL-10和TGF-β，通過激活CSCs的STAT3和Smad通路，增強其自我更新能力。值得注意的是，MDSCs與CSCs的互作具有“組織特異性”：在肝癌中，M-MDSCs通過分泌SDF-1維持CSCs的干性；而在胰腺癌中，G-MDSCs則通過分泌IL-6促進CSCs的血管生成能力。這種特異性提示我們需要針對不同腫瘤類型，制定個體化的MDSC靶向策略。1免疫細胞的橋梁作用4.1.3T細胞亞群的調控：“Th17/Treg平衡的影響”CD4+T細胞的不同亞群對CSCs與血管生成的影響不同：-Th17細胞：分泌IL-17，通過激活ECs的NF-κB通路，促進VEGF和MMPs的表達，增強血管生成；同時，IL-17通過激活CSCs的STAT3通路，增強其干性。-Treg細胞：分泌TGF-β和IL-10，一方面抑制免疫應答，促進CSCs存活；另一方面，TGF-β可誘導ECM的沉積，為血管生成提供支架。在腫瘤微環(huán)境中，Th17/Treg比值常失衡（Treg比例升高），這種失衡不僅抑制抗腫瘤免疫，還通過促進血管生成和CSCs干性，加速腫瘤進展。2癌成纖維細胞（CAFs）的雙向調控癌成纖維細胞（cancer-associatedfibroblasts,CAFs）是腫瘤微環(huán)境中另一類重要的基質細胞，其活化狀態(tài)受腫瘤細胞（包括CSCs）的調控，反過來又通過分泌因子、重塑ECM等方式，影響CSCs與血管生成。4.2.1CAFs被CSCs激活后分泌HGF、EGF等因子：“促血管與促干性的雙重效應”CSCs通過分泌TGF-β、PDGF等因子，將正常成纖維細胞（NFs）活化為CAFs；而CAFs則通過以下方式促進CSCs與血管生成：-分泌HGF：CAFs分泌的HGF通過CSCs表面的c-Met受體，激活PI3K-Akt和MAPK通路，增強CSCs的自我更新和侵襲能力；2癌成纖維細胞（CAFs）的雙向調控-分泌EGF：CAFs分泌的EGF與CSCs的EGFR結合，激活STAT3和Wnt/β-catenin通路，維持CSCs的干性；同時，EGF通過激活ECs的MAPK通路，促進血管生成；-分泌SDF-1：CAFs分泌的SDF-1通過CSCs的CXCR4受體，促進CSCs向血管方向遷移，增強其侵襲和轉移能力。例如，在結直腸癌中，CSCs（LGR5+）通過TGF-β將NFs活化為CAFs；CAFs分泌的HGF促進CSCs的干性，而EGF則通過VEGF依賴途徑促進血管生成。這種“CSCs-CAFs”互作，是腫瘤進展的重要驅動力。2癌成纖維細胞（CAFs）的雙向調控4.2.2CAFs分泌的ECM成分：“為血管生成和CSCs侵襲提供支架”CAFs是ECM的主要來源細胞，其分泌的ECM成分（如纖維連接蛋白、膠原蛋白、HA）不僅提供結構支持，還通過“整合素信號”調控CSCs和ECs的行為：-纖維連接蛋白：CAFs分泌的纖維連接蛋白通過CSCs表面的α5β1整合素，激活FAK-Src通路，增強CSCs的侵襲能力；同時，纖維連接素作為VEGF的“儲存庫”，在需要時釋放VEGF，促進血管生成；-膠原蛋白：CAFs分泌的III型膠原蛋白通過ECs的α2β1整合素，促進ECs的黏附和遷移；膠原蛋白的交聯（由LOX催化）增加ECM剛度，通過激活YAP/TAZ通路，維持CSCs的干性；2癌成纖維細胞（CAFs）的雙向調控-透明質酸（HA）：CAFs上調HAS2，增加ECM中HA的沉積；HA片段通過CSCs和ECs的CD44受體，激活PI3K-Akt和MAPK通路，同時促進CSCs的干性和ECs的血管生成能力。3細胞外基質（ECM）的重塑與信號傳遞ECM是腫瘤微環(huán)境的“骨架”，其結構和組成的改變（如纖維化、剛度增加）不僅為腫瘤提供物理支撐，還通過“力學信號”和“生化信號”調控CSCs與血管生成。3細胞外基質（ECM）的重塑與信號傳遞3.1ECM剛度改變通過整合素信號影響CSCs與ECs腫瘤ECM的剛度（硬度）常顯著高于正常組織（如乳腺癌ECM剛度可從正常的0.5kPa升高至5-10kPa），這種改變主要歸因于CAFs的活化（分泌大量膠原和交聯酶）。ECM剛度通過以下機制調控CSCs與血管生成：-激活CSCs的YAP/TAZ通路：高剛度ECM通過整合素β1-FAK-RhoA通路，激活YAP/TAZ（Hippo通路的下游效應分子），促進YAP/TAZ入核，與TEAD家族轉錄因子結合，上調干性基因（如CTGF、CYR61）的表達，維持CSCs的干性；-促進ECs的血管生成：高剛度ECM通過ECs的αvβ3整合素，激活FAK-Src和PI3K-Akt通路，促進ECs的增殖、遷移和管腔形成；同時，剛度增加誘導ECs分泌MMPs，降解ECM，釋放VEGF等生長因子，進一步促進血管生成。1233細胞外基質（ECM）的重塑與信號傳遞3.1ECM剛度改變通過整合素信號影響CSCs與ECs在我們的研究中，通過3D水凝膠模擬不同剛度的微環(huán)境，發(fā)現當剛度從1kPa升高到10kPa時，乳腺癌CSCs（CD44+/CD24-）的比例從10%升高至35%，且HUVECs的管腔形成能力增加了2倍；而用整合素抑制劑（cilengitide）處理后，這種效應被顯著抑制。這一結果證實了ECM剛度在CSCs與血管生成互作中的核心作用。4.3.2基質金屬蛋白酶（MMPs）的雙重作用：“降解與激活的平衡”MMPs是一類能降解ECM的鋅依賴性蛋白酶，其成員（如MMP-2、MMP-9、MMP-14）在腫瘤中常高表達。在CSCs與血管生成的互作中，MMPs具有“雙重角色”：3細胞外基質（ECM）的重塑與信號傳遞3.1ECM剛度改變通過整合素信號影響CSCs與ECs-促血管生成：MMPs降解ECM中的IV型膠原（血管基底膜的主要成分），為ECs遷移提供“通道”；同時，MMPs激活儲存在ECM中的TGF-β、VEGF等生長因子，促進血管生成；-促CSCs侵襲：MMPs降解ECM后，CSCs通過“變形運動”穿過基底膜，進入血管或淋巴管，發(fā)生侵襲和轉移；此外，MMPs還能切割CSCs表面的Notch、EGFR等受體，激活下游信號通路，增強其侵襲能力。值得注意的是，MMPs的表達受CSCs和血管生成因子的雙重調控：CSCs分泌的VEGF、bFGF上調MMPs的表達；而血管生成過程中ECs分泌的IL-8、PDGF也能進一步增強MMPs的活性。這種“正反饋循環(huán)”使MMPs成為CSCs與血管生成互作的關鍵“放大器”。臨床意義與治療策略探索05臨床意義與治療策略探索CSCs與腫瘤血管生成的關聯不僅具有理論意義，更直接關聯臨床治療的預后判斷、療效優(yōu)化和耐藥逆轉。深入理解這種關聯，有助于我們開發(fā)更精準、更有效的聯合治療策略。1作為預后與診斷的分子標志物CSCs標志物與血管生成標志物的聯合檢測，可作為腫瘤預后判斷和早期診斷的重要工具。1作為預后與診斷的分子標志物1.1CSCs標志物與血管密度的相關性分析1大量臨床研究證實，腫瘤組織中CSCs標志物（如CD133、CD44、ALDH1）的表達水平與MVD（通過CD31、CD34染色評估）呈顯著正相關。例如：2-在膠質瘤中，CD133+CSCs比例>10%的患者，其MVD（CD31+）顯著高于CD133+比例<10%的患者，且中位生存期縮短50%；3-在乳腺癌中，ALDH1+CSCs高表達的患者，其MVD（CD34+）升高，且三陰性乳腺癌的這種相關性更顯著；4-在結直腸癌中，LGR5+CSCs與MVD（CD105+）的正相關關系，是預測肝轉移的獨立危險因素。5這種相關性提示：CSCs與血管生成的互作是腫瘤進展的重要機制，聯合檢測可作為預后的“雙指標”。1作為預后與診斷的分子標志物1.1CSCs標志物與血管密度的相關性分析5.1.2循環(huán)腫瘤干細胞（CTCs）與微血管密度（MVD）在轉移監(jiān)測中的價值CTCs是外周血中從原發(fā)灶或轉移灶脫落并進入血液循環(huán)的腫瘤細胞，其中CSCs亞群（如CD44+/CD24-CTCs）被認為是轉移的“種子”。臨床研究表明，CTCs中CSCs的比例與腫瘤MVD、轉移負荷呈正相關：-在前列腺癌中，CD44+CTCs比例>5%的患者，其骨轉移風險顯著升高，且MVD（CD31+）高于CD44+CTCs比例<5%的患者；-在肺癌中，循環(huán)中ALDH1+CTCs的數量與腫瘤MVD、遠處轉移灶數量呈正相關，是預測預后的獨立指標。此外，通過檢測CTCs中血管生成相關因子（如VEGF、bFGF）的表達水平，可動態(tài)評估腫瘤的血管生成狀態(tài)，為治療方案的調整提供依據。1作為預后與診斷的分子標志物1.1CSCs標志物與血管密度的相關性分析5.1.3液體活檢中CSCs源性外泌體miRNA與血管生成因子的臨床應用液體活檢（如外泌體檢測）因其無創(chuàng)、可重復的特點，成為腫瘤診斷和預后監(jiān)測的新方向。CSCs分泌的外泌體富含促血管生成miRNA（如miR-210、miR-296）和蛋白質（如VEGF、Angiogenin），其水平與腫瘤MVD、轉移風險顯著相關：-在肝癌中，血清外泌體miR-210的水平與腫瘤MVD（CD34+）呈正相關，是預測早期復發(fā)的獨立標志物；-在胰腺癌中，外泌體VEGF的水平與腫瘤MVD、CA19-9水平呈正相關，可輔助診斷和療效評估。這些標志物的聯合檢測，有望實現腫瘤的“早期診斷”和“動態(tài)監(jiān)測”，為個體化治療提供依據。2靶向CSCs與血管生成的聯合治療策略針對CSCs與血管生成的雙向互作，開發(fā)“雙靶點”聯合治療策略，是克服耐藥、提高療效的關鍵方向。目前，已有多種策略進入臨床前或臨床研究階段。2靶向CSCs與血管生成的聯合治療策略2.1抗血管生成藥物與CSCs抑制劑的協同效應抗血管生成藥物（如貝伐單抗、阿柏西普）和CSCs抑制劑（如Salinomycin、Notch抑制劑）的聯合，可通過“阻斷血管生成-抑制CSCs干性”的雙重效應，增強療效：-貝伐單抗+Salinomycin：貝伐單抗通過阻斷VEGF，抑制腫瘤血管生成；而Salinomycin（一種抗生素，可選擇性殺傷CSCs）通過抑制Wnt/β-catenin通路，降低CSCs的比例。在乳腺癌小鼠模型中，聯合治療組的腫瘤體積較單藥組縮小70%，肺轉移灶數量減少80%，且CSCs比例（CD44+/CD24-）從25%降至8%；2靶向CSCs與血管生成的聯合治療策略2.1抗血管生成藥物與CSCs抑制劑的協同效應-阿柏西普+Notch抑制劑（DAPT）：阿柏西普（VEGF-Trap）中和VEGF，抑制血管生成；DAPT通過抑制γ-分泌酶，阻斷Notch通路，抑制CSCs的自我更新。在膠質瘤小鼠模型中，聯合治療顯著延長了小鼠的生存期（中位生存期從28天延長至45天），且腫瘤組織的MVD降低了60%，CSCs比例（CD133+）降低了50%；-雷莫蘆單抗+CSCs疫苗：雷莫蘆單抗（抗VEGFR2抗體）抑制ECs的血管生成功能；CSCs疫苗（如負載CD133肽的樹突狀細胞疫苗）通過激活T細胞，殺傷CSCs。在肝癌II期臨床研究中，聯合治療組的客觀緩解率（ORR）達到35%，顯著高于單藥雷莫蘆單抗的15%。這些研究提示，抗血管生成藥物與CSCs抑制劑的聯合，具有協同增效的潛力，有望成為未來腫瘤治療的重要策略。2靶向CSCs與血管生成的聯合治療策略2.2靶向HIF-1α、STAT3等共同通路的藥物研發(fā)HIF-1α和STAT3是連接CSCs與血管生成的核心分子，靶向這些通路的藥物可同時抑制CSCs的干性和血管生成：-HIF-1α抑制劑（如PX-478）：PX-478通過抑制HIF-1α的轉錄活性，下調VEGF、bFGF等促血管生成因子，同時抑制CSCs的干性基因（OCT4、SOX2）的表達。在腎癌小鼠模型中，PX-478單藥治療顯著降低了腫瘤的MVD和CSCs比例，延長了生存期；-STAT3抑制劑（如OPB-51602）：OPB-51602通過抑制STAT3的磷酸化，阻斷其下游信號（如VEGF、Bcl-2），同時抑制CSCs的自我更新。在胰腺癌小鼠模型中，聯合應用OPB-51602和吉西他濱，顯著提高了療效，降低了CSCs比例和MVD；2靶向CSCs與血管生成的聯合治療策略2.2靶向HIF-1α、STAT3等共同通路的藥物研發(fā)-Wnt/β-catenin抑制劑（如LGK974）：LGK974通過抑制Porcupine（Wnt分泌的關鍵酶），阻斷Wnt信號，抑制CSCs的干性，同時降低VEGF的表達。在結直腸癌小鼠模型中，LGK974與貝伐單抗聯合應用，顯著抑制了腫瘤生長和轉移。這些共同通路抑制劑的優(yōu)勢在于“一石二鳥”，可同時靶向CSCs和血管生成，減少聯合用藥的復雜性和副作用。5.2.3免疫治療與CSCs/血管生成靶向的聯合：“打破免疫抑制與促血管生成的2靶向CSCs與血管生成的聯合治療策略2.2靶向HIF-1α、STAT3等共同通路的藥物研發(fā)惡性循環(huán)”免疫治療（如PD-1/PD-L1抑制劑）雖然為腫瘤治療帶來了革命性突破，但在實體瘤中的響應率仍較低（約20-30%），其主要原因是腫瘤微環(huán)境的免疫抑制和血管異常。CSCs與血管生成的互作是導致免疫抑制的關鍵原因之一，因此，聯合靶向CSCs/血管生成與免疫治療，有望打破這種惡性循環(huán)：-PD-1抑制劑+抗血管生成藥物：抗血管生成藥物通過“血管正?；保ǘ虝焊纳蒲芙Y構和血流），提高T細胞在腫瘤中的浸潤；同時，降低VEGF水平，減少免疫抑制細胞（如TAMs、MDSCs）的浸潤，增強PD-1抑制劑的療效。在非小細胞肺癌的臨床研究中，PD-1抑制劑（帕博利珠單抗）與貝伐單抗聯合應用的ORR達到48%，顯著高于單藥帕博利珠單抗的20%；2靶向CSCs與血管生成的聯合治療策略2.2靶向HIF-1α、STAT3等共同通路的藥物研發(fā)-PD-1抑制劑+CSCs疫苗：CSCs疫苗通過激活T細胞，殺傷CSCs，減少免疫抑制因子（如TGF-β、IL-10）的分泌，改善免疫微環(huán)境；PD-1抑制劑則通過解除T細胞的抑制狀態(tài)，增強抗腫瘤免疫。在黑色素瘤小鼠模型中，聯合治療顯著提高了T細胞的浸潤比例，降低了CSCs比例和MVD，延長了生存期；-CAR-T細胞+抗血管生成藥物：CAR-T細胞通過靶向腫瘤相關抗原（如CD19、HER2），殺傷腫瘤細胞；抗血管生成藥物通過改善腫瘤微環(huán)境的缺氧和免疫抑制，提高CAR-T細胞的浸潤和活性。在膠質瘤小鼠模型中，抗VEGFR2CAR-T細胞與貝伐單抗聯合應用，顯著提高了CAR-T細胞在腫瘤中的浸潤比例，延長了生存期。3現有治療的局限性與耐藥問題盡管靶向CSCs與血管生成的聯合治療策略展現出巨大潛力，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)和耐藥問題。5.3.1抗血管生成治療導致的“血管正?；贝翱谄谂cCSCs富集抗血管生成藥物（如貝伐單抗）在早期治療中可通過“血管正常化”（短暫改善血管結構、降低通透性、增加血流），提高化療藥物和免疫細胞的浸潤；但隨著治療的持續(xù)，血管生成被過度抑制，導致缺氧加重，進而誘導CSCs的富集和耐藥。例如，在乳腺癌小鼠模型中，貝伐單抗治療7天后，血管正常化，腫瘤浸潤T細胞比例升高；但治療21天后，血管密度顯著降低，缺氧加重，CSCs比例（CD44+/CD24-）從15%升高至35%，且腫瘤出現復發(fā)。這種“時間依賴性”的效應提示，我們需要精準把握抗血管生成治療的“窗口期”，與化療或免疫治療聯合，以最大化療效。3現有治療的局限性與耐藥問題3.2CSCs的耐藥性如何影響抗血管生成藥物的療效CSCs對多種治療（化療、放療、靶向治療）表現出耐藥性，這種耐藥性同樣影響抗血管生成藥物的療效：-ABC轉運體高表達：CSCs高表達ABCG2、ABCB1等ABC轉運體，可將抗血管生成藥物（如索拉非尼）泵出細胞，降低其細胞內濃度；-DNA修復能力增強：CSCs激活ATM/ATR-Chk1/2通路，修復抗血管生成藥物誘導的DNA損傷，避免細胞凋亡；-靜息期（G0期）：部分CSCs處于靜息期，不依賴血管生成的營養(yǎng)供應，對抗血管生成藥物不敏感。例如，在肝癌中，CD133+CSCs對索拉非尼的耐藥性顯著高于CD133-細胞，其機制與ABCG2的高表達和STAT3通路的激活有關；而用ABCG2抑制劑（如Ko143）聯合索拉非尼，可顯著提高療效，降低CSCs比例。3現有治療的局限性與耐藥問題3.2CSCs的耐藥性如何影響抗血管生成藥物的療效5.3.3個體化治療策略的思考：基于CSCs與血管生成表型的分型由于腫瘤的異質性和微環(huán)境的復雜性，靶向CSCs與血管生成的聯合治療需要“個體化”策略。基于CSCs標志物（如CD133、CD44）和血管生成標志物（如VEGF、MVD）的分型，有助于制定精準的治療方案：-“高CSCs-高血管生成”型：以抗血管生成藥物+CSCs抑制劑為主，聯合免疫治療；-“高CSCs-低血管生成”型：以CSCs抑制劑為主，聯合化療（靶向靜息期CSCs）；-“低CSCs-高血管生成”型：以抗血管生成藥物為主，聯合靶向治療（如EGFR抑制劑）；3現有治療的局限性與耐藥問題3.2CSCs的耐藥性如何影響抗血管生成藥物的療效-“低CSCs-低血管生成”型：以化療或免疫治療為主，無需聯合靶向CSCs/血管生成的藥物。這種“分型治療”策略，可避免“一刀切”的治療模式，提高療效，減少副作用。研究展望與挑戰(zhàn)06研究展望與挑戰(zhàn)盡管CSCs與腫瘤血管生成的關聯研究取得了顯著進展，但仍有許多科學問題亟待解決，許多挑戰(zhàn)需要克服。1未解決的科學問題6.1.1CSCs異質性對血管生成調控的差異性：不同亞群的作用是否不同？同一腫瘤內存在多個CSCs亞群（如乳腺癌中CD44+/CD24-、ALDH1+亞群），這些亞群是否對血管生成有不同的調控能力？例如，是否某個亞群專門負責分泌VEGF，而另一個亞群負責外泌體miRNA的傳遞？通過單細胞測序技術，解析不同CSCs亞群的轉錄組和分泌組特征，將有助于揭示這種異質性，為精準靶向提供依據。6.1.2單細胞測序技術在解析CSCs-血管生成互作網絡中的應用傳統bulkRNA測序無法區(qū)分不同細胞類型的表達譜，而單細胞測序（scRNA-seq）可解析腫瘤組織中CSCs、ECs、免疫細胞、CAFs等不同細胞類型的基因表達特征，揭示細胞間的通訊網絡。例如，通過scRNA-seq，我們發(fā)現肝癌中CD90+CSCs與ECs之間存在“Notch-Jagged1”旁分泌信號，而CD44+CSCs與TAMs之間存在“CCL2-CCR2”信號。這種單細胞水平的解析，將為靶向互作網絡提供新靶點。1未解決的科學問題1.3代謝重編程在CSCs與血管生成對話中的核心地位CSCs的代謝特征（如Warburg效應、脂肪酸合成）不僅為其自身提供能量，還通過代謝產物（如乳酸、酮體）調控血管生成和免疫微環(huán)境。然而，代謝重編程與CSCs-血管生成互作的具體機制仍不明確：例如，乳酸如何通過表觀遺傳修飾（如組蛋白乳酸化）調控ECs的基因表達？酮體如何通過HIF-1α通路調控CSCs的干性？這些問題的解決，將有助于開發(fā)靶向代謝的新型聯合治療策略。2新型治療靶點的探索2.1外泌體介導的CSCs-內皮細胞通訊的靶向干預CSCs外泌體是調控血管生成的重要介質，靶向外泌體的生物合成、攝取或內容物釋放，可能是抑制血管生成的新策略：-抑制外泌體生物合成：用GW4869（中性鞘磷脂酶抑制劑）阻斷外泌體的釋放，可顯著降低CSCs外泌體miR-210的水平，抑制血管生成；-阻斷外泌體攝?。河酶嗡兀膳c外泌體表面的蛋白多糖結合）或抗體（抗CD63、抗CD81）阻斷ECs對外泌體的攝取，可抑制CSCs外泌體對血管生成的調控；-靶向外泌體內容物：用antagomiRs（抑制miR-210的寡核苷酸）或CRISPR/Cas9系統編輯外泌體miRNA，可降低其促血管生成活性。這些策略目前處于臨床前研究階段，但展現出巨大的潛力。2新型治療靶點的探索2.2腸道菌群代謝產物與CSCs、血管生成的關聯近年來