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ALDOC 在肿瘤微环境中促进胃癌血管生成的机制研究

申报人：张天宇 申报日期：2025-03-20

基本情况

2025创新项目
ALDOC 在肿瘤微环境中促进胃癌血管生成的机制研究 学生申报
创新训练项目
医学
临床医学类
学生来源于教师科研项目选题
二年期
胃癌是常见恶性肿瘤，死亡率高。肿瘤血管生成对胃癌生长、转移至关重要。ALDOC作为一种关键酶，在肿瘤微环境中可能对胃癌血管生成有重要影响，但目前相关机制尚不明确，亟待深入研究。深入探究ALDOC在肿瘤微环境中促进胃癌血管生成的具体分子机制，为胃癌的诊断、治疗及预防提供理论依据与新靶点。运用细胞生物学技术，构建细胞模型，研究ALDOC对胃癌细胞增殖、迁移等的影响；利用动物实验，观察ALDOC对胃癌血管生成的体内作用机制。从新的视角研究ALDOC与胃癌血管生成关系，综合多学科技术全面解析其机制，有望发现全新的治疗靶点与干预策略，区别于传统研究思路。完成相关实验研究报告，明确ALDOC促进胃癌血管生成机制；为胃癌防治领域提供新的理论支持。
在此前，负责人已将课题有关的预实验完成，并初步得出结果
指导教师科研情况，作为山东省青创团队《纳米药物靶向肿瘤内皮代谢抗血管疗法研究创新团队》带头人，结题国家自然科学基金项目《非胰岛素激活的INSR介导FGF5/ADRB2信号 轴促进胃癌血性转移的机制研究》，结题中国博士后第72批面上项目《胰岛素激活的INSR通过ALDOC调控肿瘤血管内皮细胞代谢重编 程的机制研究》，立项山东省自然科学基金《胰岛素/INSR调控内皮细胞GOT2糖基化修饰促进胃癌血行转移的机制研究》，在《British journal of cancer》《Cell death and disease》发表中科院一区SCI论文多篇，获批中国发明专利一项。
指导老师提供课题方向，辅助思路设计，并在研究方法，技术路线，理论知识等方面给予指导，帮助我们改进，完善目前的规划，并传授胃癌与肿瘤血管等方面相关的专业知识。为项目提供，场地，设备，经济，理论方面的支持。启发我们的创新思维，鼓励我们提出新的想法和观点，培养学生的独立思考能力和解决问题的能力。注重培养项目成员严谨求实的学习态度以及团队协作能力，促进团队成员之间的沟通与合作，提高团队的整体凝聚力和战斗力。
校级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
张天宇 临床医学院（附属医院） 临床医学(本科) 2024 论文撰写
李鹏宇 临床医学院（附属医院） 临床医学(本科) 2024 文献查阅
周大可 临床医学院（附属医院） 临床医学(本科) 2024 资料汇总
苏新宇 临床医学院（附属医院） 临床医学(本科) 2024 背景调研
王宇轩 临床医学院（附属医院） 临床医学(本科) 2024 文献查阅
刘锦雨 临床医学院（附属医院） 临床医学(本科) 2024 绘制技术路线图

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
王森 临床医学院（附属医院） 否

立项依据

（1）明确缺氧是否可以促进胃癌组织中 ALDOC 基因的表达
（2）明确 ALDOC 在胃癌中是否促进糖酵解过程促进胃癌血管生成
研究对象
（1）分析 ALDOC 在胃癌中的表达与定位及其临床意义
收集胃癌组织，单细胞测序分析不同类型细胞系的表达特点，筛选胃癌内皮细胞特
异表达基因。TCGA 数据库分析、临床收集新诊断的胃癌患者的癌和癌旁胃粘膜组织检测
ALDOC 表达特点并分析临床意义。多色免疫荧光检测 ALDOC 在临床收集的胃癌和癌旁
胃粘膜组织的表达定位，购买胃癌组织芯片，确证 ALDOC 的表达与定位并分析临床意
义。
（2）分析ALDOC对于肿瘤血管生成的影响
1）分析缺氧条件是否会促进ALDOC的表达
模拟肿瘤源性内皮细胞或分选胃癌组织中的内皮细胞，缺氧、自然刺激，设置对照。培养一段时间后，用WB等方法检测ALDOC的表达量
2）分析 ALDOC 是否通过促进糖酵解方式促进胃癌血管生成
培养间充质干细胞，构建 ALDOC 过表达与敲降细胞系，离心裂解胃癌组织细胞，并提取上清液，将上清液注入到构建好的细胞系中，进行成管实验并排除糖酵解过程中ALDOC 的下游代谢物对于血管生成的影响，运用代谢组学等技术检验 ATP 的生成量，糖酵解活性以及血管生成能力
胃癌在我国各种恶性肿瘤中发病率居首位，一旦发现多数处于晚期阶段，转移率高达80%，存活率往往不到 1 年[1]。其高发的癌细胞远处转移率主要依赖于“丰富的血运”[2, 3]，其中血管靶向治疗是重要的应对手段[4,5]。目前靶向抑制单一血管生成因子 VWF 等的药物在临床的应用取得了很好的疗效[6]，但阻断一种生长因子可以补偿性上调其他生长因子，可能会再次刺激血管生成[7]；而针对多种生长因子的联合疗法对临床应用具有非常大的挑战性，不仅成本非常高且会引起骨髓毒性等一系列巨大副作用[5, 8]。因此，迫切需求根本创新方法即不再单纯以驱动因素（生长因子）为目标，而是以对内皮细胞至关重要的引擎（内皮代谢）为目标遏制新血管的形成[3, 9]。那么寻找肿瘤血管特异性代谢相关的新标记具有更为重要的意义。ALDOC是糖酵解过程中重要的蛋白质分子，并且调控胃癌细胞的生物学功能和免疫浸润，我们推测ALDOC通过糖酵解过程为胃癌血管生成提供能量，并调控某些血管生成因子的表达从而促进胃癌血管的生成。本研究试图应用 CO-IP、蛋白质组学、转录组学、代谢组学、ChIP等分子生物学技术，从体内外层面来探讨ALDOC在肿瘤微环境内促进胃癌血管生成的机制与ALDOC作为新的胃癌治疗靶点的可行性。本课题的完成有望为胃癌诊疗提供新思路。
1.缺氧条件可能刺激ALDOC表达上调
我们发现现有研究关于ALDOC（醛缩酶C）与胃癌关联的研究较为有限，越来越多研究表明ECs在血管生成过程中依靠有氧糖酵解而不是氧化磷酸化途径来产生ATP[10]。ALDOC作为糖酵解过程的重要分子，可见ALDOC在促进肿瘤血管生成方面起着重大作用，在胃癌的治疗方面有极大的前景。2023年陈丽乔发表的文章中提到了ALDOC在胃癌细胞和组织中过表达，促进胃癌细胞的恶性生物学行为，是胃癌患者预后不良的独立危险因素。ALDOC与胃癌的免疫浸润显著相关，调节巨噬细胞分化，促进胃癌的进展。ALDOC与胃癌的TMB和MSI显著相关，并影响胃癌的体细胞突变[11]。但并未提及ALDOC在肿瘤微环境中促进胃癌血管生成的机制。继续研究发现缺氧是90%的实体瘤中广泛存在的一种特质，而且缺氧这种特征与肿瘤的增殖、分化、血管生成、能量代谢以及癌症的耐药性发生、患者预后较差密切相关[12]。所以我们推测ALDOC促进胃癌血管生成机制的与缺氧有关，通过糖酵解与WNT/β-catenin信号通路促进胃癌血管生成，本研究将作为填充弥补目前对于该方面研究的空缺

[1]. Lordick, F., et al., Gastric cancer: ESMO Clinical Practice Guideline for diagnosis, treatment and follow-up. Ann Oncol, 2022.
[2]. Mund, J.A. and J. Case, The role of circulating endothelial progenitor cells in tumor angiogenesis. Curr
Stem Cell Res Ther, 2011. 6(2): p. 115-21.
[3]. Cantelmo, A.R., et al., Inhibition of the Glycolytic Activator PFKFB3 in Endothelium Induces Tumor VesselNormalization, Impairs Metastasis, and Improves Chemotherapy. Cancer Cell, 2016. 30(6): p. 968-985.
[4]. Blazejczyk, A., et al., Endothelium and cancer metastasis: Perspectives for antimetastatic therapy. Pharmacol Rep, 2015. 67(4): p. 711-8.
[5]. Ebos, J.M. and R.S. Kerbel, Antiangiogenic therapy: impact on invasion, disease progression, andmetastasis. Nat Rev Clin Oncol, 2011. 8(4): p. 210-21.
[6]. Socinski, M.A., et al., Atezolizumab for First-Line Treatment of Metastatic Nonsquamous NSCLC. N Engl JMed, 2018. 378(24): p. 2288-2301.
[7]. Cella, D., Bevacizumab and quality of life in advanced cervical cancer. Lancet Oncol, 2015. 16(3): p. 241-3.
[8]. Aalders, K.C., et al., Anti-angiogenic treatment in breast cancer: Facts, successes, failures and futureperspectives. Cancer Treat Rev, 2017. 53: p. 98-110.
[9]. Zhang, W., et al., FOXM1D potentiates PKM2-mediated tumor glycolysis and angiogenesis. Mol Oncol, 2021. 15(5): p. 1466-1485.
[10].Endothelial Cell Glucose Metabolism and Angiogenesis，Biomedicines 2021, 9(2), 147
[11].ALDOC regulated the biological function and immune infiltration of gastric cancer cells
[12].Fate-mapping post-hypoxic tumor cells reveals a ROS-resistant phenotype that promotes metastasis

（1）选题机制创新、进阶前沿：只有很少数量的报告描述了体内外内皮细胞（ECs）
的代谢途径，甚至更少的报告研究了 EC 代谢如何调节体内血管生成(Dobrina and Rossi, 1983; Harjes et al., 2012; Laing et al., 1992; Mertens et al., 1990; Peters et al., 2009，Katrien De Bock et al.,2013)，针对肿瘤血管的研究中 ALDOC 在肿瘤微环境中促进血管生成与胃癌转移，更是未曾报道。
因此本文靶向糖酵解与方向探究 ALDOC 促进胃癌血管生成的机制属于机制创新、进阶前沿。
（2）观点独到创新，考虑全面：结合TCGA数据库分析、临床样本检测及组织芯片验证，构建"数据库-组织-芯片"三级验证体系，确保临床意义分析的可靠性与普适性。（The Cancer Genome Atlas (TCGA): an immeasurable source of knowledge）有关ALDOC对胃癌血管作用的基本都是在基因层面对其进行研究，而我们此项目却是在生物大分子水平上进行研究，相较于前者，我们的研究在不失准确性与严谨性的同时，使其变得更加简单，研究速度更快，经费开支方面节省。考虑到了 ALDOC 的下游代谢物可能会通过其他通路对肿瘤血管生成产生影响，极少有报告提及到这一点（ ALDOC regulated the biological function and immune infiltration of gastric cancer cells.）
（3）现象创新、临床意义显著：目前，胃癌主要治疗方式主要是以靶向抑制单一血管生成因子VWF来达到目的，但与此同时也会补偿性的上调其他生长因子，引起一系列巨大副作用，从而再次造成血管的生成。我们此项目则是更换了目标，不再以单一的生长因子为目标，而是在胃癌血管的增殖方面进行深度研究，缺氧条件下，ALDOC通过糖酵解来为胃癌血管的生成提供能量，我们决定以ALDOC对胃癌血管促进的机制与ALDOC作为治疗靶点的可行性入手，相比于前者，此项目对患者的安全性更高。
1: Catanese S, Lordick F. Targeted and immunotherapy in the era of personalisedgastric cancer treatment. Best Pract Res Clin Gastroenterol. 2021 Mar-Apr;50-51:101738. doi: 10.1016/j.bpg.2021.101738. Epub 2021 Feb 21. PMID:33975679.
2: Patel TH, Cecchini M. Targeted Therapies in Advanced Gastric Cancer. CurrTreat Options Oncol. 2020 Jul 28;21(9):70. doi: 10.1007/s11864-020-00774-4.PMID: 32725377.
3: Jiang L, Gong X, Liao W, Lv N, Yan R. Molecular targeted treatment and drugdelivery system for gastric cancer. J Cancer Res Clin Oncol. 2021Apr;147(4):973-986. doi: 10.1007/s00432-021-03520-x. Epub 2021 Feb 7. PMID:33550445.


（1）现有数据分析，研究 DCLK1 在胃癌细胞中的表达与定位及其临床意义（技术路线1）
1）收集胃癌和癌旁组织临床样本，分选胃癌组织内皮细胞，检测 ALDOC 是否在肿瘤内皮细胞中表达，并用多色荧光免疫检测 ALDOC 的定位
2）TCGA 数据库分析：利用 TCGA 数据库分析胃癌细胞和癌旁细胞内 ALDOC 基因的差异化表达情况。以及 DCLK1 的表达分析、生存分析、临床参数相关性分析。
3）购置胃癌组织芯片：胃癌组织芯片对 ALDOC 的表达进行检测，进行 IHC 检测ALDOC 的表达，以及 ALDOC 的表达分析、生存分析、临床参数相关性分析。
技术路线1分析ALDOC在胃癌中的表达与定位及其临床意义
（2）分析ALDOC对于肿瘤血管生成的影响
1）分析缺氧条件是否会促进ALDOC的表达
模拟肿瘤源性内皮细胞或分选胃癌组织中的内皮细胞，缺氧、自然刺激，设置对照。培养一段时间后，用WB等方法检测ALDOC的表达量
2）分析 ALDOC 是否通过促进糖酵解方式促进胃癌血管生成
培养间充质干细胞，构建 ALDOC 过表达与敲降细胞系，离心裂解胃癌组织细胞，并提取上清液，将上清液注入到构建好的细胞系中，进行成管实验并排除糖酵解过程中ALDOC 的下游代谢物对于血管生成的影响，运用代谢组学等技术检验 ATP 的生成量，糖酵解活性以及血管生成能力
技术路线2分析ALDOC对于肿瘤血管生成的影响
拟解决的关键科学问题
如何排除糖酵解过程中 ALDOC 下游代谢物对基因表达与Wnt/β-catenin通路的影响
解决方案：
1）特异性清除下游代谢物
使用外源酶选择性清除ALDOC下游代谢物，但保留糖酵解能量代谢的完整性，或通过化学分子（如乳酸结合剂）中和特定下游代谢物，减少其生物活性，但不干扰糖酵解核心步骤。
2）同位素标记
利用稳定同位素标记的葡萄糖（13C-glucose）追踪糖酵解代谢流，明确ALDOC下游代谢物（G3P、DHAP、乳酸）的动态变化，区分ALDOC的直接作用与代谢物间接效应。
预期成果
（1）明确 ALDOC 通过糖酵解途径促进肿瘤血管生成是否与氧气有关
（2）明确 ALDOC 是否可以影响某些基因与通路的表达
（3）明确 ALDOC 作为治疗癌症新靶点的前景
（4）结题并发表论文 
2025 年 4 月 1 日到 2025 年 8 月 31 日
收集并培养胃癌血管内皮细胞以及间充质干细胞，并完成对于 ALDOC 在胃癌中表达与定位的研究
2025 年 9 月 1 日到 2026 年 1 月 31 日
完成氧气条件对于 ALDOC 表达实验，并构建 ALDOC 敲降与过表达细胞系
2026 年 2 月 1 日到 2026 年 5 月 31 日
完成成管实验，排除 ALDOC 下游代谢物对实验结果的影响，代谢组学分析 ATP 的生成量，对比血管生成能力，得出最终结论
2026 年 6 月 1 日到 2026 年 7 月 31 日
总结发表 Q3-Q2 区 SCI 论文 1 篇
所在实验室与癌症的研究有关，并且此前学生已阅读的大量与研究课题有关文献，对课题研究有关内容有了深入了解，小组已完成预实验初步证实胃癌 ALDOC 在缺氧条件下表达上调

已具备的条件

已完成预实验并初步证实缺氧会使ALDOC表达上调

尚缺少的条件

无

解决办法

无

经费预算

开支科目 预算经费（元） 主要用途 阶段下达经费计划（元）
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 10000.00 无 4000.00 6000.00
1. 业务费 4000.00 无 1000.00 3000.00
（1）计算、分析、测试费 2000.00 无 1000.00 1000.00
（2）能源动力费 0.00 无 0.00 0.00
（3）会议、差旅费 0.00 无 0.00 0.00
（4）文献检索费 0.00 无 0.00 0.00
（5）论文出版费 2000.00 无 0.00 2000.00
2. 仪器设备购置费 0.00 无 0.00 0.00
3. 实验装置试制费 0.00 无 0.00 0.00
4. 材料费 6000.00 无 3000.00 3000.00
结束

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