血管緊張素（1-7）抑制血管生成的機制

李文敏 徐暘 陳秀生 陳思 楊曉帆 陳興露 高洋杜紅延

?綜 述?

血管緊張素（1-7）抑制血管生成的機制

李文敏 徐暘 陳秀生 陳思 楊曉帆 陳興露 高洋★杜紅延★

血管緊張素（1-7）[angiotensin-（1-7），Ang-（1-7）]是腎素-血管緊張素系統（renin-angiotensin system，RAS）中新近發現的一種內源性七肽氨基酸肽類激素，通過與血管緊張素II（angiotensin II，Ang II）生理功能相互拮抗，使體內的血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF），胎盤生長因子（Placental growth factor，PLGF）和環氧化酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）等明顯下調，抑制腫瘤血管的增生以及癌細胞的生長，從而防止腫瘤在體內的發生、發展和轉移。本文綜述了血管緊張素（1-7）抑制腫瘤血管增生和腫瘤生長等方面作用的研究以及與臨床癌癥試驗相關的研究進展，有望為腫瘤的預防和治療等研究提供新的方向。

Ang-(1-7)；癌癥；血管抑制；研究進展

腫瘤轉移是危及腫瘤患者生命最主要的惡性行為特征。腫瘤細胞可通過對周圍組織直接浸潤、血管轉移和淋巴管轉移等多種方式在體內擴散。大量研究表明，腫瘤血管生成是腫瘤惡性轉化，生長和轉移的生物基礎和重要環節。因此，有效抑制新血管在腫瘤組織內的生長就能直接抑制腫瘤的生長，也會使已有的腫瘤萎縮。并且，抑制血管的生成還能減少腫瘤細胞經血液的擴散，從而達到抑制腫瘤惡性轉移的作用。抑制腫瘤血管生成已成為臨床治療腫瘤的有效途徑。本文就血管緊張素（1-7）[angiotensin-（1-7），Ang-（1-7）]抑制血管生成的功能和機制研究，以及臨床治療研究進展展開綜述，并討論Ang-（1-7）在腫瘤預防和治療方面的應用前景。

1 Ang-（1-7）概述

血管緊張素（angiotensin），亦稱血管收縮素或血管張力素，是一種寡肽類激素，也是RAS系統（reninangiotensin system）的重要組成部分。血管緊張素能引起血管收縮，血壓升高；促進腎上腺皮質釋放醛固酮（aldosterone），同時也具有很強的致渴作用。血管緊張素原（angiotensinogen，AGT）主要是由肝臟合成并釋放入血的一種血清球蛋白，在血漿腎素作用下酶解為血管緊張素Ⅰ（angiotensin I）。AngⅠ可被血管緊張素轉換酶（angiotensin-converting enzyme，ACE）降解為血管緊張素II（angiotensin II），還可被血管緊張素轉換酶2（angiotensin 2）降解為Ang-（1-7）[1]。

Ang-（1-7）是RAS系統中新近發現的一種對AngⅡ具有拮抗作用的內源性生物活性物質，具有擴張血管、降低血壓和抗細胞增殖等作用，并可拮抗AngⅡ與其AT1受體結合產生的收縮血管、升高血壓、尿鈉潴留和細胞增殖等作用。簡單來說，即Ang-（1-7）和AngⅡ是RAS系統的2條不同通路中的重要調節肽，且在腫瘤細胞增殖和血管生成的作用上發揮完全拮抗的生理功能[2]。筆者總結了目前RAS系統的相互轉化以及功能的研究，它們之間的相互關系如圖1所示。

圖1 腎素-血管緊張素系統（RAS）轉化和功能示意圖Figure 1 The schematic diagram of the transformation and function of the renin-angiotensin system

人們通過Ang-（1-7）能與AngII相互拮抗的生理現象，猜測Ang-（1-7）能夠通過拮抗AngII的生理作用來抑制血管的生成和腫瘤的轉移。有研究表明AngII 與血管內皮細胞表面的受體結合，可激活細胞內的第二信使，并通過誘導細胞入侵及組織新生管狀結構的形成等一系列作用，實現其促進血管增生、組織修復與生長的作用。VEGF與受體的結合刺激血管內皮細胞增殖，增加血管的通透性，有助于腫瘤細胞入侵血管，促進腫瘤侵襲和轉移。國內外多項實驗均表明，血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）與腫瘤的轉移相關[3～5]。

在多種類型的腫瘤細胞中均發現AngⅡ與VEGF的表達量呈正相關，兩者的濃度都普遍高于正常組織細胞，因此考慮Ang-（1-7）拮抗AngⅡ的同時能夠下調VEGF的含量，達到抑制腫瘤細胞生長的作用。

此外，Ang-（1-7）不可被血管緊張素II-1型受體（AT1 receptor）或血管緊張素II-2型受體（AT2 receptor）的拮抗劑抑制，但能被Ang-（1-7）的受體拮抗劑[D-Ala7]-Ang-（1-7）顯著抑制。提示Ang-（1-7）并不是通過AT1或AT2受體，而是通過Mas受體來發揮抗腫瘤細胞增殖與抗血管生成作用[6]。

目前普遍認為腫瘤的發生發展與血管的新生密切相關，人們在總結Ang-（1-7）對心血管系統的調節作用的基礎上，推測Ang-（1-7）對腫瘤生長的抑制作用[7]，為基于ACE2/Ang-（1-7）/Mas途徑的新藥研發提供參考。同時，也可以通過AT1受體抑制劑與Ang-（1-7）的聯合應用，更好地抑制腫瘤的生長和腫瘤血管的生成，為腫瘤治療提供新的思路與方向。

2 Ang-（1-7）與癌癥

研究發現Ang-（1-7）對肺癌、前列腺癌、結腸腺癌和乳腺癌等都有一定的抑制作用，其中目前研究較多的為肺癌和前列腺癌。通過大量實驗研究和數據分析發現，Ang-（1-7）主要通過下調VEGF等血管生成因子來抑制腫瘤血管的生成，防止腫瘤的浸潤和轉移。同時，通過抑制蛋白酪氨酸磷酸酶 （MAP kinase） 和COX-2信號通路來發揮抑制癌細胞增殖和促進其凋亡的作用。此外，通過該通路，Ang-（1-7）還能夠顯著的減少轉化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）的量，并降低細胞外信號調節激酶將近一半的生理活性，從而起到抑制腫瘤生長的作用。因此，探究Ang-（1-7）抑制腫瘤血管生成和腫瘤生長的機制，為腫瘤治療開辟新的思路，成為近年來腫瘤研究的熱點之一。

2.1 Ang-（1-7）與肺癌

肺癌是最常見的肺原發性惡性腫瘤，近30年來，肺癌的發病率和病死率均迅速上升，死于癌病的男性病人中肺癌已居首位。絕大多數肺癌起源于支氣管粘膜上皮，故亦稱支氣管肺癌。Gallagher等[6]首次在3組體外培養的人肺癌細胞研究中，發現Ang-（1-7）可通過靶向激活肺癌細胞上的Mas受體，從而抑制肺癌細胞的增殖。提示Ang-（1-7）可能作為一種內源性調節細胞生長因子，通過靶向作用于Mas受體進而發揮作用，為肺癌提供潛在的化學治療方法。Soto-Pantoja等[8]通過研究肺癌細胞異種移植模型發現，在無胸腺小鼠體內，Ang-（1-7）對肺腫瘤的生長抑制作用可能與其下調VEGF表達水平有關。Ni等[9]通過對A549人肺癌細胞的研究，發現Ang-（1-7）是通過聯合作用于MAPK和PI3K/Akt信號通路來抑制腫瘤細胞的轉移和侵襲。de Jonge等[10]在已完成的Ⅰ期臨床試驗中發現，在接受Ang-（1-7）藥物治療的18名患者中，4名患者的預后顯示與一種VEGF家族中胎盤生長因子（placental growth factor，PIGF）的下調有關。同時，治療效果不明顯的患者中并未觀察到PIGF的明顯變化。這表明Ang-（1-7）導致體內PIGF下調的機制并不是簡單的線性相關關系，目前對Ang-（1-7）抗腫瘤效果的體內機制仍不是十分清楚，需要進一步的研究確定Ang-（1-7）與PIGF之間相互影響的方式。

2.2 Ang-（1-7）與前列腺癌

前列腺癌是男性泌尿生殖系腫瘤中最常見的一種惡性腫瘤，在男性惡性腫瘤中約占33%，是前列腺腺泡細胞異常無序生長的結果[11]。Krishnan等[12]通過用人PC3前列腺癌細胞分別接種經Ang-（1-7）處理五周的無胸腺小鼠以及無預處理的無胸腺小鼠，結果顯示經Ang-（1-7）預處理的小鼠在第六周時仍無一例小鼠誘發前列腺癌，而未經預處理的對照組中，有83%的小鼠誘發前列腺癌，其幾率明顯高于經Ang-（1-7）預處理的小鼠。同時，Krishnan等[13]通過對已患人前列腺癌的無胸腺小鼠進行為期54天的Ang-（1-7）治療，其免疫原性試驗顯示經Ang-（1-7）治療的腫瘤小鼠，MAPK激酶 ERK1/2的磷酸化程度明顯高于未經Ang-（1-7）治療的小鼠，且其生物發光和核磁共振成像技術分析也顯示經處理小鼠的轉移瘤的體積及其濕重都顯著小于對照組，瘤內血管密度也相對較低。其機制與Ang-（1-7）下調VEGF和PIGF的生成有關，伴隨著這些抑制血管細胞生成和增殖的因子的減少，可溶性血管內皮生長因子受體sFlt-1也相應增加。而sFlt-1是VEGF和PIGF的假性受體，能夠通過與VEGF和PIGF的特異性結合而減少其與正常受體的結合，從而限制了前列腺癌在大鼠中的發生和轉移[14]。

2.3 Ang-（1-7）與結腸腺癌

結腸腺癌是結腸癌中最常見的一種類型，是結腸腺上皮來源的常見消化道惡性腫瘤。結腸癌起病隱匿，死亡率僅次于肺癌和肝癌，占我國惡性腫瘤第三位[15]。Bernardi等[16]對33例人結腸腺癌樣本以及對照樣本——正常結腸粘膜樣本進行分析,發現ACE、Mas受體基因在人結腸腺癌細胞中表達量均明顯上升，并且ACE酶活力顯著上升。同時，通過對兩株結腸癌細胞（CaCo-2和HT29）的研究，發現Ang-（1-7）不改變腫瘤細胞的細胞周期，但可使結腸癌細胞中過表達的Mas受體激活，提示Mas受體可作為腫瘤的早期診斷靶標，且通過Ang-（1-7）干預可特異性激活Mas受體發揮對腫瘤的治療作用。

2.4 Ang-（1-7）與乳腺癌

乳腺癌是全世界女性最常見的癌癥，全世界每年約有50萬人死于乳腺癌。在歐美國家，平均每4個女性癌癥患者中就有1個罹患的是乳腺癌[17]。Cook等[18]用Ang-（1-7）處理罹患ZR-75-1和BT-474乳腺癌的裸鼠模型，發現經Ang-（1-7）處理的腫瘤小鼠腫瘤的體積明顯縮小，數據顯示，經藥物Ang-（1-7）處理后的患ZR-75-1乳腺癌的小鼠其腫瘤體積與對照組相比減少了25%。經Ang-（1-7）處理的BT-474腫瘤小鼠的腫瘤體積也比未用藥前減少了29.2%。體外細胞實驗檢測也同時說明經Ang-（1-7）的處理可明顯減少腫瘤細胞的間質性纖維化程度，從而達到抑制腫瘤細胞生長的作用。數據顯示，經Ang-（1-7）處理后的ZR-75-1腫瘤細胞的細胞內間質性纖維化程度比未經藥物處理的對照組減少了64%，經Ang-（1-7）處理的BTP-474腫瘤細胞的細胞內間質性纖維化程度與對照組相比減少75%。Santos等[19,20]發現，Ang-（1-7）與Mas受體結合后，可有效的提高MAPK磷酸酶的活性，通過對MAPK的去磷酸化而降低MAPK的活性，進而減少TGF-β和腫瘤纖維母細胞的纖連蛋白的產生，減少腫瘤相關的纖維母細胞的生長，從而達到抑制乳腺癌生長的作用。Rodgers等[21]在Ⅰ期和Ⅱ期臨床實驗中也顯示，每天100μg/kg的Ang-（1-7）輔助給藥，能夠安全有效地減少乳腺癌腫瘤的復發率，延長女性的生存期。

總之，Ang-（1-7）抗腫瘤作用主要涉及以下幾個分子信號通路[22]。一方面Ang-（1-7）可通過靶向激活腫瘤細胞上的Mas受體，顯著降低MAPK激酶的表達，抑制Ras-Raf-MEK-ERK信號轉導通路中ERK1/2的磷酸化激活途徑，從而抑制癌細胞的增殖。另一方面，Ang-（1-7）的抑癌作用可能與其下調COX-2表達水平有關。COX-2表達水平的下調可以降低促炎的前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）生成，抑制腫瘤的生長[23,24]。值得一提的是，Ang-（1-7）還可通過降低血管內皮細胞生長因子VEGF家族中胎盤生長因子PIGF的含量，抑制腫瘤血管的生成[25]。在已有的研究中，筆者歸納其體內抗腫瘤作用主要的分子信號通路如圖2所示。

圖 2 Ang-(1-7)抗腫瘤作用的主要分子信號通路Figure 2 The major molecular signaling pathways of anticancer effect targeted by Ang-(1-7)

3 總結和展望

Ang-（1-7）對肺癌、前列腺癌、乳腺癌、肝癌等多種癌癥都發揮抗腫瘤和抑制腫瘤細胞轉移的作用。且針對該分子的藥物也已開展了相應的Ⅱ期臨床試驗。通過觀察4名接受Ang-（1-7）藥物治療的肺癌患者的預后，發現其病情的改善與一種VEGF家族中胎盤生長因子PIGF的下調有關，但Ang-（1-7）與PIGF之間的相互通路和分子機制尚未清楚。我們的前期研究已經發現，Ang-（1-7）對肝癌發生、發展有一定的抑制作用。本課題組擬進一步深入開展研究，探討Ang-（1-7）與肝癌之間的相互關系及其分子機制。尋找原發性肝癌發病機制中的關鍵分子作為有效的治療靶點對于延長患者的生存期和提高生存質量具有非常重要的意義，并為其他腫瘤的研究以及進一步臨床探究提供依據和借鑒。

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Mechanism of angiotensin-(1-7) suppress angiogenesis

LI Wenmin, XU Yang, CHEN Xiusheng, CHEN Si, YANG Xiaofan, CHEN Xinglu, Gao Yang★，DU Hongyan★
(School of Biotechnology, Southern Medical University, Guangdong, Guangzhou 510515, China)

Angiotensin-(1-7), an endogenous seven-amino acid peptide hormone, was discovered in the renin-angiotensin system. The antagonism of angiotensin-(1-7) and angiotensin II (Ang II) were obviously down-regulated the expression of vascular endothelial growth factor (VEGF), placental growth factor (PLGF) and cyclooxygenase-2 (COX-2) to inhibit angiogenesis and the growth of cancer cells, thereby prevented the tumor occurrence, development and metastasis in vivo. This paper reviewed the angiotensin-(1-7) inhibited tumor angiogenesis and the growth of tumor, and the research progress of clinical cancer trial, which was expected to provide new ways for the prevention and treatment of tumor.

Angiotensin-(1-7); Cancer; Antiangiogenesis; Research progress

國家高新技術研究發展計劃（863計劃）（2012AA020205）；2012年廣東省“大學生創新實驗計劃”（1212112026）；國家級大學生創新創業訓練計劃創新訓練項目（201312121024）

南方醫科大學生物技術學院，廣東，廣州 510515

★通訊作者：高洋，杜紅延，E-mail:gzduhongyan@126.com

注：高洋，杜紅延為共同通訊作者