血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子與腫瘤轉(zhuǎn)移的研究進(jìn)展＊

潘宇祥 綜述 周黎明審閱

（1.四川大學(xué)2010級(jí)華西基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)基地班，四川 成都 610041；2.四川大學(xué)華西基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與法醫(yī)學(xué)院藥理教研室，四川 成都 610041）

1 VEGF的概念

血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（Vascular endothelial growth factor，VEGF）也稱血管滲透因子，是一類功能強(qiáng)大且可以產(chǎn)生多樣生物學(xué)功能的細(xì)胞因子，于1989年Ferrarra［1］在牛垂體濾泡星狀細(xì)胞培養(yǎng)液中分離純化出來的一類糖蛋白，是血小板衍生生長(zhǎng)因子（Platelet derived growth factor，PDGF）家族的一個(gè)成員，分子量為34～45KD，序列高度保守，廣泛分布于人和動(dòng)物體內(nèi)的大腦、腎臟、肝臟、脾臟、胰腺和骨骼等組織中，表達(dá)受細(xì)胞因子、細(xì)胞外因子、缺氧、P53基因的調(diào)節(jié)。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子有5種亞型，結(jié)合兩個(gè)酪氨酸激酶受體，VEGFR-1（FLT-1）和VEGFR-2（KDR／FLK-1），這二者幾乎完全是在血管內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)。有研究表明血管的生長(zhǎng)和成熟需要多種配體按順序活化一系列受體而完成，是非常復(fù)雜和協(xié)調(diào)的過程。在正常的生理性血管生長(zhǎng)過程中，如胚胎形成和骨骼生長(zhǎng)，VEGF 信號(hào)具有重要的限制酶［2］作用。在腫瘤組織中，腫瘤細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞侵入的巨噬細(xì)胞和肥大細(xì)胞都能分泌高水平的VEGF，用旁分泌的形式刺激腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞，增強(qiáng)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移，誘導(dǎo)血管形成，促腫瘤持續(xù)生長(zhǎng)，并提高腫瘤血管通透性，引起周圍組織纖維蛋白沉著，促進(jìn)單核細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞浸潤(rùn)，有利于形成腫瘤基質(zhì)和促進(jìn)腫瘤細(xì)胞進(jìn)入新生血管，增強(qiáng)腫瘤轉(zhuǎn)移能力［3］。目前已知可以表達(dá)VEGF 及VEGFR 的腫瘤類型有胃癌、腸癌、胰腺癌、肺癌、膽管癌、肝癌、腎癌、膀胱癌、食管癌、前列腺癌、甲狀腺癌、成骨肉瘤、慢性淋巴細(xì)胞白血病、腦腫瘤、多發(fā)性骨髓瘤、神經(jīng)母細(xì)胞瘤、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、乳腺癌、宮頸癌、上皮性卵巢腫瘤、舌癌等，其中在胃癌組織和結(jié)腸癌組織中的VEGF表達(dá)尤為明顯。

2 VEGF家族成員

2.1 VEGF-A

人類VEGF-A 基因定位于染色體6p21.3上，全長(zhǎng)28kb，由8個(gè)外顯子和7個(gè)內(nèi)含子組成編碼區(qū)域，經(jīng)轉(zhuǎn)錄、剪接等步驟后形成了5種單體，因單體中所含氨基酸數(shù)目不同，分別被命 名 為 VEGF121、VEGF145、VEGF165、VEGF189 和VEGF206［3］。在8個(gè)外顯子中，認(rèn)為1-5具有重要意義，因其能夠編碼VEGF受體識(shí)別的結(jié)構(gòu)域。VEGF-A 不同單體的主要區(qū)別有兩方面，一方面是氨基酸數(shù)目的差異，另一方面是外顯子6和7編碼的肽段存在與否。VEGFA 分子量為34000-35000，主要通過二硫鍵連接同源二聚體糖蛋白。因?yàn)閂EGF145和VEGF165 可以和所有內(nèi)皮細(xì)胞的VEGFR-2 結(jié)合，所以關(guān)于他的研究最為廣泛。總體而言該蛋白是可以特異性地作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞，并有不同的效果，包括介導(dǎo)血管通透性增加，誘導(dǎo)血管生成，血管生成和血管內(nèi)皮細(xì)胞的生長(zhǎng)，促進(jìn)細(xì)胞遷移，抑制細(xì)胞凋亡［4］。

2.2 VEGF-B

人類VEGF-B基因定位于11q13染色體上，全長(zhǎng)4kb，由7個(gè)外顯子和6個(gè)內(nèi)含子構(gòu)成。因?yàn)榫幋aVEGF-B的mRNA 的剪接方式不相同，所以有2種不同的轉(zhuǎn)錄子，根據(jù)其含有的氨基酸殘基數(shù)目分別被命名為VEGF-B167和VEGF-B168，蛋白分子量分別為21KD 和32KD。VEGF-B的相關(guān)受體為VEGFR-1和NRP-1（神經(jīng)纖毛受體），在小鼠中的研究表明，該基因蛋白質(zhì)專門控制內(nèi)皮細(xì)胞攝取脂肪酸［5］。

2.3 VEGF-C

人類VEGF-C（VRP）基因定位于染色體4q34，其開放閱讀框可表達(dá)含419個(gè)氨基酸殘基的蛋白，分子量為46.9KD，有7個(gè)具編碼序列的外顯子。由于外顯子6不編碼肝素結(jié)合域的序列，故不能與肝素結(jié)合。成人的VEGF-C少量表達(dá)在腦、肝、胸腺及外周血白細(xì)胞，大部分在胎盤、卵巢、心臟及小腺體中表達(dá)。其與淋巴管關(guān)系密切，VEGF-C與VEGFR-3結(jié)合后，具有強(qiáng)大特異的淋巴管生成作用［6］。包括對(duì)淋巴管增生的誘導(dǎo)及對(duì)淋巴細(xì)胞內(nèi)皮進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，而腫瘤往往最先通過淋巴管進(jìn)行轉(zhuǎn)移，因此，VEGF-C 與腫瘤轉(zhuǎn)移密切相關(guān)［7］。有研究表明VEGF-C與血管、淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞上的受體（包含VEGFR-2和VEGFR-3）結(jié)合后會(huì)促進(jìn)對(duì)應(yīng)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)［8］；VEGF-C 與VEGFR-2結(jié)合后還可誘導(dǎo)新生血管形成。同時(shí)由于VEGF-C可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，激活了基質(zhì)金屬蛋白酶，增強(qiáng)了其與VEGFR-2的親和力（大約400倍），進(jìn)而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖，增加實(shí)體瘤的壓力，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞向血液循環(huán)系統(tǒng)擴(kuò)散，故能促血管生成與腫瘤血道轉(zhuǎn)移［9，10］；許多研究檢測(cè)到多種腫瘤細(xì)胞如食管癌、大腸癌、肺癌、口腔部鱗癌、黑色素瘤、甲狀腺癌、乳腺癌等都表達(dá)VEGF-C，并且其表達(dá)水平與腫瘤淋巴管生成及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)。其中具體機(jī)制暫時(shí)不明，可能通過介導(dǎo)淋巴管形成促進(jìn)腫瘤淋巴道轉(zhuǎn)移［11-13］；VEGF-C還能通過與VEGFR-2結(jié)合用PI3K 依賴的途徑激活了抗凋亡蛋白Akt／PKB，抑制細(xì)胞凋亡［14］。

2.4 VEGF-D

人類VEGF-D基因定位于染色體Xp22.23位置，含有8個(gè)胱氨酸殘基，少量表達(dá)在腦、肝、胸腺及外周血白細(xì)胞，大部分在卵巢、心臟及小腺體中表達(dá)。特別是在骨骼肌與結(jié)腸中表達(dá)較豐富，但在胎盤中表達(dá)較少。VEGF-D 具有促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞遷移的作用，可與VEGF 受體（VEGFR s）、VEGFR-2（FIk-1）及VEGFR-3（Flt-4）結(jié)合，這些受體與VEGF-D 結(jié)合后發(fā)揮促進(jìn)內(nèi)皮遷移作用，從而促進(jìn)血管生成［15］。目前，其促進(jìn)上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)移的機(jī)制還不太明了，不過有研究表明可能與FAK 途徑有關(guān)。

3 VEGF家族與腫瘤轉(zhuǎn)移的聯(lián)系

腫瘤轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤導(dǎo)致患者死亡的最主要原因，VEGF家族可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)、促進(jìn)血管生成、抑制癌細(xì)胞的凋亡等，這些都可以直接或間接地促進(jìn)腫瘤的轉(zhuǎn)移。而腫瘤遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移有兩條途徑，一條是經(jīng)血管轉(zhuǎn)移，另一條是經(jīng)淋巴管轉(zhuǎn)移。新近的研究揭示腫瘤轉(zhuǎn)移與腫瘤內(nèi)部血管或淋巴管生成有關(guān)。多種基因在腫瘤血管及淋巴管生成中發(fā)揮重要作用，有文獻(xiàn)報(bào)道［16-18］血管內(nèi)皮 生長(zhǎng)因子（Vascular endothelial growth factor A，VEGF-A）及血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體-2（Vascular endothelial growth factor receptor-2，VEGFR-2）在腫瘤血管生成中起重要作用，而VEGF-C／D 及其受體VEGFR-3以及淋巴管內(nèi)皮透明質(zhì)酸受體-1（Lymphatic vessel endothelial HA receptor-1，LYVE-1）對(duì)腫瘤淋巴管生成十分重要［15.19-21］。有研究表明腫瘤組織VEGF-A 的產(chǎn)生量與腫瘤轉(zhuǎn)移存在一定的相關(guān)性，VEGFC與腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移間存在相關(guān)性。端傳友［22］關(guān)于VEGF 在結(jié)腸癌中表達(dá)的研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)結(jié)腸癌組織中VEGF 表達(dá)水平及陽性率顯著高于癌灶旁的正常結(jié)腸組織，且有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的結(jié)腸癌組織中VEGF 陽性表達(dá)率亦高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者。而其中近幾年發(fā)現(xiàn)VEGF-C 在大部分人類實(shí)體腫瘤中均有高表達(dá)［23，24］，并與腫瘤的淋巴管生成和淋巴轉(zhuǎn)移有著一定的相關(guān)性［25-27］。Li等［28］研究表明，VEGF-C 與非小細(xì)胞肺癌的浸潤(rùn)深度、病理分級(jí)及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，VEGF-C 可使腫瘤組織中的淋巴管密度增加。Hung等［29］對(duì)甲狀腺乳頭狀癌的研究發(fā)現(xiàn)，VEGF-C的表達(dá)與淋巴管累及、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和浸潤(rùn)深度相關(guān)，VEGF-C在甲狀腺乳頭狀癌的淋巴轉(zhuǎn)移中起重要作用。薛亞紅等［30］應(yīng)用免疫組化對(duì)宮頸癌的研究發(fā)現(xiàn)，VEGF-C在惡性宮頸病變組的表達(dá)明顯高于良性病變組，且VEGF-C在宮頸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組的陽性表達(dá)，明顯高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組。Lane［31］等應(yīng)用重組人VEGF-C（rhVEGF-C）孵育宮頸癌細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞的侵襲能力和增殖活性顯著增加，且呈現(xiàn)劑量依賴關(guān)系。田小飛［32］等對(duì)宮頸癌Hela細(xì)胞株的研究中均得到相似結(jié)論。丁凱陽［33］等在對(duì)NB4細(xì)胞的研究中發(fā)現(xiàn)，VEGF-C 與其特異性受體結(jié)合，使細(xì)胞線粒體外膜上的bcl-2 蛋白通過caspase途徑抑制了細(xì)胞的凋亡，促進(jìn)了NB4 細(xì)胞增殖。而Krishnan等［34］在免疫完全的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)用導(dǎo)致鼠VEGFR-3／IgG2a重鏈融合的結(jié)構(gòu)（VEGFR-3-Ig）可抑制腫瘤產(chǎn)生的VEGF-C活性，從而使腫瘤誘導(dǎo)的淋巴管生成受到抑制和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率下降，而激活VEGFR-3則促進(jìn)淋巴管生成和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，進(jìn)一步說明，VEGF-C 是誘導(dǎo)淋巴管生成的重要因素［35.36］。大量研究實(shí)驗(yàn)表明，VEGF家族可直接或間接的與腫瘤轉(zhuǎn)移有關(guān)，而與腫瘤轉(zhuǎn)移最密切的則是VEGF-A，VEGF-C。

4 展望

近年來，關(guān)于VEGF在抗腫瘤及抗腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用得到越來越多的關(guān)注。新面世的藥品貝伐單抗（商品名Avastin）是一種重組的人類單克隆IgG1抗體，通過抑制人類 的生物學(xué)活性而起作用。其可結(jié)合VEGF 并防止其與內(nèi)皮細(xì)胞表面的受體（Flt-1和KDR）結(jié)合。在體外血管生成模型上，VEGF 與其相應(yīng)的受體結(jié)合可導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞增殖和。在接種了結(jié)腸癌的裸（無胸腺）鼠模型上，使用阿瓦斯汀可減少微血管生成并抑制轉(zhuǎn)移病灶進(jìn)展。不過，抗VEGF靶向治療只能抑制腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，不能達(dá)到完全消滅腫瘤的目的，這就提示單獨(dú)的抗血管生成治療存在局限性，需聯(lián)合其它抗腫瘤藥物共同治療，隨著對(duì)腫瘤各種機(jī)制的進(jìn)一步的研究，應(yīng)用VEGF作為抑制血管形成及腫瘤生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移的靶點(diǎn)與其它治療手段聯(lián)合，將會(huì)取得更好的治療效果。

1 Ferrar N，Henzel WJ.Pituitary follicular cells secrete a novel heparin-binding growth factor specific for vascular endothelial cells［J］.Biochem Biophys Res Commun，1989，161（2）：851-858.

2 Yancopoulos GD，Duvis S，Gale NW，et al.Vascular-specific growth factors and blood vessel formation［J］.Nature，2000，407（6801）：242-248.

3 Neufeld G，Cohen T，Gengrinovitch S，et al.Vascular endothelial growth factor（VEGF）and its receptors［J］.FASEB J，1999，13（1）：9-22.

4 Cao R，Eriksson A，Thyberg J，et al.Comparative evaluation of FGF-2，VEGF-A，and VEGF-C induced angiogenesis，lymph angiogenesis，vascular fenestrations，and permeability［J］.Circ Res，94（5）：664-670.

5 Hagberg C，Mehlem A，Eriksson U，et al.Endothelial fatty acid transport：role of vascular endothelial growth factor B［J］.Physiology（Bethesda），2013，28（2）：125-134.

6 Nisato RE，Tille JC，Pepper MS.Lymph angiogenesis and tumor metastasis［J］.Thromb Haemost，2003，90（4）：591-597.

7 Joukov V，Pajusola K，Kaipainen A，et al.A novel vascular endothelial growth factor，VEGF-C is a ligand for the Flt4（VEGFR-3）and KDR（VEGFR-2）receptor tyrosine kinases［J］.EMBO J，1996，15（2）：290-298.

8 Karpanen T，Egeblad M，Karkkainen MJ，et al.Vascular endothelial growth factor C promotes tumor lymph angiogenesis and intra lymphatic tumor growth［J］.Cancer Res，2001，61（5）：1786-1790.

9 Karpanen T，Alitalo K.Lymphatic vessels as targets of tumor therapy［J］.J Exp Med，2001，194（6）：F37-42.

10 Hamada K，Oike Y，Takakura N，et al.VEGF-C signaling pathways through VEGFR-2and VEGFR-3in vasculoangiogenesis and hematopoiesis［J］.Blood，2000，96（12）：3793-3800.

11 Mandriota SJ，Jussila L，Jeltsch M，et al.Vascular endothelial growth factor-C mediated lymph angiogenesis promotes tumor metastasis［J］.EMBO J，2001，20（4）：672-682.

12 Skobe M，Hawighorst T，Jackson DG，et al.Induction of tumor lymph angiogenesis by VEGF-C promotes breast cancer metastasis［J］.Nat Med，2001，7（2）：192-198.

13 Partanen TA，Paavonen K.Lymphatic versus blood vascular endothelial growth factors and receptors in humans［J］.Microsc Res Tech，2001，55（2）：108-121.

14 Zachary I.Signaling mechanisms mediating vascular protective actions of vascular endothelial growth factor［J］.Am J Physiol Cell Physiol，2001，280（6）：C1375-1386.

15 Prevo R，Banerji S，F(xiàn)erguson DJ，et al.LYVE-1，a new homologue of the CD 44glycoprotein，is a lymph specific receptor for hyaluro-nan［J］.J Cell Biol，1999，144（4）：789-801.

16 Claffey KP，Brown LF，del Aguila LF，et al.Expression of vascular permeability factor／vascular endothelial growth factor by melanoma cells increases tumor growth，angiogenesis，and experimental metastasis［J］.Cancer Res，1996，56（1）：172-181.

17 Holash J，Maisonpierre PC，Compton D，et al.Vessel cooption，regression，and growth in tumors mediated by angiopoie-tinsand VEGF［J］.Science，1999，284（5422）：1994-1998.

18 Yancopoulos GD，Davis S，Gale NW，et al.Vascular-specific growth factors and blood vessel formation［J］.Nature，2000，407（6801）：242-248.

19 Mandriota SJ，Jussila L，Jeltsch M，et al.Vascular endothelial growth factor C mediated lymph angiogenesis promotes tumour metastasis［J］.EMBO J，2001，20（1）：672-682.

20 Yonemura Y，Endo Y，F(xiàn)ujita H，et al.Role of vascular endothelial growth factor C expression in the development of lymph node metastasis in gastric cancer［J］.Clin Cancer Res，1999，5（7）：1823-1829.

21 Prevo R，Banerji S，F(xiàn)erguson DJ，et al.Mouse LYVE-1is an endocytic receptor for hyaluronan in lymphatic endothelium［J］.J Biol Chem，2001，276（22）：19420-19430.

22 王豐，韋芳，陳霞芳，等.血管及淋巴管生成相關(guān)基因表達(dá)與腫瘤轉(zhuǎn)移率和轉(zhuǎn)移途徑的比較分析［J］.腫瘤，2008，28（8）：635-639.

24 端傳友.MMP-2、MMP-9及VEGF在結(jié)腸癌中的表達(dá)及其與腫瘤轉(zhuǎn)移的相關(guān)性［J］.中國(guó)醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)，2012，9（21）：44-45，49.

25 欒寧，王雪峰.VEGF-C 與腫瘤轉(zhuǎn)移的研究進(jìn)展［J］.現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué)，2009，17（9）：1805-1807.

26 Jennbacken K，Vallbo C，Wang W，et al.Expression of vascular endothelial growth factor C（VEGF-C）and VEGF receptor-3in human prostate cancer is associated with regional lymph node metastasis［J］.Prostate，2005，65（2）：110-116.

27 姜金波，李支梅，張維東，等.血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子-C表達(dá)和淋巴管生成與結(jié)腸癌進(jìn)展及預(yù)后的關(guān)系［J］.中華胃腸外科雜志，2005，8（6）：516-520.

28 Onoguwa S，Kitadai Y，Tanaka S，et al.Expression of VEGF-C and VEGF-D at the invasive edge correlates with lymph node metastasis and prognosis of patients with colorectal carcinoma［J］.Cancer Sci，2004，95（1）：32-39.

29 Li Q，Dong X，Gu W，et al.Clinical significance of CO expression of VEGF-C and VEGFR-3in non-small cell lung cancer［J］.ChinMed J（Eng1），2003，116（5）：727-730.

30 Hung CJ，Ginzinger DG，Zameger R，et al.Expression of vascular endothelial growth factor C in benign and malignant thyroid tumors［J］.J Clin Endocrinol Meta，2003，88（8）：3694-3699.

31 薛亞紅，邊秋霞，周黨俠，等.VEGF-C在宮頸癌的表達(dá)及其與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的關(guān)系［J］.陜西醫(yī)學(xué)雜志，2006，35（2）：157-159.

32 Lane D，Gray EA，Mathur RS，et al.Up-regulation of vascular endothelial is growth factor-C by nicotine in cervical cancer cell lines［J］.Am J Reprod Immunol，2005，53（3）：153-158.

33 田小飛，彭芝蘭.VEGF-C 對(duì)宮頸癌細(xì)胞增殖和凋亡影響的研究［J］.陜西醫(yī)學(xué)雜志，2007，36（11）：1497-1499.

34 丁凱陽，白霞，戴蘭，等.重組蛋白血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子-C 促進(jìn)NB4細(xì)胞增殖及抑制其凋亡的研究［J］.中華醫(yī)學(xué)雜志，2005，85（45）：3229-3231.

35 Krishnan J，Kirkin V，Stefen A，et al.Differential in vivo and in vitro expression of vascular endothelial growth factor（VEGF-C and VEGF-D）in tumors and its relationship to lymphatic metastasis in immunocompetent rats［J］.Cancer Res，2003，63（3）：713-722.

36 Kodama J，Hiramatsu Y.Mechanism of metastasis in cervical cancer［J］.Nippon Rinsho，2004，62Suppl 10：78-81.

37 Mitsuhashi A，Suzuka K，Yamazawa K，et al.Serum vascular endothelial growth factor（VEGF）and VEGF-C levels as tumor markers in patients with cervical carcinoma［J］.Cancer，2005，103（4）：724-730.