血管生成拟态是指由侵袭性肿瘤细胞而非内皮细胞形成的流体传导通道，其具有与血管形成相关的基因表达升高。血管生成拟态被认为是胶质母细胞瘤对抗血管生长因子治疗产生抗性的原因之一。然而血管生成拟态形成的分子基础仍不清楚。在这里研究人员报告胰岛素样生长因子结合蛋白作为增强神经胶质瘤中血管生成拟态形成的有效因子。有证据表明升高的胰岛素样生长因子结合蛋白表达与胶质瘤患者的血管生成拟态形成呈正相关。通过激活胰岛素样生长因子结合蛋白的强制表达在体外增加了神经胶质瘤细胞的网络形成。具有稳定的胰岛素样生长因子结合蛋白敲低的细胞导致原位小鼠模型中血管生成拟态形成和肿瘤进展减少。在机制上胰岛素样生长因子结合蛋白与整联蛋白亚基相互作用并以途径依赖性方式增强表达。荧光素酶报告基因和测定表明胰岛素样生长因子结合蛋白激活转录因子其可以与启动子结合。因此胰岛素样生长因子结合蛋白通过增强表达充当神经胶质瘤细胞中血管生成拟态形成的刺激物。胶质瘤是最常见的原发性颅内肿瘤。其中多形性胶质母细胞瘤是四级胶质瘤，是最恶性的胶质瘤对联合治疗和抗血管生长因子治疗具有高度耐药性。恶性肿瘤需要足够的血液供应来清除废物并获得营养，这使得抗血管生成疗法成为对抗癌症的有前景的方法。一种充分表征的抗血管生成剂，已被美国食品和药物管理局批准用于胶质瘤治疗。然而单独使用贝伐单抗或与其他药物联合治疗，总体生存率没有显着改善，尽管已发现无进展生存期有所改善。因此需要在进一步的研究中评估抗血管生成疗法在神经胶质瘤中的作用。
　　 血管生成拟态是由肿瘤细胞而非传统内皮细胞支持的肿瘤灌注的新范例。首先在葡萄膜黑色素瘤中进行了描述他们发现这些肿瘤细胞通过基质重塑形成了富含基质的图案通道以促进肿瘤灌注而不依赖于血管生成。临床上血管生成拟态与临床表现不佳和侵袭性表型相关。该替代通道血管已经报道在胶质瘤的血管发挥作用相当。高碘酸席夫双染色已被广泛用于体内鉴定血管生成拟态。侵袭性肿瘤细胞能够在体外三维培养中形成图案网络。一种在内皮细胞中表达的粘附蛋白，属于跨膜蛋白的钙粘蛋白家族。与血管生成和血管发生相关的基因在促成血管生成拟态形成的侵袭性癌细胞中上调。其中被认为是肿瘤中血管生成拟态形成过程中需要的。此外据报道层粘连蛋白链的协同相互作用促进细胞外基质重塑并促进体外黑素瘤的网络形成。最近的研究表明癌症干细胞是能够反式分化成在体内和在体外内皮细胞或壁画样细胞从而有助于血管拟态。据报道胰岛素样生长因子结合蛋白在各种癌症中上调，包括白血病，乳腺癌，卵巢癌，前列腺癌，结肠直肠癌和胶质瘤及相关疾病。结果不佳。鉴于它有助于肿瘤的侵袭性表型，本研究旨在阐明胰岛素样生长因子结合蛋白在体外和体内调节血管生成拟态形成中的作用。
　　 在这项研究研究人员发现升高的胰岛素样生长因子结合蛋白表达与胶质瘤患者的血管生成拟态形成呈正相关。胰岛素样生长因子结合蛋白的高表达通过激活在体外有助于神经胶质瘤细胞和图案化网络的血管生成拟态模式。在机理上研究人员发现了胰岛素样生长因子结合蛋白通过与整合素亚基相互作用以及随后诱导途径促进血管生成拟态表型的意外作用。尽管已报道肿瘤微环境中高水平的胰岛素样生长因子结合蛋白促进肿瘤进展，但其在血管生成拟态形成中的作用和潜在机制仍不清楚。在本研究中研究人员提供临床体外和动物证据，表明胰岛素样生长因子结合蛋白是胶质瘤中血管生成拟态形成的一个促成因子，通过其促进信号通路的细胞内作用支持肿瘤进展，随后导致的遗传增强首次报道了胶质瘤中胰岛素样生长因子结合蛋白的过表达。然后在其他的研究。据报道胰岛素样生长因子结合蛋白与血管生成表型和胶质瘤结局呈正相关。胰岛素样生长因子结合蛋白已经证明显示增加的肿瘤浸润的迁移，以及肿瘤生长在神经胶质瘤，前列腺癌，乳腺癌和胰腺癌细胞系，这些数据表明胰岛素样生长因子结合蛋白促进各种癌症类型的致瘤性。在本研究中临床和实验数据用于鉴定胰岛素样生长因子结合蛋白在胶质瘤中的致癌作用和潜在的分子机制。研究人员介绍了胶质瘤进展的新机制，其中分泌的胰岛素样生长因子结合蛋白赋予神经胶质瘤细胞形成血管通道的增强能力。研究人员发现内源性胰岛素样生长因子结合蛋白过表达和外源性胰岛素样生长因子结合蛋白处理均增加了小管的形成和细胞侵袭并上调了的表达。研究人员的数据揭示了胰岛素样生长因子结合蛋白的重要性，其表达与胶质瘤分级和血管生成拟态形成正相关。
　　 对照组小鼠肿瘤体积明显大于胰岛素样生长因子结合蛋白敲低组，特别是早期和中期，这可能是由于肿瘤进展初期血供不足所致。发现胰岛素样生长因子结合蛋白增强体内血管生成拟态形成，如样品中血管生成拟态形成的染色所示。此外减少的胰岛素样生长因子结合蛋白导致肿瘤组织中表达下调。这些结果表明胰岛素样生长因子结合蛋白可能通过调节血管生成拟态形成来补偿血液供应不足，从而诱导体内肿瘤进展。最近的研究表明，被认为是癌症起始细胞的癌症干细胞被认为是肿瘤细胞排列的血管模式的原因。各种研究已经证明，肿瘤细胞携带干性能分化为内皮样细胞，成胶质细胞瘤，黑色素瘤和乳腺癌。发现胶质瘤干细胞转分化成表达平滑肌肌动蛋白血小板衍生生长因子受体壁细胞，以支持成胶质细胞瘤的微脉管系统。胶原蛋白涉及触发肿瘤细胞呈现血管生成拟态表型。然而癌症干细胞的定义和生物标志物仍然模糊不清。并且已经获得了关于从癌症干细胞向内皮样细胞的转分化机制的少量信息。发现胰岛素样生长因子结合蛋白在神经胶质瘤的干细胞群中过表达，并促进胶质瘤干细胞的克隆扩增和增殖。胰岛素样生长因子结合蛋白对胶质瘤干细胞的这些作用表明它可能影响转分化过程，其中胶质瘤干细胞转分化为血管样细胞。然而胰岛素样生长因子结合蛋白是否在血管生成拟态形成中作为胶质瘤干细胞依赖性策略起作用需要进一步研究。胶质瘤干细胞转分化为胶质瘤血管生成拟态机制的阐明提供了新的视角。关于癌症干细胞的进展性研究可能有利于公开血管生成拟态形成的机制。
　　 总之研究人员的研究证明了胰岛素样生长因子结合蛋白在神经胶质瘤中血管生成拟态形成中的重要作用。研究人员提供的临床证据表明胰岛素样生长因子结合蛋白表达与胶质瘤血管生成拟态形成和病理分级呈正相关。研究人员进一步阐明胰岛素样生长因子结合蛋白通过调节整合素信号通路诱导表达促进胶质瘤管形成。因此通过抑制血管生成拟态形成，胰岛素样生长因子结合蛋白的药理学抑制可能是胶质瘤的潜在治疗靶标。为了通过靶向胰岛素样生长因子结合蛋白设计更有效的神经胶质瘤治疗干预，需要进一步研究以剖析胰岛素样生长因子结合蛋白作用的结构和分子基础。通过检测由肿瘤细胞包围的血管通道代替内皮细胞而没有坏死和炎性细胞来鉴定血管生成拟态，并通过高碘酸席夫双染色进行鉴定。血管生成拟态通道在胶质瘤载玻片中显示阴性染色和阳性高碘酸席夫染色，而内皮血管通道对染色呈阳性。在本研究中，研究人员收集了胶质瘤标本以及临床病理学数据。在这些样本中的中检测到血管生成拟态。具有和不具有血管生成拟态的患者的临床病理学参数。在所有比较的参数中，发现胰岛素样生长因子结合蛋白阳性和阴性组之间的病理学分级显着不同。研究人员发现胰岛素样生长因子结合蛋白表达与，表达之间存在正相关。研究人员还观察到具有高胰岛素样生长因子结合蛋白表达的患者以及检测到血管生成拟态的患者的存活率降低。总之这些发现表明胰岛素样生长因子结合蛋白与胶质瘤患者的血管生成拟态形成正相关。
　　 研究人员使用抗胰岛素样生长因子结合蛋白抗体来分析来自不同患者的其他四种人胶质瘤原代细胞系中的胰岛素样生长因子结合蛋白表达水平。胰岛素样生长因子结合蛋白表达水平在不同细胞类型中变化。细胞显示高胰岛素样生长因子结合蛋白表达显示相似水平的胰岛素样生长因子结合蛋白，而显示低水平或不可检测水平的胰岛素样生长因子结合蛋白表达。收集来自神经胶质瘤细胞的培养基以检测分泌的胰岛素样生长因子结合蛋白。胰岛素样生长因子结合蛋白过表达组中的蛋白水平均上调。此外用重组人胰岛素样生长因子结合蛋白具有胰岛素样生长因子结合蛋白过表达的细胞显示细胞膜中的显着上调。此外，细胞过度表达和外源性胰岛素样生长因子结合蛋白均导致神经胶质瘤细胞的迁移和侵袭增加。胰岛素样生长因子结合蛋白水平相对高于其他测试细胞系。胰岛素样生长因子结合蛋白的下调显着减少了肾小管的数量。研究人员发现下调的胰岛素样生长因子结合蛋白导致表达的显着降低。免疫荧光研究显示胰岛素样生长因子结合蛋白消除的细胞中表达降低。测定显示胰岛素样生长因子结合蛋白的消除导致细胞侵袭和迁移效率的显着降低。然而胰岛素样生长因子结合蛋白的改变对胶质瘤细胞增殖没有显着影响。
　　 胰岛素样生长因子结合蛋白具有基序，其是充分表征的整联蛋白结合结构域。先前的研究已经揭示了一个胰岛素样生长因子结合蛋白整联在胰岛素样生长因子结合蛋白诱导的肿瘤进展的结合。在这里研究人员假设胰岛素样生长因子结合蛋白可能以依赖的方式影响神经胶质瘤管的形成。然后研究人员将胰岛素样生长因子结合蛋白突变体载体转染到细胞中以建立具有稳定表达的克隆。有趣的是表达胰岛素样生长因子结合蛋白的细胞显示出增强的图案网络形成能力，但突变体胰岛素样生长因子结合蛋白细胞未显示出相当的管形成。以进一步测试胰岛素样生长因子结合蛋白和整联蛋白之间的结合。表达胰岛素样生长因子结合蛋白的细胞显示出可检测量的共免疫沉淀的整联蛋白。并且研究人员观察到胶质瘤细胞中活化的增加。仅当处于活性构象时才通过与结合的抗体检测到活化的。为了鉴定整联蛋白在胰岛素样生长因子结合蛋白介导的功效中的重要性，以前的研究表明胰岛素样生长因子结合蛋白可以增强基因的转录。在本研究中研究人员关注在胶质瘤中的遗传调节。研究人员已经显示信号传导途径负责由胰岛素样生长因子结合蛋白激活的表达。采用荧光素酶报告基因检测来研究胰岛素样生长因子结合蛋白转录调控的确切机制。研究人员开发了一系列启动子报告构建体以确定哪种反应元件参与启动子活性的调节。在表达细胞的胰岛素样生长因子结合蛋白中转录因子被敲低后仅在启动子活性降低。接下来研究人员进行测定以研究是否与启动子结合。结果证明转录因子与启动子相互作用。通过使用突变体构建体证实了该发现。结果显示启动子区中的结合元件对于胰岛素样生长因子结合蛋白介导的启动子活性是必需的。研究人员还发现敲低消除了由胰岛素样生长因子结合蛋白诱导的管形成增强，表明活化是体外胰岛素样生长因子结合蛋白诱导的管形成的必要条件。