肿瘤内皮细胞（TECs）经历了以DNA甲基化为代表的一系列的表观遗传学变化。DNA甲基化为DNA化学修饰的一种形式，即在DNA甲基化转移酶的作用下，基因组DNA CpG二核苷酸的胞嘧啶5'端碳位共价键结合一个甲基基团。 DNMT抑制剂 (DNMT inhibitors, DNMTis) 可以抑制DNMT的活性，从而阻止甲基从s-腺苷蛋氨酸转移SAM转化为胞嘧啶。目前，治疗TECs最可行的方法是研发新型DNMTis以及将DNMTis与其他治疗方法进行协同治疗，提高治疗效果，减少药物毒性。
TECs是肿瘤微环境（tumor microenvironment, TME）的重要组成部分，肿瘤内皮细胞在细胞遗传学、分子和基因组学方面与正常内皮细胞 (NECs) 有显著差异，其形态更类似于肿瘤细胞。甲基化是TECs基因组中常见的现象，在肿瘤血管的形成和TECs的发展中起着关键作用。与NECs相比，对TECs中差异表达基因的分析为早期和准确的癌症诊断提供了可靠的方法。有研究表明，前列腺癌内皮细胞和正常前列腺内皮细胞的基因表达和甲基化模式存在显著差异。TECs中miR-29b-3p启动子的甲基化已被证明可促进胰腺癌的血管生成、侵袭和迁移。
在肿瘤发展过程中，由于缺乏氧气和营养物质，肿瘤表面特异性特征逐渐减少，肿瘤潜伏期延长。新血管的初始形成主要由内皮细胞完成，通过血管快速生长和转移，肿瘤可以获得足够的氧气和营养。因此，寻找抑制血管生成、减少肿瘤转移和增殖的新靶点至关重要。近年来在此方面有重要进展，如曲妥珠单抗被用作过表达人表皮生长因子受体2肿瘤的治疗，CXCR4/CXCL12相互作用是证明是干扰前列腺癌肿瘤血管生成的潜在新靶点。
图1. VEGF/VEGFR2信号通路介导的血管生成与DNMT抑制剂对血管生成的影响
DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰，作用是调节基因表达，与癌症和自身免疫性疾病的发生、发展密切相关。启动子调控区内未甲基化的CpG岛不会破坏转录和基因表达。然而，当调控区CpG岛的DNA甲基化发生时，该基因被沉默。通常，甲基化发生在基因启动子区域的CpG岛上，激活一系列致癌基因的表达。
DNMT包括DNMT1、DNMT2和DNMT3 (A、B、L)，研究表明，22%的肿瘤表现出一种新的表观基因组亚型，肿瘤抑制基因启动子的CpG岛区域在癌症中被高甲基化，导致此基因沉默。DNMT还调控肿瘤相关非编码RNA的表观遗传形式。DNMTis可以调节肿瘤抑制基因的高甲基化，主要包括核苷类和非核苷类抑制剂。核苷类药物如阿扎胞苷、氯法拉滨和地西他滨相继被FDA批准上市，2020年第一个口服低甲基化药物Inqovi被FDA批准。RG108是第一个通过合理设计而合成的非核苷类DNMTi，通过抑制DNMT1的表达，从而降低全基因组的甲基化水平；有研究证明局部麻醉剂普鲁卡因也是一种激活抗癌机制的DNMTi。近年来，DNA甲基化分析已成为癌症研究的有力工具，为肿瘤的发生、发展和预后提供了深入了解，DNMTis的发展为DNA甲基化相关的癌症提供一种新颖且有效的治疗方法。
1971年Folkman博士等人提出血管生成抑制剂靶向肿瘤内皮细胞的观点，即抗血管生成治疗成为癌症治疗的一个重要方面。鉴于肿瘤内皮细胞中DNA甲基化水平异常，可以利用DNMTis与血管化疗药物联合治疗肿瘤内皮细胞。DNMTis对甲基化基因的调控可以有效地控制和破坏肿瘤内皮细胞和肿瘤血管。在人类黑色素瘤中，通过启动子甲基化沉默的血小板反应蛋白-1可以在DAC治疗后重新表达并减少肿瘤血管生成。DNMTis通过调节信号因子影响肿瘤内皮和肿瘤血管生成。肿瘤内皮细胞和肿瘤血管的生成过程涉及多种信号因子，DNMTis通过调节一些信号因子、靶向受体和相关信号通路来控制TECs的进展。当肿瘤和TECs中的Von Hippel-Lindau（VHL）基因启动子的高甲基化导致肿瘤和TECs中VHL基因启动子的高甲基化导致VHL蛋白的缺失，低氧诱导因子(HIF)-1α就不能被降解，然后进一步促进信号因子，如VEGF诱导内皮细胞迅速形成新的血管并延伸到肿瘤组织。使用DNMTis和HDACis (HDAC inhibitors) 已被证明有能力触发癌细胞中肿瘤抑制基因的再激活。组蛋白去乙酰化酶抑制剂丙戊酸钠与DNA甲基化抑制剂盐酸肼嗪联用可诱导血管内皮生长抑制剂 (VEGI)及其相关死亡受体3 (DR3)在人微血管内皮细胞中的表达，通过增强VEGI/DR3通路及VEGI/VEGF-A干扰发挥抗血管生成作用。因此，DNMTis在抑制肿瘤内皮细胞的生成和肿瘤血管生成方面有一定的作用。
图3. 肿瘤细胞与肿瘤内皮细胞在化疗药物刺激下相互作用产生耐药的机制
本文共介绍四种DNMTis联合治疗方法，第一种是DNMTis与抗血管药物联合治疗；由于一部分TECs对血管药物具有一定的耐药性，但是DNMTis与抗血管生成药物联合治疗可降低TECs的耐药性。第二种是DNMTis与常规放疗；放射治疗作为癌症治疗的重要组成部分，通过高能辐射破坏肿瘤细胞的遗传物质，从而阻碍细胞分裂和增殖的能力。肿瘤细胞在细胞周期的G1期对放疗不敏感，对G2/M期敏感，而DNMTis对G1期敏感。因此，两者联合使用可以在整个细胞分裂期有效杀伤肿瘤和TECs。第三种是DNMTis和HDACis联合治疗；DNMTis和HDACis的协同作用导致染色质构象的改变，从而调节基因转录水平。第四种是DNMTis与肿瘤免疫治疗；在肿瘤免疫治疗中，DNMTis可以通过去甲基化增强各种类型癌症的免疫治疗效果。
TECs在固体肿瘤的增殖和迁移中起着至关重要的作用，TECs中存在大量的异常基因甲基化，这些异常可能导致TECs的表型变化和促癌作用，其中NECs可能会被诱导成为TECs。TECs不仅为肿瘤提供营养和转移渠道外，还可以帮助肿瘤细胞。因此，进一步对TECs的表观遗传学探索可以提高对其在肿瘤增殖中的作用机制。据研究表明DNMTis可以通过抑制DNMTs的活性并将抑癌基因从抑制状态中释放出来，从而达到治疗TECs的目的。
虽然DNMTis用于癌症治疗的临床转化仍处于早期阶段，但这些药物有很大的潜力成为治疗各种癌症的重要工具。正在进行的研究对于更好地理解DNMTis的作用机制和开发更有效和有针对性的治疗方法至关重要。为了实现这一目标，需要努力创造更具选择性地抑制癌细胞中的DNA甲基化，同时保留正常细胞的DNMTis。此外，个体化的治疗策略必须采用个性化的治疗策略，以提高不同癌症类型的生存率。然而，治疗的有效性不仅取决于新在药物开发方面，也是在给药系统方面。使用人工细胞递送工具，如囊泡、中性粒细胞和吞噬细胞等由于其良好的生物相容性，已显示出很好的前景。针对癌症的特异性治疗，可以将DNMTis和光敏剂封装在生物载体中，并以癌症标志物识别工具对其进行表面修饰。针对癌症标志物的识别工具，如适配体，可以实现不同癌症有针对性的联合治疗。此外，DNMTis可以作为靶向探针来了解癌症的甲基化位点。未来需要继续努力开发新的DNMTis和优化药物输送系统将为更有效和个性化的癌症治疗铺平道路。因此，DNMTis未来在癌症治疗方面的临床应用具有很大的潜力。
