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文檔簡介
1、山東大學大學生科技創(chuàng)新基金項目(編號:137)腫瘤淋巴管生成與腫瘤淋巴轉移的研究進展完成人:葉鴻飛任為正山東大學醫(yī)學院臨床醫(yī)學六年制04級1班1 / 11腫瘤淋巴管生成與腫瘤淋巴轉移的研究進展葉鴻飛任為正綜述指導老師畢玉順教授(葉鴻飛、任為正,山東大學醫(yī)學院臨床六年制04級1班,山東濟南 250012 )摘要 腫瘤淋巴管的生成在腫瘤轉移過程中起著至關重要的作用,本文就淋巴管生成的研究進展、淋巴管內皮生長因子及其作用機制、腫瘤淋巴道轉移以及抗腫瘤新生淋巴管的 治療前景予以綜述。關鍵詞 淋巴管生成;VEGF-C ; VEGF-D ;腫瘤轉移侵襲和轉移是惡性腫瘤的基本特征,也是影響療效和導致患者死亡
2、的主要原因。腫 瘤發(fā)生播散和轉移的途徑主要有:(1)局部浸潤;(2)體腔、體表直接種植;(3)經血管的血性轉移;(4)經淋巴管的淋巴轉移。其中淋巴轉移發(fā)生在大多數腫瘤轉移的初始階段,是 確定臨床治療方案和預測腫瘤患者預后的重要依據。而淋巴轉移是惡性腫瘤的擴散的重要途徑1,腫瘤內淋巴管的存在與否,或腫瘤內是否存在淋巴管的新生?由于長期以來缺乏特異性識別新生淋巴管的標志物,腫瘤淋巴管生成的研究未引起人們足夠的重視,遠遠落后于腫瘤相關血管生成的研究。近年來隨著淋巴分子生物學研究的深入,腫瘤淋巴管的研究也取得了令人鼓舞的進展。許多研究證實了VEGF-C及VEGF-D對腫瘤淋巴管生成的調控作用,使得腫瘤
3、淋巴管生成的研究開始成為腫瘤淋巴 轉移研究的熱點?,F就腫瘤淋巴管生成與腫瘤淋巴道轉移的相關研究現狀及進展綜述如下。.淋巴管內皮標志物的研究進展VEGFR-3 (淋巴管內皮特異性標記物)血管內皮生長因子受體 -3, ( ascular endothelial growth factor receptor 3 , VEGFR-3)又稱 flt-4,其基因編碼產物在人類有兩種剪接異構體,長異卞體c末端有額外65個氨基酸殘基,在組織中檢測到的主要類型為長異構體,參與淋巴內皮細胞活化后的信號傳導。VEGFR-3是淋巴內皮細胞上第一個被克隆的分子標志。1996年Joukov等報道VEGFR-雙表達于成人淋
4、巴管內皮中,為淋巴管特異性的標記物。Witmer等則通過連續(xù)切片法及 PAL-E標記進一步證實了 VEGFR-3m生脈管屬于淋巴管3。研究顯示,在胚胎早期,VEGFR-是胚胎血管形成的必要因素,在血管及淋巴管內皮細胞均有分布;到胚胎后期,其分布逐漸限于淋巴管,參與淋巴管的形成,在血管幾乎不表達;在成人,VEGFR-走要見于淋巴管,而在闌尾、淋巴結、2 / 11 脾臟及骨髓也可檢測到 4。Bronislaw等的研究證明VEGFR-3特異性的表達于淋巴管內皮。而Anne等指出,鼻粘膜不同于其他組織,其血管與淋巴管均有VEGFR-3表達,發(fā)現在表達VEGF-C的鼻部及鼻咽部腫瘤瘤周檢測到豐富的VEG
5、FR-3陽性血管6,故而VEGFR-3能否作為一種特異性的腫瘤淋巴管標記物尚待進一步研究證實。PodoplaninPodoplanin是一種腎小球足突細胞膜上的43kD黏蛋白7,表達于良性淋巴瘤和淋巴管內皮細胞,及人體腎足細胞、成骨細胞、肺泡I型上皮細胞和胸膜及胸腺上皮細胞,在皮膚淋巴管上也有強烈表達。王艷等8以podoplanin檢測肺的惡性腫瘤和炎性假瘤淋巴管生成情況,發(fā)現其表達限于單一內皮細胞層的薄壁淋巴管,與CD31陽性血管數不相關。因此podoplanin被認為是在腫瘤轉移研究中較特異的淋巴管標志物。Prox-1Prox-1是從果蠅prosper。基因克隆的同源基因,表達于晶狀體、心
6、臟、肝臟、胰腺和神 經系統(tǒng)等的非內皮細胞,但在內皮細胞中僅在成人正常組織、胚胎淋巴管內皮細胞或腫瘤組織的淋巴內皮細胞上可檢測到9。移除prox-1基因后,胚胎發(fā)育時prox-1表達的原始靜脈內皮細胞生成淋巴管過程被阻斷,表明prox-1是淋巴管生成最基本的調控因子。缺乏Prox-1的嬰兒常由于淋巴管芽生和分化缺陷而死亡10。LYVE-1LYVE-1是一種位于淋巴管腔面的特異性氨基葡聚糖透明質酸受體,與 CD44糖蛋白同 源,均勻分布在淋巴管的管腔面和基底面,可將透明質酸通過淋巴內皮轉運至淋巴。Mouta等11的研究表明,LYVE-1也表達于肝血竇內皮細胞和胰、腎、腎上腺及甲狀腺上皮細胞上,故而
7、認為LYVE-1與prox-1聯合檢測會更好的標志淋巴管內皮細胞12。其他標記物如5-核甘酸酶、橋粒蛋白(desmoplakin)、Lyp-1等,因尚缺乏嚴格的對比研究,是否可作為淋巴管 內皮細胞特有標記物尚待考證。.腫瘤淋巴管生成.淋巴管內皮生長因子VEGF-C : 1996年Joukov等2從前列腺癌細胞中第一次純化并克隆了Flt-4的配體VEGF-C ,并且證實VEGF-C可誘導牛毛細血管內皮細胞在膠原上的遷移。作為最早發(fā)現的 淋巴管生成因子,研究認為 VEGF-C可通過旁分泌模式調節(jié)淋巴管的生長。Karkkainen13發(fā)現完全缺乏VEGF-C的鼠在出生前即死亡,而 VEGF-C呈不同
8、形式缺陷的鼠出生后常產生腹 腔乳糜液集聚,提示VEGF-C的單一功能不全即可影響淋巴管的發(fā)育。Simona14等采用膠原3 / 11夾心實驗發(fā)現VEGF-C可以選擇性地誘導淋巴細胞存活且并促進淋巴內皮細胞增生、遷移, 并形成管腔樣結構。 但應用淋巴管內皮細胞特異標記物LYVE-1進行免疫染色,發(fā)現VEGF-C不僅可促進瘤周及瘤內形成新的淋巴管,而且可促進原有淋巴管增生,管徑增加,并誘導淋巴管間及淋巴管與血管間的吻合,從而促進淋巴轉移及血性轉移。Papoutsi15等對C6膠質瘤及10AS胰腺癌細胞的研究表明,后者高表達VEGF-C ,且能誘導淋巴管向腫瘤內呈放射狀生長,提示淋巴管生成因子VEG
9、F-C對腫瘤淋巴管的生長是非常重要的。VEGF-D :淋巴管生成因子 VEGF-D是VEGF家族中的新成員,于 1998年被Achen16 等通過計算機同源收搜發(fā)現并鑒定。VEGF-D是一種內皮細胞的有絲分裂原,其表達水平受c-fos的調節(jié),Marconcini等將其稱為Figf(c-fos inducod growth factor),揭示了核癌基因與淋 巴管形成之間的關系17。VEGF-D與VEGF-C高度同源,亦可誘導淋巴管生成。Stacked181等將VEGF-D基因轉入腫瘤細胞,然后原位移植到SCID/NOD小鼠,結果發(fā)現轉基因組瘤內淋巴管數目明顯增多,形成大量的管狀結構,多呈簇狀,
10、瘤周也有較多的淋巴管,而對照組僅在腫瘤包膜結締組織有少量LYVE-1 +染色的淋巴管。轉基因組局部淋巴結轉移發(fā)生率為61% (14/23),明顯高于對照組(0/14),表明VEGF-D也可誘導腫瘤淋巴管生成,促進腫瘤 的淋巴轉移。Makinen、Baldwin等的研究也表明,VEGF-D可誘導淋巴管生長,與淋巴管密 度呈正相關19,20.。(3)作用機制:目前對于VEGF-。說進腫瘤淋巴管、血管生成及淋巴結轉移的具體機制 尚未闡明。有研究認為在腫瘤生長過程中由于缺氧或組織內壓力增加等原因可導致VEGF-C或VEGF-防泌增多。而VEGF-C和VEGF-D通過與其受體VEGFR-3的作用促進淋巴
11、管生成。Veikkola21等在VEGF-C156S(第156位半胱氨酸殘基突變?yōu)榻z氨酸,只能激活VEGFR-3 ,而不能使VEGFR-2活化 用VEGF-D轉基因小鼠的研究中表明,VEGF-C156S和VEGF-D均可促進皮膚淋巴管增殖、管腔變大,證實通過 VEGFR-3信號傳導可誘導淋巴管生成。Bronislaw 5等的研究證明,徹底阻斷成熟小鼠的 VEGFR-3可抑制正常組織及腫瘤中由 VEGF-C誘導的淋 巴管生成,而對血管生成、成活率和其他現有淋巴管功能無任何影響。因此認為VEGFR-3可調節(jié)淋巴管內皮細胞的增殖和移動,在淋巴管的再生中發(fā)揮重要的調節(jié)作用。該信號通路傳導途徑為,VR由
12、VEGFR-3吉合后導致VEGFR-鱗酸化并激活SH儂白,使后者的SH2K與 PTEK結合而發(fā)生自身磷酸化,磷酸化的SHCf白可與調節(jié)蛋白Grb2的SH數結合,并促進Grb2的SH3K與尿喋吟核甘酸釋放因子 SoS吉合形成復合體,此復合體形成后激活Ras信號傳導途徑,并最終誘導細胞的有絲分裂途徑。上述觀點被Skobe等、Mandriota等許多學者所證實而4 / 11 得到認同【2223。.腫瘤淋巴管的分布及特點有的研究認為,腫瘤外周存在擴張、增多的淋巴管,腫瘤內部無淋巴管24。近年來發(fā)現,在多種腫瘤組織內部也存在微淋巴管、新生淋巴管及淋巴管樣迷路,只是處于萎縮狀態(tài)。廖新波發(fā)現人胃癌組織內有較
13、多棕色條索狀組織,有細小分支,管壁薄,結合HE染色認為是新生毛細淋巴管25;張彥斌26等的研究發(fā)現,直腸癌腫瘤周邊區(qū)的淋巴管密集分布,多呈圓形、多角形及擴張狀,而腫瘤中心區(qū)的淋巴管相對稀疏且多表現為閉鎖狀或細條索樣,提示直腸癌瘤周邊區(qū)存在著淋巴管的生成,真正有功能的淋巴管多位于腫瘤周邊區(qū),而中心區(qū)的淋巴管可能大多處于無功能狀態(tài)。有學者認為,腫瘤中心淋巴管密度( LVDit )顯著低于 腫瘤周邊淋巴管密度(LVDpt)及腫瘤中心區(qū)淋巴管的無功能狀態(tài),可能是由于瘤內淋巴管 在不斷分化增殖的腫瘤細胞產生的機械壓力和持續(xù)較高的瘤內組織壓作用下發(fā)生塌陷、萎 縮,或由于腫瘤細胞的入侵,破壞了淋巴管網絡,使
14、腫瘤內部僅留下殘余的內皮細胞所致27。三.腫瘤淋巴轉移淋巴管轉移常常是一些腫瘤初始轉移階段最主要的途徑,腫瘤細胞進入引流淋巴結,繼而再進入血流,造成更廣泛的遠處轉移,威脅病人生命。許多研究認為,腫瘤細胞分泌的 VEGF-C和VEGF-D誘導淋巴管生成,腫瘤淋巴管的增多將增加腫瘤細胞進入淋巴系統(tǒng)潛在 進入點的密度,從而增加腫瘤細胞的轉移潛能,這是腫瘤淋巴轉移的一個可能機制。Shield 28等研究(用免疫組化,LYVE-1為淋巴管特異抗體)表明,惡性黑色素瘤周圍的淋巴管密度較正 常區(qū)域淋巴管密度明顯增加,分別為(102. 5)/mm和(2. 40. 9) / mr2i并具有統(tǒng)計學意 一、一 一
15、一 一2 義。而且黑色素瘤伴轉移者的淋巴管密度明顯高于無轉移者,分別為 (12. 81. 6)/mm 和(5.41. 1)/mm但Nisato29提出,VEGF-C不是通過促進淋巴管增生 ,而是通過活化已 存在的淋巴管來完成腫瘤淋巴道轉移。在臨床研究中,應用RT-PCR、原位雜交、免疫組化均顯示在原發(fā)性腫瘤如乳腺癌、結直腸癌、前列腺癌、睪丸癌、食管癌、胃癌、胰腺癌、甲 狀腺癌、肺癌、胸膜癌、頭頸部鱗癌、宮頸癌、子宮內膜癌、神經母細胞瘤等中淋巴結轉移、 淋巴管浸潤與VEGF-C或VEGF-D之間的明顯相關30,31,32。但并非癌癥中一定出現 VEGF-C和 VEGF-D的過度表達。Krishn
16、an33等研究發(fā)現,雖然VEGF-C和VEGF-D在腫瘤細胞和腫瘤間 質細胞中均表達,但在培養(yǎng)的腫瘤細胞中并不表達,提示腫瘤微環(huán)境的分子組成可能對這些因子的表達具有舉足輕重的作用。有研究認為VEGF-C表達與腫瘤深度、淋巴管及靜脈浸潤、淋巴結及肝轉移相關。VEGF-D表達與腫瘤深度、淋巴結轉移及肝轉移相關34。.VEGF-C 作用5 / 11VEGF-C的表達在腫瘤轉移方面具有重要作用。Skobe23等首先將綠色熒光蛋白(GFP)轉入人MDA-MB-435乳腺癌細胞以便于觀察腫瘤微轉移,再將VEGF-C cDN舟入MDA-MB-435GF鈿胞,獲得穩(wěn)定表達VEGF-CGFP勺細胞株,然后原位移
17、植到裸小鼠雙側乳腺 頰脂墊,12周后處死小鼠進行檢測。觀察結果顯示,表達 VEGF-Ca瘤周淋巴管明顯擴張,且有很多淋巴管侵入瘤體內,甚至深達腫瘤中心,管腔多不連續(xù),腔內多含有腫瘤細胞,淋巴內皮細胞增生活躍,腋窩淋巴結內可觀察到轉移的腫瘤細胞,肺部轉移灶明顯增多、增大。 表明VEGF-CT促進乳腺癌淋巴管生成,增加局部淋巴結轉移和遠處(肺)轉移的發(fā)生。Mandriota等用鼠模型研究了 VEGF-C勺作用,發(fā)現該基因與 VEGFR-3吉合可誘導淋巴管生成, 促進腫瘤細胞播散及淋巴結轉移22。Salyen35等提出50%的人類腫瘤可檢測到 VEGF-C勺表達,且主要表達于腫瘤細胞的細胞質;而 F
18、urudoi等的研究提示VEGF-陳不同細胞中的表達 并不相同,并發(fā)現它優(yōu)先在受腫瘤浸潤的最深部位表達36。在人類許多惡性腫瘤原發(fā)組織中VEGF-C勺表達與區(qū)域淋巴結轉移顯著相關。一些最近的研究也證實,VEGF-C VEGFR-3勺表達有利于結腸癌細胞淋巴道侵襲、轉移的發(fā)生37。VEGF-蕃與非小細胞肺癌淋巴管生成,從而促進淋巴結轉移38。而Veikkola 21等檢查宮頸癌的標本證明,用RT-PC檢測的VEGF-CmRNA水平是影響骨盆淋巴結轉移的獨立因素。Tang39等發(fā)現80%的胰腺癌組織表達VEGF-C VEGF-必表達與淋巴管浸潤、淋巴結轉移密切相關。Hoar FJ 40等通過對51
19、例乳腺癌腫瘤標本進行免疫組織化學分析,30例(59 % )VEGF-VEGF-Cf淋巴結轉移情況、淋巴、血管侵犯、骨髓微轉移(應用免疫磁化分析及免疫細胞化學分析)、腫瘤大小、分級及 ER青況無明顯相關性。 VEGF-C的表達和C erbB-2有關。這種VEGF-C和C erbB-2之間的 關系可能反映了兩者之間功能性的聯系,部分解釋了C erbB-2陽性的腫瘤具有侵襲性的原因。Kishimoto 41等在口腔鱗癌的研究中發(fā)現,正常上皮組織無VEGF-C勺表達,53. 2%的癌組織VEGF-臻達陽性,其中有淋巴結轉移占73.3%,無淋巴結轉移占34.4%,而且VEGF-C 的陽性表達與患者的預后
20、有關。Furudoi在晚期直腸癌的研究中發(fā)現,VEGF-(的表達與直腸癌的淋巴管浸潤、淋巴結轉移,Dukes分期、肝轉移等有關,多因素分析顯示VEGF-(的表達和淋巴結轉移是獨立的預后因素36。Kawakam等研究結果也有相似的發(fā)現42。但也有否認其相關性的報導:Arinaga等43的研究未發(fā)現VEGF-必表達與淋巴結轉移的相關性,卻發(fā)現VEGF-日性表達組的5年生存率(47 %)明顯低于陰性表達者(7O%),同樣,VEGFR加性表 達組的5年生存率(28 % )明顯低于陰性表達組(59 % );而VEGF-體口 VEGFR-的為陽性表達的預 后最差。關于乳腺癌的研究也認為 VEGF-榮達與淋
21、巴結轉移沒有相關性,但它是一個預測無病生存的不良指標44。但Kitadai等對71例ESC德者進行單變量和多變量分析表明,VEGF-C6 / 11表達和患者預后無相關關系(P=0. 80)45。Hd46等發(fā)現高表達VEGF-酰人月制 N1W田胞(侵襲性差)可誘導瘤內和瘤周淋巴管生成,但并不增加局部淋巴結轉移,表明腫瘤細胞惡性表 型的轉變是一個復雜的過程,可能涉及多種基因的參與,這可能是由于不同癌癥自身特異性所致。. VEGF-D 作用White47等將VEGF-隙色分為高、低染色兩組經 多變量分析,結果發(fā)現結腸癌 VEGF-D VEGFR-賽達也與淋巴結轉移、組織類型和浸潤深度相關。VEGF-
22、嘀表達與MVD Dukes分期(A到C)或腫瘤分化無關,但與淋巴管浸潤和患者生存有關,VEGFR-3日性管道密度與MVD有關,但與Dukes分期(A到C)、腫瘤分化以及VEGF-DE達無關。又105例早期胃癌的研究發(fā)現, VEGF-D勺表達隨腫瘤浸潤深度的增加而增強48. Nakamura49等研究發(fā)現乳癌中 VEGF-D的表達與淋巴結的轉移相關,其 10年無病生存率顯著下降,且伴有c-erbB-2的過表達?;蜣D染表達VEGF-D的人腎細胞癌異種移植瘤中也觀察到VEGF-D誘導淋巴管形成,并且經淋巴管至局部淋巴結轉移發(fā)生率顯著增加。VEGF-D在惡性黑色素瘤、黑色素瘤細胞株和炎性乳腺癌中表達
23、亦升高。Stacked181等通過對淋巴管內皮細胞的特異性標志物LYVE-1的染色發(fā)現,VEGF-D不但可誘導腫瘤內的淋巴管生成,而且可導致腫瘤細胞向附近淋巴道播散,其誘導 的淋巴道播散可被 VEGF-D的特異性單克隆抗體所阻斷。Orlandini等50的研究明,3 -鏈接素又VEGF-D mRNA起負向調節(jié)作用,故而 VEGF-D可能僅在3鏈接素缺失或低表達的腫瘤中 對淋巴結轉移起到一定作用。不同學者報道,腫瘤內VEGF-D的表達水平存在明顯差異。Kitadai等51研究顯示VEGF-D mRNA在腫瘤組織中的表達低于正常胃黏膜。George等52證實,RT-PCR方法測得的直腸癌腫瘤中 V
24、EGF-D mRNA水平低于正常組織,而免疫組化染色 結果顯示,腫瘤中VEGF-D蛋白表達呈較高水平,VEGF-D蛋白表達水平與淋巴轉移及低生存率相關。George設,VEGF-D水平在由腺瘤向癌發(fā)展過程中的降低使更多的血管形成因 子VEGF-A和VEGF-C更容易地與其受體結合,以啟動腫瘤生長所需要的新生血管的增生。四、抗腫瘤新生淋巴管治療展望大量研究表明 VEGF-C/VEGF-D 可通過活化 VEGFR-3 ,促進淋巴管生成,從而增加腫 瘤淋巴道轉移的發(fā)生率。因此針對 VEGFR-3信號轉導系統(tǒng)的抗淋巴管生成治療,有望成為 抗淋巴轉移的一個有效途徑。而其中每一個環(huán)節(jié)都可能成為控制腫瘤生長
25、、轉移以及治療腫瘤的理想靶點,抑制該信號通路傳導,達到抗腫瘤淋巴轉移的目的。 如可以VEGF-C、VEGF-D 蛋白水解過程為靶點,抑制其活化53;應用VEGF-D的中和抗體,抑制其過表達的腫瘤細胞的淋巴結轉移54,55;用可溶性VEGFR-3-Ig封閉VEGF-C活性56;利用雌激素拮抗劑阻滯7 / 11VEGF-D生成57;利用siRNA轉基因隱性載體抑制VEGF-C的表達58等等。但最近也有研究表明,自發(fā)RIP-Tag2腫瘤在撤離VEGF抑制劑一周后血供即完全恢復,而再次使用時效果與初次相同。針對VEGF-C/D的抑制劑是否有類似的現象尚無具體報道,有待進一步研究59。此外,生長抑素可能
26、通過對VEGF-C/FLT-4信號通路的阻滯而抑制大腸癌淋巴管生成及轉移60。總之,雖然在腫瘤淋巴管生成與腫瘤淋巴轉移中還有許多問題尚未明確,但隨著研究的不斷深入,抗腫瘤新生淋巴管治療有望成為腫瘤生物治療的新模式,具有良好的臨床應用前景。參考文獻.Michael S. Pepper, Lymphangiogenesis and Tumor Metastasis:Myth or Reality ? Clin cancer res,2004,7(3): 462 468. Joukov V. Pajusola K, Kaipainen A, et a1 .A novel vascular endot
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