VEGF-A、VEGF-C在宫颈癌侵袭转移中的作用机制研究进展

冯瑶瑶，冯继红，周航

(遵义医学院附属医院，贵州遵义563000)

宫颈癌是最常见的癌症之一。2012年全球宫颈癌新增病例数为527 600例，全年死于宫颈癌的女性总数达265 700例，发展中国家宫颈癌新增病例数和死亡例数分别占全球的60%和87%[1]。2009～2011年我国发生宫颈癌的总例数达98 900例，死于宫颈癌的总例数约30 500例[2]。尽管宫颈癌已有放疗、化疗、外科手术等相对成熟的治疗方式，但宫颈癌的进展，尤其是侵袭和转移，仍然是导致治疗失败的棘手问题。有研究[3]证实，癌组织中血管内皮生长因子A(VEGF-A)、血管内皮生长因子C(VEGF-C)高表达与宫颈癌患者的预后不良有关，并且会增加癌症复发或转移的风险。研究VEGF-A、VEGF-C在宫颈癌复发转移中的作用机制是目前肿瘤学术界的一大热点。现对VEGF-A、VEGF-C在宫颈癌侵袭转移中的作用机制研究进展情况进行综述。

1 血管内皮生长因子(VEGF)家族

VEGF家族包括VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E(病毒VEGF)、VEGF-F(也称为蛇毒VEGF)以及胎盘生长因子(PLGF)，共7个成员[4]。这组高度保守的VEGF能调节血管发生、血管形成，参与造血及淋巴管生成，也能通过改变肿瘤内环境而增加毛细血管通透性。尽管VEGF家族成员都具有结构上的同源性，但每个成员也存在着分子多样性，各有其不同的表达模式、接受不同的受体、发挥不同的生物学功能。VEGF家族共有三种酪氨酸激酶受体，分别为VEGF受体1(VEGFR-1)、VEGF受体2(VEGFR-2)和VEGF受体3(VEGFR-3)[5]。VEGFR-1和VEGFR-2主要表达于血管内皮细胞，参与肿瘤血管新生；VEGFR-3则主要存在于血管内皮细胞和淋巴血管中，参与肿瘤血管内皮细胞和淋巴管内皮细胞的增殖生长。通过VEGF-A与VEGFR-1、VEGFR-2结合，VEGF-B与VEGFR-1结合，VEGF-C、VEGF-D 与VEGFR-2、VEGFR-3结合，共同参与调控生理和病理血管新生及淋巴管形成。近几年,VEGF家族成员及其相关的机制通路被认为是实体肿瘤重要的抗血管治疗靶点。VEGF拮抗剂作为一种治疗策略，其有效性在随机临床试验中已经得到了肯定，美国食品药品监督管理局批准的VEGF拮抗剂如贝伐珠单抗、舒尼替尼、索拉非尼以及2014年在中国上市的阿帕替尼等目前也应用于临床并取得了较好的临床疗效。

2 VEGF-A的生理病理作用及其在宫颈癌侵袭转移中的作用机制

2.1 VEGF-A的生理病理作用 VEGF- A，通常也被称之为VEGF， 是一种从牛垂体卵泡细胞条件培养基中培养出的对微血管和大血管内皮细胞均有作用的内皮细胞分裂素，其基因位于染色体6p21，编码VEGF-A的基因全长约14 kb，是由8个外显子和7个内含子组成的二聚体糖蛋白[6]。VEGF-A又包含7种亚型，分别为VEGF121、VEGF143、VEGF145、VEGF148、VEGF165、VEGF189、VEGF206，它们在多种正常组织器官中都有不同程度的表达，例如心、肺、肾、卵巢、宫颈组织等。VEGF-A是VEGF家族中最强烈的促血管生成蛋白，是一种多功能生长因子和特异性血管内皮细胞生长因子，与其特异性受体VEGFR-2结合后，诱导VEGFR-2细胞内氨酸残基磷酸化，激活多个信号通道，引发内皮细胞增殖和血管生成，增加血管通透性。VEGF-A通过作用于靶细胞受体来调节血管生成，从而实现对胚胎发育的影响，同时也是肿瘤(实体肿瘤和血液恶性肿瘤)、眼病、炎症、血管及缺血性疾病等诸多疾病的关键效应因子。在肿瘤血管生成过程中，VEGF-A由肿瘤细胞以及被肿瘤浸润的细胞释放，通过旁分泌作用，促使肿瘤血管新生分支增加，使其非正常化。VEGF-A也有其自分泌功能，可以作为肿瘤细胞的生存因子，保护它们免受诸如缺氧、化疗和放射治疗等的影响，有助于肿瘤细胞的化学抵抗。肿瘤血管内皮细胞无论是生长还是分化都需要VEGF-A，它在肿瘤血管生成中的关键作用可能要归因于它促有丝分裂的能力和参与血管生成的多个过程(包括内皮细胞增殖、迁移、生存和趋化)。许多血液系统恶性肿瘤，包括T细胞淋巴瘤、Burkitt淋巴瘤、急性淋巴细胞白血病、慢性髓细胞性白血病均与VEGF-A表达增加有关，大多数实体瘤也被证实与VEGF-A过表达密切相关，包括黑色素瘤、结直肠、胃癌、乳腺癌、肺癌及肾细胞癌等[7]。由于在恶性肿瘤发展过程中，肿瘤细胞大量生长繁殖，增加耗氧量，肿瘤血管组织紊乱，导致缺氧微环境形成，而肿瘤细胞在对缺氧微环境的应答反应中会引起缺氧诱导因子1α(HIF-1α)的释放，从而使因VEGF-A的表达被激活的致癌基因和一些相关的细胞因子上调，表达量比正常增高12倍，促使内皮细胞增殖、血管生成以及增加血管通透性。与此同时，VEGF-A在肿瘤免疫逃避中也扮演着重要角色。VEGF-A能够使树突状细胞处于未成熟阶段[8]，让其仅具有加工处理抗原的能力，而不具备抗原呈递及激活T细胞的能力，进而抑制树突状细胞的肿瘤效应在肿瘤微环境中无法发挥，因此大大降低了人体对肿瘤细胞的免疫功能。

2.2 VEGF-A在宫颈癌侵袭转移中的作用机制 人乳头瘤病毒(HPV)感染可引起慢性炎症和癌前病变,而持续感染特定的HPV亚型(16型和18型)会导致宫颈癌前病变，如不给予干预措施，这些病变会发展成宫颈癌。高风险或致癌的HPV编码两种主要的转化蛋白E6和E7。E6蛋白以独立于p53的方式调控VEGF-A启动子，而E7 蛋白则通过AP-1反应元件激发 VEGF-A启动子,分别使抑癌基因p53和pRb功能下降或失活，诱导宫颈癌细胞 VEGF-A表达上调，促使肿瘤血管新生。HPV还能在HIF-1α诱导下促使感染HPV的宫颈组织细胞分泌VEGF-A，进而参与宫颈癌的发生、发展进程。有学者[9]认为人的端粒酶以及血管生成因子如端粒酶逆转录酶(hTERT)或VEGF-A可以在HPV介导的宫颈癌调控中发挥作用，且hTERT可以通过HPV E7调控HPV-18阳性宫颈癌细胞VEGF-A表达上调。Wang等[10]发现，在蛋白和mRNA水平上，炎症组织、CIN组织、宫颈癌组织中VEGF-A阳性表达率依次增高，且FOXC2与VEGF-A、LYVE-1阳性表达率呈正相关。相关研究[11]表明，宫颈癌组织中的VEGF-A可以通过PI3k /Akt/ mTor信号通路诱导肿瘤细胞的生长和侵袭；也可以通过PI3k /Akt/ mTor信号通路调控MMP2和MMP3，进而调控宫颈癌细胞的入侵；cyclinD1和CDK4也可激活VEGF-A下游信号分子，促进癌细胞侵袭。Yue等[12]证明VEGF-A是miR-205的靶基因，并发现olmesartan(一种新的血管紧张素拮抗剂)可以在HeLa和SiHa细胞中上调miR-205并抑制VEGF-A表达。并且也有研究发现，在宫颈癌中miR-455的表达与VEGF-A、MVD呈负相关，此结果提示miR-455在宫颈癌中可能是一个潜在的抑癌基因。Ren等[13]发现，通过shRNA下调PSMA7的表达，可以抑制在宫颈细胞VEGF-A表达和细胞增殖，阻滞宫颈癌的发展。在宫颈癌中过表达的Net1也可以通过上调VEGF-A来促进血管的生成，但siRNA能够靶向作用于Net1，使其表达下调，从而抑制VEGF-A表达，控制局部中晚期宫颈鳞状细胞癌(CSCC)在体内的生长[14]，这一研究结果为将Net1作为治疗CSCC的新疗法提供了有利的证据。Gao等[15]研究发现，在宫颈癌HeLa和SiHa细胞中过表达的CD73通过增强EGFR/Akt和VEGF/Akt信号通路，促进宫颈癌细胞的增殖和迁移，这与CD73酶活性无关，但可以在EGFR/VEGFR信号通路中通过激活EGFR诱导VEGF-A合成，从而促进肿瘤血管生成和肿瘤转移。有学者[16]分析发现，VEGF-A阳性的患者比VEGF-A阴性的患者更有可能发生淋巴结转移(LNM)，VEGF-A过表达可能增加了淋巴管生成和LNM水平。Zhu等[17]发现，VEGF-A在术前化疗(PRCT)之前的表达明显高于PRCT后，与无盆腔淋巴结转移(PLNM)相比，PLNM患者的VEGF-A表达明显增高，这表明VEGF-A表达是评估PRCT疗效及预测局部晚期宫颈癌预后的潜在生物标志物。刘华等[18]观察到在宫颈癌组织中VEGF-A与Galectin-1的表达呈正相关，且过表达的Galectin-1可以通过上调VEGF-A的表达来诱导肿瘤血管新生，从而加快宫颈癌的侵袭和转移[19]。宫颈癌HeLa细胞中的端粒酶能通过HPV E7癌基因蛋白上调VEGF-A表达，间接影响宫颈癌细胞的浸润和转移。随着宫颈癌实体肿瘤的不断生长，消耗大量的氧气与营养，导致缺氧和供血不足，从而诱导HIF-1α高表达，引起其下游靶基因VEGF-A的表达增加，促进肿瘤新生血管生成，加速宫颈癌侵袭与转移的生物学行为。

3 VEGF-C的生理病理作用及在宫颈癌侵袭转移中的作用机制

3.1 VEGF-C的生理病理作用 VEGF-C又称淋巴管生成因子, 对淋巴内皮细胞具有高度特异性，是新发现的VEGF-A同源物。VEGF-C最初是从人前列腺癌细胞株 PC-3的cDNA文库中克隆并分离纯化出来的具有促淋巴管生成的分泌性多肽基，其生物学效应是刺激细胞增殖、生存、迁移，并调节血管通透性。VEGF-C在胚胎时期主要表达于自静脉萌芽生长淋巴管的区域，促进淋巴管生成；而在成人组织中VEGF-C主要表达于淋巴结、心脏、胎盘、卵巢、小肠和甲状腺等部位，维持淋巴管内皮细胞的存活[20]。在肿瘤组织中，VEGF-C与VEGFR-2的表达频率在几种亚型中是最高的，两者特异性结合后，可以促进肿瘤新生血管内皮细胞的生成和繁殖。VEGF-C也是最主要的淋巴管生成因子，可以结合并刺激受体VEGFR-3酪氨酸磷酸化，诱导PI3-K信号传导通路，激活ERK/MEK和Akt信号通道，从而保护淋巴内皮细胞不被凋亡，参与淋巴管生成过程，促进肿瘤淋巴结转移。VEGF-C在胞内以前体多肽proVEGF-C蛋白的形式存在，而在胞外被蛋白酶水解后则转化为成熟的配体，与VEGFR-3的亲和力增加近400倍[21]，并且在同一种组织中VEGF-C与VEGFR-3的亲和力比与VEGFR-2的亲和力强，因此将其确定为VEGFR-3的特异性激活剂。VEGF-C/VEGFR-3轴通过不同的信号通路调节不同的细胞功能，如侵袭、增殖和对化疗的耐药性，VEGF-C / VEGFR-3调控系统在淋巴结转移中扮演着重要的角色[22]。Wang等[23]研究发现，在膀胱癌细胞系以及膀胱癌组织中miR-122水平较正常组织下调，且作为VEGF-C的潜在靶点，miR-122通过靶向VEGF-C抑制AKT和mTOR通路，从而抑制肿瘤血管生成和肿瘤生长。

3.2 VEGF-C在宫颈癌侵袭转移中的作用机制 宫颈癌转移的首要目标就是淋巴结。在正常组织、宫颈内皮样瘤变组织及宫颈癌组织中VEGF-C阳性表达率呈递增关系，且在宫颈癌组织中VEGF-C mRNA的表达上调130倍，淋巴结转移者VEGF-C表达水平更高，宫颈癌组织中不仅有高表达水平的VEGF-C，还有高表达水平的VEGFR-3，且VEGF-C / VEGFR-3的调控作用在宫颈癌的淋巴管生成和淋巴结转移过程中至关重要[24]。VEGF-C与VEGF-D、CXCR4、CCR、MMP-2、CD44V6、Foxp3[25]等诸多因子在宫颈癌及癌旁组织中的表达具有协同作用，可以促进宫颈癌的浸润及淋巴结转移。在一项关于ⅠB～ⅡA期局部晚期宫颈癌的研究[26]中也发现，垂体瘤转化基因(PTTG)与VEGF-C表达水平上调，且两者的阳性表达与宫颈癌的侵袭和淋巴结的转移密切相关。VEGF-C在宫颈癌侵袭转移中产生的作用机制可能有以下四点[27～31]：①诱导型一氧化氮合酶通过催化产生NO而上调VEGF-C 的表达，诱导肿瘤淋巴管生成，导致宫颈癌的淋巴道转移。②VEGF-C通过NF-kB途径上调其靶蛋白Gal-3表达，增加Gal-3蛋白之间的相互作用并激活VEGFR-3，从而增加宫颈癌细胞的侵袭性。③VEGF-C通过VEGFR-2受体激活PI3K/AKT和ERK/MAPK通路，并上调Hsp90表达，参与VEGF-C诱导宫颈癌细胞的增殖和凋亡。④SIX1可以增强TGF-β诱导的SMAD2/3活性，协同SMAD途径促进VEGF-C高表达，从而促进淋巴内皮细胞增殖、淋巴结转移。⑤VEGF-C通过使miR-145表达下调，导致SIP1蛋白表达增加，从而促进宫颈癌的侵袭能力及病情恶性进展。

尽管宫颈癌已有手术、放疗、化疗等相对成熟的治疗方案，但侵袭和转移仍然是中晚期宫颈癌治疗失败的主要原因。而VEGF-A、VEGF-C诱导的新生血管形成及淋巴管生成与宫颈癌的侵袭和转移密切相关。因此，深入研究VEGF-A、VEGF-C在宫颈癌发生发展及侵袭转移过程中的相关作用机制，为宫颈癌基于抗血管生成的靶向治疗提供相关的理论依据。此外，宫颈癌的发生发展是多阶段、多因素共同作用的结果，对单一生长因子的抑制不足以阻滞宫颈癌复发转移的进程，通过研发多靶点血管抑制剂及多靶点联合阻滞信号转导，或许能达到更好的临床疗效。