促淋巴管生成因子的研究進(jìn)展

葛敏 戴婷婷 綜述 蔣朝華 李圣利 審校

淋巴管的新生是淋巴學(xué)研究領(lǐng)域的重要內(nèi)容，是淋巴管畸形、淋巴水腫以及腫瘤轉(zhuǎn)移等疾病的基礎(chǔ)。人們將已發(fā)現(xiàn)的促血管生成因子用于淋巴管生成的研究中，以觀察這些因子對淋巴管生成的影響及作用機(jī)制。在這些促血管生成因子中，與淋巴管生成[1]有關(guān)的僅幾種，如血管內(nèi)皮生長因子（Vascular endothelial growth factor，VEGF）[2-4]、 堿性成纖維細(xì)胞生長因子（Basic fibroblast growth factor，bFGF）[5-6]等。 在此，將促淋巴管生成因子對淋巴管再生和遷移能力的影響及機(jī)制進(jìn)行綜述，為進(jìn)一步研究和臨床應(yīng)用提供參考。

1 VEGF

目前認(rèn)為，VEGF家族包括6個成員[4]，即VEGF-A、B、C、D、E 和胎盤生長因子（Placenta growth factor，PLGF），以及3 類 VEGF 受體：VEGFR-1（flt-1）、VEGFR-2（flk-1KDR）和VEGFR-3（flt-4）。實驗證明，VEGF-C通過促進(jìn)淋巴管的再生來緩解淋巴水腫[7]。如同VEGF是血管新生最重要的調(diào)節(jié)因子一樣，VEGF-C和VEGF-D作為VEGF家族的成員，已經(jīng)被證明在淋巴管形成過程中通過作用于VEGFR-3起著重要作用。研究還發(fā)現(xiàn)，VEGF-C和VEGF-D具有促進(jìn)體外培養(yǎng)的淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞增殖和遷移的作用。在正常成人組織中VEGFR-3因具有淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)的特性被用于進(jìn)行初始淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞的分選[8]。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)使小鼠皮膚成纖維細(xì)胞表達(dá)可溶性VEGFR-3免疫球蛋白融合蛋白以競爭性結(jié)合VEGF-C/D，會導(dǎo)致小鼠的淋巴管發(fā)育障礙，而血管發(fā)育不受影響[9]。同時，已經(jīng)存在的淋巴管會出現(xiàn)退縮，可能是淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生凋亡所致。因此，VEGFR-3也能夠維持淋巴管系統(tǒng)的穩(wěn)定。有報道認(rèn)為，小鼠BMSC經(jīng)VEGF-C因子誘導(dǎo)，可具有淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞的表型和功能[10-12]。

2 血管生成素（Angiogenin，Ang）

Ang家族包括 AngⅠ、AngⅡ、AngⅢ和 AngⅣ等 4種同分異構(gòu)體；Ang的受體家族是帶有免疫球蛋白和表皮生長因子同源結(jié)構(gòu)域的酪氨酸激酶，有兩個成員,即受體1（Tie1）和受體 2（Tie2，或稱作 Tek）[13]。 Tie1和 Tie2主要在血管內(nèi)皮細(xì)胞（Blood endothelial cells，BECs）上表達(dá)。 Tie2 還在早期造血細(xì)胞、淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞上表達(dá)[14-15]，其功能主要是調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞對間質(zhì)細(xì)胞的募集作用，從而穩(wěn)定最初由單層內(nèi)皮細(xì)胞形成的管狀結(jié)構(gòu)。

AngⅠ促進(jìn)淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞（Lymphatic endothelial cells，LECs）的遷移作用較AngⅡ顯著[16]。剔除AngⅡ基因的小鼠發(fā)生淋巴管發(fā)育缺陷，出現(xiàn)乳糜腹水，說明AngⅡ?qū)τ谡Ａ馨凸艿男纬珊头€(wěn)定是必需的。 用AngⅠ基因嵌入替代AngⅡ，能避免因AngⅡ缺失引起的小鼠淋巴管畸變，卻不能改變由此引起的血管缺陷[17]。該實驗證實，對于淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞而言，AngⅠ和AngⅡ可能都是Tie2受體的激動劑。另有研究表明，AngⅠ能促進(jìn)LECs的增殖和淋巴管增生[15,18]。

3 果蠅prospero同源異形盒蛋白1（Prospero homeobox protein 1，Prox-1）

Prox-1是同源轉(zhuǎn)錄因子，出現(xiàn)在淋巴管發(fā)生處。Prox-1是淋巴管系統(tǒng)早期萌芽的淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞亞群的標(biāo)志物，與淋巴管的生長和延伸有關(guān)。Wigle等[19]發(fā)現(xiàn)，在淋巴系統(tǒng)發(fā)生進(jìn)程中敲除Prox-1基因后，靜脈內(nèi)皮細(xì)胞無法向淋巴內(nèi)皮細(xì)胞定向分化。Prox-1不表達(dá)并不影響內(nèi)皮細(xì)胞的出芽和血管內(nèi)皮細(xì)胞特異性標(biāo)志的表達(dá)以及血管系統(tǒng)的發(fā)育，但將阻礙淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞特異性標(biāo)志的表達(dá)和淋巴管的形成[19]。小鼠Prox-1的功能失活，能導(dǎo)致淋巴管發(fā)育的停滯并導(dǎo)致死亡。在成人組織中，Prox-1僅由淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)；血管內(nèi)皮細(xì)胞中Prox-1的過度表達(dá)，可以下調(diào)血管內(nèi)皮細(xì)胞特異的轉(zhuǎn)錄，并上調(diào)淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞特異的轉(zhuǎn)錄，從而使這些細(xì)胞出現(xiàn)淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞的表型[20]。

4 bFGF

bFGF分布廣泛，是一種內(nèi)皮細(xì)胞強(qiáng)趨化因子，能直接誘導(dǎo)血管生成，腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的bFGF還可引起VEGF表達(dá)的增加[21-24]。有報道認(rèn)為，bFGF、轉(zhuǎn)化生長因子（TGFa）和重組人表皮細(xì)胞生長因子（EGF）等，對新生小牛淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移及組織型纖溶酶原激活物 （Tissue type plasminogen activator，t-PA）活性等再生功能顯示不同的調(diào)節(jié)作用，其中bFGF是促進(jìn)淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞再生功能的主要因子[22-24]。

5 Sox18

Sox18是Sox基因家族中高遷移群中的轉(zhuǎn)錄因子之一，瞬時表達(dá)在血管生成和發(fā)育過程中的內(nèi)皮細(xì)胞上。Irrthum等[26]的研究發(fā)現(xiàn)，Sox18在淋巴管發(fā)生和維護(hù)方面發(fā)揮作用。sox18基因異常可引起淋巴水腫[27]。Francois等[28]通過分子、細(xì)胞及遺傳方面的實驗表明，Sox18可誘導(dǎo)小鼠淋巴內(nèi)皮細(xì)胞的分化、遷移、形成淋巴管，并和轉(zhuǎn)錄因子Prox-1共同表達(dá)。Sox18在血管內(nèi)皮過度表達(dá)時，可誘導(dǎo) Prox-1及其他淋巴內(nèi)皮標(biāo)志物的表達(dá)；而在胚胎階段，無Sox18表達(dá)，則表現(xiàn)為淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞的分化完全阻斷。表明了Sox18不止在血管，還在淋巴管發(fā)生及發(fā)展過程中發(fā)揮了重要作用。

6 趨化因子受體7（C-C chemokine receptor7，CCR7）

由淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)的CCL21是趨化因子的受體CCR7的配體，在惡性黑色素瘤和乳腺癌組織中CCR7有高表達(dá)[29]。在小鼠惡性黑色素瘤模型上，CCR7的過度表達(dá)可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，但可被CCL21中和而阻斷[30]。CCR7的表達(dá)也與胃癌和小細(xì)胞肺癌的轉(zhuǎn)移有關(guān)[31-32]。同時，CXCR4及其配體CXCL12也可能在腫瘤淋巴轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮作用[29]。另外，淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)的黏附分子，如MR、CLEVER-1等，可能與腫瘤細(xì)胞離開原位進(jìn)入淋巴道相關(guān)，均提示了淋巴管在腫瘤轉(zhuǎn)移方面更多的積極作用[33]。

7 高分子氨基聚糖透明質(zhì)酸（Hyaluronan，HA）

HA可以誘導(dǎo)小鼠肝癌腹水瘤細(xì)胞（Hca-F）皮下移植瘤中的淋巴管生成。通過檢測腫瘤的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率，發(fā)現(xiàn) HA顯著地促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞在腫瘤內(nèi)新生淋巴管和周圍皮下組織中的淋巴管內(nèi)的生長。此外，通過檢測HA對體外Hca-F細(xì)胞基因表達(dá)的影響，發(fā)現(xiàn)HA可以促進(jìn)淋巴管生成因子VEGF-D的mRNA和蛋白的表達(dá)水平，提示HA有可能通過促進(jìn)腫瘤細(xì)胞淋巴管生成因子VEGF-D的表達(dá)而促進(jìn)腫瘤淋巴管的生成[34]。

近年來，關(guān)于促淋巴管生成因子的研究進(jìn)展迅速，為治療淋巴水腫提供了新的思路。目前的研究已證實，VEGF-C、AngⅠ和AngⅡ因子能夠促進(jìn)淋巴管再生，其中 VEGF-C的促進(jìn)作用尤為顯著，但是其它因子的促淋巴管生成作用并未明確，而且具體促生成機(jī)制及各機(jī)制之間的相互關(guān)聯(lián)也未十分清楚。因此，明確更多生長因子的促淋巴管生成作用及其作用機(jī)制，對于研究淋巴管再生至關(guān)重要，將有助于淋巴水腫等相關(guān)疾病的預(yù)防及治療。

[1] Pepper MS.Lymphangiogenesis and tumor metastasis:myth or reality[J]?Clin Cancer Res,2001,7(3):462-468.

[2] Jeltsch M,Kaipainen A,Joukov V,et al.Hyperplasia of lymphatic vessels in VEGF-C transgenic mice[J].Science,1997,276(5317):1423-1425.

[3] Arai F,Mizuno R,Ohhashi T.Effects of VEGF on Ca2+-transient in cultured lymphatic endothelial cells and mechanical activity of isolated lymph vessels[J].Jpn J Physiol,2000,50(3):343-355.

[4] Karkkainen MJ,Petrova TV.Vascular endothelial growth factor receptors in the regulation of angiogenesis and lymphangiogenesis[J].Oncoqene,2000,19(49):5598-5605.

[5] Liu NF,He QL.The regulatory effects of cytokines on lymphatic angiogenesis[J].Lymphology,1997,30(1):3-12.

[6] Tan Y.Basic fibroblast growth factor-mediated lymphangiogenesis of lymphatic endothelial cells isolated from dog thoracic ducts:effects of heparin[J].Jpn J Physiol,1998,48(2):133-141.

[7] 胡學(xué)慶,蔣朝華,劉寧飛,等.VEGF-C基因局部注射治療阻塞性淋巴水腫的實驗研究[J].中華整形外科雜志,2008,5(24):207-211.

[8] Makinen T,Veikkola T,Mustjoki S,et al.Isolated lymphatic endothelial cells transduce growth，survival and migratory signals via the VEGF-C/D receptor VEGFR-3[J].EMBO J,2001,20(17):4762-4773.

[9] Makinen T,Jussila L,Veikkola T,et al.Inhibition of Iymphangiogenesis with resulting lymphedema in transgenic mice expressing soluble VEGF receptor-3[J].Nat Med,2001,7(2):199-205.

[10] Conrad C,Niess H,Huss R,et al.Multipotent mesenchymal stem cells acquire a lymphendothelial phenotype and enhance lymphatic regeneration in vivo[J].Circulation,2009,119(2):280-289.

[11] Lee JY,Park C,Cho YP,et al.Podoplanin-expressing cells derived from bone marrow play a crucial role in postnatal lymphatic neovascularization[J].Circulation,2010,122(14):1413-1425.

[12] 李波,劉艷麗,魏璐婉,等.血管內(nèi)皮生長因子C誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分化為淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞的研究[J].山東大學(xué)學(xué)報（醫(yī)學(xué)版）,2011,49(11):8-12.

[13] Dumont DJ,Gradwohl GJ,Fong GH,et al.The endothelial-specific receptor tyrosine kinase，tek,is a member of a new subfamily of raceptors[J].Oncogene,1993,8(5):1293-1301.

[14] Satchell SC,Mathieson PW.Angiopoietins:microvascular modulators with potential roles in glomerular pathophysiology[J].J Nephrol,2003,16(2):168-178.

[15] Morisada T,Oike Y,Yamada Y,et al.Angiopoietin1 promotes LYVE-1-positive lymphatic vessel formation[J].Blood,2005,105(12):4659-4656.

[16] Nguyen VP,Chen SH,Trinh J,et al.Differential response of lymphatic,venous and arterial endothelial cells to angiopoietin-1 and angiopoietin-2[J].BMC Cell Biol,2007,8:10.

[17] Gale NW,Thurston G,Hackett SF,et al.Angiopoietin-2 is required for postnatal angiogenesis and lymphatic patterning,and only the latler role is rescued by Angiopoietin-1[J].Dev Cell,2002,3(3):411-423.

[18] Tammela T,Saaristo A,Lohela M,et al.Angiopoietin-1 promotes lymphatic sprouting and hyperplasia[J].Blood,2005,105(12):4642-4648.

[19] Wigle JT,Harvy N,Detmar M,et al.An essential role for Prox1 in the induction of the lymphatic endothelial cell phenotype[J].EMBO J,2002,21(7):1505-1513.

[20] Petrova TV,Makinen T,MakeIa TP,et al.Lymphatic endothelial reprogramming of vascular endothelial cells by the Prox-1 home box transcription factor[J].EMBO J,2002,21(17):4593-4599.

[21] Mattern J,Koomagi R,Volm M.Coexpression of VEGF and bFGF in human epidermoid lung carcinoma is associated with increased vessel density[J].Anticancer Res,1997,17(3c):2249-2252.

[22] 劉寧飛,何清濂.淋巴管再生-細(xì)胞因子的調(diào)控作用研究[J].中國修復(fù)重建外科雜志,1996,10(4):250-254.

[23] 蔡加新,童坦君.表皮生長因子對鼠胚成纖維細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)作用[J].生物化學(xué)雜志,1994,10(2):218.

[24] 彭勇,童坦君,張昌穎.表皮生長因子對細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄活性的直接作用[J].生物化學(xué)雜志,1994,10(4):466.

[25] Enholm B,Paavonen K,Ristimaki A,et al.Comparison of VEGF,VEGF-B，VEGF-C and Ang-1 mRNA regulation by serum,growth factors.oncoproteins and hypoxia[J].Oncogene,1997,14(20):2475-2483.

[26] Irrthum A,Devriendt K,Chitayat D,et al.Mutations in the transcription factor gene SOX18 underlie recessive and dominant forms of hypotrichosis-lymphedema-telangiectasia[J].Am J Hum Genet,2003,72(6):1470-1478.

[27] Pennisi D,Gardner J,Chambers D,et al.Mutations in Soxl8 underlie cardiovascular and hair follicle defects in ragged mice[J].Nat Genet,2000,24(4):434-437.

[28] Francois M,Caprini A,Hosking B,et al.Sox18 induces development of the lymphatic vasculature in mice[J].Nature,2008,456(7222):643-647.

[29] Muller A,Homey B,Soto H,et al.Involvement of chemokine receptors in breast cancer metastasis[J].Nature,2001,410(6824):50-56.

[30] Wiley HE,Gonzalez EB,Makli W,et al.Expression of CC chemokine receptor-7 and regional lymph node metastasis of B16 murine melanoma[J].J Natl Cancer Inst,2001,93(21):1638-1643.

[31] Mashino K,Sadanaga N,Yamaguchi H,et al.Expression of chemokinereceptorCCR7 isassociated with lymph node metastasis of gastric carcinoma[J].Cancer Res,2002,62(10):2937-2941.

[32] Takanami I.Overexpression of CCR7 mRNA in nonsmall cell lung cancer:correlation with lymph node metastasis[J].Int J Cancer,2003,105(2):186-189.

[33] Irjala H,Alanen K,Grenman R,et al.Mannose receptor(MR)and common lymphatic endothelial and vascular endothelial receptor(CLEVER)-1 direct the binding of cancer cells to the lymph vessel endothelium[J].Cancer Res,2003,63(15):4671-4676.

[34] 郭立霞,謝弘.透明質(zhì)酸誘導(dǎo)腫瘤淋巴管生成的研究及親凋亡和抗凋亡因子對p38 MAP激酶磷酸化的差異性調(diào)控的研究[D].上海：中國科學(xué)院上海生物化學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)研究所,2005.