腫瘤淋巴管生成及其調控機制研究進展

馬宏民

惡性腫瘤對人體健康危害極大，腫瘤細胞通過其無限制生長、浸潤轉移、分泌有害細胞因子及不受免疫攻擊而使機體致病。在浸潤轉移過程中，微脈管系統的作用不容忽視。以往對腫瘤微血管的研究已比較深入，近年來隨著淋巴內皮細胞特異性標記物的發現和對淋巴管生成的分子機制的研究，腫瘤淋巴管生成的調控機制及其與淋巴道轉移的關系已成為繼腫瘤血管生成機制之后的又一熱點。本文就腫瘤淋巴管生成及其調控機制的研究作一綜述。

1 腫瘤淋巴管的形成過程

淋巴管包括淋巴干、集合淋巴管和毛細淋巴管，其內皮通常只有一層內皮細胞，有較大的細胞間隙，在維持血漿的容積、防止組織壓升高和免疫系統的功能中起重要的作用。近來研究證實毛細淋巴管同樣可由淋巴管內皮細胞分化而成，腫瘤在生長過程中淋巴管形成方式與毛細血管基本相似，即在已有淋巴管的基礎上，以出芽方式生長。新生淋巴管與新生微血管相比比較穩定，出芽少，相互吻合少，不易回縮，并且在大小和形式上變化也少。在創傷愈合的急、慢性炎癥中可見廣泛的淋巴管再生。既往的研究一般認為腫瘤組織中不存在淋巴管[1]，此種情況難以解釋腫瘤的淋巴道轉移。最近的研究表明，在腫瘤組織及腫瘤周圍包膜區存在集束狀或分散的淋巴管，這種淋巴管的分布更為密集，與腫瘤發生密切相關[2]。

淋巴管可為腫瘤生長提供營養物質，特別在轉移瘤生長早期，其營養物質的提供主要靠彌散方式及微淋巴結、新生淋巴管通過擴張的形式提供，直到腫瘤長到1～2 mm時腫瘤血管的營養物質的提供才十分必要。如乳腺癌組織內存在淋巴管，可協助血流中的氧、養分和其它淋巴成分的擴散，從而支持腫瘤的生長。同時微淋巴管是腫瘤細胞轉移的重要途徑，Akagi等[3]認為腫瘤發生轉移時可能涉及兩個途徑：一方面腫瘤細胞通過血液循環到達淋巴結并在淋巴結中被捕獲，也就是說在血液和淋巴循環的交叉點上實現淋巴結轉移。另一方面是腫瘤通過侵入淋巴管實現的，由于腫瘤的新生淋巴管缺乏連續的基底膜，內皮細胞間連接較疏松，有較大的間隙，并且腫瘤內的淋巴管較密集，管腔擴張，腫瘤細胞容易沿著這些間隙進入淋巴管，隨淋巴液流動或進入血液至其它部位形成轉移灶。

2 腫瘤淋巴管的標記物

腫瘤淋巴管生成在腫瘤轉移過程中起重要作用。長期以來，由于存在技術上的困難，與血管相比，人們對淋巴管內皮細胞的生物學特性了解較少。早期對淋巴管的鑒別主要依靠形態學特性和特殊的染色程序，不利于淋巴管的鑒別，其主要原因是缺乏淋巴管內皮特異性標志物。后者是區分淋巴管內皮與血管內皮的重要標志。目前已發現了多種淋巴管內皮特異性標志物，為研究淋巴管在腫瘤生物學中的作用創造了重要條件，其大致可分為以下幾類：

2.1 VEGFR-3 血管內皮生長因子受體-3（VEGFR-3）是第一個被發現的淋巴管內皮標記物。1996年Joukov報道VEGFR-3僅表達于成人淋巴管內皮中，為淋巴管特異標記。其后有人研究證明VEGFR-3能嚴格區分微淋巴管與微血管。最近有研究顯示體外培養條件下，VEGFR-3可促進淋巴管內皮細胞增殖和移動，同時抑制其凋亡。但人們亦發現VEGFR-3不僅表達于淋巴管內皮，而且也表達于某些腫瘤的微血管內皮及腫瘤細胞中，因此VEGFR-3能否作為一種特異性的腫瘤微淋巴管標記物仍待研究[3-5]。

2.2 LYVE-1 淋巴管內皮透明質酸受體-1（LYVE-1）是CD44糖蛋白的同系化合物，被認為是目前特異性最強的淋巴管內皮標志物之一。其均勻分布于淋巴管內外腔面，起到從組織攝取透明質酸鹽并轉運至淋巴液的作用，LYVE-1可特異性表達于不同組織來源的淋巴管的內皮細胞質內，與血管內皮標志物CD34、vWF無共表達，而是與其它淋巴管內皮標志物如PROX-1在淋巴管內皮上共表達。LYVE-1作為淋巴管內皮標志物，已證明腫瘤細胞可以通過表達淋巴管生成的調控因子VEGF-C和VEGF-D誘導淋巴管生成。然而，在不同類型的組織，甚至同一類型組織中LYVE-1的表達并不完全一致，尚需進一步的研究[6]。

2.3 Podoplanin 是一種腎小球足狀突細胞粘蛋白，Breiteneder Geleff等于1999年首次報道它僅表達于淋巴管內皮，其后有學者用抗Podoplanin免疫組化技術標記微淋巴管獲得成功。目前已成為一種新的淋巴管內皮標記物，它主要表達于小淋巴管，而不表達于具平滑肌結構的大淋巴管，尚未見到Podoplanin表達于血管的報道，因此利用Podoplanin進行淋巴管鑒定有助于促進腫瘤更廣泛的研究[7]。

2.4 Prox-1 是同源異型盒轉錄因子基因產物，它與胚胎淋巴管芽的生長、延伸及淋巴管內皮細胞的表型改變密切相關。現已證實Prox-1可表達于多種非內皮細胞（晶狀體、心臟、肝臟、胰腺、神經系統），其在內皮細胞中僅特異性地表達于胚胎淋巴管內皮細胞及成人正常組織及腫瘤內的淋巴管[8]，但亦有研究顯示Prox-1在正常胰腺中強表達，而在惡性胰腺腫瘤組織中表達減弱。

2.5 Desmoplakin 橋粒蛋白是一種新的淋巴管內皮標記物，通過結合VIII因子免疫組化檢測，可見Desmoplakin并不表達于血管內皮，超微結構顯示Desmoplakin陽性區域呈現淋巴管結構特征，因此可將Desmoplakin視為區分血管與淋巴管的特異標記物[9]。

3 腫瘤淋巴管的調控機制

3.1 VEGF家族 血管內皮生長因子-C（VEGF-C）和血管內皮生長因子-D（VEGF-D）是VEGF家族的新成員，被稱為淋巴管生長因子。近年來研究發現VEGF-C/VEGF-D可誘導實體瘤內或瘤周的淋巴管生成和/或淋巴管擴張，與惡性腫瘤的淋巴道轉移密切相關。

VEGF-C最初由Joukov等在前列腺腺癌細胞株的上清液中發現和分離，VEGF-C表達、腫瘤淋巴管生成和區域淋巴結轉移之間的相關性最近有許多報道[10]。VEGF-C可促進腫瘤淋巴管的生成及腫瘤細胞向區域淋巴結轉移，腫瘤細胞分泌出VEGF-C無活性的前蛋白，此蛋白通過絲氨酸蛋白纖溶酶作用去掉C端和N端后形成活性形式，這種被激活的VEGF-C蛋白與較特異表達于淋巴管內皮細胞上的受體VEGFR-3結合，誘導VEGFR-3酪氨酸激酶磷酸化，通過淋巴管內皮細胞增生，引起淋巴管增生或擴張。Matsumoto等[11]發現VEGF-C過表達極大提高原發性腫瘤的發生的危險性。Mandrioto等[12]將處于Rip調控下的VEGF-C定向表達于內分泌胰腺的β細胞中，發現轉基因小鼠的Langerhans結周圍形成廣泛的淋巴管網絡。在形成的腫瘤周圍形成豐富的淋巴管，并經常發生胰腺淋巴結轉移，這說明VEGF-C誘導的淋巴管生成可以介導腫瘤細胞的轉移。

VEGF-D也是VEGF家族成員之一，又稱c-fos誘導的生長因子，VEGF-D可能是腫瘤組織在缺氧或組織內壓力增高的情況下分泌的，VEGF-D可結合VEGFR-2，促進腫瘤的血管內皮細胞的增長及有絲分裂，而且可結合VEGFR-3，促進腫瘤淋巴管增生，以抗VEGF-D的抗體可以阻斷VEGF-D促進血管及淋巴管增生的作用[13]。Yasuoka等[14]發現VEGF-D與淋巴管生成關系密切，VEGF-D表達有助于提高組織中淋巴管密度，進而促進腫瘤的生長、遷移。

在體外，VEGF-C/VEGF-D還是淋巴管和血管內皮細胞的促細胞絲分裂劑。前者的表達被一系列生長因子和大量炎癥介質所誘導，但不被缺氧所誘導；而后者被轉錄因子cfos、AP-1和依賴于鈣粘蛋白的細胞間連接所傳達的信號所誘導[15]。最近的動物實驗和人類遺傳性淋巴水腫的基因缺失分析結果顯示，VEGF-C/VEGF-D/VEGFR-3信號系統能夠促進胚胎發育期、腫瘤內部及其周圍的淋巴管過度增生和新生淋巴管的形成。因此，控制此通道可以抑制或刺激諸如淋巴水腫、腫瘤和感染性疾病中淋巴管的生長。

3.2 纖維細胞生長因子 研究表明在角膜中，低濃度的堿性纖維細胞生長因子bFGF可以優先誘導淋巴管生成，而且bFGF作用后2周，新生的毛細血管已經開始退化，但淋巴管仍保持完整，至少持續6周，有的甚至可以持續1年。Chang等[16]以不同濃度的FGFP-2刺激鼠角膜，發現12.5 ng/ml FGF-2是最適宜的濃度，且認為FGFR-2是通過刺激VEGF-C，VEGF-D的表達來促進淋巴管生成的。

3.3 VEGF-A 在炎癥病理狀態下VEGF-A可以通過VEGF-C間接刺激淋巴管生成。近來有研究認為VEGF-A具有體外刺激內皮細胞存活的潛能，Hirakawa在轉基因小鼠中發現VEGF-A不僅能促進皮膚腫瘤的形成，而且通過VEGFR-2導致了淋巴管增生，揭示了VEGF-A有促進淋巴管生成的潛能[17]。使用VEGFTrap選擇性地阻斷內源性VEGF-A和PIGF，可導致炎性角膜中VEGF-A可以與EGFR-1結合，聚集的巨噬細胞分泌VEGF-C和VEGF-D，間接促進淋巴管生成。

3.4 黏附分子 Crnic等[18]研究顯示神經細胞黏附分子（neural cell adhesion molecule，NCAM） 缺陷的 Rip1Tag2 轉基因鼠的腫瘤中，VEGF-C和VEGF-D的表達上調且伴隨著淋巴管生成的增加。這提示NCAM功能的喪失可導致VEGF-C、VEGF-D介導的淋巴管生成，致使腫瘤的淋巴結轉移。Vlahakis等[19]研究發現轉染整合素α9β1的鼠胚胎纖維細胞和人結腸癌細胞系在VEGF-C、VEGF-D的作用下，以劑量依賴方式發生黏附和/或遷移，并且該現象能夠被α9β1的功能性抗體阻斷。在固相結合實驗中，重組的VEGF-C、VEGF-D可以與純化的α9β1以劑量依賴和陽離子依賴的方式結合，提示VEGF-C、VEGF-D是α9β1的配體。

總之，淋巴管系統參與腫瘤生長與轉移，利用特異敏感的淋巴管標記分子有助于腫瘤轉移的早期診斷。以早期淋巴道轉移為主的腫瘤為研究對象，深入探討腫瘤淋巴管生成的分子調控機制，將成為繼血管生成機制研究之后的另一重要領域。同時在此基礎上將抗淋巴管形成作為新的腫瘤治療的方向，通過抑制腫瘤淋巴管生成、阻礙腫瘤的生長，有望開拓一條腫瘤治療的新途徑，具有較強的現實意義。

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