血管内皮生长因子与肿瘤

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血管内皮生长因子与肿瘤



      摘要：血管内皮生长因子（VEGF）与肿瘤的生长和转移调节己为人们所关注，本文就VEGF与肿瘤的生长和转移关系作以综述。



      关键词：血管内皮生长因子  肿瘤



      肿瘤作为严重威胁人类生命和健康的疾病历来是临床治疗的难点。传统的手术、放疗、化疗因其各自的局限性而不能达到满意的疗效。而早在1972年，Gim brone 等学者在研究中就发现恶性肿瘤组织中血管并常增多，并进一步认为肿瘤血管新生是恶性肺管生长和转移的前提，他们推测肿瘤通过肿瘤从宿主获得丰富的营养，并依赖定向宿主输出大量恶性细胞致肿瘤不断生长和转移。有资料证实，对实体瘤而言当其生长至1MM3以上时，若无新生血管生长则肿瘤静止于休眠状态[1]。由此可见，肿瘤血管生成与肿瘤患者的预后明显相关。肿瘤的血管生成与多种生长因子的**有关，如表皮生长因子（EGF）、成纤维生长因了（FGF）、转移生长因子（TGF）、血小板源生长因子（PDGF）和血管内皮生长因子（VEGF）等。血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF），也叫做血管通透因子（vascular permeability factor,VPF），在正常胚胎发育时有广泛的表达，但正常成年者的组织中呈低水平表达，在风湿性关节炎、视网膜病变和肿瘤等病情情况下其表达异常升高。近年来，抗血管治疗成为新的抗肿瘤疗法的焦点。而实验证明多数实体肿瘤内有VEGF 的异常高表达，是作用最强，特异性最高的促血管生长因子之一[2]。因此，VEGF作为抗血管治疗的一个理想的靶点，正日益受到人们的重视。下面就近年来人们围绕VEGF与肿瘤展开的研究综述如下。



      1、  VEGF简介

1．1现已发现的VEGF家族有六个成员：VEGF（即通常所指的VEGF—A）、胎盘生长因子（placenta growth factor, PIGF）、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D和VEGF-E[3]。它们都是分泌型二聚体蛋白，具有相似的氨基酸序列，含有特征性的8个半胱氨酸残基，与血小板源性生长因子（platelet-derived growth factor,PDGF）具有结构同源性。

      VEGF是胱氨酸生长因子(cytine knot growth factor, CKGF) 超家族一员。VEGF是通过两对链间二硫键共价连接的反平行同型二聚体[4]。VEGF单体’N端8-109位氨基酸列基形成的二级结构分别是ɑ1、ß1、ß2、ß3、ß4、ß5、ß6、ß7。其结构特征为中央是平行的4段ß片层（ß1、3、5、6）胱氨酸结位于一端。胱氨酸结是在两个相邻的ß片层里（ß3、7）之间由两对二硫键（CYS57-102，CYS61-104）形成一个共价连接的环状结构，同时第三对二硫键（CYS28-68）穿过该环把ß1、ß4片层的起始端连接一起。两对链间二硫键（CYS51-51’,Cys60-60’）把两个亚基共价连接起来。二聚体形成的决定簇位于VEGF起始-110残基处，其中N端ɑ-螺旋HIS12和ASP19之间的氨基酸开成的结构域对VEGF二聚体的形成起关关键作用，VEGF单体间的疏水性氨基酸的相互作用可以稳定或协助二聚体的形成[5]。

    1．2 VEGP受体[5]（VEGFRS）主要有两种：FMS样酪氨酸激酶（flms-like tyrosine kinase,FLT）和胎儿肝激酶-1/含激酶插入功能区受体（FLK/KDR）。其表达基本局限于血管内皮细胞上，都为穿膜蛋白，含有7个细胞外免疫球蛋白样功能区，一个跨膜区和一个细胞内酪氨酸激酶功能有区。VEGF与其受体结合后胞内信号传导机制尚不明了，可能是通过VEGFRS二聚体，受体酪氨酸激活，促使底物磷酸化而产生促进内皮细胞增殖、提高血管通透性、改变细胞外基质的作用，其中KDR是VEGF发挥主要功能的受体[6]。VEGF与其受体结合的能力领带于细胞表面肝素或肝素样分子的存在。

    此外，1996年Soker等[7]在EC和诸如乳腺癌MDA-MB-231（231）细胞等各种肿瘤细胞系上发现了一个仅与VEGF165结合的受体命名为VEGF165受体（VEGF165R）。1998年Soker等又从内皮细胞和肿瘤细胞中发现神经纤毛蛋白-1(neuropilin-1)为VEGF165的又一个受体，它仅结合VEGF165而不结合VEGF121，它可以增强VEGF165结合KDR能力以及VEGF165介导的趋化性；抑制VEGF165与KDR的结合及其对内皮细胞的丝裂原活性。

    最近研究VEGF家族又增加了一个新成员；脊髓源性生长因子（spinal cord-derived growth factor, SCDGF）。人SCDGF在体外对10T1/2细胞表现出促有丝分裂活性，虽然它在体内的功能尚不清楚，但其中一个可能的功能是在胚胎发育中对特殊类型的脊髓细胞起关有丝分裂作用[8]，而其对血管内皮细胞的作用尚无报道。

      2、 VEGF 促血管形成的机制

BROWM[9]报道VEGF可直接作用于血管内皮细胞而增加血管通透性，结果导致血浆蛋白和纤维蛋白外渗至细胞外间隙，外渗的纤维蛋白和其他蛋白质如纤维边接蛋白等凝结成纤维凝胶，为成纤维细胞，内皮细胞和其他细胞移动侵入提供暂时的基质成分，并最终将它转化为血管化的连接组织。

    VEGF还是一个选择性促内皮细胞有丝分裂素[10]。VEGF与受体结合后，通过肌醇酯的水解，促使第二信使形成，后者在肝素样分子的调节下，引起受体的自身磷酸化，打开磷酯酰肌醇代谢的信息传递通路，激活丝裂原活化的蛋白激酶，表现出VEGF的有丝分裂原特性，诱导血管内皮细胞的增殖。

    VEGF还具有促进血管构建的作用。概括地讲，VEGF是通过上调血浆活化因子（PA）的活性，提高PA和尿激酶类纤维蛋白原活化因子（UPAR）表达，促进蛋白水解酶、间质胶原酶和组织因子的诱导活化，从而最终生成新的毛细血管。]

      3 VEGF在肺疫中表达

    自Folkman提出实体肿瘤依赖于血管形成的推断以来，人们已进行了大量的实验研究。

（1）  神经系统

对神经系统肿瘤中VEGF表达状况的研究很多。PLATE[11]。用原位杂交方式方法证明VEGF  用胶质瘤细胞产生和分泌，作用于表达VEGF受体的肿瘤内皮细胞。在胶质母细胞瘤，VEGF MRNA呈高表达，而正常瘤和低级的胶质瘤不表达或表达很低，FLT MRNA 和FLK MRNA仅在高分级胶质瘤和恶性胶质瘤中表达，表明VEGF蛋白及MRNA在神经胶质瘤表达与肿瘤分级有关。此研究还显示了VEGF MRNA及其蛋白的肿瘤坏死区域邻邦接的瘤细胞中表达最为明显，因为坏死区域缺O2，最严重，提示缺O2，可能是VEGF分泌的调节因素。Samoto等[12]用NorthernblotIFC 分析了经外科手术后切除的17例胶质瘤和16例脑膜瘤，提示VEGF比TGFɑ、ß，bFCF更有强表达，在促肿瘤务管生成过程中起着主要作用。

（2）  呼吸系统

Takanami 等[13]用测微血管密度的方法，发现118例肺腺癌VEGF及其受体flt呈阳性表达；Mattern等用免疫组化方法分析肺表皮癌时，发现VEGF与 bFGF都有表达并与微血管密度（MVD）相关，但VEGF更为重要。

（3）   消化系统

Maeda等[9]对129例胃癌组织VEGF蛋白表达和多种临床指标进行了系统的研究，发现VEGF与胃癌淋巴结转移密切相关，认为它可以作为衡量胃癌淋巴结转移密切相关，认为它可以作为衡量胃癌转移和预后的一个***指标， Suzuki 等[15]用Northernblot分析了23例肝癌组织，发现组织VEGF表达（69.6%）比癌旁(36.1%)组织明显增高。这些研究显示VEGF在消化道原发肿瘤中通常都有VEGF及其受体 flt、flk 表达上调，但这种表达上调发生在较晚期肿瘤阶段。

（4）   泌尿系统

  对人肾脏、膀胱、前列腺等恶性肿瘤的研究均己证实了VEGF的存在。Berger等[16]通过研究证实，在肾癌组织中， VEGFmRNA呈现高表达，而癌旁组织呈现低表达。 O’Brien用 Rnase-protection **ysis 研究41例原发膀胱癌和8例正常膀胱癌中VECFmRNA表达是 PDGF的3位，是正常膀胱癌 VEGFmRNA表达的40倍数，并在癌的不同发展阶段有着不同的表达。

（5）   内分泌系统

  Viglientto 等[17]人通过比较PLGF与 VEGF在甲状腺癌中的表达时，发现VEGF在恶习性未分化型中呈高表达，在**状及滤泡状中呈中等表达，并且其受体也在内皮细胞呈现表达，而 PLGF均呈低表达。 Salven等[18]用免疫组分析了33例继发性黑色素瘤，证明有91%的患者中有 VEGF高表达。

（6）  生殖系统

BooCock 等[19]人用PCR对孵巢癌也同样得到了 VEGF呈阳性反应的结果。

（7）  其它

Zhang等[20]对乳腺癌进行的研究也证实了VEGF的表达。

以上结果足以证明，VEGF可能通过促进血管生成和间质形成对肺瘤生长发展起促进作用。

      4       VEGF表达的调控

研究表明c-sre 基因介导的信号分配导通路参与VEGF表达的调控。 Ellis等[17]用 c-arc的反义核酸转染人类结肠癌细胞株 HT29，使 src 酪氨酸激酶活性大大降低， VEGF mRNA的表达也随之明显降低且与 src酪氨酸激酶活性的降低成比例。研究显示， src酪氨酸激酶的活性调节结肠肿瘤细胞VEG的表达。

参与 VEGF表达调控的还有抑癌基因 p53和ras癌基因。以往的研究发现里生型p53基因抑制肿瘤的作用主要通过诱导肿瘤细胞的凋亡来实现的，而 Mukhopadbyay 等的实验表明，野生型p53的高表达能明显抑制 U-87MG细胞株的VEGF启动子的活性（抑制率80%以上）。 Bouvet等[22]用野生型p53基因的**缺陷型载体Ad5/cmv/p53转染 p53突变型的人结肠癌细胞株 KM12L4和 SW620后，发现这两种细胞株的VEGF  mRNA表达明显下降。上述两个研究表明野生型 p53基因可下调VEGF的表达。 Ras等研究证实ras基因的突变可使 VEGF的表达水平明显升高。

许多研究表明，组织缺氧可明显促进 VEGF的表达[23]。此外，许多由肿瘤细胞和正常性别产生的细胞素和生长因子可影响 VEGF的表达。己有研究报道表皮生长因子、血小板源生长因子I、**II、白细胞介素 Ia、白细胞介素-6和转移生长因子 -ß1等可上调 VEGF的表达。

      5、 VEGF家族成员在肿瘤治疗中的应用

VEGF及 VEGF在相关分子在肿瘤中表达的异质性为抗肿瘤血管生成治疗提供了有利途径。以 VEGF为靶点，制血 VEGF单克隆或多克隆抗体，或将 VEGF反义寡核苷酸转染入肿瘤细胞中，从而抑制实验性动物移植瘤的生长己取得成功。目前人类抗VEGF抗体在癌症治疗中的安全性和有效性验证正进入临床试验阶段。另外，以VEGF受体为靶点，制血相应受体的抗体，或给予酪氨酸激酶抑制剂制受体的激活，或采取基因治疗的方法转导突变的受体基因抑制受体的正常表达，或构建高亲合力的可溶性受体都是阴断VEGF作用的有效途径。另外将VEGF受体单抗菌素与药物交联或将VEGF与小分子毒性物质结合（如将白喉毒素分子DT385与VEGF-C结合）也为肿瘤的治疗增添了新的内容。VEGF-C及VEGF-D在肿瘤淋巴管生成及肿瘤转移中的作用可能为肿瘤治疗提供了新的靶点。新近有报道，一种新型VEGFR-3抗体AFL4 mAb由于能抑制毛细血管后微静脉内皮细胞造成邻近静脉微循环缺血而对荷瘤小鼠有抑瘤作用[24]。

近两年来，在抗血管生成方面取得很大进展，己有多种天然和合成化合物可望为有效的血管生成抑制剂，其中发现苏拉明（suramin）可选择性地定位于血管内皮细胞，并阻止生长因子（包括 bFGF 、PDGF等）与其受体结合，目前已进入临床试用阶段[25]。近年来又新发现了2种对肿瘤生长有特异抑制作作用的抗血管生成因子，血管生长抑制素（AS）和内皮生长抑制素（ES）。

       6、展望

    VEGF与肿瘤的相关研究加深了对肿瘤血管的认识。VEGF在肿瘤组织中表达水平的高低，又作为提示肿瘤预后的一个指标，为推测肿瘤增殖潜能提供参考。人们己用VEGF单抗、VEGF 无活性变异体、利用VEGF片段进行抑制[26[、反义型因技术、以及针对VEGFRS的治疗来进行肿瘤抗血管治疗并取得了丰富的成果。相信抗血管治疗有可能会为人类治疗肿瘤的突破口。







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