血管緊張素Ⅱ及其1型受體在腫瘤血管生成中的作用研究進展

田 超，范方田，陳文星，王愛云，鄭仕中，2，江國榮，3，陸 茵，2

（1.南京中醫藥大學藥學院，江蘇南京 210029；2.江蘇省藥效與安全性評價重點實驗室，江蘇南京 210046；3.南京中醫藥大學附屬蘇州市中醫院中醫藥研究所，江蘇蘇州 215003）

血管緊張素Ⅱ（angiotensinⅡ，AngⅡ）是腎素－血管緊張素系統（renin-angiotensin system，RAS）中的多功能活性肽，其基本功能是調節心血管和腎臟穩態及水、鹽代謝平衡。然而，近年來的研究發現，AngⅡ不僅可以作為血管平滑肌細胞的生長因子調節血管功能，而且也是多種腫瘤細胞的潛在生長因子［1－2］。AngⅡ主要是通過G蛋白偶聯受體AT1R來介導這些細胞效應的，而其調節血管生成的效應主要通過上調血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的分泌或合成來完成的［3］。

研究發現，在腫瘤生長條件下，很多組織來源的RAS會發生活化［4］，而且在腫瘤相關的RAS中，AngⅡ會大量產生，同時上調AT1R的表達。在大量細胞、分子水平及體內實驗研究都發現，AngⅡ-AT1R系統與腫瘤的生長、轉移和血管生成緊密相關，阻斷AngⅡ-AT1R系統可以抑制腫瘤血管生成，從而發揮抗腫瘤作用［5］。腫瘤血管生成是腫瘤發生、發展、轉移、侵襲過程中非常重要的環節，而影響腫瘤血管生成的因素也非常復雜，鑒于AngⅡ-AT1R系統的重要性，研究清楚AngⅡ-AT1R系統與腫瘤血管生成的關系將有助于更好地應用于腫瘤的治療。

1 AngⅡ及AT1R

RAS在調節心血管穩態和血壓方面發揮著非常重要的作用。AngⅡ是該系統中一種主要的多功能活性肽，AngⅡ主要是由AngⅠ在血管緊張素轉化酶（angiotensin converting enzyme，ACE）的作用下水解產生的，AngⅡ通過與其受體結合發揮生物學效應。AngⅡ的受體是G蛋白偶聯受體，最主要的2個受體亞型是AT1R和AT2R，2種受體所介導的生物學行為基本是相拮抗的，然而，研究表明，AngⅡ在心血管系統中的功能大部分是由AT1R介導的［6］。AT1R主要存在于血管、心、腦、腎及肝臟中，調節AngⅡ所有重要的生理反應和心血管效應，AT1R也有2種亞型：AT1a和AT1b，在嚙齒類動物，AngⅡ主要通過 AT1a發揮作用［7］。AngⅡ －AT1R具有調節醛固酮分泌、機體內環境穩定、腎功能和血管平滑肌收縮等作用，另外，在嗜鉻細胞、成纖維細胞、神經細胞以及多種上皮來源的細胞中，AngII還具有促進細胞生長、增殖的作用，其機制與血小板衍生生長因子（platelet derived growth factor，PDGF）、胰島素樣生長因子（insulin like growth factor 1，IGF-1）和轉化生長因子β（transforming growth factor beta，TGF-β）等的作用有關。

2 AngⅡ及AT1R系統與腫瘤血管生成相關信號通路

AngⅡ及AT1R系統主要介導了4條與腫瘤增殖、轉移相關的信號通路：① AT1R在AngⅡ的刺激下與Gq蛋白結合，激活磷酯酶，將磷酯酰肌醇4，5二磷酸鹽（PIP2）水解為1，4，5-三磷酸肌醇 （IP3）和二脂酰甘油 （diacylglycerol，DAG），促進鈣離子的移動和蛋白激酶 C（protein kinase C，PKC）的激活；② 激活的AT1R通過核轉錄因子NF-κB、AP-1以及活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）等信號通路，促進炎癥因子和趨化因子的上調，也可以通過誘導ERK的磷酸化誘導c-fos、c-myc、c-jun等基因表達增加，產生細胞增殖效應；③AngⅡ還可以通過信號傳導通路激活促分裂素原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases，MAPK），包括細胞外信號調節激酶1／2（extracellular regulated protein kinases 1／2，ERK1／2）、JNK和 p38MAPK，這些因子在血管平滑肌細胞（vascular smooth muscle cell，VSMC）分化、增殖、遷移和纖維化中起著重要作用；④AT1R也可激活蛋白酪氨酸激酶（protein tyrosine kinase，PTK），包括 janus家族激酶、成簇黏附激酶（focal adhesion kinase，FAK）、磷酯酰肌醇3激酶等［8］。

然而，AngⅡ及AT1R涉及的腫瘤血管生成的相關通路主要有以下幾條：①AngⅡ通過AT1R促進內皮細胞以旁分泌方式上調VEGF水平來促血管生成，還能增加內皮細胞中VEGF2受體（VEGFR2）和血管生成素2（angiogenin，Ang2）的表達，另外，AngII還通過誘導PDGF、TGF-β、成纖維生長因子（bFGF）等促使腫瘤血管生成；②在微血管內皮細胞中，AT1R可激活上皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR），從而上調 VEGF和 Ang2的表達；③ 另一方面，AT1R還能通過激活 PI3K-Akt，上調 survivin和抑制Caspase-3的活性，從而具有抗凋亡作用［9］。

3 AngⅡ及AT1R與血管生成

血管生成是指毛細血管從已經存在的血管床中以出芽方式生長，形成新生血管床的過程，在正常及病理條件下如創傷愈合、腫瘤中都存在。VEGF作為一種生長因子，在血管生成中非常重要，它通過與其受體VEGFR1和VEGFR2結合誘導血管內皮細胞的增殖、遷移及出芽，是最關鍵的促血管生成因子。然而，近年來的研究發現，AngⅡ作為一種潛在的生長因子，其在血管生成中的作用正日益變得重要。雖然，AngⅡ作為血管生成的誘導劑已經有很多報道，但是關于其促血管生成機制的研究還很少，近年來的研究多認為AngⅡ-AT1R系統可以影響VEGF的分泌或者蛋白合成，從而誘導血管生成［10］。

Carbajo-Lozoya等［11］在小鼠模型中觀察AngⅡ-AT1R系統在VEGF誘導的血管生成過程中的作用，發現AT1R選擇性抑制劑替米沙坦可以明顯地拮抗VEGF誘導的血管生成過程。在體外模型中，作者通過牛視網膜和大鼠微血管內皮細胞考察AngⅡ對內皮細胞的直接作用，從而評價其在血管生成中的作用。AngⅡ選擇性地刺激AT1R表現出促血管生成的效應，可以進一步增加VEGF啟動的內皮細胞出芽和遷移。同時，作者使用特異性抑制劑確定了G12／13和Gi依賴的信號通路可以作為AT1R誘導的血管生成的介質，而AngⅡ誘導的血管內皮細胞的遷移及VEGF誘導的血管芽生需要RhoA-ROCK（Rho kinase，ROCK）信號通路的活化。

Kurosaka等［12］研究發現，與野生型小鼠相比，AT1a敲除的小鼠在傷口愈合、傷口誘導的血管生成方面都明顯受到抑制，AT1a敲除的小鼠的受傷組織的CD31表達明顯減少。同時，與對照組比較，給予AT1R拮抗劑治療的小鼠傷口愈合時間明顯延遲，在這些小鼠的受傷組織中VEGF的表達也相應減少。這些實驗結果顯示，AngⅡ-AT1R系統在傷口愈合及傷口誘導的血管生成方面有非常重要的作用。

Tamarat等［13］通過小鼠體內基質膠植入實驗發現，與對照組比較，AngⅡ組可以明顯增加基質膠內的細胞數，免疫組化結果顯示，這些細胞多為巨噬細胞、內皮細胞以及血管平滑肌細胞，并有管腔樣的結構存在。作者通過Western blot實驗發現，與對照組比較，AngⅡ組VEGF、eNOS（endothelial nitric oxid，eNOS）、環氧化酶 2（cyclooxygenase-2，COX-2）的蛋白水平明顯升高，然而，AngⅡ處理組不會影響MMP-9和MMP-2的活性。加入AT1R抑制劑后，可以完全抑制AngⅡ所誘導的血管生成過程及其相關蛋白的調節，而加入COX-2的抑制劑也同樣可以抑制AngⅡ誘導的血管生成，同樣的情況在eNOS缺陷的小鼠也存在。因此，作者認為AngⅡ通過與AT1R結合，激活VEGF／eNOS信號通路誘導血管生成。

另外，AngⅡ-AT1R系統在血管重構中也有一定的作用。劉培等［14］研究發現，在AngⅡ的刺激下，成纖維細胞表型轉化為肌成纖維細胞，同時表達α-平滑肌肌動蛋白，遷移至新生內膜中并增殖，導致血管重構，為血管生成提供了支撐。

4 AngⅡ及AT1R在腫瘤血管生成中的作用

腫瘤血管生成是腫瘤發生發展過程中非常重要的環節，如果沒有充足的血供，缺少生長所需的氧和其他營養成分，原發腫瘤很難長大超過1～2 mm3。腫瘤的侵襲和轉移都必須有腫瘤血管生成，針對腫瘤血管生成的抗腫瘤治療也取得了一定的成果。然而，腫瘤血管生成是一個復雜的過程，而血管生成刺激因子和抑制因子的動態平衡是其中重要的環節。近年來的研究發現，AngⅡ是腫瘤微環境中的潛在生長因子，AngⅡ-AT1R系統在泌尿系統腫瘤為主的多種腫瘤中呈現高度活化，且其表達與VEGF的表達及腫瘤微血管密度呈正相關［15］，應用AngⅡ-AT1R系統選擇性抑制劑可以通過抑制腫瘤血管生成從而抑制腫瘤的生長和轉移。

Kosugi等［16］在體外培養膀胱癌細胞 KU-19-19，發現加入不同濃度的AngⅡ對腫瘤細胞的增殖和凋亡沒有影響，但是卻可以劑量依賴性地促進膀胱癌細胞的VEGF的分泌。加入AT1R抑制劑坎地沙坦后對于膀胱癌細胞的增殖和凋亡等生物學行為也沒有影響，但是卻可以劑量依賴性地抑制AngⅡ所誘導的VEGF的分泌。另外，Michio等通過裸鼠的移植瘤模型發現，與對照組比較，坎地沙坦組可以明顯抑制膀胱癌移植瘤的大小，且可以明顯抑制移植瘤中VEGF和血管內皮細胞標志物CD34的表達。

Chen等［17］研究發現乳腺癌細胞MCF-7中AT1R高表達，AngⅡ可以劑量依賴性地上調MCF-7細胞VEGFA的mRNA水平，AT1R抑制劑氯沙坦可以拮抗這一效應。在動物實驗中，同樣發現乳腺癌組織中AT1R高表達，VEGFA的mRNA水平也相應上調，坎地沙坦5 mg·kg－1灌胃4周可以明顯抑制AT1R的表達，并下調VEGFA的mRNA水平。另外，與對照組比較，坎地沙坦可以明顯降低乳腺癌組織的微血管密度，從而抑制乳腺癌移植瘤的生長。作者還考察了102例乳腺癌患者的腫瘤樣本，發現VEGFA和AT1R的表達與腫瘤的惡性程度呈正相關，并且與病人的預后也緊密相關。

Jethon等［18］通過對102例侵襲性導管樣乳腺癌（invasive ductal breast cancer，IDC）患者臨床樣本的免疫組化實驗發現，這些樣本中只有28例（27.5%）AT1R低表達，另外74例（72.5%）AT1R顯著的高表達。同時，AT1R的表達與VEGF-A及VEGF-D的表達呈高度正相關，作者認為這個結果可能與IDC患者淋巴管、血管生成密切相關。

Shirotake等［19］研究了108例經尿道切除的膀胱癌樣本，通過免疫組化方法檢測了樣本的AT1R表達和微血管密度，發現肌肉侵襲性的膀胱癌比非侵襲性的膀胱癌樣本有更高的微血管密度，同時AT1R的表達明顯增加，另外，AT1R的表達與微血管密度呈高度正相關。Otake等［20］發現不管是人類還是小鼠黑色素瘤的生長都依賴于AngⅡ，這兩種不同來源的黑色素瘤都表達AT1R。作者通過小鼠黑色素瘤實驗發現，給予氯沙坦后，不管是局部還是遠端的腫瘤組織的生長都受到抑制，腫瘤體積減少的同時，腫瘤相關的微血管密度也相應減少了，同時CD31 mRNA的水平也下降。然而，氯沙坦組的小鼠腫瘤組織的VEGF水平沒有明顯的變化，但其受體VEGFR1在mRNA和蛋白水平都明顯降低。

Buharalioglu等［21］考察了 AngⅡ、VEGF及脾酪氨酸激酶（spleen tyrosine kinase，Syk）之間的關系，Syk在內皮細胞表達，在內皮細胞的增殖、轉移及血管生成中有很重要的作用。作者考察了AngⅡ、VEGF及EGF對于內皮細胞系EA.hy926（EA）和人臍靜脈內皮細胞（human umbilical vein endothelial cells，HUVECs）管腔形成能力和大鼠動脈環出芽的影響及這些因子與Syk的關系，發現VEGF、AngⅡ及EGF均可以刺激EA細胞和HUVEC的管腔形成和動脈環芽生，而這些效應及這些因子增加的Syk磷酸化都可以被Syk的抑制劑、Sky的shRNA或者Syk的小干擾RNA削弱，然而抑制Syk的作用后并不能改變VEGF、AngⅡ及EGF誘導的VEGFR1的磷酸化。而應用EGF的抑制劑，同樣可以拮抗VEGF、AngⅡ及EGF誘導的血管生成效應及Syk的磷酸化，并且可以抑制VEGFR1的磷酸化和EGFR的轉錄活化。這些實驗表明，AngⅡ刺激血管生成的機制主要是通過EGFR的轉錄活化，從而促進VEGFR1的磷酸化和 Syk的活化，這個過程與VEGF的表達無關。

Huang等［22］研究發現，在人胃癌移植瘤裸鼠模型中應用AT1R的抑制劑TCV-116，與對照組比較可以明顯地抑制腫瘤的生長，同時可以明顯減少腫瘤的微血管密度及VEGF的表達。Tanaka等［23］在研究膀胱癌時發現，獲得性鉑類藥物耐藥的膀胱癌細胞株主要通過AT1R增強腫瘤血管生成。研究結果表明，與對照組比較，AngⅡ可以明顯誘導獲得性鉑類藥物耐藥的膀胱癌細胞株產生VEGF，另外，這些耐藥細胞株可以明顯增加AT1R的表達及ROS的產生，但是，在利用藥物依達拉奉清除自由基，減少 ROS產生后，增加的AT1R的表達明顯下調。在體內實驗中應用AT1R抑制劑或者減少ROS產生的依達拉奉，可以明顯抑制鉑類藥物抵抗的移植瘤的血管生成，從而抑制腫瘤的生長，這表明在膀胱癌中AngⅡ主要依賴ROS的產生，促進AT1R的上調并增加VEGF的分泌，從而發揮促腫瘤血管生成效應。

5 總結與展望

腫瘤血管生成在腫瘤發生發展過程中是一個非常重要的階段，血管生成不僅為腫瘤細胞的生長、增殖提供了所需的營養成分，而且在腫瘤細胞發生轉移的過程中血管生成也是關鍵的步驟。針對腫瘤血管生成這一環節進行抗腫瘤治療從Folkman時代就開始了，雖然腫瘤發生和發展的機制復雜，抗血管生成治療還存在一定的局限性，但也取得了很大的進展。AngⅡ-AT1R系統在多種腫瘤的血管生成中都發揮重要的角色，為腫瘤治療開辟了新的藥物作用靶點。臨床報道以及體內和體外實驗都充分證明了AngⅡ或者AT1R抑制劑可以通過抑制血管生成從而抑制腫瘤的生長，但是關于其機制的研究還很有限。有報道稱AngⅡ的另外一種受體AT2R在大多數病理生理環境和一些研究血管生成的實驗模型中，都表現出與AT1R相拮抗的效應，也就是說阻斷AT1R信號通路的同時會導致AT2R的激活，加強了AT1R阻斷后的血管生成抑制效應，但是實際情況更加復雜，因為也有研究發現激活AT2R能通過上調VEGF的水平刺激血管形成從而促進腫瘤血管生成，這也就是說阻斷AT1R信號同時激活AT2R對腫瘤血管生成的作用仍然存在著疑問［24］。另外，《柳葉刀·腫瘤學》雜志發表的一項大型薈萃分析結果表明，使用AT1R抑制劑與新發生癌癥危險輕度增加相關，但是文章作者也認為，現階段沒有足夠的證據表明AT1R類降壓藥都會提升患癌風險。總之，目前AT1R類藥物與新發腫瘤的相關性尚無明確循證醫學證據［25］，因此，明確AngⅡ-AT1R系統與腫瘤血管生成的關系在抗腫瘤治療方面尤為重要。

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