血管內皮生長因子-C與胰腺癌淋巴管生成及淋巴結轉移關系研究進展

高 峰 綜述,孫治君審校

(重慶醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院乳腺、胰腺、甲狀腺外科 400010)

胰腺癌(pancreatic cancer)是一種起病隱匿、進展迅速、惡性程度極高、治療效果及預后極差的消化道惡性腫瘤,被稱為“癌中之王”,其發(fā)病率近年呈上升趨勢。在美國,胰腺癌列為癌相關死亡第4位。胰腺癌在明確診斷后平均生存時間為3～8個月。由于胰腺癌侵襲性高、診斷困難、缺乏有效治療,僅5%的患者生存期超過5年[1]。研究發(fā)現胰腺癌早期即發(fā)生淋巴結轉移,是導致其預后極差的主要原因之一[2]。淋巴結轉移的胰腺癌患者平均5年生存率只有0%～7.8%。因此研究胰腺癌的淋巴結轉移機制已成為臨床進行胰腺癌防治的迫切需要。近年研究發(fā)現血管內皮生長因子-C(vascular endothelial growth factor-C,VEGF-C)在胰腺癌淋巴管生成、淋巴結轉移等方面起重要作用,是目前被認為與癌的淋巴管生成及淋巴結轉移有關的重要因子,主要通過其特異性受體flt-4(VEGFR-3)發(fā)揮作用,介導胰腺癌淋巴管生成,與胰腺癌淋巴擴散及淋巴結轉移有關。本文綜合近年文獻,就VEGF-C與胰腺癌淋巴結轉移關系綜述如下。

1 VEGF-C概述

1.1 VEGF-C基因結構、表達及分子結構特征 VEGF-C屬于血管內皮生長因子/血小板源生長因子(VEGF/PDGF)家族成員,于1996年被Joukov等從人前列腺癌細胞系PC3中分離純化,是最早被發(fā)現的促淋巴管生成因子。VEGF-C與VEGF-A有大約30%的同源性,通過與其VEGFR-3結合,誘導淋巴管特異性淋巴內皮過度增殖。人類的VEGF-C基因定位于染色體4q34,長度為40 kb,含有7個外顯子。其中外顯子3和4編碼VEGF同源區(qū),外顯子5和7編碼富含半胱氨酸的C6C10CRC型的基序,外顯子6編碼絲蛋白典型的C10CXCXC基序。VEGF-C基因的上游啟動序列包括SP-1、AP-2、NF-κ B等轉錄因子的結合位點,但無 TATA盒。VEGF-C mRNA主要表達于胚胎及成人淋巴結、心臟、胎盤、小腸、甲狀腺和卵巢,少量表達于肺、胸腺、前列腺和外周血白細胞等。近年研究發(fā)現VEGF-C廣泛表達于多種人類腫瘤,研究證實在胃癌、胰腺癌、口腔癌、非小細胞肺癌、淋巴瘤、結直腸癌、肝細胞癌、腎透明細胞癌、部分肉瘤、惡性黑色素瘤、白血病細胞及乳腺癌組織中均存在VEGF-C。并且VEGF-C在腫瘤灶的不同部位其表達水平也不相同,VEGF-C在位于腫瘤邊緣區(qū)的組織中的表達水平明顯高于腫瘤中心。

人類VEGF-C由419個氨基酸殘基構成,包括N-端信號序列區(qū)、N-端前肽區(qū)、VEGF同源區(qū)和C-端前肽區(qū)。VEGF-C屬分泌性多肽,經蛋白水解加工,形成以一個多肽鏈的C-端前肽和另一個多肽鏈的N-端經二硫鍵連接的同源二聚體,可與相應的受體結合發(fā)揮生物學效應。

1.2 VEGF-C 的調控 研究表明 PDGF、EGF、TNFα、IL-1α、IL-6、HIF-1α、COX-2等能上調 VEGF-C的表達,而糖皮質激素可下調VEGF-C的表達。最近研究表明缺氧可誘導高水平VEGF-C和(或)VEGFR-3在靜脈內皮細胞表達[3]。Zhang等[4]研究發(fā)現VEGF-C在COX-2介導下過度表達,促進胃癌患者淋巴管生成、淋巴結轉移。Katsuta等[5]發(fā)現 HIF-1α和VEGF-C mRNAs在5種食管鱗癌細胞株中均有表達,48例食管鱗癌手術標本中HIF-1α陽性率為70.8%,VEGF-C陽性率為60.4%。表明HIF-1α通過誘導食管鱗癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)中VEGF-C的表達而促進淋巴轉移。Yano等[6]研究發(fā)現,在雄激素非依賴型前列腺癌細胞中,糖皮質激素通過糖皮質激素受體途徑顯著下調VEGF-C基因表達及蛋白生成,從而抑制腫瘤淋巴管生成。該過程可完全被糖皮質激素受體拮抗劑逆轉。

1.3 VEGF-C受體及作用 VEGF-C的受體有VEGFR-2和VEGFR-3兩個,位于細胞膜表面,都屬于酪氨酸激酶受體類,具有受體酪氨酸激酶(RTK)活性。VEGFR-2在血管、淋巴管內皮細胞上均有表達。VEGFR-3在胚胎早期表達于血管內皮細胞,到胚胎后期和出生后僅表達于淋巴管內皮細胞。Yonemura等發(fā)現,在某些腫瘤組織中,VEGFR-3主要表達于淋巴管內皮細胞,少數表達于血管內皮細胞。VEGF-C與VEGFR-2結合,可促進血管內皮細胞增殖、遷移和血管生成。VEGFC/VEGFR-3通過絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase)和磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol-3 kinase)信號通路對人類淋巴管內皮細胞生長和存活起重要作用。

VEGF-C具有誘導淋巴管生成和血管生成的雙重功能。近年來,人們更多關注的是VEGF-C在腫瘤淋巴管生成中的作用。多數研究證實VEGF-C誘導的腫瘤淋巴管生成是各類腫瘤淋巴結轉移的重要機制。VEGF-C與 VEGFR-3結合誘導VEGFR-3酪氨酸激酶磷酸化,引起淋巴管內皮細胞增生,從而使淋巴管生成或擴張。VEGF-C表達促進腫瘤轉移機制可能是促進淋巴管內皮增生和血管浸潤,淋巴管數目增多,增大了腫瘤細胞與淋巴管內皮接觸的表面積;增加脈管的通透性;改變淋巴管內皮黏附特性或表面趨化因子的表達。

2 VEGF-C與胰腺癌淋巴管生成及淋巴結轉移的關系

2.1 VEGF-C在胰腺癌中的表達及調控 近年來,有關VEGF-C與胰腺癌淋巴轉移的研究逐漸增多。國內報道相對較多,臨床研究較實驗研究為多。李凱等[7]用免疫組化SP法檢測67例人胰腺癌組織,發(fā)現 VEGF-C陽性表達率為64.2%。VEGF-C的表達和胰腺癌分化程度、區(qū)域淋巴結轉移、遠處轉移均呈顯著相關(P＜0.05),且胰腺癌微淋巴管密度(LVD)與 VEGF-C的表達程度明顯相關(P＜0.01)。VEGFR-3不僅在腫瘤淋巴管內皮細胞上表達,還在部分腫瘤血管內皮細胞上表達。表明VEGF-C通過其受體VEGFR-3促進胰腺癌淋巴管生成、區(qū)域淋巴結轉移。胡安國等[8]用免疫組化法檢測30例胰腺癌組織,發(fā)現胰腺癌VEGF-C蛋白陽性表達率為73.0%,且表達具有異質性,腫瘤周邊部位顯著高于腫瘤中心部位,其表達與腫瘤的部位、分化程度、組織學類型無關,與腫瘤的TNM分期有關,Ⅲ～Ⅳ期顯著高于Ⅰ～Ⅱ期。在VEGF-C蛋白陽性組,淋巴結轉移均顯著增多。表明VEGF-C與誘導胰腺癌淋巴管生成,促進腫瘤細胞淋巴結轉移有關。何軍等[9]用免疫組化法觀察33例人胰腺癌標本,發(fā)現VEGF-C、VEGFR-3在胰腺癌組織中的表達比例較在癌旁正常胰腺組織中的表達比例明顯增高,且VEGF-C的表達在淋巴結轉移陽性組明顯高于淋巴結轉移陰性組。胰腺癌組織中VEGF-C的表達與患者的年齡、性別、遠處轉移無關。VEGFC有可能通過與VEGFR-3結合促進癌組織中淋巴管生成。雷春等[10]運用免疫組化法檢測30例胰腺癌、癌旁組織、正常胰腺組織中VEGF-C蛋白表達。結果表明VEGF-C蛋白在胰腺癌中陽性表達率為70.0%,且在胰腺癌、癌旁組織、正常組織中的表達呈下降趨勢。VEGF-C表達與淋巴結轉移、臨床病理分期呈正相關性(P＜0.05),與胰腺癌組織學分化程度呈負相關(P＜0.001)。VEGF-C表達與胰腺癌淋巴轉移、肝轉移、組織學分化程度、腫瘤大小以及胰腺癌TNM分期有關,但與患者年齡、性別無關。牛作興等[11]運用免疫組化法檢測40例胰腺癌組織,發(fā)現 VEGF-C蛋白陽性表達率為72.5%,腫瘤周邊部位顯著高于腫瘤中心部位,且VEGF-C蛋白陽性組淋巴結轉移增多。說明VEGF-C的表達與胰腺癌的浸潤轉移能力有關。Tang等[12]用Northern blot法發(fā)現在所有正常和胰腺癌組織標本中,均有1個2.4 kb VEGF-C mRNA轉錄片段表達,且 VEGF-C mRNA在胰腺癌組織標本中增加了3.6倍,表明VEGF-C在胰腺癌中過度表達。VEGF-C在正常組織和癌組織標本中分布不同,在正常胰腺組織,VEGF-C在胰島相當豐富,較少表達于胰管細胞,偶爾表達于腺泡細胞。相反,VEGF-C在胰腺導管樣癌細胞中表達豐富。單變量分析示胰腺癌細胞VEGF-C表達與腫瘤大小、淋巴結轉移相關。盡管VEGF-C陽性患者生存時間縮短,但無統計學意義(P＞0.05),VEGF-C不是獨立預后指標。Zhang等[13]用免疫組化法研究30例胰腺腺癌(pancreatic adenocarcinoma,PAC)組織標本,發(fā)現 VEGF-C陽性表達率為 73.0%,在腫瘤中央VEGF-C蛋白陽性表達率為30.0%,顯著低于腫瘤周邊部位(73.3%)。腫瘤周邊VEGF-C表達與PAC淋巴結轉移和患者預后顯著相關。Kurahara等[14]研究58例胰頭癌患者,發(fā)現腫瘤周邊VEGF-C和VEGF-D高表達組較低表達組淋巴結轉移發(fā)生率顯著增高。腫瘤周邊VEGF-C和VEGF-D均高表達組胰頭癌患者5年生存率顯著低于低表達組。表明胰頭癌患者腫瘤周邊VEGF-C和VEGF-D表達與淋巴結轉移和預后顯著相關。Schneider等[15]研究胰腺癌手術標本和胰腺癌細胞株,發(fā)現腫瘤內部淋巴管常常塌陷,且無功能。而腫瘤周圍淋巴管擴增,轉移灶內可見大量淋巴管;VEGF-C在胰腺癌組織及胰腺癌細胞株表達豐富,VEGFR-3表達于腫瘤基質細胞。胰腺癌細胞分泌的VEGF-C以旁分泌方式作用于腫瘤基質細胞VEGFR-3,促進局部腫瘤生長,導致淋巴管穩(wěn)定性喪失,有助于癌細胞進入腫瘤周圍淋巴管;VEGF-C的表達和胰腺癌患者的預后無相關性。Ochi等[16]用酶聯免疫吸附法檢測胰腺癌細胞株VEGF-C的分泌,并檢測不同細胞株在體外對淋巴管內皮細胞(lymphatic endothelial cells,LECs)的影響。發(fā)現VEGF-C mRNA表達于細胞株 MIAPaCa-2、PANC-1、SW1990和 Capan-2V,而 BxPC-3無表達。重組人 VEGF-C(recombinant human VEGF-C,rVEGF-C)呈劑量依賴性增加LECs遷移的數量,并證實胰腺癌細胞株分泌VEGF-C與腫瘤淋巴管生成相關。

目前大多數臨床及實驗研究結果認為:(1)VEGF-C在人胰腺癌組織、胰腺癌細胞株中的陽性表達率及水平明顯增高,VEGF-C陽性表達組淋巴結轉移增多,且胰腺癌淋巴結轉移組VEGF-C表達顯著高于無轉移組,說明VEGF-C與胰腺癌淋巴結轉移有關;(2)VEGF-C在腫瘤周邊部位表達顯著高于腫瘤中心部位,與腫瘤周圍淋巴管增殖有關;(3)VEGF-C與腫瘤大小、臨床病理分期有關;(4)VEGF-C與患者的性別、年齡、腫瘤部位差異無統計學意義;(5)VEGF-C通過與VEGFR-3結合促進胰腺癌淋巴管生成及淋巴結轉移;(6)VEGF-C與胰腺癌組織分化程度、類型,遠處轉移、判斷預后等方面的關系各家報道不一。

研究發(fā)現IL-1α和IL-6均可刺激胰腺癌細胞VEGF-C基因明顯增加,是胰腺癌細胞合成和分泌VEGF-C的調節(jié)因子[17]。另外,胰腺癌VEGF-C表達及作用機制可能受腫瘤細胞局部微環(huán)境所調控。韓保衛(wèi)等[18]研究VEGF-C反義寡核苷酸對胰腺癌原位種植瘤模型中PANC-1細胞凋亡的影響,發(fā)現通過反義寡核苷酸技術特異性下調自發(fā)性淋巴結轉移灶和原發(fā)灶胰腺癌細胞VEGF-C的表達水平,結果顯示對各自生物學行為的影響卻不同。淋巴結轉移灶胰腺癌細胞的凋亡率明顯增加,而原發(fā)灶胰腺癌細胞的改變卻不明顯。認為VEGF-C在胰腺癌淋巴結轉移中扮演著特殊的角色[18],即VEGF-C表達及作用機制可能受腫瘤細胞局部微環(huán)境所調控[19],符合Paget′s的腫瘤“種子和土壤”學說。

2.2 VEGF-C與胰腺癌淋巴管生成及淋巴結轉移的機制 研究表明,VEGF-C及其受體VEGFR-3在人胰腺癌中過度表達是普遍現象,且有助于淋巴管生成和轉移。Tang等[12]研究認為VEGF-C是淋巴管內皮細胞特異有絲分裂原,在胰腺腫塊內VEGF-C以旁分泌和自分泌方式作用于淋巴管內皮細胞,導致癌細胞淋巴管侵襲增加和淋巴結轉移。淋巴管生成活躍的癌腫很容易通過淋巴管系統轉移擴散。因為淋巴管內皮連接不緊密,基底膜不連續(xù),腫瘤細胞僅需黏附到淋巴內皮細胞,通過淋巴管內皮細胞之間的細胞內間隙遷徙,有助于胰腺腫瘤生長和淋巴結轉移。胰腺癌由于腫瘤壓迫或堵塞胰腺導管,常合并慢性胰腺炎;炎細胞和癌細胞分泌IL-1α和IL-6促進癌細胞生成VEGF-C,有助于胰腺癌淋巴結轉移和疾病進展[17]。

綜上所述,大多數研究認為VEGF-C促進胰腺癌淋巴管生成及淋巴結轉移可能機制為VEGF-C通過其受體VEGFR-3促進胰腺癌淋巴管生成、淋巴結轉移;與其他惡性腫瘤淋巴結轉移有良好的一致性。

3 結 語

目前多數研究認為胰腺癌VEGF-C過度表達與淋巴管生成和淋巴結轉移顯著相關,VEGF-C可作為判斷胰腺癌淋巴管生成及淋巴結轉移的有效指標。另外,研究發(fā)現VEGF-C的靶向干預可抑制轉移淋巴結中胰腺癌細胞的生長、誘導淋巴結轉移灶中胰腺癌細胞的凋亡、降低區(qū)域淋巴結轉移率[18]。Li等[20]發(fā)現用VEGF-C反義寡核苷酸干預可以顯著降低胰腺癌裸鼠原位種植瘤模型VEGF-C的表達水平,并對淋巴管生成有抑制作用。Ochi等[16]發(fā)現重組人 VEGFR-3/Fc復合體(rVEGF R3/Fc chimera)可顯著抑制胰腺癌VEGF-C誘導的淋巴管內皮細胞遷移。因此,針對 VEGF-C、VEGFR-3及其信號通路的靶向干預可抑制胰腺癌淋巴管生成及淋巴結轉移,為胰腺癌治療提供新的思路和方法。

[1] Jemal A,Siegel R,Ward E,et al.Cancer statistics,2006[J].CA Cancer J Clin,2006,56(2):106.

[2] Berger AC,Watson JC,Ross EA,et al.The metastatic/examined lymph node ratio is an important prognostic factor after pancreaticoduodenectomy for pancreatic adenocarcinoma[J].Am Surg,2004,70(3):235.

[3] Nilsson I,Shibuya M,Wennstrom S.Differential activation of vascular genes by hypoxia in primary endothelial cells[J].Exp Cell Res,2004,299(2):476.

[4] Zhang J,Ji J,Yuan F,et al.Cyclooxygenase-2 expression is associated with VEGF-C and lymph node metastases in gastric cancer patients[J].Biomed Pharmacother,2005,59(Suppl 2):S285.

[5] Katsuta M,Miyashita M,M akino H,et al.Correlation of hypoxia inducible factor-1alpha with lymphatic metastasis via vascular endothelial growth factor C in human esophageal cancer[J].Exp Mol Pathol,2005,78(2):123.

[6] Yano A,Fujii Y,Iwai A,et al.Glucocorticoids suppress tumor lymphangiogenesis of prostate cancer cells[J].Clin Cancer Res,2006,12(20 Pt 1):6012.

[7] 李凱,陶京,王春友,等.胰腺癌淋巴管生成與血管內皮生長因子C的關系[J].中華實驗外科雜志,2006,23(1):16.

[8] 胡安國,王東,毛新彥,等.VEGF-C和VEGF-D蛋白表達在胰腺癌淋巴轉移中的意義[J].中國現代普通外科進展,2006,9(4):211.

[9] 何軍,徐勇剛,楊樹才,等.血管內皮生長因子C、D和受體3在人胰腺癌組織中的表達[J].中國臨床解剖學雜志,2007,25(2):198.

[10]雷春,陳炯,邵成頌,等.VEGF-C和VEGF-D在胰腺癌中表達及其意義[J].肝膽外科雜志,2007,15(1):62.

[11]牛作興,趙文華,張春華,等.Syk和 VEGF-C蛋白在胰腺癌中的表達及其與淋巴轉移的關系[J].實用癌癥雜志,2008,23(5):448.

[12]Tang RF,Wang SX,Peng L,et al.Expression of vascular endothelial growth factors A and C in human pancreatic cancer[J].World J Gastroenterol,2006,12(2):280.

[13]Zhang B,Zhao WH,Zhou WY,et al.Expression of vascular endothelial growth factors C and D correlate with evidence of lymphangiogenesis and angiogenesis in pancreatic adenocarcinoma[J].Cancer Detect Prev,2007,31(6):436.

[14]Kurahara H,Takao S,Maemura K,et al.Impact of vascular endothelial growth factor C and D expression in human pancreatic cancer:its relationship to lymph node metastasis[J].Clin Cancer Res,2004,10(24):8413.

[15]Schneider M,Buchler P,Giese N,et al.Role of lymphangiogenesis and lymphangiogenic factors during pancreatic cancer progression and lymphatic spread[J].Int J Oncol,2006,28(4):883.

[16]Ochi N,Matsuo Y,Sawai H,et al.Vascular endothelial growth factor C secreted by pancreatic cancer cell line promotes lymphatic endothelial cell migration in an in vitro model of tumor lymphangiogenesis[J].Pancreas,2007,34(4):444.

[17]Tang RF,Wang SX,Zhang FR,et al.Interleukin-1alpha,6 regulate the secretion of vascular endothelial growth factor A,C in pancreatic cancer[J].Hepatobiliary Pancreat Dis Int,2005,4(3):460.

[18]韓保衛(wèi),張練,董帥軍,等.VEGF-C表達對胰腺癌細胞凋亡的影響[J].山西醫(yī)科大學學報,2007,38(10):896.

[19]Onogawa S,Kitadai Y,Tanaka S,et al.Regulation of vascular endothelial growth factor VEGF-C and VEGF-D expression by the organ microenvironment in human colon carcinoma[J].Eur J Cancer,2004,40(10):1604.

[20]Li K,Tao J,Li T,et al.Effect of antisense oligodeoxynucleotide of vascular endothelial growth factor C on lymphangiogenesis and angiogenesis of pancreatic cancer[J].J Huazhong Univ Sci Technolog Med Sci,2007,27(1):51.