表皮生长因子样结构域7在血管生成中的作用＊

阎海萍，赵 映

血管结构包括动脉、静脉和毛细血管，它能够为细胞输送氧气、营养成分，同时清除代谢产物。研究已证实在血管形成过程中起重要调节作用的系列细胞因子和信号通路如VEGF、FGF2，对血管内皮细胞分化和小管形成起重要作用，Notch通路则是此过程中起重要调控作用的信号通路［1，2］。miRNA在血管结构发育和重塑中也发挥重要作用，如miRNA126在内皮细胞和血管组织中高表达，从而抑制MAPK通路和P13K通路，促进VEGF、FGF2表达［3，4］。

此外，还有一种在血管发育中起重要作用的因子是表皮生长因子样结构域7（epidermal growth factor-like protein 7，EGFL7）。不同于其他分泌型血管分子，EGFL7主要表达并作用于内皮细胞［5］，该文重点阐述EGFL7在血管发育及血管修复过程中的作用。

1EGFL7基因和蛋白结构

EGFL7，又称VE-statin。基础研究发现，鼠和人EGFL7基因分别位于染色体2，9上。鼠基因跨度11．5kb， 包含11个外显子和一个 miR126，miR126位于外显子 7，8 之间［6］。 其启动子片段，约长 5．4 kb，位于EGFL7转录起始段，包含2个进化转化片段，该片段有相同的Ets结合位点。通过转基因鼠模型发现，在胚胎期及成熟期Ets结合位点能促使EGFL7基因在内皮上表达，这是因为Ets结合位点能与Ets转录因子结合，促使内皮相关受体如VEGF 受体 2、Tie2 和 Notch4 表达［7-9］。 此外，EGFL7启动子还包括一个GATA2转录因子，该转录因子可以控制EGFL7的基因表达［10］，而Ets和GATA2结合位点在早期血管内皮发育相关的许多基因上都存在。EGFL7蛋白序列包括一个假定的氨基终止信号肽片段、一个EMI样片段及两个EGF样片段，EGF样片段可以在腺体中转化从而结合Notch，并能与 Ca 离子相互作用［11，12］。

2 EGFL7内皮表达

研究发现EGFL7仅在内皮细胞上表达，而其他分泌型细胞因子VEGF，FGF2在巨噬细胞、表皮细胞和主动脉平滑肌细胞等均可表达。EGFL7在胚胎期增殖的内皮细胞及生理性、病理性血管新生时期的内皮细胞中表达明显增加。基础研究发现，在胚胎期及血管生成的早期就可监测到EGFL7 mRNA，在血管生成晚期仍可检测到EGFL7，但主要是在心血管系统中［12］。在很多成熟组织中虽然可检测到EGFL7表达，但相比胚胎时期，EGFL7的表达水平是降低的。但在受孕的子宫中EGFL7的表达增加，而且在内皮增殖期增高水平是仅次于血管受损时EGFL7的表达水平。研究提示，EGFL7在生理和病理条件下的内皮细胞中表达水平不同，发挥的生物学作用也不尽相同，在炎症条件下EGFL7表达水平较正常环境中明显增加［13］。在祖细胞群、平滑肌细胞、成年人神经源细胞中也可检测到EGFL7少量表达［14］。而VEGF则可在巨噬细胞、主动脉平滑肌细胞上表达，FGF2表达更为广泛。类似于EGFL7这一独特表达特点的内皮细胞标志物还有Vegfr2，它也是在增殖期的内皮上高表达［15］。

3 生理条件下EGFL7在血管生成中的作用及调控机制

3.1 生理条件下EGFL7在血管生成中的作用EGFL7在血管新生中发挥调节作用，研究认为EGFL7能促进内皮细胞增殖迁移。在人脐静脉内皮细胞中，EGFL7基因敲除后内皮细胞迁移、增殖及血管新生受到抑制［16］。EGFL7之所以能促进内皮细胞迁移这是因为它作为一种趋化剂能促进内皮细胞黏附，但这种趋化能力相对较弱。EGFL7还可通过重塑内皮细胞外基质促使内皮细胞迁移。EGFL7分泌并沉积于细胞外基质，与整合素αvβ3相互作用促进血管生成［17］，此外它还可调节细胞外基质通透性从而促使内皮细胞发生迁移侵入。EGFL7也能刺激组胚干细胞增殖，但却抑制成人神经干细胞的增殖，提示EGFL7可能会影响细胞分化成不同类型［18］。基础实验证实，EGFL7能促使血管内皮发育，学者们发现当EGFL7敲除后出现外周水肿、出血、循环发育缺陷，这是因为EGFL7在血管发育过程中具有调节血小管生成的作用［19］。过表达EGFL7鼠也会出现血管结构的异常及重塑。总之，EGFL7在正常血管发育中起着重要调节作用，主要是通过促进内皮细胞迁移、增殖、黏附及侵入发挥作用。而当EGFL7异常表达时，则可出现异常的血管结构、重塑，破坏内皮稳态。

3.2 EGFL7与Notch信号通路在过表达EGFL7鼠模型的内皮细胞中，学者Nichol发现EGFL7可通过调控Notch细胞信号通路发挥调节血管生成的生物学作用。EGFL7过表达后与内皮细胞上Notch受体结合，降低Notch目标靶基因表达从而诱导血管生成［20］。在EGFL7敲除的人脐静脉内皮细胞中观察到内皮细胞迁移、增殖受到抑制，同样在内皮细胞中当Notch细胞信号通路被激活，也可出现细胞迁移增殖受到抑制。这是因为EGFL7能与内皮细胞Notch受体Notch1和Notch4及配体DLL4结合，当EGFL7过表达时就可抑制Notch配体及受体介导的Notch通路的激活［21］。研究还发现，在血管发育过程中EGFL7受到miR126的调控，当选择性敲除miR126后，实验鼠出现水肿、血管发育迟缓甚至胚胎死亡，此项研究结果与EGFL7基因敲除鼠模型的结论是相似的［22］。

4 炎症/缺氧条件下EGFL7在血管生成中的作用及调控机制

4.1 炎症/缺氧条件下EGFL7在血管生成中的作用EGFL7在血管受损或炎症反应中也发挥调控作用，它可作为保护因子对抗血管炎性刺激和缺氧后损伤。研究发现鼠动脉受到炎性刺激后EGFL7表达一过性增高，从而促进内皮新生血管的形成。这是因为EGFL7可调控炎性反应并激活内皮细胞的增殖［23］。当血管内皮受到炎症刺激时，激活的内皮细胞作为炎性反应过程的始动环节能刺激前炎性细胞因子如 ICAM1、VCAM1、E-选择素表达增加，并促使它们聚集黏附在内皮细胞表面，从而使血液中免疫细胞透过内皮层向组织趋化［24］。通常在生理状态下内皮处于静止状态，当炎症刺激后内皮细胞被激活，而这一过程依赖于某些特定细胞因子如EGFL7的调控作用。EGFL7在胚胎期及成年人内皮细胞上表达，它可以编码一种特定蛋白来抑制平滑肌细胞迁移，调控组织及血管内皮的生成，对正常血管腔的形成起到重要调控作用［25，26］。

血管损伤常伴有组织缺氧，因此缺氧也可使EGFL7表达升高。鼠在缺氧条件下EGFL7表达增高从而刺激血管新生。相反当鼠给予氧刺激时，EGFL7表达下降。这是因为EGFL7基因启动子区域包括一缺氧诱导因子1α结合片段，该片段作为转录因子可以激活EGFL7启动子，从而诱导EGFL7基因表达［27］。当内皮细胞EGFL7表达增多时，细胞色素C释放减少，从而抑制半胱氨酸蛋白酶3的激活，最终对抗缺氧所致的细胞凋亡。

4.2 EGFL7与NF-κB信号通路EGFL7之所以能调控炎性过程主要是通过NF-κB信号通路来发挥作用。在TNFα/LPS诱导鼠炎症模型中，内皮细胞EGFL7表达增高，但LPS相比TNFα对EGFL7表达的刺激作用相对有限［28］。EGFL7在炎性反应中可下调白细胞黏附因子ICAM1、VCAM1、E选择素的表达，而EGFL7之所以能调控这些黏附因子的表达主要是通过NF-κB途径和MEK/Erk旁路来阻止蛋白酶体介导的内皮细胞 IkBα 的降解［29，30］。 因此，EGFL7可通过抑制NF-κB信号通路的激活及损伤后ICAM1等细胞黏附因子的表达，对血管及内皮起到保护作用。

在缺氧条件下EGFL7同样能抑制NF-κB信号通路的激活及细胞黏附因子的表达。在人冠状动脉内皮细胞缺氧再灌注损伤或钙调磷酸酶抑制条件下，ICAM1 等表达下降［31］。因此，EGFL7 在炎症或缺氧损伤等病理条件下可调控内皮细胞被激活、内皮细胞相关炎性黏附因子表达以及促进内皮细胞的存活。

总之，EGFL7作为一种分泌型蛋白在内皮细胞上表达并作用于内皮细胞，在生理或病理状态下均可发挥调控内皮和血管生成的生物学作用。EGFL7之所以能发挥作用主要是通过介导系列内皮相关的细胞信号通路。而EGFL7在调控内皮功能及其促进血管生成中的作用目前在肿瘤方面研究较多，其机制主要认为高表达EGFL7可通过自分泌/旁分泌方式参与肿瘤转移过程，而阻断肿瘤新生血管EGFL7的表达有助于抑制肿瘤的生长转移［32］。因此EGFL7有望成为治疗癌症或血管疾病的潜力制剂。