神经内分泌肿瘤小鼠模型中的血管运动功能改变与内皮损伤

《The American Journal of Surgery》：Altered Vasomotor Function and Endothelial Impairment in a Neuroendocrine Tumor Mouse Model

NETs转移通过降低一氧化氮生物利用度、改变5-HT受体信号和性别差异影响血管舒张功能。研究显示BON-1小鼠肠系膜动脉对乙酰胆碱和5-羟色胺的舒张反应受损，而L-NAME和5-HT受体阻断剂可部分逆转此效应。性别差异在雄性中尤为显著，且高浓度5-羟色胺可能加剧血管收缩。

　　

Young D. Choi | Joseph Shin | Alissa Reed | Prabhuli Kapadia | Rodney F. Pommier | Ashley E. Walker | Belinda H. McCully

俄勒冈大学人类生理学系，美国尤金市

摘要

神经内分泌肿瘤（NETs）会分泌血管活性激素，导致血液动力学不稳定。本研究使用小鼠模型探讨了NETs是否会影响血管反应性。实验中，J:Nu小鼠被注射BON-1 NET细胞（BON-1组，n=21）或PBS（VEH组，n=21），并观察10周。通过组织学分析、嗜铬粒蛋白A的表达以及ALDH1阳性癌干细胞的检测来识别肝脏转移灶。我们评估了分离出的肠系膜动脉对乙酰胆碱、5-羟色胺、血管加压素和内皮素-1的反应性，并在应用一氧化氮合酶抑制剂（L-NAME）、5-HT受体阻断剂或5-羟色胺处理的情况下进行了研究。与VEH组相比，BON-1组小鼠对乙酰胆碱和5-羟色胺的血管扩张反应受损（p<0.05），尤其是在雄性小鼠中（p<0.001）。L-NAME和5-HT1b/d受体阻断剂仅减弱了VEH组小鼠对5-羟色胺的血管扩张反应。5-羟色胺处理还减少了血管加压素介导的血管收缩（p<0.0001）。这些结果表明，NET转移灶与5-羟色胺介导的血管扩张功能受损有关，这可能与一氧化氮生物利用度降低、5-HT-1b/d受体功能改变以及性别依赖性的内皮依赖性血管扩张功能障碍有关。5-羟色胺水平升高可能进一步加重血管加压素介导的血管收缩。NET转移灶的存在会改变血管反应性，从而可能导致血液动力学不稳定。

引言

类癌肿瘤是一种神经内分泌肿瘤（NETs），会分泌多种强效的血管活性激素，直接影响心血管功能。1, 2 因此，患有类癌转移的患者更容易出现类癌综合征，其特征包括皮肤潮红、血液动力学不稳定和晕厥发作。1 患者还面临类癌心脏病的风险，这主要是由于三尖瓣和肺动脉瓣的功能恶化导致右心衰竭。2, 3 此外，大约30%的患者在侵入性手术过程中可能出现类癌危机，4, 5, 6, 7, 8, 9 其表现为突发性严重低血压，可能导致器官灌注不足。尽管类癌肿瘤的年发病率较低，10 但由于其生长缓慢，患者的长期生存率较高。因此，这些与心血管功能障碍相关的风险对患者的生活质量造成了严重影响。

虽然具体机制尚不清楚，但从NETs释放到血液中的血管活性物质可能会影响血管反应性。其中一种介质可能是5-羟色胺，它主要从NETs中释放出来，具有强烈的血管调节作用，既能引起血管收缩也能引起内皮依赖性的血管扩张。这些反应具有剂量依赖性，并由特定的5-羟色胺（5-HT）受体亚型介导。6 5-羟色胺还可以通过作用于交感神经系统来间接影响血管反应性，从而抑制升压反应。11 高血压模型显示血管中的5-羟色胺受体信号传导和表达发生改变，表明疾病状态会改变5-羟色胺的血管调节作用。12 类癌肿瘤还会释放其他化学介质，如促炎性白细胞介素、缓激肽、组胺和速激肽，2 这些物质都会影响血管功能和反应性。然而，NETs存在时血管反应性的变化尚未直接得到验证。

因此，我们假设NET转移灶会改变血管系统，从而影响血管调节功能。为了验证这一假设，我们使用NET小鼠模型来评估分离出的肠系膜动脉对5-羟色胺的依赖性和非依赖性血管反应性。我们进一步推测，暴露在高浓度5-羟色胺环境中的血管可能会改变其对血管收缩因子的反应性。

部分内容

BON-1细胞培养方案

BON-1人胰腺NET细胞的冷冻样本（Katalin Modis，PharmD，博士；德克萨斯大学医学分校，加尔维斯顿）在含有1:1 DMEM-Ham’s F12培养基（添加10%胎牛血清FBS）的完全培养基中扩增，并在37°C和5% CO₂条件下培养。每天使用数字倒置显微镜（EVOSfl；AMG Mill Creek，华盛顿州）观察细胞健康状况和细胞融合度。当细胞融合度达到75-90%时进行传代。

本研究选择了BON-1细胞系。

NET小鼠模型的生理特征

如表1所示，10周肿瘤发展期后，VEH组和BON-1组小鼠的体重在各性别间无显著差异。但在同一组内，雄性小鼠体重高于雌性小鼠（p<0.001）。部分动物的血浆5-羟色胺和细胞因子水平在VEH组和BON-1组间无显著差异。

通过H&E染色对肝脏切片进行肝脏肿瘤转移灶的检测。如图1（A,B）所示，BON-1组小鼠的肝脏切片中可见肿瘤转移灶。

讨论

与我们的核心假设一致，本研究首次直接证明了NET转移灶的存在会改变血管功能。研究结果表明，NET转移灶小鼠的肠系膜动脉对5-羟色胺和乙酰胆碱的反应性减弱，这归因于内皮功能障碍，表现为一氧化氮的利用度降低。尽管在10周时循环中的5-羟色胺水平并未显著升高，

结论

神经内分泌肿瘤具有产生血管活性激素的独特能力，这些激素会损害血管健康。因此，转移灶患者会出现血液动力学不稳定，这可能是由于血管功能障碍所致。这对患者来说是一个严重的临床问题：手术仍是主要的治疗手段，但手术本身也存在显著风险，因为对转移灶的操作可能引发类癌危机或不良后果。

为了进一步理解这一机制，

作者贡献声明

Belinda H. McCully：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、监督、方法学设计、研究实施、资金筹集、数据分析、概念构思。Ashley E. Walker：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、监督、方法学设计、研究实施、资金筹集、数据分析、概念构思。Rodney F. Pommier：撰写 – 审稿与编辑、方法学设计、研究实施、概念构思。Prabhuli Kapadia：撰写 –

利益冲突声明

作者们没有需要声明的利益冲突。

致谢

我们感谢Katalin Modis博士（德克萨斯大学医学分校，加尔维斯顿）提供BON-1细胞系，以及Miklos Peterfy博士及其实验室在多通道检测方面的协助。研究资金由西部健康科学大学（校内基金 - BHM；学生研究奖学金 - JS）和俄勒冈州医学研究基金会（BHM和AEW）提供。