Ponatinib帕纳替尼可以显着抑制斑马鱼胚胎中的血管生成

　　血管生成是癌症发展的标志。为了了解抗血管生成是否参与临床使用的抗癌药物的作用，我们使用斑马鱼模型筛选了114种FDA批准的抗癌药物。发现12种药物具有不同水平的抗血管生成活性。这进一步证明了斑马鱼模型在研究人类疾病和药物筛选方面的价值。在这项研究中，我们专注于Ponatinib进行进一步调查，以了解其工作原理。我们选择Ponatinib是因为它的抗血管生成活性尚未见报道，并且有一些关于其诱导血液凝固（血栓形成）和狭窄血管的潜在副作用的病例报告。我们证明了Ponatinib可以显着抑制斑马鱼胚胎中的血管生成。在与血管生成相关的所有测定中，包括对细胞增殖的BrdU测定、对迁移的跨孔和伤口愈合测定以及对血管形成的管形成测定中，其对HUVEC中基础和VEGF诱导的活性的抑制作用进一步证实了这种作用。　　

　　VEGF是一种高度特异性的有丝分裂原，由刺激血管生成的细胞分泌。它通过与内皮细胞表面的酪氨酸激酶受体(VEGFR)结合来刺激血管生成相关的细胞反应。癌细胞还分泌VEGF，后者受癌基因、生长因子和缺氧的上调。VEGFR在淋巴管内皮细胞、某些正常血管和肿瘤血管中高水平表达。因此，VEGF/VEGFR信号通路已成为癌症治疗的一个有吸引力的靶点，以阻断生长肿瘤中新血管的形成，从而导致肿瘤消退和抑制转移。我们的数据清楚地表明，Ponatinib可以阻断培养的HUVEC中所有VEGF诱导的细胞反应，包括VEGFR2、PI3K/Akt、ERK和p38通路的磷酸化。　　

　　作为参与细胞存活和迁移的主要细胞内信号通路，Akt以磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)依赖性方式介导多种细胞因子和生长因子的信号传导。在内皮细胞中，可被VEGF激活的PI3K/Akt信号通路在与血管生成相关的各种细胞过程中起着关键作用。据报道，PI3K/Akt通过激活内皮一氧化氮(NO)合酶(eNOS)来诱导血管生成。NO是一种短暂的自由基产物，可介导几种关键促血管生成因子的作用，包括VEGF、血管生成素2和雌激素。eNOS可催化血管中L-精氨酸生成NO，已知其参与血管生成。eNOS的生物活性主要取决于其定位和翻译后修饰，如磷酸化。血管生成因子通过Akt信号通路在Ser1179位点诱导eNOS的磷酸化，从而为诱导血管生成提供持续的NO流量。因此，通过磷酸化/去磷酸化事件对eNOS/NO的调节是控制血管生成和血管功能的关键机制之一。除了eNOS，诱导型NO合酶(iNOS)诱导的NO信号还通过上调肿瘤分泌的VEGF水平来诱导血管生成，从而参与癌症的生长和存活。Akt/NOS/NO系统在血管生成和癌症生长中的重要性使其成为癌症治疗的有希望的治疗靶点。　　

　　在本研究中，我们证明了eNOS、ERK和Akt的磷酸化都可以以类似的方式被Ponatinib抑制。然而，只有PI3K抑制剂LY294002可以降低VEGF处理的HUVEC中eNOS的磷酸化，而ERK抑制剂UO126似乎没有这种作用。这表明Ponatinib可能通过Akt通路下调eNOS来减少NO的产生。这与之前的研究非常吻合，即eNOS的活性在VEGF刺激后被Akt上调并且抑制NO相关通路可以有效降低VEGF诱导的内皮细胞迁移和内皮通透性。后者在本研究中得到证实，因为NOS抑制剂L-NMMA对NO通路的抑制抑制了VEGF诱导的管形成并消除了基础和VEGF刺激的细胞迁移。　　

　　除了Akt/eNOS/NO通路外，VEGF/VEGFR还通过激活其他下游激酶（如p38、ERK和FAK）诱导内皮细胞增殖和迁移。我们的结果表明，Ponatinib对ERK和p38激活具有强大的抑制作用，表明阻断这些途径的信号转导也可能是Ponatinib抗血管生成作用机制的一部分。有趣的是，包括PI3K/Akt在内的三种途径似乎对Ponatinib抑制具有不同的敏感性。在这三者中，p38是最敏感的一种，因为Ponatinib可以在1μM时完全消除基础和VEGF刺激的p38磷酸化。需要更高浓度的Ponatinib才能表现出对Akt和ERK的影响。用其抑制剂阻断p38完全抑制了VEGF诱导的管形成并消除了基础和VEGF诱导的细胞迁移，表明p38在这些细胞事件中具有重要作用。　　

　　VEGF/VEGFR下游所有检测途径的广泛靶向表明Ponatinib很可能靶向上游共同点，如VEGFR。我们的证据支持这一观点，即Ponatinib抑制VEGFR2磷酸化以响应VEGF。另一方面，Ponatinib对不同的下游通路有不同的影响，表明该药物也可能对特定通路产生额外的影响。这与Ponatinib是一种多靶点激酶抑制剂的报道非常吻合，它不仅抑制ABL激酶及其突变体，还抑制多种上游受体酪氨酸激酶，包括VEGFR、FGFR和PDGFR家族成员。Ponatinib对单个下游信号转导通路的抑制作用已在各种细胞系统中得到报道，包括多种CML细胞系和子宫内膜癌细胞中的ERK，鼠骨髓细胞和子宫内膜癌细胞中的Akt，以及鼠巨噬细胞中的p38MAPK。　　

　　总之，我们的研究表明，帕纳替尼Ponatinib能够抑制体内斑马鱼胚胎的血管生成和体外HUVEC的管形成。Ponatinib抑制血管生成中涉及的内皮细胞活性的所有方面，包括增殖、通透性、迁移和存活，并且它可能通过靶向VEGFR及其下游信号转导通路，包括Akt/eNOS/NO和MAPKs（ERK和p38）来发挥这些作用。我们在本研究中的结果为Ponatinib的抗癌作用及其作用机制提供了进一步的证据。详情请扫码咨询：