肿瘤转移造成90% 的癌症患者死亡，血管外渗是肿瘤转移的必要环节，目前缺少专门靶向肿瘤细胞外渗过程的治疗药物。该研究针对血管挤出（angiopellosis）这一肿瘤细胞簇外渗的主要机制，构建基于成像的高通量药物筛选体系，筛选得到化合物 Bay61‑3606。该分子能够抑制血管挤出过程，在斑马鱼与小鼠模型中降低肿瘤细胞簇外渗，减少远处器官转移。机制层面，Bay61‑3606 作用于 JNK 信号通路，下调内皮细胞 COL8A1 基因表达，阻碍血管挤出发生。

该研究由 Xiao Cheng、Mengrui Liu、Shiqi Hu、Kaiyue Zhang、Zhang Yue、Shuo Liu、Dashuai Zhu、Zhenzhen Wang、Chao Lu、Na Yan、Brian S. Henick、Ke Cheng 完成，论文标题为《Screening of anti‑metastasis drugs by targeting angiopellosis and cancer cluster extravasation》，于 2026年8月发表于《Science Advances》。

重要发现

体外血管挤出检测体系构建

血管挤出是内皮细胞发生构象重塑，主动将循环肿瘤细胞推出血管的过程，该机制支持高转移潜能的多细胞肿瘤簇完成外渗，和传统白细胞渗出（diapedesis）机制相互区分。为在体外复现血管挤出关键步骤，研究构建肿瘤细胞膜包覆微球（CM‑spheres）与内皮单层共培养检测体系。

CM-球体/内皮细胞共培养试验在体外再现了血管病过程

研究提取肿瘤细胞膜，通过静电吸附包覆在聚苯乙烯微球表面。肿瘤细胞膜包覆微球保留细胞识别所需表面黏附分子，同时减少会破坏内皮完整性的分泌蛋白释放；微球尺寸形态均一，不会发生天然肿瘤细胞簇的解离。当肿瘤细胞膜包覆微球与内皮单层共培养，内皮细胞发生细胞骨架重塑，形成环状口袋结构包裹微球，复现体内血管挤出的包裹行为。

实验设置两组对照，未包覆肿瘤细胞膜的微球几乎无法诱导内皮口袋结构形成；加入肌动蛋白聚合抑制剂抑制内皮细胞骨架重塑后，口袋结构生成同样被显著抑制。对蛋白谱进行分析，肿瘤细胞膜包覆微球保留大部分黏附分子，分泌蛋白水平降低，该特征可以触发内皮重塑，同时维持血管内皮完整。这套体系可以通过成像读取微球附着数量、环状口袋结构数量等指标，实现对血管挤出过程的体外模拟。

模式生物成像验证药物抗外渗效果

借助斑马鱼胚胎光学透明、免疫缺陷的特点构建肿瘤外渗模型。将表达红色荧光蛋白的乳腺癌细胞注入转基因斑马鱼胚胎血管系统，采用荧光成像观察肿瘤细胞血管外渗事件。成像统计结果显示，Bay61‑3606 处理不会造成斑马鱼胚胎死亡，但能够大幅降低肿瘤细胞总体外渗事件，尤其显著抑制多细胞集体外渗，也就是血管挤出主导的外渗形式。

Bay 61-3606 减少斑马鱼模型中的癌细胞外渗

研究继续开展小鼠体内验证，向小鼠尾静脉注射Lewis 肺癌细胞，利用全组织透明结合荧光成像技术，观测肺组织内部肿瘤细胞位置，统计肿瘤细胞距离血管壁距离以及肿瘤细胞簇数量。Bay61‑3606 处理组总外渗事件、簇状外渗事件显著下降，大部分肿瘤细胞滞留于血管内部，无法迁移至血管外侧。

Bay 61-3606减弱小鼠癌症模型中的转移

在肺癌转移模型与三阴性乳腺癌术后自发转移小鼠模型中，通过活体生物发光成像持续监测转移进展。Bay61‑3606 处理不会改变原发肿瘤负荷，但能够加速循环肿瘤细胞清除，肺、肝的远处转移病灶负荷显著下降，延长荷瘤小鼠生存期。

分子机制解析

研究对给药后的人脐静脉内皮细胞与斑马鱼内皮细胞开展RNA 测序。数据提示，Bay61‑3606 处理后大量细胞黏附、细胞骨架重塑相关基因表达下调，其中 COL8A1 基因表达显著降低。COL8A1 蛋白表达下降结果通过免疫荧光染色得到确认。

Bay 61-3606通过下调内皮COL8A1表达来抑制血管病

体外阻断COL8A1 功能，会抑制肿瘤细胞膜包覆微球诱导的内皮口袋形成，降低肿瘤细胞跨内皮迁移。利用内皮特异性启动子驱动的腺相关病毒，在小鼠体内特异性敲低内皮细胞 COL8A1，小鼠肿瘤细胞外渗、簇状外渗均被抑制，肺转移水平下降。肿瘤细胞表面 DDR1 作为 COL8A1 的配体，二者可以发生分子相互作用；临床数据库分析显示 DDR1 在转移病灶表达升高，DDR1 敲低同样会降低体内转移负荷。

Bay61‑3606 原本被认为是 SYK 抑制剂，但内皮细胞 SYK 表达水平很低。分子对接模拟、药物亲和响应稳定性实验证实，Bay61‑3606 可以直接结合 JNK1/2。JNK‑c‑Jun 信号通路调控 COL8A1 转录，JNK 抑制剂处理、JNK 基因敲低均可下调内皮 COL8A1 表达；JNK 通路激活剂能够上调 COL8A1，而 Bay61‑3606 可逆转该上调效应。COL8A1 进一步激活内皮整合素‑AKT 通路，调控细胞骨架重塑，介导血管挤出过程。

安全性评估结果显示，长期给药不会造成小鼠肝肾功能异常，主要脏器无病理损伤；同时免疫细胞依靠传统白细胞渗出完成外渗，不依赖COL8A1，Bay61‑3606 处理不会抑制单核细胞等免疫细胞的血管外渗与组织浸润。

创新与亮点

该研究搭建了依托高内涵成像的体外血管挤出高通量筛选平台，解决了以往缺少可复现肿瘤细胞簇血管挤出过程、难以开展药物大规模筛选的成像技术难题。该成像体系以肿瘤细胞膜包覆微球替代活肿瘤细胞簇，成像指标客观可量化，实现对内皮介导肿瘤外渗过程的高通量评估。

结合斑马鱼荧光活体成像、小鼠组织透明荧光成像、活体生物发光成像，实现从体外细胞水平到活体动物层面完整的药效可视化评价。该套成像工作流可用于靶向内皮、抑制肿瘤转移药物的筛选与药效评估，为抗转移药物研发提供标准化成像研究范式。

总结与展望

该工作构建模拟血管挤出的体外成像筛选模型，筛选得到Bay61‑3606，阐明该化合物通过 JNK‑c‑Jun‑COL8A1 通路抑制内皮介导肿瘤细胞簇外渗，在多种动物模型抑制远处转移，且具备良好安全特征。

未来仍需评估Bay61‑3606 的脱靶效应、对 B 细胞功能与伤口愈合的潜在影响，开展更多免疫相关研究；同时探索 COL8A1、DDR1 作为转移预测生物标志物的临床价值，评估该化合物在围手术期肿瘤联合治疗中的应用潜力。

论文信息

声明：本文仅用作学术目的。

Xiao Cheng et al. ,Screening of anti-metastasis drugs by targeting angiopellosis and cancer cluster extravasation.Sci. Adv.12,eaed4204(2026).

doi:10.1126/sciadv.aed4204