血管内皮生长因子与肿瘤转移的研究进展＊

潘宇祥 综述 周黎明审阅

（1.四川大学2010级华西基础医学基地班，四川 成都 610041；2.四川大学华西基础医学与法医学院药理教研室，四川 成都 610041）

1 VEGF的概念

血管内皮生长因子（Vascular endothelial growth factor，VEGF）也称血管渗透因子，是一类功能强大且可以产生多样生物学功能的细胞因子，于1989年Ferrarra［1］在牛垂体滤泡星状细胞培养液中分离纯化出来的一类糖蛋白，是血小板衍生生长因子（Platelet derived growth factor，PDGF）家族的一个成员，分子量为34～45KD，序列高度保守，广泛分布于人和动物体内的大脑、肾脏、肝脏、脾脏、胰腺和骨骼等组织中，表达受细胞因子、细胞外因子、缺氧、P53基因的调节。血管内皮生长因子有5种亚型，结合两个酪氨酸激酶受体，VEGFR-1（FLT-1）和VEGFR-2（KDR／FLK-1），这二者几乎完全是在血管内皮细胞中表达。有研究表明血管的生长和成熟需要多种配体按顺序活化一系列受体而完成，是非常复杂和协调的过程。在正常的生理性血管生长过程中，如胚胎形成和骨骼生长，VEGF 信号具有重要的限制酶［2］作用。在肿瘤组织中，肿瘤细胞、肿瘤细胞侵入的巨噬细胞和肥大细胞都能分泌高水平的VEGF，用旁分泌的形式刺激肿瘤血管内皮细胞，增强血管内皮细胞增殖、迁移，诱导血管形成，促肿瘤持续生长，并提高肿瘤血管通透性，引起周围组织纤维蛋白沉着，促进单核细胞、成纤维细胞和内皮细胞浸润，有利于形成肿瘤基质和促进肿瘤细胞进入新生血管，增强肿瘤转移能力［3］。目前已知可以表达VEGF 及VEGFR 的肿瘤类型有胃癌、肠癌、胰腺癌、肺癌、胆管癌、肝癌、肾癌、膀胱癌、食管癌、前列腺癌、甲状腺癌、成骨肉瘤、慢性淋巴细胞白血病、脑肿瘤、多发性骨髓瘤、神经母细胞瘤、神经胶质瘤、乳腺癌、宫颈癌、上皮性卵巢肿瘤、舌癌等，其中在胃癌组织和结肠癌组织中的VEGF表达尤为明显。

2 VEGF家族成员

2.1 VEGF-A

人类VEGF-A 基因定位于染色体6p21.3上，全长28kb，由8个外显子和7个内含子组成编码区域，经转录、剪接等步骤后形成了5种单体，因单体中所含氨基酸数目不同，分别被命 名 为 VEGF121、VEGF145、VEGF165、VEGF189 和VEGF206［3］。在8个外显子中，认为1-5具有重要意义，因其能够编码VEGF受体识别的结构域。VEGF-A 不同单体的主要区别有两方面，一方面是氨基酸数目的差异，另一方面是外显子6和7编码的肽段存在与否。VEGFA 分子量为34000-35000，主要通过二硫键连接同源二聚体糖蛋白。因为VEGF145和VEGF165 可以和所有内皮细胞的VEGFR-2 结合，所以关于他的研究最为广泛。总体而言该蛋白是可以特异性地作用于血管内皮细胞，并有不同的效果，包括介导血管通透性增加，诱导血管生成，血管生成和血管内皮细胞的生长，促进细胞迁移，抑制细胞凋亡［4］。

2.2 VEGF-B

人类VEGF-B基因定位于11q13染色体上，全长4kb，由7个外显子和6个内含子构成。因为编码VEGF-B的mRNA 的剪接方式不相同，所以有2种不同的转录子，根据其含有的氨基酸残基数目分别被命名为VEGF-B167和VEGF-B168，蛋白分子量分别为21KD 和32KD。VEGF-B的相关受体为VEGFR-1和NRP-1（神经纤毛受体），在小鼠中的研究表明，该基因蛋白质专门控制内皮细胞摄取脂肪酸［5］。

2.3 VEGF-C

人类VEGF-C（VRP）基因定位于染色体4q34，其开放阅读框可表达含419个氨基酸残基的蛋白，分子量为46.9KD，有7个具编码序列的外显子。由于外显子6不编码肝素结合域的序列，故不能与肝素结合。成人的VEGF-C少量表达在脑、肝、胸腺及外周血白细胞，大部分在胎盘、卵巢、心脏及小腺体中表达。其与淋巴管关系密切，VEGF-C与VEGFR-3结合后，具有强大特异的淋巴管生成作用［6］。包括对淋巴管增生的诱导及对淋巴细胞内皮进行有效的调节，而肿瘤往往最先通过淋巴管进行转移，因此，VEGF-C 与肿瘤转移密切相关［7］。有研究表明VEGF-C与血管、淋巴管内皮细胞上的受体（包含VEGFR-2和VEGFR-3）结合后会促进对应内皮细胞的增殖，从而促进肿瘤细胞生长［8］；VEGF-C 与VEGFR-2结合后还可诱导新生血管形成。同时由于VEGF-C可以促进肿瘤细胞生长，激活了基质金属蛋白酶，增强了其与VEGFR-2的亲和力（大约400倍），进而促进肿瘤细胞增殖，增加实体瘤的压力，促进肿瘤细胞向血液循环系统扩散，故能促血管生成与肿瘤血道转移［9，10］；许多研究检测到多种肿瘤细胞如食管癌、大肠癌、肺癌、口腔部鳞癌、黑色素瘤、甲状腺癌、乳腺癌等都表达VEGF-C，并且其表达水平与肿瘤淋巴管生成及淋巴结转移呈正相关。其中具体机制暂时不明，可能通过介导淋巴管形成促进肿瘤淋巴道转移［11-13］；VEGF-C还能通过与VEGFR-2结合用PI3K 依赖的途径激活了抗凋亡蛋白Akt／PKB，抑制细胞凋亡［14］。

2.4 VEGF-D

人类VEGF-D基因定位于染色体Xp22.23位置，含有8个胱氨酸残基，少量表达在脑、肝、胸腺及外周血白细胞，大部分在卵巢、心脏及小腺体中表达。特别是在骨骼肌与结肠中表达较丰富，但在胎盘中表达较少。VEGF-D 具有促进内皮细胞迁移的作用，可与VEGF 受体（VEGFR s）、VEGFR-2（FIk-1）及VEGFR-3（Flt-4）结合，这些受体与VEGF-D 结合后发挥促进内皮迁移作用，从而促进血管生成［15］。目前，其促进上皮细胞转移的机制还不太明了，不过有研究表明可能与FAK 途径有关。

3 VEGF家族与肿瘤转移的联系

肿瘤转移是恶性肿瘤导致患者死亡的最主要原因，VEGF家族可以促进肿瘤细胞生长、促进血管生成、抑制癌细胞的凋亡等，这些都可以直接或间接地促进肿瘤的转移。而肿瘤远处转移有两条途径，一条是经血管转移，另一条是经淋巴管转移。新近的研究揭示肿瘤转移与肿瘤内部血管或淋巴管生成有关。多种基因在肿瘤血管及淋巴管生成中发挥重要作用，有文献报道［16-18］血管内皮 生长因子（Vascular endothelial growth factor A，VEGF-A）及血管内皮生长因子受体-2（Vascular endothelial growth factor receptor-2，VEGFR-2）在肿瘤血管生成中起重要作用，而VEGF-C／D 及其受体VEGFR-3以及淋巴管内皮透明质酸受体-1（Lymphatic vessel endothelial HA receptor-1，LYVE-1）对肿瘤淋巴管生成十分重要［15.19-21］。有研究表明肿瘤组织VEGF-A 的产生量与肿瘤转移存在一定的相关性，VEGFC与肿瘤淋巴结转移间存在相关性。端传友［22］关于VEGF 在结肠癌中表达的研究结果也发现结肠癌组织中VEGF 表达水平及阳性率显著高于癌灶旁的正常结肠组织，且有淋巴结转移的结肠癌组织中VEGF 阳性表达率亦高于无淋巴结转移者。而其中近几年发现VEGF-C 在大部分人类实体肿瘤中均有高表达［23，24］，并与肿瘤的淋巴管生成和淋巴转移有着一定的相关性［25-27］。Li等［28］研究表明，VEGF-C 与非小细胞肺癌的浸润深度、病理分级及淋巴结转移相关，VEGF-C 可使肿瘤组织中的淋巴管密度增加。Hung等［29］对甲状腺乳头状癌的研究发现，VEGF-C的表达与淋巴管累及、淋巴结转移和浸润深度相关，VEGF-C在甲状腺乳头状癌的淋巴转移中起重要作用。薛亚红等［30］应用免疫组化对宫颈癌的研究发现，VEGF-C在恶性宫颈病变组的表达明显高于良性病变组，且VEGF-C在宫颈癌淋巴结转移组的阳性表达，明显高于无淋巴结转移组。Lane［31］等应用重组人VEGF-C（rhVEGF-C）孵育宫颈癌细胞发现，细胞的侵袭能力和增殖活性显著增加，且呈现剂量依赖关系。田小飞［32］等对宫颈癌Hela细胞株的研究中均得到相似结论。丁凯阳［33］等在对NB4细胞的研究中发现，VEGF-C 与其特异性受体结合，使细胞线粒体外膜上的bcl-2 蛋白通过caspase途径抑制了细胞的凋亡，促进了NB4 细胞增殖。而Krishnan等［34］在免疫完全的动物实验中，应用导致鼠VEGFR-3／IgG2a重链融合的结构（VEGFR-3-Ig）可抑制肿瘤产生的VEGF-C活性，从而使肿瘤诱导的淋巴管生成受到抑制和淋巴结转移率下降，而激活VEGFR-3则促进淋巴管生成和淋巴结转移，进一步说明，VEGF-C 是诱导淋巴管生成的重要因素［35.36］。大量研究实验表明，VEGF家族可直接或间接的与肿瘤转移有关，而与肿瘤转移最密切的则是VEGF-A，VEGF-C。

4 展望

近年来，关于VEGF在抗肿瘤及抗肿瘤转移中的作用得到越来越多的关注。新面世的药品贝伐单抗（商品名Avastin）是一种重组的人类单克隆IgG1抗体，通过抑制人类 的生物学活性而起作用。其可结合VEGF 并防止其与内皮细胞表面的受体（Flt-1和KDR）结合。在体外血管生成模型上，VEGF 与其相应的受体结合可导致内皮细胞增殖和。在接种了结肠癌的裸（无胸腺）鼠模型上，使用阿瓦斯汀可减少微血管生成并抑制转移病灶进展。不过，抗VEGF靶向治疗只能抑制肿瘤的生长和转移，不能达到完全消灭肿瘤的目的，这就提示单独的抗血管生成治疗存在局限性，需联合其它抗肿瘤药物共同治疗，随着对肿瘤各种机制的进一步的研究，应用VEGF作为抑制血管形成及肿瘤生长、转移的靶点与其它治疗手段联合，将会取得更好的治疗效果。

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