VEGF及其受体与免疫抑制细胞关系的研究进展

李玉灵，赵华，任秀宝

(天津医科大学肿瘤医院·国家肿瘤临床医学研究中心·天津市肿瘤防治重点实验室·天津市肿瘤免疫与生物治疗重点实验室，天津300060)



VEGF及其受体与免疫抑制细胞关系的研究进展

李玉灵，赵华，任秀宝

(天津医科大学肿瘤医院·国家肿瘤临床医学研究中心·天津市肿瘤防治重点实验室·天津市肿瘤免疫与生物治疗重点实验室，天津300060)

血管内皮生长因子(VEGF)是一类重要的促血管生长因子，它可以促进血管内皮细胞增殖和迁移，增加血管通透性。近年来，研究发现VEGF及其受体在肿瘤免疫抑制微环境的形成中发挥重要作用：VEGF不仅能抑制免疫细胞在造血过程中的生成和分化；还能诱导各种免疫抑制细胞向肿瘤组织浸润。此外，调节性T细胞、树突状细胞和单核巨噬细胞被发现有VEGF受体的表达，它们可能以此种方式促进了免疫逃逸的发生，对肿瘤的生物学行为产生巨大影响。

血管内皮生长因子；血管内皮生长因子受体；肿瘤；免疫抑制

机体正常的免疫系统能识别和杀伤恶变的细胞,从而清除肿瘤细胞或控制其生长。但肿瘤患者局部组织的免疫功能往往是受到抑制的，其中最明显的表现是肿瘤局部大量免疫抑制细胞的聚集。研究发现,VEGF可以促进多种免疫抑制细胞向肿瘤组织趋化，降低机体正常的免疫反应。VEGF受体(VEGFR)在免疫细胞的表达进一步拓展了对VEGF生物学效应的新认识，笔者就近年来研究发现的VEGF及VEGFR与免疫抑制细胞的关系作一综述。

1　VEGF/VEGFR的生物学特点

VEGF是一种糖基化多肽性分泌因子，属于生长因子的一大类成员，其家族包括VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E和胎盘生长因子(PIGF)。由于mRNA不同的剪切方式，能产生VEGF121、VEGF145、VEGF148、VEGF165、VEGF183、VEGF189和VEGF206等蛋白形式[1]。VEGF不仅是重要的促血管生长因子，还能影响多种免疫抑制细胞的功能，参与了肿瘤免疫逃逸的发生。

VEGFR属于受体酪氨酸激酶家族，是一种膜镶嵌蛋白，其组成包括VEGFR-1(Flt-1)、VEGFR-2(KDR/Flk-1)和VEGFR-3(Flt-4)。VEGFR有着相似的蛋白质结构，属于“7-Ig”[2]。VEGF-A能和VEGFR-1、VEGFR-2结合，虽然VEGFR-1与VEGF-A的亲和力比VEGFR-2高，但其引起的磷酸化能力却低于VEGFR-2。VEGF-B、PIGF只能和VEGFR-1结合。VEGFR-3不与VEGF-A结合，而是和VEGF-C、VEGF-D相结合，主要参与淋巴内皮细胞增殖[3]。此外，还存在两个VEGF的共受体：神经纤毛蛋白-1(NRP1)和NRP2。NRP单独不能进行信号传导，但它可以与VEGFR形成复合体，增加对VEGF的亲和力[4]。CD146是新发现的VEGFR-2共受体，它被发现能促进VEGFR-2 磷酸化和下游信号分子转导[5]。VEGFR最初被认为只表达于内皮细胞，但近年研究发现，多种免疫细胞都表达有不同亚型的VEGFR，并且和临床预后有一定的相关性。

2　VEGF/VEGFR与髓源性抑制细胞(MDSC)

MDSC是一类未成熟、异质性的细胞群体，包括髓系前体细胞、不成熟的粒细胞、单核巨噬细胞和树突状细胞(DC)等。MDSC对多种免疫细胞具有抑制作用：MDSC可以抑制CD8+T细胞的活化和杀伤功能；下调穿孔素和干扰素γ(IFN-γ)的表达从而抑制NK细胞的细胞毒活性；还能抑制DC、巨噬细胞的分化而下调抗肿瘤免疫应答。大量研究证实VEGF能促进MDSC向肿瘤组织聚集。在胰腺导管细胞癌的演进过程中，癌组织VEGF的浓度和MDSC的数量正相关[6]，由此可见，肿瘤组织自分泌的VEGF可以作为趋化因子引导MDSC向肿瘤局部浸润。另外，消化系统肿瘤患者的血清VEGF水平也和外周血MDSC的数量正相关[7]。VEGF和MDSC相互作用的分子机制意见不一：VEGF一方面可以激活两面神经激酶2-信号转导和转录激活子3信号通路；另外，肿瘤细胞也可以通过自身诱导型一氧化氮合酶的表达，调节肿瘤细胞对VEGF的自分泌和增加信号转导和转录激活子3及活性氧在MDSC的表达，促进其向肿瘤组织的浸润[8]。此外，VEGF诱导MDSC向肿瘤组织浸润后，MDSC还可以通过分泌TGF-β诱导调节性T细胞(Treg)的浸润和扩增，间接促进肿瘤局部免疫抑制微环境的形成[9]。

3　VEGF/VEGFR与T细胞

3.1VEGF/VEGFR与TregTreg是一类具有免疫抑制功能的T细胞亚群。多项研究证实了VEGF对Treg的趋化作用。在小鼠黑色素瘤模型中发现，NRP1在Foxp3+Treg中高表达，肿瘤细胞自分泌的VEGF作为趋化因子，可以引导Treg浸润肿瘤组织，从而负向调控抗肿瘤免疫效应。当敲掉Treg表面的NRP1后，肿瘤生长速度下降并伴有患者生存期延长[10]。同样地，Hansen 等[11]进一步确定了NRP1在Treg的表达，且NRP1以VEGF依赖的方式引导Treg向肿瘤浸润。最新一项研究[12]发现，晚期黑色素瘤患者血清VEGF的水平和外周血Treg的扩增具有一定的相关性。Goto等[13]发现，肿瘤患者胸腹水中的Treg表达VEGFR-2，而且胸腹水中的Treg数量与VEGF的表达量呈正相关，并证实VEGF介导了Treg在恶性胸水中数量的增加。在小鼠转移性结肠癌模型中，VEGF能通过结合VEGFR-2引导Treg向肿瘤组织浸润，和对照组相比，VEGFR-2只表达于荷瘤鼠Treg的表面[14]。另外，向小鼠体内持续注入VEGF发现，小鼠外周血中Treg和MDSC的数量也增加，二者具有一定的相关性[15]。

3.2VEGF/VEGFR与T淋巴细胞 T淋巴细胞是宿主抗肿瘤免疫中重要的效应细胞，具有特异性杀伤肿瘤细胞的功能。研究发现，肿瘤细胞自分泌的VEGF可以通过促进内皮细胞产生前列腺素E2(PGE2)，间接促进对T淋巴细胞的抑制作用[16]。在小鼠黑色素瘤模型中，当同时给予VEGF和TNF-α时，VEGF通过抑制NF-κB通路阻断TNF-α引起的血管内皮细胞的激活和白细胞的黏附，降低T淋巴细胞趋化因子CXCL10和CXCL11的表达，从而减少T淋巴细胞向肿瘤组织浸润[17]。

4　VEGF/VEGFR与DC

在肿瘤患者体内，由于多种免疫抑制因子的存在，DC的成熟过程受到抑制，抗原提呈作用受到严重影响[18]。研究发现，肿瘤患者血清中VEGF-A的水平和外周血中未成熟DC的数量成正比。体内实验发现，VEGF不仅抑制DC分化和成熟，还能通过抑制NF-κB通路的激活导致外周DC的数量和功能下降。关于VEGF和DC相互作用的机制，有报道提出，VEGFR-1主要介导VEGF对DC的抑制功能，而VEGFR-2只在早期分化阶段影响造血，并且对DC的分化过程影响较小[19]。另有报道称，VEGFR-2是导致DC功能障碍的主要受体，而VEGFR-1作用轻微[20]。

在骨化三醇、PGE2、IL-10等因子作用下，DC能分泌VEGF165和 VEGF121[21]。单核细胞来源的成熟DC在TNF-α或CD40L和IFN-γ同时存在条件下，会产生分泌型VEGFR-1(sVEGFR-1)，sVEGFR-1同样也具有促血管生成的能力[22]。除此之外，DC在VEGF和其他促血管生成因子(b-FGF，IGF-1)作用下能发展为内皮样细胞，表现为谱系标志物(CD1a 和 CD83)丧失而表达内皮细胞标志物(vWF、 KDR 和 Flt-4)，并证实这一过程是通过激活ERK1/2通路发挥作用的[23]。

5　VEGF/VEGFR与单核巨噬细胞

5.1VEGFR在单核巨噬细胞的表达近年来大量研究证实了VEGFR在单核巨噬细胞的表达，并且VEGF能促进巨噬细胞向肿瘤组织浸润，二者在促进肿瘤生长方面有着密不可分的关系。Sawano等[24]发现，单核细胞表面表达VEGFR-1，并且VEGFR-1存在于单核-巨噬细胞系的整个分化过程，提出Flt1可以作为单核-巨噬细胞系表面的一个新标记分子。VEGFR-1介导巨噬细胞向 VEGF-A的趋化作用，当给予VEGF-A和PIGF刺激后,会引起单核细胞内VEGFR-1的自体磷酸化和下游的信号转导，并对单核细胞的化学趋化产生重要作用[25]。也有研究发现，一部分单核细胞表达VEGFR-2，VEGFR-2是介导巨噬细胞趋化作用的主要中介，并且加剧其在肿瘤组织的浸润。王红艳课题组发现，在细菌感染时，巨噬细胞能表达VEGFR-3，并且能分泌其配体 VEGF-C。肿瘤相关性巨噬细胞(TAM)是一群具有免疫抑制功能的细胞，是肿瘤微环境的重要组成部分，它可以通过分泌IL-10、TGF-β和VEGF等因子抑制机体的抗肿瘤免疫反应。同时，TAM上也被发现有VEGFR-3的表达，并且阻断VEGFR-3通路能降低TAM向肿瘤组织浸润。

5.2VEGF对单核巨噬细胞功能的影响VEGF对单核巨噬细胞向肿瘤组织的浸润起重要的趋化作用。研究发现，肿瘤局部浸润的单核巨噬细胞水平和VEGF的表达成正相关，而抗VEGF疗法能明显减少单核巨噬细胞的浸润。不仅如此，VEGF对造血祖细胞的抑制作用还能促进TAMs的形成。单核巨噬细胞还能自分泌VEGF，对上述过程起到正向调节作用。在肾透明细胞癌中，敲除VEGFR-1能降低单核巨噬细胞的浸润，减少其对VEGF的自分泌，抑制肿瘤生长。但VEGF是否仅通过与VEGFR-1和VEGFR-2的结合发挥作用，有待进一步研究。

综上所述，VEGF除了发挥传统的促血管生成作用外，它还参与了肿瘤免疫抑制微环境的形成。同时，VEGFR在免疫细胞的表达也是未来研究的一个焦点，这对我们探究VEGF及VEGFR在免疫抑制中的作用提供了理论依据，但是其具体的分子信号机制需要进一步的研究证实。

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国家自然科学基金资助项目(81401888)；天津市科委应用基础青年项目(14JCTPJC00476)。

任秀宝(E-mail：rwziyi@yahoo.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.17.039

R730.3

A

1002-266X(2016)17-0105-03

2016-01-08)