血管內皮生長因子與腫瘤轉移的研究進展＊

潘宇祥 綜述 周黎明審閱

（1.四川大學2010級華西基礎醫學基地班，四川 成都 610041；2.四川大學華西基礎醫學與法醫學院藥理教研室，四川 成都 610041）

1 VEGF的概念

血管內皮生長因子（Vascular endothelial growth factor，VEGF）也稱血管滲透因子，是一類功能強大且可以產生多樣生物學功能的細胞因子，于1989年Ferrarra［1］在牛垂體濾泡星狀細胞培養液中分離純化出來的一類糖蛋白，是血小板衍生生長因子（Platelet derived growth factor，PDGF）家族的一個成員，分子量為34～45KD，序列高度保守，廣泛分布于人和動物體內的大腦、腎臟、肝臟、脾臟、胰腺和骨骼等組織中，表達受細胞因子、細胞外因子、缺氧、P53基因的調節。血管內皮生長因子有5種亞型，結合兩個酪氨酸激酶受體，VEGFR-1（FLT-1）和VEGFR-2（KDR／FLK-1），這二者幾乎完全是在血管內皮細胞中表達。有研究表明血管的生長和成熟需要多種配體按順序活化一系列受體而完成，是非常復雜和協調的過程。在正常的生理性血管生長過程中，如胚胎形成和骨骼生長，VEGF 信號具有重要的限制酶［2］作用。在腫瘤組織中，腫瘤細胞、腫瘤細胞侵入的巨噬細胞和肥大細胞都能分泌高水平的VEGF，用旁分泌的形式刺激腫瘤血管內皮細胞，增強血管內皮細胞增殖、遷移，誘導血管形成，促腫瘤持續生長，并提高腫瘤血管通透性，引起周圍組織纖維蛋白沉著，促進單核細胞、成纖維細胞和內皮細胞浸潤，有利于形成腫瘤基質和促進腫瘤細胞進入新生血管，增強腫瘤轉移能力［3］。目前已知可以表達VEGF 及VEGFR 的腫瘤類型有胃癌、腸癌、胰腺癌、肺癌、膽管癌、肝癌、腎癌、膀胱癌、食管癌、前列腺癌、甲狀腺癌、成骨肉瘤、慢性淋巴細胞白血病、腦腫瘤、多發性骨髓瘤、神經母細胞瘤、神經膠質瘤、乳腺癌、宮頸癌、上皮性卵巢腫瘤、舌癌等，其中在胃癌組織和結腸癌組織中的VEGF表達尤為明顯。

2 VEGF家族成員

2.1 VEGF-A

人類VEGF-A 基因定位于染色體6p21.3上，全長28kb，由8個外顯子和7個內含子組成編碼區域，經轉錄、剪接等步驟后形成了5種單體，因單體中所含氨基酸數目不同，分別被命 名 為 VEGF121、VEGF145、VEGF165、VEGF189 和VEGF206［3］。在8個外顯子中，認為1-5具有重要意義，因其能夠編碼VEGF受體識別的結構域。VEGF-A 不同單體的主要區別有兩方面，一方面是氨基酸數目的差異，另一方面是外顯子6和7編碼的肽段存在與否。VEGFA 分子量為34000-35000，主要通過二硫鍵連接同源二聚體糖蛋白。因為VEGF145和VEGF165 可以和所有內皮細胞的VEGFR-2 結合，所以關于他的研究最為廣泛。總體而言該蛋白是可以特異性地作用于血管內皮細胞，并有不同的效果，包括介導血管通透性增加，誘導血管生成，血管生成和血管內皮細胞的生長，促進細胞遷移，抑制細胞凋亡［4］。

2.2 VEGF-B

人類VEGF-B基因定位于11q13染色體上，全長4kb，由7個外顯子和6個內含子構成。因為編碼VEGF-B的mRNA 的剪接方式不相同，所以有2種不同的轉錄子，根據其含有的氨基酸殘基數目分別被命名為VEGF-B167和VEGF-B168，蛋白分子量分別為21KD 和32KD。VEGF-B的相關受體為VEGFR-1和NRP-1（神經纖毛受體），在小鼠中的研究表明，該基因蛋白質專門控制內皮細胞攝取脂肪酸［5］。

2.3 VEGF-C

人類VEGF-C（VRP）基因定位于染色體4q34，其開放閱讀框可表達含419個氨基酸殘基的蛋白，分子量為46.9KD，有7個具編碼序列的外顯子。由于外顯子6不編碼肝素結合域的序列，故不能與肝素結合。成人的VEGF-C少量表達在腦、肝、胸腺及外周血白細胞，大部分在胎盤、卵巢、心臟及小腺體中表達。其與淋巴管關系密切，VEGF-C與VEGFR-3結合后，具有強大特異的淋巴管生成作用［6］。包括對淋巴管增生的誘導及對淋巴細胞內皮進行有效的調節，而腫瘤往往最先通過淋巴管進行轉移，因此，VEGF-C 與腫瘤轉移密切相關［7］。有研究表明VEGF-C與血管、淋巴管內皮細胞上的受體（包含VEGFR-2和VEGFR-3）結合后會促進對應內皮細胞的增殖，從而促進腫瘤細胞生長［8］；VEGF-C 與VEGFR-2結合后還可誘導新生血管形成。同時由于VEGF-C可以促進腫瘤細胞生長，激活了基質金屬蛋白酶，增強了其與VEGFR-2的親和力（大約400倍），進而促進腫瘤細胞增殖，增加實體瘤的壓力，促進腫瘤細胞向血液循環系統擴散，故能促血管生成與腫瘤血道轉移［9，10］；許多研究檢測到多種腫瘤細胞如食管癌、大腸癌、肺癌、口腔部鱗癌、黑色素瘤、甲狀腺癌、乳腺癌等都表達VEGF-C，并且其表達水平與腫瘤淋巴管生成及淋巴結轉移呈正相關。其中具體機制暫時不明，可能通過介導淋巴管形成促進腫瘤淋巴道轉移［11-13］；VEGF-C還能通過與VEGFR-2結合用PI3K 依賴的途徑激活了抗凋亡蛋白Akt／PKB，抑制細胞凋亡［14］。

2.4 VEGF-D

人類VEGF-D基因定位于染色體Xp22.23位置，含有8個胱氨酸殘基，少量表達在腦、肝、胸腺及外周血白細胞，大部分在卵巢、心臟及小腺體中表達。特別是在骨骼肌與結腸中表達較豐富，但在胎盤中表達較少。VEGF-D 具有促進內皮細胞遷移的作用，可與VEGF 受體（VEGFR s）、VEGFR-2（FIk-1）及VEGFR-3（Flt-4）結合，這些受體與VEGF-D 結合后發揮促進內皮遷移作用，從而促進血管生成［15］。目前，其促進上皮細胞轉移的機制還不太明了，不過有研究表明可能與FAK 途徑有關。

3 VEGF家族與腫瘤轉移的聯系

腫瘤轉移是惡性腫瘤導致患者死亡的最主要原因，VEGF家族可以促進腫瘤細胞生長、促進血管生成、抑制癌細胞的凋亡等，這些都可以直接或間接地促進腫瘤的轉移。而腫瘤遠處轉移有兩條途徑，一條是經血管轉移，另一條是經淋巴管轉移。新近的研究揭示腫瘤轉移與腫瘤內部血管或淋巴管生成有關。多種基因在腫瘤血管及淋巴管生成中發揮重要作用，有文獻報道［16-18］血管內皮 生長因子（Vascular endothelial growth factor A，VEGF-A）及血管內皮生長因子受體-2（Vascular endothelial growth factor receptor-2，VEGFR-2）在腫瘤血管生成中起重要作用，而VEGF-C／D 及其受體VEGFR-3以及淋巴管內皮透明質酸受體-1（Lymphatic vessel endothelial HA receptor-1，LYVE-1）對腫瘤淋巴管生成十分重要［15.19-21］。有研究表明腫瘤組織VEGF-A 的產生量與腫瘤轉移存在一定的相關性，VEGFC與腫瘤淋巴結轉移間存在相關性。端傳友［22］關于VEGF 在結腸癌中表達的研究結果也發現結腸癌組織中VEGF 表達水平及陽性率顯著高于癌灶旁的正常結腸組織，且有淋巴結轉移的結腸癌組織中VEGF 陽性表達率亦高于無淋巴結轉移者。而其中近幾年發現VEGF-C 在大部分人類實體腫瘤中均有高表達［23，24］，并與腫瘤的淋巴管生成和淋巴轉移有著一定的相關性［25-27］。Li等［28］研究表明，VEGF-C 與非小細胞肺癌的浸潤深度、病理分級及淋巴結轉移相關，VEGF-C 可使腫瘤組織中的淋巴管密度增加。Hung等［29］對甲狀腺乳頭狀癌的研究發現，VEGF-C的表達與淋巴管累及、淋巴結轉移和浸潤深度相關，VEGF-C在甲狀腺乳頭狀癌的淋巴轉移中起重要作用。薛亞紅等［30］應用免疫組化對宮頸癌的研究發現，VEGF-C在惡性宮頸病變組的表達明顯高于良性病變組，且VEGF-C在宮頸癌淋巴結轉移組的陽性表達，明顯高于無淋巴結轉移組。Lane［31］等應用重組人VEGF-C（rhVEGF-C）孵育宮頸癌細胞發現，細胞的侵襲能力和增殖活性顯著增加，且呈現劑量依賴關系。田小飛［32］等對宮頸癌Hela細胞株的研究中均得到相似結論。丁凱陽［33］等在對NB4細胞的研究中發現，VEGF-C 與其特異性受體結合，使細胞線粒體外膜上的bcl-2 蛋白通過caspase途徑抑制了細胞的凋亡，促進了NB4 細胞增殖。而Krishnan等［34］在免疫完全的動物實驗中，應用導致鼠VEGFR-3／IgG2a重鏈融合的結構（VEGFR-3-Ig）可抑制腫瘤產生的VEGF-C活性，從而使腫瘤誘導的淋巴管生成受到抑制和淋巴結轉移率下降，而激活VEGFR-3則促進淋巴管生成和淋巴結轉移，進一步說明，VEGF-C 是誘導淋巴管生成的重要因素［35.36］。大量研究實驗表明，VEGF家族可直接或間接的與腫瘤轉移有關，而與腫瘤轉移最密切的則是VEGF-A，VEGF-C。

4 展望

近年來，關于VEGF在抗腫瘤及抗腫瘤轉移中的作用得到越來越多的關注。新面世的藥品貝伐單抗（商品名Avastin）是一種重組的人類單克隆IgG1抗體，通過抑制人類 的生物學活性而起作用。其可結合VEGF 并防止其與內皮細胞表面的受體（Flt-1和KDR）結合。在體外血管生成模型上，VEGF 與其相應的受體結合可導致內皮細胞增殖和。在接種了結腸癌的裸（無胸腺）鼠模型上，使用阿瓦斯汀可減少微血管生成并抑制轉移病灶進展。不過，抗VEGF靶向治療只能抑制腫瘤的生長和轉移，不能達到完全消滅腫瘤的目的，這就提示單獨的抗血管生成治療存在局限性，需聯合其它抗腫瘤藥物共同治療，隨著對腫瘤各種機制的進一步的研究，應用VEGF作為抑制血管形成及腫瘤生長、轉移的靶點與其它治療手段聯合，將會取得更好的治療效果。

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