PDGF-D在腫瘤生長及腫瘤靶向VEGF治療中的研究現狀

楊允綜述，戴德審校

（廣東醫學院，廣東湛江524023)

PDGF-D在腫瘤生長及腫瘤靶向VEGF治療中的研究現狀

楊允綜述，戴德審校

（廣東醫學院，廣東湛江524023)

惡性腫瘤的發生發展、侵襲、轉移均依賴新生血管的生成。血小板源性生長因子-D(Platelet-derived growth factor-D，PDGF-D)是重要的血管生成因子，可通過調節血管內皮生長因子(Vascular endothelial growth factor，VEGF)的表達來抵消或加強腫瘤靶向VEGF治療的有效性，還可通過激活其他非VEGF依賴的血管生成通路，降低腫瘤靶向VEGF治療的效果。聯合PDGF-D、VEGF將為腫瘤的治療提供新的方向。

PDGF-D；VEGF；腫瘤靶向治療；血管生成

PDGF-D作為PDGF家族的一員，是由血管內皮細胞、平滑肌細胞及血小板等產生的重要的多肽生長因子，是結締組織細胞的強有絲分裂原，已被證實在多種惡性腫瘤中異常高表達，與腫瘤的發生發展有密切關系[1]，目前已成為生長因子家族的一個研究熱點。VEGF是強有力的促血管生成因子，近年來由于腫瘤靶向VEGF治療備受關注，PDGF-D在靶向VEGF治療腫瘤中的作用也引起關注。本文就PDGF-D在腫瘤生長及腫瘤靶向VEGF治療中的作用予以綜述。

1 PDGF-D的生物學特性

1.1 PDGF-D的蛋白及基因結構PDGF最先是在血小板的α顆粒中被發現，是具有生物活性的[1]PDGF分子，一般是以二硫鍵連接的同型或異型二聚體形式出現。PDGF-D與經典的PDGF家族成員(包括PDGF-AA、AB、BB)可形成異型二聚體，不同的是，其只能形成同型二聚體，即PDGF-DD[2]。人PDGF-D是一種多亞基蛋白，共有370個氨基酸殘基，分子量約為40.2 kDa。人的PDGF-D基因定位于染色體11q22.3，共7個外顯子，外顯子1和2、3分別編碼信號肽和CUB結構域，外顯子4、5可以編碼鉸鏈區，外顯子6、7則編碼生長因子同源結構域。PDGF家族的所有成員都有一個保守的生長因子結構域，也可稱為PDGF/VEGF同源結構域，該結構域是由8個高度保守的半胱氨酸殘基構成，其對蛋白空間構象的形成起重要作用。與經典的PDGF家族成員比較，PDGF-D具有獨特的雙結構域，即除了C端的PDGF/VEGF同源結構域，還包含N端的CUB結構域[3]。PDGF-D的分泌蛋白最初是以無活性的狀態存在，其被激活時需在鉸鏈區進行蛋白水解，除去CUB結構域，這樣，余下的生長因子結構域才具有生物學活性[4]。

1.2 PDGF-D的作用機制和生物學功能PDGFs通過與其受體PDGFR-α和/或-β結合來產生各種不同的生物學效應。PDGF受體是兩種結構相似的酪氨酸激酶受體，可形成3種不同的二聚體亞型，即PDGFR-αα、αβ、ββ。經典的PDGF家族成員能與同源或者異源的PDGF受體，包括PDGFR-αα、PDGFR-αβ結合，而PDGF-D只能與PDGFR-ββ特異性地結合[5]。PDGF-D與其受體PDGFR-ββ特異性的結合，使受體二聚化，導致受體的自身磷酸化和酪氨酸激酶活化，從而激活細胞內一系列的信號轉導通路，產生相應的生理或病理變化。PDGF-D廣泛存在于機體多種器官和組織中，在胚胎發育和成人組織中均有重要作用。PDGF-D在成年鼠及人類的腎、肺、心臟及肌肉組織中均表達。有證據表明，其在血管豐富的腫瘤組織中更是廣泛表達[6]。PDGF-D是血管平滑肌細胞、周細胞等的重要增殖和趨化因子，可通過促進這些細胞的增殖誘導新生血管生成。新生血管生成是腫瘤生長的先決條件，可為腫瘤細胞和組織提供營養物質及氧氣[7]。PDGF-D還可通過調節細胞增殖、侵襲及血管生成等參與多種疾病的致病過程，其在正常組織和細胞中的低表達或不表達，過度表達則與多種病理過程，如組織器官的纖維化、炎癥及許多惡性腫瘤的發生發展有關。

2 PDGF-D在腫瘤中的表達和作用

2.1 PDGF-D在腫瘤中的表達與其他PDGF家族成員一樣，PDGF-D在多種惡性腫瘤中高表達。有證據表明，PDGF-D在肺癌、腦腫瘤、腎癌及卵巢癌患者的血清中高表達[8]。近來有研究發現，PDGF-D在宮頸癌中異常高表達，并被認為可能是宮頸癌的一個促血管生成因子[9]。鄭紀虎等[10]報道，PDGF-D在肝細胞癌中的表達明顯增高，而在正常組織中未見表達，并且其陽性表達與腫瘤的分化程度及轉移有關。此外還發現腎細胞癌中存在過表達的PDGF-D，而且過表達的PDGF-D可促使腎細胞癌腫瘤的生長、血管形成和轉移[11]。

2.2 PDGF-D在腫瘤生長和血管生成中的作用PDGF-D促進腫瘤發生的機制有以下幾點：①對于腫瘤細胞，PDGF-D是其有絲分裂的必要分子；②PDGF-D與其受體結合，可激活下游的信號通路，如PI3K/Akt、NF-κB等，產生一系列的生物學反應，參與腫瘤的發生發展[12]；③PDGF-D是一個潛在的轉化生長因子，可使VEGF表達上調，從而促進腫瘤血管的形成[13]，有研究發現在PDGF-D高表達的細胞中，VEGFmRNA被誘導高表達[14]，因此，在活體內PDGF-D誘發腫瘤的發生和血管的形成，可通過VEGF的表達來進一步闡明。

綜上所述，PDGF-D在多種惡性腫瘤中高表達，并與腫瘤的侵襲、轉移及血管生成密切相關，有望作為抗腫瘤治療的新靶點，并可能達到與VEGF靶向治療相似的效果。

3 PDGF-D在腫瘤靶向VEGF治療中的作用

VEGF具有強烈的促血管生成功能，在腫瘤細胞生長、侵襲、轉移等方面起重要作用，已成為腫瘤靶向治療研究中的熱點。靶向VEGF治療，即是通過抑制腫瘤組織形成新的血管，使腫瘤無法得到所需養分，達到抑制腫瘤生長的效果。目前針對VEGF通路的靶向藥物有：VEGF單克隆抗體、VEGF-Trap、VEGFR抗體及酪氨酸激酶抑制劑。其中貝伐單抗作為首個被FDA批準用于腫瘤治療的VEGF單克隆抗體，已被用于臨床上非小細胞肺癌、直結腸癌等的治療。其他如腎癌、腦膠質細胞瘤、肝癌等腫瘤對抗VEGF治療也有一定的敏感性。但近來研究發現使用VEGF抑制劑治療腫瘤時，有些患者對此類的反應性很低或者出現治療耐藥情況，從而導致治療的失敗[15]。抗VEGF治療失敗的原因可能為：①腫瘤中存在多條血管生成信號通路[16]；②腫瘤細胞發生了基因突變，對缺氧環境產生適應，使得細胞增殖不再依賴新生血管的生成[17]；③骨髓內皮祖細胞的動員[18]；④腫瘤生長時的缺氧微環境促使其他細胞因子高表達，如白細胞介素-8、堿性纖維細胞生長因子、血管生成素等，這些高表達的因子促使血管生成和腫瘤入侵。PDGF-D作為PDGF家族的新成員，是在進行EST數據庫比對尋找VEGF同源體的過程中發現的，兩者有很高的結構同源性，這一特性也表明兩者的生物學特性有著重疊。近年來，有研究表明PDGF-D在腫瘤靶向VEGF治療中有重要作用。

3.1 PDGF-D通過調節VEGF表達影響抗VEGF治療PDGF-D是一個潛在的轉化生長因子，它可使NIH/3T3細胞的張力絲重排，促進細胞的增殖及增加軟瓊脂克隆的形成，還可誘導裸鼠的體內成瘤能力，上調VEGF的表達[14]。有資料報道，在胰腺癌細胞株中PDGF-D mRNA及蛋白的高表達可引起腫瘤細胞的增殖及增加VEGF的表達及活性[7]。而在胃癌細胞株中用RNA干擾技術下調PDGF-D，可抑制細胞增殖，引起其下游基因VEGF表達降低[19]，這提示腫瘤中PDGF-D可通過自分泌及旁分泌信號途徑加速腫瘤細胞的生長和對周圍基質的浸潤，以及刺激血管再生。因此，在靶向VEGF治療時，PDGF-D可通過調節VEGF的表達抵消或加強抗VEGF治療的作用。

3.2 PDGF-D激活非VEGF依賴的血管生成PDGF-D作為細胞的強有絲分裂原，可以通過促進細胞分裂、增殖等作用直接影響各種類型的血管細胞，包括平滑肌細胞、周細胞及內皮細胞[20]。PDGF-D可以通過增加平滑肌細胞、周細胞及內皮細胞的數量刺激這些血管細胞產生生物學效應，從而誘導新生血管的生成。研究證實，在小鼠的黑色素瘤模型中，PDGF-D的表達上調可使腫瘤血管周細胞的數量增加，促進腫瘤血管生成[21]。

PDGF-D與其特異性受體結合，激活其下游的信號通路，從而可激活其他的一些細胞因子，進而促進腫瘤血管生成、侵襲及轉移。在對腎癌SN12-C細胞株的研究中發現，過表達的PDGF-D通過誘導基質金屬蛋白酶-9和血管生成素-1的表達增多來促進腫瘤發展、血管生成和轉移[11]。另有研究發現轉染了PDGF-D基因的前列腺細胞，會發生細胞形態的改變，促使上皮間充質表型轉換，從而調節腫瘤細胞浸潤和促進血管生成[22]。

由于腫瘤生長和轉移的血管依賴性，血管生成已成為抗癌治療研究中的熱點。以VEGF為靶點的抗血管生成藥物已應用于多種腫瘤的臨床治療，但是據臨床試驗數據表明抗VEGF治療對患者生存率并沒有顯著影響，有些患者甚至對抗VEGF治療反應性很低。PDGF-D作為PDGFs的新成員，由于其在肝癌、乳腺癌、胰腺癌等多種惡性腫瘤中高表達，并可通過調節VEGF的表達及激活其他非VEGF依賴的血管生成通路，促進腫瘤的血管生成，其在腫瘤靶向VEGF治療中的作用逐漸受到關注，能否通過聯合PDGF-D及VEGF治療腫瘤，加強抗VEGF治療的效果，值得進一步研究。

綜上所述，PDGF-D可通過調節VEGF的表達及激活其他非VEGF依賴的血管生成通路，促進腫瘤的發生發展，在腫瘤靶向VEGF的治療中具有重要作用。

參考資料：

[1]Liu J,Liao S,Huang Y,et al.PDGF-D improves drug delivery and efficacy via vascular normalization,but promotes lymphatic metastasis by activating CXCR4 in breast cancer[J].Clin Cancer Res, 2011,17(11):3638-3648.

[2]Fredriksson L,Li H,Eriksson U.The PDGF family:four gene products form five dimeric isoforms[J].Cytokine Growth Factor Rev, 2004,15(4):197-204.

[3]Ustach CV,Kim HR.Platelet-derived growth factor D is activated by urokinase plasminogen activator in prostate carcinoma cells[J]. Mol Cell Biol,2005,25(14):6279-6288.

[4]Heldin CH,Eriksson U,Ostman A.New members of the platelet-derived growth factor family of mitogens[J].Arch Biochem Biophys, 2002,398(2):284-290.

[5]Reigstad LJ,Varlumg JE,Lillehaug JR.Structural and functional specificities of PDGF-C and PDGF-D,the novel members of the plalelel-derived growth factors family[J].FEBS,2005,272(22): 5723-5741．

[6]Wang Z,Kong D,Li Y,et al.PDGF-D signaling:A novel target in cancer therapy[J].Current Drug Targets,2009,10(1):38-41.

[7]Wang Z,Kong D,Banerjee S,et al.Down-regulation of platelet-derived growth factor-D inhibits cell growth and angiogenesis through inactivation of Notch-1 and nuclear factor-kappaB signaling[J]. Cancer Res,2007,67(23):11377-11385.

[8]LaRochelle WJ,Jeffers M,Corcalan JR,et al.Platelet-derived growth factor D:tumorigenicity in mice and dysregulated expression in human cancer[J].Cancer Res,2002,62(9):2468-2473.

[9]高淼.PDGF-D在宮頸癌組織中的表達及臨床意義[J].中國民康醫學,2013,25(11):72-73.

[10]鄭紀虎,郭子健,李莉華,等.PDGF-D對人肝癌細胞增殖及VEGF表達影響研究[J].中國腫瘤臨床,2010,22(37):1268-1272.

[11]Xu L,Tong R,Cochran DM,et al.Blocking platelet-derived growth factor-D/platelet-derived growth factor receptor beta signaling inhibits human renal cellcarcinoma progression in an orthotopic mouse model[J].Cancer Res,2005,65(13):5711-5719.

[12]Ammoun S,Flaiz C,Ristic N,et al.Dissecting and targeting the growth factor-dependent and growth factor-independent extracellular signal-regulated kinase pathway in human schwannoma[J].Cancer Res,2008,68(13):5236-5245.

[13]Sun Y,Yang F,Yan JB,et al.New anti-fibrotic mechanisms of Nacetyl-seryl-aspartyl-lysyl-proline in silicon dioxide-induced ilicosis [J].Life Sci,2010,87(7-8):232-239.

[14]Li H,Fredriksson L,Li X,et al.PDGF-D is a potent transforming and angiogenic growth factor[J].Oncogene,2003,22(10): 1501-1510.

[15]Fernando NT,Koch M,Rothrock C,et al.Tumor escape from endogenous,extracellular matrix-associated angiogenesis inhibitors by up-regulation of multiple proangiogenic factors[J].Clin Cancer Res,2008,14(5):1529-1539.

[16]Laurent J,Touvrey C,Botta F,et al.Emerging paradigms and questions on pro-angiogenic bone marrow-derived myelomonocytic cells[J].Int J Dev Biol,2011,55(4-5):527-534.

[17]Sajithlal GB,McGuire TF,Lu J,et al.Endothelial-like cells derived directly from human tumor xenografts[J].Journal of Cancer,2010, 127(10):2268-2278.

[18]Shojaei F,Wu X,Malik AK,et al.Tumor refractoriness to anti-VEGF treatment is mediated by CD11b+Gr1+myeloid cells[J].Nat Biotechnol,2007,25(8):911-920.

[19]Zhao L,Zhang CQ,Liao G.RNAi-mediated inhibition of PDGF-D leads to decreased cell growth,invasion and angiogenesis in the SGC-7901 gastric cancer xenograft model[J].Can Biol Ther,2010, 9(1):42-48.

[20]Andrae J,Gallini R,Betsholtz C.Role of platelet-derived growth factors in physiology and medicine[J].Genes Dev,2008,22(10): 1276-1312.

[21]Furuhashi M,sj?blom T,Abramsson A,et a1.Platelet-derived growth factor production by B16 melanoma cells leads to increased pericyte abundance in tumors and an associated increase in tumor growth rate [J].Cancer Res,2004,64(8):2725-2733．

[22]Kong D,Wang Z,Sarkar SH,et al.Platelet-derived growth factor-D overexpression contributes to epithelial-mesenchymal transition of PC3 prostate cancer cells[J].Stem Cells,2008,26(6): 1425-1435.

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1003—6350（2014）20—3042—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2014.20.1193

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楊允。E-mail：541809897@qq.com