血管內(nèi)皮生長因子與一氧化氮

1、血管內(nèi)皮生長因子與一氧化氮摘要血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）是內(nèi)皮細胞特異性促有絲分裂原，具有促進內(nèi)皮細胞增生、遷移及增加血管通透性的作用，其強大的促進新血管形成的作用使其在梗塞性血管病的基因治療中發(fā)揮巨大作用。但其作用機制仍不清楚。研究表明VEGF與一氧化氮（NO）間存在密切關系，NO是VEGF發(fā)揮許多重要生理作用過程中必不可少的因素。探討VEGF與NO的關系有助于進一步闡明VEGF的作用機制。關鍵詞血管內(nèi)皮生長因子；一氧化氮；新血管形成學科分類號R331.3血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是內(nèi)皮細胞特異性促有絲分裂原，具有促進

2、內(nèi)皮細胞增生、遷移，增加血管滲透性和加速新血管形成的作用。VEGF與其特異性受體結合后發(fā)揮這些生理作用。但其作用機制仍不清楚。體內(nèi)的一氧化氮（NO）是由L-精氨酸經(jīng)一氧化氮合酶（NOS）催化而生成的。NOS是其產(chǎn)生的限速性因素。NOS分為結構型(constitutive NOS)和誘導型（inducible NOS）兩類。前者主要出現(xiàn)于神經(jīng)和內(nèi)皮中，為鈣依賴型；后者出現(xiàn)于被激活的巨噬細胞和血管平滑肌中，為非鈣依賴型1，2。VEGF與 NO這兩種分子都是近年的研究熱點。而且，已有研究發(fā)現(xiàn)VEGF與NO間存在密切關系。一、 NO參與VEGF的促進血管通透性的作用血管增生是以微血管通透性增強為前提的

3、。有研究者3給豚鼠注射EBD(一種染料)后，再注射各種所要檢測的試劑，根據(jù)其皮膚藍斑形成情況判斷該試劑對血管通透性的影響。用Miles Assay法證實VEGF是通過與其KDR(kinase-insert domain-containing receptor， VEGF receptor-2)受體相互作用后使NO產(chǎn)生增加,若給予作用于Flt-1(fms-like tyrosine kinase-1,VEGF receptor-1)受體的PDGF則不會使NO產(chǎn)生增加，而NO又可激活環(huán)氧化酶而刺激前列腺素的產(chǎn)生4。VEGF和前列環(huán)素(prostacycline)均可以使VEGF的促進血管通透性作用

4、增強。NOS的抑制劑L-NNA或L-NAME均會抑制VEGF誘導的促進血管通透性作用。使用環(huán)氧化酶抑制劑（消炎痛）同樣也會抑制VEGF誘導的促血管通透性作用。在眾多的生長因子中僅VEGF具有這些特性。二、 NO參與VEGF的促進內(nèi)皮遷移的過程內(nèi)皮細胞的遷移也是血管增生過程中的關鍵因素之一。Noiri等5的研究表明,VEGF指導的細胞遷移和促進新血管形成過程中，結構型NOS起到一定的作用。在這一研究中，他們進行了兩個實驗：（1）VEGF 能夠使微血管內(nèi)皮細胞釋放NO，并能誘導內(nèi)皮細胞的遷移。而NOS的抑制劑L-NAME或NOS的反義核苷酸則抑制VEGF的這一作用;（2）在一系列內(nèi)皮細胞的創(chuàng)傷愈合

5、實驗中,VEGF刺激的細胞遷移速率明顯受到NOS抑制劑的阻抑。這些實驗說明NO在內(nèi)皮細胞的遷移和創(chuàng)傷愈合過程中是一個必要的因素。而且有研究報道（Noiri等1996）NO能使內(nèi)皮細胞由靜態(tài)表型轉(zhuǎn)化為運動表型，在指導因子如VEGF存在時，內(nèi)皮細胞才能作定向遷移。三、 NO介導VEGF對冠狀靜脈內(nèi)皮的促有絲分裂效應已有研究支持NO在新血管形成過程中起作用，NO能刺激內(nèi)皮細胞增生和遷移。而且，能激活NOS的NO供體硝普鈉能促進內(nèi)皮細胞增生。而NOS的抑制劑能抑制此反應（Ziche等1993）。在此基礎上，Morbideui等6研究了從冠脈毛細血管靜脈叢中分離出的微血管內(nèi)皮細胞在VEGF誘導其有絲分裂

6、中NO的角色。發(fā)現(xiàn)VEGF能以劑量依賴性方式促進冠狀靜脈內(nèi)皮細胞增生，不同濃度NOS抑制劑也能以劑量依賴性方式阻斷VEGF的促內(nèi)皮細胞的增生作用。而NOS的抑制劑不影響bFGF的促內(nèi)皮細胞增生作用。另外，VEGF刺激細胞后，細胞中cGMP水平會急劇增高，VEGF促進cGMP增高的程度要強于外源性NO的作用。bFGF不會引起cGMP水平的增高。實驗也證實了cGMP水平的增高是由于VEGF促進內(nèi)皮細胞釋放NO而使其水平增高。這種VEGF激發(fā)NO自分泌效應是很有效的，其他生長因子不具有這一效果。四、 VEGF和NO在調(diào)節(jié)內(nèi)皮細胞完整性中的相互關系將大鼠胸主動脈血管段取出后置于無血清培養(yǎng)基中培養(yǎng)，用體

7、外球囊成形術損傷血管內(nèi)膜。Northern blot 分析可見VEGF mRNA損傷后2小時開始上調(diào)，4小時達高峰，24小時仍有較強信號存在。Western blot分析可見4小時VEGF蛋白表達最高。免疫組化法和原位雜交實驗揭示動脈損傷后，VEGF在動脈平滑肌細胞中表達升高。機械損傷對包括平滑肌細胞在內(nèi)的各型細胞都有加速其磷脂酰4，5-二磷酸肌醇(PIP2）的水解作用。其水解后產(chǎn)生甘油二酯(DG）和1，4，5-三磷酸肌醇(IP3），這兩者可激活PKC。暫時性的損傷也能激活C-Src酪氨酸激酶。如果動脈段在球囊損傷前給予PKC抑制劑或酪氨酸激酶抑制劑均可劑量依賴性抑制球囊損傷引起的VEGF上調(diào)

8、。這表明PKC和酪氨酸激酶在介導球囊損傷引起的VEGF上調(diào)中起作用7。體外研究已表明8VEGF能刺激內(nèi)皮細胞產(chǎn)生NO，再生的內(nèi)皮中NO的恢復對動脈壁中VEGF起反饋調(diào)節(jié)作用。研究還發(fā)現(xiàn)給予硝普鈉（SNAP）處理的球囊損傷后的離體大鼠胸主動脈段中PKC和C-Src酪氨酸激酶活性均被明顯抑制。表明動脈壁中NO通過抑制PKC和C-Src酪氨酸激酶活性而對VEGF起負性調(diào)節(jié)作用。通過用含VEGF基因啟動子的報告基因轉(zhuǎn)染平滑肌細胞，發(fā)現(xiàn)NO能抑制佛波酯（PMA）誘導的VEGF啟動子活性增強作用。用EMSA實驗發(fā)現(xiàn)NO下調(diào)VEGF是通過抑制PKC誘導激活的AP-1與VEGF啟動子結合活性而達到的。五、 V

9、EGF與NO的相互作用機制有研究顯示9，VEGF刺激人臍靜脈內(nèi)皮細胞（HUVECs）后能產(chǎn)生NO，而且NO的增加呈現(xiàn)急性升高和慢性升高兩相性。由于用鈣離子通道激動劑（calcium ionophore ）A-23187能使NO釋放迅速增加，而VEGF又能誘導細胞質(zhì)中鈣離子水平迅速增高，推測VEGF刺激內(nèi)皮細胞后NO的急性釋放可能是由于NOS被鈣激活所致。其慢性增加可能是由于VEGF引起內(nèi)皮NOS mRNA及其蛋白的增加而引起的。我室的研究表明缺氧能誘導血管內(nèi)皮細胞、血管平滑肌細胞及心肌細胞中VEGF mRNA表達增加，NO能抑制其表達的上調(diào)，NO的抑制劑LNNA則能部分恢復其表達（張曼等199

10、8）。還有研究表明10，缺氧引起平滑肌細胞中VEGF表達上調(diào)是通過激活位于VEGF基因5上游區(qū)的28bp增強子而增加VEGF轉(zhuǎn)錄率而達到的。而NO能抑制平滑肌細胞中缺氧誘導的VEGF表達上調(diào)。因為NO能激活鳥苷酸環(huán)化酶使cGMP水平增高，cGMP類似物8-Br-cGMP對VEGF增強子的缺氧誘導激活起明顯抑制效應。推測NO抑制缺氧時內(nèi)皮細胞中的VEGF產(chǎn)生是通過cGMP介導的途徑?；谏鲜鰧嶒灲Y果及推測，可以得出血管中VEGF及NO可能的相互作用方式。缺氧和/或損傷使內(nèi)皮細胞和/或血管平滑肌細胞中VEGF的表達升高，升高的VEGF通過自分泌或旁分泌作用于內(nèi)皮細胞，使內(nèi)皮細胞中NO的產(chǎn)生增加，而

11、增加的NO又反作用于缺氧的平滑肌細胞使其中的VEGF的表達降低。這樣的一個反饋調(diào)節(jié)過程使損傷和/或缺氧的血管壁盡快恢復正常，而又不致于使VEGF過度表達產(chǎn)生有害效應。國家教委博士點基金資助課題劉艷秋(北京醫(yī)科大學生物化學與分子生物學系，北京100083)周愛儒(北京醫(yī)科大學生物化學與分子生物學系，北京100083)參考文獻1，Lowenstein C,Synder SH.Nitric oxide,a novel biologic messenger.Cell,1992,70705707.3，Murohara T,Horowitz JR,Silver M.Vascular endothelial

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