肿瘤淋巴管生成及其调控机制研究进展

马宏民

恶性肿瘤对人体健康危害极大，肿瘤细胞通过其无限制生长、浸润转移、分泌有害细胞因子及不受免疫攻击而使机体致病。在浸润转移过程中，微脉管系统的作用不容忽视。以往对肿瘤微血管的研究已比较深入，近年来随着淋巴内皮细胞特异性标记物的发现和对淋巴管生成的分子机制的研究，肿瘤淋巴管生成的调控机制及其与淋巴道转移的关系已成为继肿瘤血管生成机制之后的又一热点。本文就肿瘤淋巴管生成及其调控机制的研究作一综述。

1 肿瘤淋巴管的形成过程

淋巴管包括淋巴干、集合淋巴管和毛细淋巴管，其内皮通常只有一层内皮细胞，有较大的细胞间隙，在维持血浆的容积、防止组织压升高和免疫系统的功能中起重要的作用。近来研究证实毛细淋巴管同样可由淋巴管内皮细胞分化而成，肿瘤在生长过程中淋巴管形成方式与毛细血管基本相似，即在已有淋巴管的基础上，以出芽方式生长。新生淋巴管与新生微血管相比比较稳定，出芽少，相互吻合少，不易回缩，并且在大小和形式上变化也少。在创伤愈合的急、慢性炎症中可见广泛的淋巴管再生。既往的研究一般认为肿瘤组织中不存在淋巴管[1]，此种情况难以解释肿瘤的淋巴道转移。最近的研究表明，在肿瘤组织及肿瘤周围包膜区存在集束状或分散的淋巴管，这种淋巴管的分布更为密集，与肿瘤发生密切相关[2]。

淋巴管可为肿瘤生长提供营养物质，特别在转移瘤生长早期，其营养物质的提供主要靠弥散方式及微淋巴结、新生淋巴管通过扩张的形式提供，直到肿瘤长到1～2 mm时肿瘤血管的营养物质的提供才十分必要。如乳腺癌组织内存在淋巴管，可协助血流中的氧、养分和其它淋巴成分的扩散，从而支持肿瘤的生长。同时微淋巴管是肿瘤细胞转移的重要途径，Akagi等[3]认为肿瘤发生转移时可能涉及两个途径：一方面肿瘤细胞通过血液循环到达淋巴结并在淋巴结中被捕获，也就是说在血液和淋巴循环的交叉点上实现淋巴结转移。另一方面是肿瘤通过侵入淋巴管实现的，由于肿瘤的新生淋巴管缺乏连续的基底膜，内皮细胞间连接较疏松，有较大的间隙，并且肿瘤内的淋巴管较密集，管腔扩张，肿瘤细胞容易沿着这些间隙进入淋巴管，随淋巴液流动或进入血液至其它部位形成转移灶。

2 肿瘤淋巴管的标记物

肿瘤淋巴管生成在肿瘤转移过程中起重要作用。长期以来，由于存在技术上的困难，与血管相比，人们对淋巴管内皮细胞的生物学特性了解较少。早期对淋巴管的鉴别主要依靠形态学特性和特殊的染色程序，不利于淋巴管的鉴别，其主要原因是缺乏淋巴管内皮特异性标志物。后者是区分淋巴管内皮与血管内皮的重要标志。目前已发现了多种淋巴管内皮特异性标志物，为研究淋巴管在肿瘤生物学中的作用创造了重要条件，其大致可分为以下几类：

2.1 VEGFR-3 血管内皮生长因子受体-3（VEGFR-3）是第一个被发现的淋巴管内皮标记物。1996年Joukov报道VEGFR-3仅表达于成人淋巴管内皮中，为淋巴管特异标记。其后有人研究证明VEGFR-3能严格区分微淋巴管与微血管。最近有研究显示体外培养条件下，VEGFR-3可促进淋巴管内皮细胞增殖和移动，同时抑制其凋亡。但人们亦发现VEGFR-3不仅表达于淋巴管内皮，而且也表达于某些肿瘤的微血管内皮及肿瘤细胞中，因此VEGFR-3能否作为一种特异性的肿瘤微淋巴管标记物仍待研究[3-5]。

2.2 LYVE-1 淋巴管内皮透明质酸受体-1（LYVE-1）是CD44糖蛋白的同系化合物，被认为是目前特异性最强的淋巴管内皮标志物之一。其均匀分布于淋巴管内外腔面，起到从组织摄取透明质酸盐并转运至淋巴液的作用，LYVE-1可特异性表达于不同组织来源的淋巴管的内皮细胞质内，与血管内皮标志物CD34、vWF无共表达，而是与其它淋巴管内皮标志物如PROX-1在淋巴管内皮上共表达。LYVE-1作为淋巴管内皮标志物，已证明肿瘤细胞可以通过表达淋巴管生成的调控因子VEGF-C和VEGF-D诱导淋巴管生成。然而，在不同类型的组织，甚至同一类型组织中LYVE-1的表达并不完全一致，尚需进一步的研究[6]。

2.3 Podoplanin 是一种肾小球足状突细胞粘蛋白，Breiteneder Geleff等于1999年首次报道它仅表达于淋巴管内皮，其后有学者用抗Podoplanin免疫组化技术标记微淋巴管获得成功。目前已成为一种新的淋巴管内皮标记物，它主要表达于小淋巴管，而不表达于具平滑肌结构的大淋巴管，尚未见到Podoplanin表达于血管的报道，因此利用Podoplanin进行淋巴管鉴定有助于促进肿瘤更广泛的研究[7]。

2.4 Prox-1 是同源异型盒转录因子基因产物，它与胚胎淋巴管芽的生长、延伸及淋巴管内皮细胞的表型改变密切相关。现已证实Prox-1可表达于多种非内皮细胞（晶状体、心脏、肝脏、胰腺、神经系统），其在内皮细胞中仅特异性地表达于胚胎淋巴管内皮细胞及成人正常组织及肿瘤内的淋巴管[8]，但亦有研究显示Prox-1在正常胰腺中强表达，而在恶性胰腺肿瘤组织中表达减弱。

2.5 Desmoplakin 桥粒蛋白是一种新的淋巴管内皮标记物，通过结合VIII因子免疫组化检测，可见Desmoplakin并不表达于血管内皮，超微结构显示Desmoplakin阳性区域呈现淋巴管结构特征，因此可将Desmoplakin视为区分血管与淋巴管的特异标记物[9]。

3 肿瘤淋巴管的调控机制

3.1 VEGF家族 血管内皮生长因子-C（VEGF-C）和血管内皮生长因子-D（VEGF-D）是VEGF家族的新成员，被称为淋巴管生长因子。近年来研究发现VEGF-C/VEGF-D可诱导实体瘤内或瘤周的淋巴管生成和/或淋巴管扩张，与恶性肿瘤的淋巴道转移密切相关。

VEGF-C最初由Joukov等在前列腺腺癌细胞株的上清液中发现和分离，VEGF-C表达、肿瘤淋巴管生成和区域淋巴结转移之间的相关性最近有许多报道[10]。VEGF-C可促进肿瘤淋巴管的生成及肿瘤细胞向区域淋巴结转移，肿瘤细胞分泌出VEGF-C无活性的前蛋白，此蛋白通过丝氨酸蛋白纤溶酶作用去掉C端和N端后形成活性形式，这种被激活的VEGF-C蛋白与较特异表达于淋巴管内皮细胞上的受体VEGFR-3结合，诱导VEGFR-3酪氨酸激酶磷酸化，通过淋巴管内皮细胞增生，引起淋巴管增生或扩张。Matsumoto等[11]发现VEGF-C过表达极大提高原发性肿瘤的发生的危险性。Mandrioto等[12]将处于Rip调控下的VEGF-C定向表达于内分泌胰腺的β细胞中，发现转基因小鼠的Langerhans结周围形成广泛的淋巴管网络。在形成的肿瘤周围形成丰富的淋巴管，并经常发生胰腺淋巴结转移，这说明VEGF-C诱导的淋巴管生成可以介导肿瘤细胞的转移。

VEGF-D也是VEGF家族成员之一，又称c-fos诱导的生长因子，VEGF-D可能是肿瘤组织在缺氧或组织内压力增高的情况下分泌的，VEGF-D可结合VEGFR-2，促进肿瘤的血管内皮细胞的增长及有丝分裂，而且可结合VEGFR-3，促进肿瘤淋巴管增生，以抗VEGF-D的抗体可以阻断VEGF-D促进血管及淋巴管增生的作用[13]。Yasuoka等[14]发现VEGF-D与淋巴管生成关系密切，VEGF-D表达有助于提高组织中淋巴管密度，进而促进肿瘤的生长、迁移。

在体外，VEGF-C/VEGF-D还是淋巴管和血管内皮细胞的促细胞丝分裂剂。前者的表达被一系列生长因子和大量炎症介质所诱导，但不被缺氧所诱导；而后者被转录因子cfos、AP-1和依赖于钙粘蛋白的细胞间连接所传达的信号所诱导[15]。最近的动物实验和人类遗传性淋巴水肿的基因缺失分析结果显示，VEGF-C/VEGF-D/VEGFR-3信号系统能够促进胚胎发育期、肿瘤内部及其周围的淋巴管过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诸如淋巴水肿、肿瘤和感染性疾病中淋巴管的生长。

3.2 纤维细胞生长因子 研究表明在角膜中，低浓度的碱性纤维细胞生长因子bFGF可以优先诱导淋巴管生成，而且bFGF作用后2周，新生的毛细血管已经开始退化，但淋巴管仍保持完整，至少持续6周，有的甚至可以持续1年。Chang等[16]以不同浓度的FGFP-2刺激鼠角膜，发现12.5 ng/ml FGF-2是最适宜的浓度，且认为FGFR-2是通过刺激VEGF-C，VEGF-D的表达来促进淋巴管生成的。

3.3 VEGF-A 在炎症病理状态下VEGF-A可以通过VEGF-C间接刺激淋巴管生成。近来有研究认为VEGF-A具有体外刺激内皮细胞存活的潜能，Hirakawa在转基因小鼠中发现VEGF-A不仅能促进皮肤肿瘤的形成，而且通过VEGFR-2导致了淋巴管增生，揭示了VEGF-A有促进淋巴管生成的潜能[17]。使用VEGFTrap选择性地阻断内源性VEGF-A和PIGF，可导致炎性角膜中VEGF-A可以与EGFR-1结合，聚集的巨噬细胞分泌VEGF-C和VEGF-D，间接促进淋巴管生成。

3.4 黏附分子 Crnic等[18]研究显示神经细胞黏附分子（neural cell adhesion molecule，NCAM） 缺陷的 Rip1Tag2 转基因鼠的肿瘤中，VEGF-C和VEGF-D的表达上调且伴随着淋巴管生成的增加。这提示NCAM功能的丧失可导致VEGF-C、VEGF-D介导的淋巴管生成，致使肿瘤的淋巴结转移。Vlahakis等[19]研究发现转染整合素α9β1的鼠胚胎纤维细胞和人结肠癌细胞系在VEGF-C、VEGF-D的作用下，以剂量依赖方式发生黏附和/或迁移，并且该现象能够被α9β1的功能性抗体阻断。在固相结合实验中，重组的VEGF-C、VEGF-D可以与纯化的α9β1以剂量依赖和阳离子依赖的方式结合，提示VEGF-C、VEGF-D是α9β1的配体。

总之，淋巴管系统参与肿瘤生长与转移，利用特异敏感的淋巴管标记分子有助于肿瘤转移的早期诊断。以早期淋巴道转移为主的肿瘤为研究对象，深入探讨肿瘤淋巴管生成的分子调控机制，将成为继血管生成机制研究之后的另一重要领域。同时在此基础上将抗淋巴管形成作为新的肿瘤治疗的方向，通过抑制肿瘤淋巴管生成、阻碍肿瘤的生长，有望开拓一条肿瘤治疗的新途径，具有较强的现实意义。

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