在實體瘤快速增長的過程中,，短時間內腫瘤細胞的快速增殖和腫瘤細胞周圍血管 生長滯后，二者間形成一個矛盾體,，由于無法為腫瘤細胞提供足夠的營養(yǎng)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)境會影響細胞中的信號通路，進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,，凋亡,， 遷移等多種過程，而這些與腫瘤發(fā)生密切相關,。
低氧對血管生成的影響
新血管的生成是個復雜的過程,，包括細胞外基質的降解，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(血管內皮生長因子)的表達升高，進而引 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,，例如輕微的低氧會促進腫 瘤細胞的增殖。而嚴重的低氧環(huán)境通過誘導內質網(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(xiàn)為從有氧代謝轉向無氧代謝,。低氧環(huán) 境會影響糖酵解相關基因，上調其蛋白水平或激酶活性,，進而加速糖酵解或抑制 三羧酸循環(huán)過程,。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復雜的過程，首先要經(jīng)歷上皮細胞向間充質轉化的過程 (EMT),，在此過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 EMT 的過程,。
低氧會誘導 TGF-a 分泌增多,，提高腫瘤細胞的運動性。
實例 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時間的變化
圖 2 低氧及常氧環(huán)境下細胞成球實驗及單克隆實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)典通路相關基因表達的影響
圖 4 低氧環(huán)境對 Wnt 經(jīng)典通路相關蛋白表達的影響
應用
醫(yī)院的腫瘤科,，大學或科研單位的腫瘤研究所,。
醫(yī)院消化內科，藥物所,，中醫(yī)藥大學等,，藥物活性與功能研究，某一物質對
9 腫瘤細胞生長,，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(yī)院的癌癥轉移中心或癌癥微環(huán)境重點實驗室,。
各種癌癥研究所，例如肺癌研究所,，結腸癌研究所,。
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