血管内皮细胞生长因子家族的研究现状 (1)

血管内皮细胞生长因子家族的研究现状

王明松(综述),邹良建(审校)

(第二军医大学附属长海医院胸心外科,上海200433)

中图分类号:R730.2 文献标识码:A 文章编号:100622084(2006)0920534203

摘要:血管内皮细胞生长因子(VEG F)家族成员,VEG F2B、胎盘生长因子(PIG F)、VEG F2C及VEG F2D和它们的受体VEG FR21、22与23为研究脉管系统的发育提供了工具,也为缺血性心脏病及癌症的治疗提供了研究工具。尽管在血管新生和人的血管系统生理学中的作用已有较多研究,但到目前为止,VEG F家族在淋巴管系统中的作用研究较少。兹将VEG F家族在血管新生及淋巴管新生研究方面的最新进展,简要综述。

关键词:缺血性心脏病;肿瘤;血管内皮细胞生长因子;血管新生;淋巴管新生

The R esearch Status of V ascular E ndothelial G row th F actor F amily　WANG Ming2song,ZOU Liang2jian.(Depart2 ment o f Cardiothoracic Surgery,Changhai Hospital,The Second Military Medical Univer sity,Shanghai200433,China) Abstract:The discovery of the vascular endothelial growth factor(VEG F)fam ily including VEG F,VEG F2B,placental growth factor(PlG F),VEG F2C,and VEG F2D as well as their receptors VEG FR21,22and23has provided a tool not only to study the development of vascular system,but als o to treat the ischem ic heart disease and cancer.While many studies have addressed its role in angiogenesis and physiology of human blood vasculature,little is known about its role in lym phatic vas2 cular system.In this review,we will discuss the recent advancement of VEG F fam ily in the genesis of blood vessel and lym ph vessel.

K ey w ords:Ischem ic heart disease;Tum or;Vascular endothelial growth factor;Angiogenesis;The genesis of lym ph

血管内皮细胞生长因子(VEG F)家族成员包括VEG F、

VEG F2B、胎盘生长因子(PIG F)、VEG F2C及VEG F2D和它们的

受体VEG FR21、22与23。VEG F是血管发育、成熟的病理生理

中最重要的血管生成因子,是一种主要由缺氧诱导的血管生

成因子,已用于癌症的临床治疗。PIG F通过已经存在的细小

动脉介导新的血管生成,在诸如动脉粥样硬化性阻塞性疾病

的治疗中发挥重要作用。VEG F2C和VEG F2D是主要的淋巴

管生成因子,在人体发育和成熟的过程中诱导淋巴管生成;二

者的信号转导抑制剂在抑制癌症的淋巴转移中被证明是至关

重要的,对淋巴水肿的治疗也可能有效。

1　VEGF家族

1.1　VEG F　VEG F与VEG FR21、VEG FR22及Nrp21、Nrp22结合,

能诱导内皮细胞(ECs)分裂、增生、迁移和形成管腔[1]。在正

常生理状态及肿瘤血管生成中,VEG F也是内皮细胞的一种强

力的生存因子,可以诱导内皮细胞中抗凋亡蛋白的表达。

VEG F可增加内皮的渗透性,也可作用于内皮型一氧化氮合酶

(eNOS)而增加一氧化氮的合成,从而引起血管舒张。

VEG F绝大部分作用于ECs,它也可通过结合造血干细胞

(HSCs)、单核细胞、造骨细胞及神经细胞上的VEG F受体发挥

作用。VEG F除了促进血管新生,还可以诱导HSC的骨髓动

员,单核细胞分化,造骨细胞的成骨化及神经元保护[1]。通过

连接不同的氨基酸数可产生至少六种不同的VEG F异构体:

VEG F121、VEG F145、VEG F165、VEG F183、VEG F189和VEG F206。

VEG F121、VEG F145、VEG F165和VEG F189是由大多数细胞分泌的主

要形式。在细胞分泌后,VEG F

121

可以自由的扩散至组织中;

大约一半的VEG F165与细胞表面的硫酸肝素糖蛋白(HSPG s)结

合。只有通过介质扩散与细胞外基质结合,VEG F

165

才能作为

VEG F的主要因子发挥作用。

在缺氧状态下,特异性的缺氧诱导因子(HIF)通过调节

VEG F基因强烈诱导VEG F的产生[2]。猫抓病发热的病因,是

通过细胞内的氧消耗机制引起缺氧,导致VEG F增加,引起血管及淋巴管水肿[3]。还有其他一些缺氧调节基因如:C OX22、M MP22[2]。

皮肤已广泛作为一种研究VEG F的模型;例如,转基因鼠在皮肤上过度表达VEG F,明显影响皮肤的血管新生,使皮肤出现类似牛皮癣样的炎性反应[4]。VEG F单克隆抗体或VEG F受体抑制剂可减少鼠和人试验性肿瘤的生

长。VEG F既在人的实体肿瘤中,也在一些血液系统恶性肿瘤中表达[1]。VEG F表达水平的高低与疾病的进展、生存期之间有相关性。

VEG F对淋巴管系统的影响在近期得到研究。在转染腺病毒的鼠类皮肤上,鼠VEG F

164

诱导形成了巨大的淋巴管,而应用人VEG F165异构体仅影响皮肤淋巴管的扩张[5]。VEG F的淋巴管新生作用可能与炎性细胞的积聚有关,如巨噬细胞,它表达VEG FR21并分泌淋巴管新生因子[6]。

1.2　PIG F　PIG F主要在胎盘、心脏和肺脏中表达。PIG F的同型及异型二聚体与VEG FR21和Nrp21结合。VEG FR21可被PIG F或VEG F激活,诱导各种基因表达,而这种联合作用增加了VEG F诱导的血管新生。在已经报道的人PIG F的三种异构体(PIG F21,22和23)中,仅PIG F22与HSPG s结合。转基因鼠皮肤上PIG F的过度表达引起不断加重的炎性渗出等超血管反应,而局部应用携带PIG F的重组腺病毒或依靠巨噬细胞产生的重组蛋白可以诱导形成成熟、抗渗出的血管[7]。

1.3　VEG F2B　VEG F2B(又称VEG F相关因子ΠVRF)是VEG FR21和Nrp21的配体,它能和VEG F形成异构二聚体。人

的VEG F2B有VEG F2B

167和VEG F2B

186

二种重组异构体,

VEG F2B167是非糖基化的,与HSPG s结合,绝大部分固定于细胞外基质中;而VEG F2B

186

是氧化糖基化的,可自由分布。在体内,VEG F2B167是主要的存在形式,在脂肪、心肌和骨骼肌中充分表达。目前尚不清楚VEG F2B在体内的确切作用。

1.4　VEG F2C　VEG F2A和VEG F2B通过选择性剪切蛋白水解产物形成VEG F2C和VEG F2D。VEG F2C是由细胞内分泌的PC5和PC7激活而产生的一种蛋白前体[5]。成熟的VEG F2C 诱导ECs的有丝分裂,迁移和存活。VEG F2C与VEG FR23结合后,激活VEG FR23,充分诱导淋巴管新生,并对淋巴管的发育也起重要作用。由VEG F2C和VEG F2D诱导的血管渗出的增加是由VEG FR22介导的。

在炎症期间VEG F2C能调节淋巴管的功能,并能反映淋

巴管在控制免疫功能和白细胞流动中的作用。VEG F2C的始动基因含有核因子2κB(NF2κB)结合位点,在炎症的刺激下介导激活VEG F2C mRNA的转录。近期的报道显示,前列腺素E2可以介导激活C OX22,增加VEG F2C mRNA转录,认为前列腺素可诱导VEG F2C促进淋巴管新生[8]。

在实验中,肿瘤细胞过度表达VEG F2C和VEG F2D引起癌周及基质中淋巴管新生和肿瘤细胞侵入淋巴管。在患胰腺癌的转基因鼠的癌细胞中过度表达VEG F2C可引起淋巴管新生和促进淋巴转移[9]。尽管癌症患者的肿块周围存在扩张的淋巴管,但肿瘤里面没有发现有功能的淋巴管。乳腺癌常常转移至淋巴结,但没有一例患者能检测到肿块的淋巴管新生[10]。对于肿瘤患者的临床研究显示在VEG F2C表达、淋巴侵犯和淋巴转移、患者的生存期之间存在明显的相关性[11]。

1.5　VEG F2D　像VEG F2C一样,人类的VEG F2D在VEG F的N2末端和C2末端产生;其成熟的形式与VEG FR22、VEG FR23结合并使之激活,促进EC的有丝分裂和血管及淋巴管新生。人类的绝大多数组织中可发现VEG F2D,在胚胎发生时期的肺组织和皮肤中最为充分。在近期的肺癌实验研究中,发现VEG F2D与淋巴结转移有关,能促进淋巴管生长和淋巴结转移[12]。VEG F2D对人类肿瘤的淋巴管侵犯有诊断价值,也可预测人类某些癌症的生存期。

2　VEGF家族受体

2.1　VEG FR21　VEG FR21结构为:细胞外7个相同的免疫球蛋白区,一个跨膜区和细胞内一个酪氨酸激酶(TK)区。VEG FR21与VEG F、VEG F2B和PIG F以高度亲和力结合。在ECs中,VEG FR21自身仅传送微量促有丝分裂信号,但它和VEG FR22形成的异型二聚体比它们形成的同型二聚体具有更强的信号特性。VEG FR21在ECs中表达,也可在造骨细胞、单核Π巨噬细胞、胎盘滋养细胞和造血干细胞中表达[1]。VEG FR21在血管新生期及缺氧时表达会上调,这与VEG FR22及VEG FR23不同。体内生成的可溶VEG FR21(sVEG FR21),由VEG FR21的细胞外部分构成,可抑制VEG F的作用,这点已在人和鼠的研究中被证实[1]。近期认为,sVEG FR21与妊娠期毒血症和先兆子痫的发展有关。妊娠妇女伴有先兆子痫血循环中sVEG FR21的水平升高,PIG F和VEG F的水平却降低[13]。2.2　VEG FR22　VEG FR22的结构与VEG FR21相似,与VEG F、VEG F2C和VEG F2D结合。在内皮细胞中VEG FR22是传送VEG F信号的最主要受体。VEG F、VEG F2C和VEG F2D可上调VEG FR22的表达。除了在ECs中表达,VEG FR22还可在神经细胞、造骨细胞、胰腺导管细胞、视网膜祖细胞、巨噬细胞及造血干细胞中表达[1]。在成人血管ECs中,VEG FR22的表达是下调的,在新生血管的内皮中,表达是上调的。

2.3　VEG FR23　VEG FR23仅有6个相同的免疫球蛋白区。VEG FR23与VEG F2C及VEG F2D相结合。在发育过程中, VEG FR23可出现于所有的内皮细胞中,但在成人,仅局限于淋巴管ECs和特定的有孔隙的血管ECs。在患血管肿瘤及外周实体肿瘤等病理状态下,血管ECs中VEG FR23的表达是上调的。研究显示,EC与S MCs的接触引起ECs中VEG FR23表达的下调[14]。更近期的研究显示,VEG FR23在角膜移植的实验模型中,可调节获得性免疫功能[15]。

2.4　菌毛蛋白(Neuropilins)　Neuropilins(Nrp21和Nrp22)在免疫学和神经发育中担任众多角色,也与血管新生有关。Nrp21可与VEG F、VEG F2B及PIG F结合,Nrp22与VEG F、VEG F2C及PIG F结合。Nrp21作为一个联合受体提高了VEG F2VEG FR22之间的相互作用,与VEG FR21形成复合物,促进肿瘤血管新生。Nrp21是心血管发育所必需的,可调节VEG F165的水平。Nrp21ΠNrp22与VEG FΠVEG FR22基因剔除的鼠有相似的表型[16]。

3　与VEGFs相关的疾病及其临床应用

3.1　在缺血性心脏病和外周血管疾病中用于血管新生治疗　在缺血性心脏病(IH D)或严重的肢体缺血Π跛行或下肢糖尿病性神经病变的治疗中,尝试应用血管生长因子增加血管侧支循环的形成。PIG F2VEG FR21途径是通过募集单核细胞,诱导ECs和平滑肌细胞数量的增加并直接作用在这些细胞上。在心肌梗死的实验模型中,发现PIG F能诱导血管侧支循环形成,增强鼠缺血肢体的VEG F信号转导。在不能手术的IH D 患者中尝试注射腺病毒为载体的转基因VEG F和裸露质粒,可诱导产生功能性的侧支血管。因为VEG F具有增加渗透的副作用,联合应用几种生长因子如血管生成素,血小板衍生生长因子或PIG F等会产生更好的临床结果。

3.2　VEG F家族在粥样硬化斑块形成中的作用　粥样硬化斑块的发展与炎症性的血管新生有关,通过分泌血管生长因子如VEG F和成纤维生长因子(bFG F)等促进斑块的生长。斑块上的血管新生导致粥样硬化斑块的增长,增加了斑块的不稳定性并且随着新生血管外膜滋养血管数目的增多也增加了斑块内出血的风险。用VEG F可诱导产生实验性的动脉粥样硬化,而抗血管新生治疗可减少这种动脉粥样硬化改变。在心脏的同种异体移植实验模型中,发现VEG F能调节动脉粥样硬化的进程[17]。

3.3　内皮祖细胞在血管病理学中的作用　血液循环中含有的内皮祖细胞(EPCs)参与形成新的血管并存在于血管新生活跃的部位[19]。EPCs是通过一些因子如MCP21、TG F2β、VEG F 和PIG F由骨髓动员出来的,表达多种不同的内皮细胞表面标记物,包括血小板内皮细胞黏附分子21,血管性假血友病因子(vWF)及VEG F受体。在生理性血管新生期间如女性的生殖周期,在病理性血管新生期如心肌缺血期间,ECPs参与了血管的形成。然而,从骨髓动员的EPCs进入血管壁并穿越不同区间成为成熟ECs的能力尚值得怀疑。

3.4　肿瘤的血管新生和淋巴新生　肿瘤中的血管结构混乱,血流速度缓慢且液体渗透压高,这些特征为研究肿瘤生物学及治疗提供一定帮助。血流缓慢导致缺氧,促使VEG F生成,而瘤体血管内的高渗透压阻碍了药物转运[18]。最近,抗2 VEG F阻滞剂抗体bvacizumab(genentech,US A)在治疗结直肠癌转移中所取得了非凡疗效,这是癌症抗血管新生治疗所取得的重要进步,该药近期已由美国食品药品管理局(FDA)批准用于结直肠转移癌的治疗[19]。

肿瘤周围的淋巴管新生,促进了淋巴转移。淋巴管生长因子VEG F2C及VEG F2D的表达水平与癌症患者的淋巴转移之间存在相关性。临床前期的研究结果表明,用可溶性的VEG FR232Ig溶解蛋白阻断VEG F2C及VEG F2D的信号转导,可抑制癌症患者淋巴结转移。

3.5　淋巴水肿　淋巴水肿分为原发的先天性的淋巴水肿和继发的获得性的淋巴水肿。继发性淋巴水肿常由丝虫病或医

源性损伤引起如放疗、手术及感染。先天性遗传的淋巴水肿,以浅表淋巴管发育不全为特征。在患M ilroy病的一些患者中,VEG FR23的TK区发现了基因错义突变,抑制了受体的功能导致淋巴水肿。叉头框C2(FOXC2)基因的突变可产生异常的淋巴管内壁细胞,引起淋巴管瓣膜缺失,造成淋巴水肿[20]。

总之,血管内皮细胞生长因子家族以及它们的受体在血管系统的发育和淋巴管系统的形成中占有极为重要的地位。在后期的生命中,这些分子参与相关的组织修复,如创伤愈合及女性子宫内膜的周期性再生。在病理生理学中,异常的脉管新生是疾病发生的主要机制,例如,动脉粥样硬化及肿瘤的生长;血管新生和淋巴管新生都可能促进肿瘤的转移。因而,用靶分子治疗控制这些过程的发生是研究疾病治疗的核心。随着对血管内皮细胞生长因子家族及其受体分子生物学功能研究的不断深入,相信缺血性疾病及肿瘤等的临床治疗将会取得更好的疗效。

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收稿日期:2005211201　修回日期:2006203201

缺血性脑血管病抗血小板治疗的现状与进展

张　强

(天津河西医院神经内科,天津300202)

中图分类号:R743.3 文献标识码:A 文章编号:100622084(2006)0920536203

摘要:抗血小板治疗是缺血性脑卒中治疗的重要手段之一。阿司匹林在卒中的二级预防和急性期治疗中的疗效已得到证实。潘生丁抑制血小板作用持续时间较短且呈剂量依赖性。氯吡格雷是二磷酸腺苷(ADP)受体拮抗剂,是合适的阿司匹林替代药。G PⅡbΠⅢa受体拮抗剂静脉注射有效而口服的临床结果欠佳。抗血小板药物联合应用有利于提高疗效增加安全性。

关键词:缺血性脑血管病;抗血小板;治疗

The Status and Progress of Antiplatelet Therapy I n Ischemic Cerebrovascular Disease　ZH ANG Qing.(Department o f Neurology,H exi Hospitol in Tianjin,Tianjin300202,China)

Abstract:Antipatelet therapy is one of the m ost inportant approachs in the treatment of ischem ic stroke.

The efficacy of Asprin has been con firmed in brain stroke not only in its treatment of acute stage,but als o in its second2level prevention;Pensantin′s antiplatelet efficacy lasts for a short time,and time and dosage depen2 dant.Clopidogel is a adennosine diphosphate receptor antag onist which is a suitable replacement of asprins.

The efficacy of glycoproteinⅡbΠⅢa receptor inhibitor used in vein is clear,but its clinic outcome of oral medicine w orks below the mark.The usage of antiplatelet drug in combination is helpful in prom oting the therapeutic efficacy and safty.

K ey w ords:Ischem ic cerebrovascular disease;Antiplatelet;Therapy

缺血性脑血管病、心肌梗死和周围血管病都与动脉硬化

及其继发的血栓形成和栓塞有关。许多临床试验研究证实,抗血小板药对动脉粥样硬化及其继发病变具有肯定的治疗作用。目前有关抗血小板治疗在缺血性脑血管病急性期和二级预防的研究很多,新的抗血小板药不断出现,为缺血性脑血管病的抗血小板治疗提供了新的选择。1　血小板的活化和血栓形成机制血小板活化是指血小板由静息状态转化为功能状态的过程,与以下因素有关[1]:①血管内皮受损和脱落,使血小板与暴露的内皮下组织接触黏附,促进血小板发生快速的形态学和

生化改变;②动脉硬化的血管狭窄部位存在高切变力,直接刺激血小板导致其聚集和黏附;③各种病理性产物、免疫机制和