血管內(nèi)皮生長因子cvegfr-3信號通路與腫瘤淋巴管轉(zhuǎn)移的關(guān)系

血管內(nèi)皮生長因子cvegfr-3信號通路與腫瘤淋巴管轉(zhuǎn)移的關(guān)系

腫瘤轉(zhuǎn)移是腫瘤最重要的生物學(xué)特征之一，也是影響治療效果和預(yù)后的主要因素。雖然早在17世紀淋巴管就已被發(fā)現(xiàn),但人們對其在健康及疾病中的特異性作用仍知曉甚少。隨著淋巴管生長因子(vascularendothelialgrowthfactor-C,VEGF-C)及淋巴管內(nèi)皮特異性標志的發(fā)現(xiàn),淋巴管生成的研究開始進入分子階段,關(guān)于腫瘤淋巴管生成及其與腫瘤淋巴管轉(zhuǎn)移之間的關(guān)系成為一個備受關(guān)注的熱點問題。Tel:86-791-8314495E-mai:xy6023@【通訊作者簡介】李金高,男,江西吉安人,博士,主任醫(yī)師,主要從事腫瘤放療的研究工作。Tel:86-791-83144951vegf-c在血清表達方面的作用淋巴管生長因子C(vascularendothelialgrowthfactor-C,VEGF-C)是VEGF家族的成員,是第一個被發(fā)現(xiàn)的淋巴管生長因子,最初由Joukov等從人類前列腺癌細胞株P(guān)C-3的cDNA文庫中克隆并分離出來。人類VEGF-C基因定位于4q34,有7個外顯子,其開放閱讀框編碼產(chǎn)物為419個氨基酸的蛋白,相對分子質(zhì)量為46.9×103,新合成的VEGF-C蛋白是以非共價二硫鍵形成的同源二聚體形式分泌出來的,經(jīng)一系列的蛋白水解過程形成多種多肽,其中31×103及21×103成熟型最為常見。VEGF-CmRNA在淋巴結(jié)、心臟、胎盤、骨骼肌、卵巢和小腸中均有較弱的表達。血清生長因子包括血小板衍生生長因子(platelet-derivedgrowthfactor,PDGF)、表皮生長因子(epidermalgrowthfactor,EGF)、轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforminggrowthfactor,TGF-β),細胞因子包括胰島素生長因子-1(insulin-likegrowthfactor,IGF-1)、IL-1α、IL-1β、IL-6、TNF-α及促癌物質(zhì)如佛波醇豆蔻酸12,13乙酸鹽(PMA)等均可促進VEGF-CmRNA的表達,類固醇激素則下調(diào)VEGF-CmRNA的表達。VEGF-C的受體為VEGFR-2及VEGFR-3,在同一組織中與VEGFR-3的親和力比VEGFR-2高3倍。VEGF-C與VEGFR-2結(jié)合可促進血管的生成。VEGF-C與VEGFR-3結(jié)合后,通過活化誘導(dǎo)兩個重要的生存和增殖信號分子發(fā)生磷酸化即絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinase,MAPK)和蛋白激酶B(proteinkinaseB,Akt),保護淋巴管內(nèi)皮細胞免于血清來源誘導(dǎo)的凋亡,促進淋巴內(nèi)皮細胞的增殖和遷移,從而發(fā)揮促淋巴管新生的作用而促進腫瘤淋巴管轉(zhuǎn)移。2腫瘤淋巴管及其缺失引起的腫瘤活檢動物模型已證實VEGF-C、VEGF-D/VEGFR-3的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是參與腫瘤淋巴管生成的重要環(huán)節(jié)。Yonemura等將表達VEGF-C和VEGF-D的基因載體轉(zhuǎn)染到不表達VEGF-C和VEGF-D的胃癌細胞系KKLS,形成穩(wěn)定的轉(zhuǎn)染體KKLS/VEGF-C和KKLS/VEGF-D,然后接種到裸鼠胃的漿膜下層及皮下組織,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在腫瘤中心和腫瘤的外周均可以檢測到新形成的淋巴管。在KKLS/VEGF-C和KKLS/VEGF-D的胃癌中,淋巴管的平均數(shù)目顯著高于轉(zhuǎn)染空載體的胃癌。提示VEGF-C和VEGF-D在實驗室胃癌研究中可促進新生淋巴管的形成。Skobe等將綠色熒光蛋白(greenfluorescentprotein,GFP)轉(zhuǎn)入MDA-MB-435乳腺癌細胞,再將VEGF-CcDNA導(dǎo)入MDA-MB-435/GFP細胞,然后原位移植到裸小鼠雙側(cè)乳腺頰脂墊,12周后處死小鼠,采用LYVE-1染色發(fā)現(xiàn)腫瘤內(nèi)淋巴管顯著增生,其內(nèi)常伴有腫瘤細胞,瘤周淋巴管明顯增粗,且有很多淋巴管深入瘤中心,VEGFR-3及VEGFR-3磷酸化水平亦明顯高于對照組,且淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率比對照組高60%,肺部轉(zhuǎn)移灶明顯增多、增大,表明VEGF-C可能通過結(jié)合淋巴管內(nèi)皮細胞上的VEGFR-3促進乳腺淋巴管增生,進而促進局部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠處轉(zhuǎn)移的發(fā)生。Chen等將VEGF-C的SiRNA轉(zhuǎn)染至小鼠乳腺腫瘤細胞中形成C166-SiRNA腫瘤,發(fā)現(xiàn)C166-SiRNA腫瘤與C166-空載體腫瘤比較有更低的淋巴管生成、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及自發(fā)性肺轉(zhuǎn)移,進一步提示VEGF-C能促進腫瘤淋巴管生成及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。但有的學(xué)者對腫瘤內(nèi)部及邊緣的淋巴管進行細致的研究,提出兩種淋巴管在腫瘤淋巴轉(zhuǎn)移中的功能可能存在差異。Wong等采用常位移植前列腺癌小鼠模型,聯(lián)合使用可溶性VEGFR-3-Ig及靶向VEGF-C的SiRNA,發(fā)現(xiàn)小鼠模型中降低腫瘤內(nèi)淋巴管生成達92%,但腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移沒有受明顯影響。進一步研究發(fā)現(xiàn)在常位移植前列腺癌小鼠中,雖然腫瘤內(nèi)淋巴管生成受抑制,但腫瘤-間質(zhì)交界處淋巴管生成沒有改變,提示腫瘤外周增生淋巴管對于腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移更為重要。Padera等對轉(zhuǎn)染VEGF-C的鼠纖維肉瘤細胞系T-241和黑色素瘤細胞系B16-F10裸鼠原位種植模型研究顯示,腫瘤內(nèi)淋巴管密度和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率均顯著高于對照組,但微淋巴管造影顯示形態(tài)學(xué)上腫瘤內(nèi)LYVE陽性的淋巴管呈塌陷狀,而腫瘤周圍的淋巴管增生、擴張,認為腫瘤內(nèi)淋巴管缺乏功能可能是由于淋巴管瓣膜功能障礙、增生腫瘤細胞產(chǎn)生的機械力量使浸潤的腫瘤細胞破壞淋巴管導(dǎo)致僅剩下殘留的上皮,提出瘤周增生的功能性淋巴管足以促進腫瘤淋巴管的轉(zhuǎn)移。但有學(xué)者認為腫瘤內(nèi)淋巴管的形成,無論其有無液體轉(zhuǎn)運功能,均可通過增加腫瘤細胞脫離原發(fā)灶的機會而促進其轉(zhuǎn)移。國內(nèi)外學(xué)者對VEGF-C在大多數(shù)人類實體瘤如乳腺癌、結(jié)直腸癌、胃癌、前列腺癌、肺癌、子宮頸癌和頭頸部腫瘤等中的表達也進行了廣泛的研究。Hachisuka等對78例胃癌術(shù)后標本進行檢測,VEGF-C表達陽性率為27.8%(22/78),與淋巴浸潤及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。用LYVE-1標記淋巴管內(nèi)皮檢測淋巴管密度,發(fā)現(xiàn)VEGF-C的表達與淋巴管密度明顯相關(guān)。提示VEGF-C在胃癌淋巴管生成和腫瘤淋巴管轉(zhuǎn)移中起關(guān)鍵的作用。但Watanabe等對87例乳腺癌患者進行研究,隨訪長達10年,發(fā)現(xiàn)VEGF-C與腫瘤的大小、組織類型、腋窩淋巴結(jié)狀態(tài)、淋巴管或靜脈浸潤、雌孕激素受體狀態(tài)、無瘤生存率及總生存率無關(guān)。3vegf-c與vegfr-2的協(xié)同作用VEGF是重要的血管內(nèi)皮生長因子,能促進腫瘤周圍及內(nèi)部形成新生的血管并促進腫瘤血道轉(zhuǎn)移。在腫瘤組織中我們可以看到淋巴管新生和血管新生常常是相伴隨的,兩者之間存在很大的相關(guān)性。研究發(fā)現(xiàn),VEGF家族成員及其受體在淋巴管和血管生成時有復(fù)雜的協(xié)同作用,但VEGF-C/VEGFR-3是否對血管的生成也有作用呢?Kubo等發(fā)現(xiàn)VEGFR-3雖不表達于成熟血管,但在移植腫瘤組織中的血管內(nèi)皮細胞上可表達,因此認為VEGFR-3是與腫瘤誘導(dǎo)的血管新生有關(guān)的另一個酪氨酸激酶受體。使用VEGFR-3的單克隆抗體能抑制腫瘤血管的新生,且最突出的組織學(xué)特點是微出血,掃描顯微鏡法證實毛細血管后小靜脈內(nèi)皮的破裂是微出血的主要原因并隨后導(dǎo)致臨近血管的塌陷,故認為VEGFR-3與維持新生血管內(nèi)皮的完整性有關(guān)。Hamada等研發(fā)現(xiàn)VEGFR-3缺陷胚胎顯示異常的血管發(fā)生和嚴重的貧血,認為VEGF-A/VEGFR-2雖是血管內(nèi)皮增殖的主要信號通路,但VEGF-C/VEGFR-2可協(xié)同VEGF-A的作用,且VEGF-C/VEGFR-3也是血管發(fā)生及血細胞增殖所必須的,并可提高VEGF-A的活性。推測當VEGFR-3缺陷時,過量的VEGF-C與VEGFR-2作用導(dǎo)致異常的血管發(fā)生和血細胞生成的抑制。Partanen等研究發(fā)現(xiàn)具有連續(xù)內(nèi)皮的毛細血管的VEGFR-3的表達是陰性的,而通過血管壁進行大分子物質(zhì)交換的具有不連續(xù)內(nèi)皮的毛細血管的VEGFR-3的表達是陽性的,提示VEGFR-3在提高不連續(xù)內(nèi)皮毛細血管通透性方面起重要的作用。而Valtola等研究也發(fā)現(xiàn)VEGFR-3在正常乳腺組織、乳腺纖維腺瘤組織的毛細血管內(nèi)皮中有弱表達。乳腺導(dǎo)管內(nèi)癌中VEGFR-3染色陽性的脈管形成弓狀物圍繞在導(dǎo)管周圍,而在這些脈管中大多數(shù)脈管呈血管內(nèi)皮抗原PAL-E及基底膜標記物L(fēng)aminin及CollⅩⅧ染色陽性,但SMA染色呈弱陽性,提示這些脈管是外膜細胞或平滑肌細胞不完全覆蓋的血管。但也有VEGFR-3染色陽性的脈管,其基底膜標志Laminin、CollⅩⅢ染色呈極弱陽性且SMA染色陰性,這些脈管視為淋巴管。在浸潤性導(dǎo)管癌中也有類似的發(fā)現(xiàn),瘤內(nèi)的大多數(shù)VEGFR-3陽性脈管呈PAL-E染色陽性。此研究提示乳腺癌中與腫瘤生長相關(guān)的血管生成期間VEGFR-3的表達是升高的,故推測除了VEGF,腫瘤細胞分泌的VEGF-C起著針對血管的血管生成因子的作用,而且癌細胞及內(nèi)皮細胞之間的旁分泌信號網(wǎng)絡(luò)與調(diào)節(jié)血管及淋巴管的滲透性及轉(zhuǎn)移方式有關(guān)。Saaristo等采用免疫組織化學(xué)法檢測30例鼻腔及鼻咽腫瘤中VEGF-C及其受體VEGFR-3的表達,其中包括鼻腔鱗狀細胞癌9例,鼻咽鱗狀細胞癌11例,鼻腔腺癌5例,鼻腔移行細胞癌1例及鼻腔血管纖維瘤4例。發(fā)現(xiàn)在所有研究的標本中,腫瘤細胞的胞質(zhì)中均有不同程度的VEGF-C的染色,腫瘤周圍VEGFR-3染色陽性脈管呈弓狀,但對所有的冰凍切片進一步行VEGFR-1、VEGFR-2及PAL-E染色,提示癌巢周圍VEGFR-3陽性脈管主要是血管(VEGFR-1、VEGFR-2及PAL-E染色陽性),且其SMA染色呈弱陽性,提示這些血管被外膜細胞或平滑肌細胞不完整覆蓋。認為除了VEGF外,腫瘤細胞分泌的VEGF-C可能也行使著血管生成因子的作用。且VEGF-C可能也調(diào)節(jié)淋巴管的功能如腫瘤周圍的淋巴管的滲透性,從而有利于鼻咽鱗癌的早期轉(zhuǎn)移。4vegfr-3抑制劑在術(shù)后細胞中的作用大量的研究表明,VEGF-C/VEGFR-3信號傳導(dǎo)通路是刺激淋巴管生成,從而增加腫瘤淋巴管轉(zhuǎn)移的重要途徑。因此,阻斷此通路可能成為抑制淋巴管轉(zhuǎn)移的有效方法。目前,抗淋巴管生成的治療已在動物模型中成功展開。主要包括:1)功能阻斷抗體。VEGF-C、VEGF-D及VEGFR-3的特異性抗體,使VEGFR-3不能被激活,從而抑制淋巴管的生成。Pytowski等檢測在鼠尾皮膚淋巴管再生模型中給予新的鼠單克隆抗VEGFR-C的抗體Mf4-31C1對淋巴管及血管生成的影響,發(fā)現(xiàn)在術(shù)后60d正常小鼠再生出完全功能性淋巴管,而種植了VEGF-C過表達的人乳腺癌細胞的裸鼠僅在術(shù)后25d就產(chǎn)生淋巴管再生并導(dǎo)致超常增生的淋巴管。在再生期間接受Mf4-31C1的小鼠不出現(xiàn)淋巴管再生,且血管生成及以前存在的淋巴管不受影響。說明特異性阻斷VEGFR-3既能阻止生理學(xué)上正常淋巴管的生成和腫瘤VEGF-C誘導(dǎo)的淋巴管的生成,但對血管生成及已存在的淋巴管無影響,因此靶向VEGFR-C的特異性抗體只能阻止額外的新生淋巴管的生成。2)可溶性VEGFR-3-Ig。運用分子生物學(xué)方法將VEGFR-3胞外區(qū)Ig1-3結(jié)構(gòu)域基因與IgGFc基因連接,轉(zhuǎn)入合適的載體,然后轉(zhuǎn)染腫瘤細胞使其表達VEGFR-3-Ig,VEGFR-3-Ig雖然可與VEGF-C、VEGF-D結(jié)合,但無法進行下游信號的傳導(dǎo),從而達到抑制淋巴管生成的作用。Lin等建立易形成淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的黑色素瘤及前列腺癌的SCID鼠模型,轉(zhuǎn)染重組腺病毒介導(dǎo)的可溶性VEGFR-3-Ig基因,發(fā)現(xiàn)能有力地阻止腫瘤相關(guān)淋巴管的生成和腫瘤淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移。3)PCs抑制劑:前體蛋白轉(zhuǎn)化酶(precursorproteinconvertase,PC)參與多種前體蛋白轉(zhuǎn)化為成熟蛋白的過程,同樣VEGF-C、VEGF-D成熟過程也需要PC的作用,PCs抑制劑通過阻止VEGF-C、VEGF-D成熟體的形成而達到抑制腫瘤淋巴管生成的作用。4)小分子肽抑制劑。VEGFR-3具有酪氨酸激酶活性,因此酪氨酸激酶