血小板衍化生長因子研究進(jìn)展

血小板衍化生長因子研究進(jìn)展

通過尋找血清中的遺傳因子來促進(jìn)血管中皮細(xì)胞的分化物質(zhì)，血小板后牙線蓮最初被提取，然后在所有相鄰中間細(xì)胞的上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞和成纖維細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)。PDGF生物學(xué)特征主要有:①促分裂效應(yīng),PDGF刺激血管平滑肌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、膠質(zhì)細(xì)胞的分裂增生;②趨化活性,對中性粒細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞有趨化性;③參與細(xì)胞凋亡,轉(zhuǎn)化過程的調(diào)控。PDGF受體(platelet-derivedgrowthfactorsreceptor,PDGFR)的異常激活與許多疾病有關(guān),如胚胎發(fā)育、腫瘤、特發(fā)性肺纖維變性、肝硬化、動脈粥樣硬化、小球腎炎等。PDGFR拮抗劑在動物實驗中已很好的證明了這一點?，F(xiàn)就PDGF及其受體與相關(guān)疾病予以綜述。1pdgf抑制劑的作用機制PDGF是血管內(nèi)皮生長因子家族成員之一,分別由A、B、C、D4條多肽鏈通過二硫鍵連接而形成同型或異型二聚體。包括5種形式:PDGF-AA、PDGF-BB、PDGFF-AB、PDGF-CC、PDGF-DD。PDGF-C和PDGF-D2個新基因是最近在進(jìn)行EST數(shù)據(jù)庫比對尋找新的血管內(nèi)皮生長因子同源體的過程中發(fā)現(xiàn)的。A鏈、B鏈、C鏈和D鏈基因分別位于7p22、22q13、4q32和11q22染色體上,其表達(dá)調(diào)控是獨立的。PDGF-A鏈由于轉(zhuǎn)錄和剪切的不同產(chǎn)生含有196和211個氨基酸的產(chǎn)物,PDGF-B鏈產(chǎn)生含有241個氨基酸的產(chǎn)物。PDGF-C和PDGF-D鏈分別產(chǎn)生含有345和370個氨基酸殘基的產(chǎn)物,并含有2個明確的結(jié)構(gòu)域:位于N端的CUB結(jié)構(gòu)域和位于C端的PDGF結(jié)構(gòu)域。PDGF-C和PDGF-D以同型二聚體的形式分泌出來,在激活其受體前需分別水解掉CUB結(jié)構(gòu)域。PDGF特別是PDGF-AA和PDGF-BB有直接的促有絲分裂的作用,PDGF對成纖維細(xì)胞具有強烈的致有絲分裂活性,在10-6～10-3g/L濃度就能有效刺激成纖維細(xì)胞分裂增殖,使處于G0期的細(xì)胞進(jìn)入G1期,而且PDGF還可通過增加靶細(xì)胞PDGFR和其他促細(xì)胞分裂劑的表達(dá)來放大由PDGF介導(dǎo)的最初信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。PDGF對中性粒細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞有趨化性。PDGF可調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)中膠原、纖維連接蛋白、蛋白多糖、透明質(zhì)酸酶、膠原蛋白酶的含量,在結(jié)締組織重塑中扮演著重要的角色。PDGF還有縮血管活性,PDGF收縮大鼠主動脈的作用較經(jīng)典的血管緊張素Ⅱ還要強烈。另外,PDGF在哺乳動物發(fā)育的不同階段也扮演著重要的角色,在早期階段促進(jìn)間充質(zhì)細(xì)胞分化,對腎臟和睪丸、腸、血管、皮膚、肺、中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育至關(guān)重要,這些組織中的間充質(zhì)細(xì)胞發(fā)育依賴PDGF。在血管發(fā)生過程中,新生成的血管外需要血管平滑肌細(xì)胞和外膜細(xì)胞覆蓋,這些細(xì)胞的發(fā)育需要PDGFR激活。另外,PDGF還趨化這些細(xì)胞到新生血管周圍。神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過程中PDGF也有促進(jìn)少突膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)原細(xì)胞發(fā)育的作用,促進(jìn)髓鞘化過程。2PDGFR包括兩種亞型:α-PDGFR和β-PDGFR。這兩種受體的基因分別位于人染色體4q12和5q33上,并且都包含5個結(jié)構(gòu)域:免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域、跨膜區(qū)域、ATP結(jié)合位點、胞內(nèi)親水激酶插入域和胞質(zhì)尾區(qū)。PDGFR可形成3種二聚體:αα、αβ和ββ,PDGF-AA只能激活αα受體,PDGF-AB可激活αα、αβ受體,PDGF-BB可分別激活αα、αβ、ββ受體,PDGF-CC可激活αα、αβ受體,PDGF-DD只能激活ββ受體。PDGF與其受體結(jié)合后使受體二聚化,導(dǎo)致受體酪氨酸蛋白激酶被激活;受體的自身磷酸化,為底物蛋白與之結(jié)合提供了位點。這些底物蛋白均有一個保守的結(jié)構(gòu)片段,即同源片段SH2,SH2是一段大約含有100個氨基酸殘基的保守序列,在介導(dǎo)受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中起重要作用。底物蛋白包括生長因子受體結(jié)合蛋白(Grb2)、磷酯酶C-γ、磷酯酰肌-3醇激酶、Ras鳥苷三磷酸酶激活蛋白等,后者激活細(xì)胞分裂素活化蛋白激酶如細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶、c-jun氨基末端活化蛋白激酶等,這些信號分子進(jìn)入細(xì)胞核刺激早反應(yīng)基因的表達(dá),從而調(diào)節(jié)細(xì)胞周期、細(xì)胞遷移、細(xì)胞分化。3pdgf抑制劑的作用機制PDGF與猿猴肉瘤病毒V-sis基因的產(chǎn)物具有相似性,是最早發(fā)現(xiàn)的原癌基因之一。在表達(dá)有其受體的細(xì)胞中,如果V-sis或PDGF過分表達(dá),PDGFR被過分激活,細(xì)胞轉(zhuǎn)化能力增強,而導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。在髓單核細(xì)胞性白血病中發(fā)現(xiàn)存在染色體t(5;12;q33;p13)相互移位,而使β-PDGFR基因和TEL基因融合,TEL蛋白螺旋-環(huán)-螺旋結(jié)構(gòu)域使β-PDGFR自身激活。Fjallskog等研究顯示,在惡性胰腺腫瘤中,免疫組織化學(xué)顯示86%的原發(fā)性惡性胰腺腫瘤患者的間質(zhì)和腫瘤細(xì)胞中β-PDGFR都是陽性表達(dá),而伴有轉(zhuǎn)移灶的β-PDGFR全部陽性表達(dá),在正常的胰腺組織中β-PDGFR的陽性表達(dá)率卻很低。Wada等研究發(fā)現(xiàn),食管癌切除術(shù)術(shù)后高復(fù)發(fā)率是由于激活的中性粒細(xì)胞大量釋放中性白細(xì)胞彈性蛋白酶的結(jié)果,而后者可誘導(dǎo)食管癌細(xì)胞產(chǎn)生PDGF,從而參與食管癌的生長和演進(jìn)。PDGF在腫瘤血管發(fā)生和腫瘤轉(zhuǎn)移方面也有重要意義,腫瘤細(xì)胞釋放的PDGF誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞的遷移,還刺激這些細(xì)胞的生長,對腫瘤血管發(fā)生起著直接的作用,另外PDGF還能誘導(dǎo)血管內(nèi)皮生長因子轉(zhuǎn)錄和分泌,以間接的方式促進(jìn)腫瘤血管發(fā)生。PDGF的激活可明顯的提高組織間壓力,而高的組織間壓力可影響組織中抗癌藥物的吸收,從而影響藥物療效。4pdgf在細(xì)胞受體表達(dá)方面的作用在健康人動脈中PDGF表達(dá)很低,在動脈粥樣硬化特征性纖維增殖性炎性反應(yīng)時表達(dá)量明顯增加。在動脈粥樣硬化發(fā)生過程中,各種原因所致的內(nèi)皮受損和功能異常導(dǎo)致?lián)p傷的內(nèi)皮細(xì)胞、激活的血小板、移行于內(nèi)皮下的單核巨噬細(xì)胞都能以自分泌和旁分泌形式釋放大量的PDGF,PDGF與相應(yīng)的細(xì)胞受體結(jié)合能促進(jìn)大量單核細(xì)胞黏附、增殖及向內(nèi)膜下遷移,促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞生長和增殖,促進(jìn)平滑肌細(xì)胞遷移,促進(jìn)單核巨噬細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞內(nèi)吞脂質(zhì)形成泡沫細(xì)胞,促進(jìn)平滑肌細(xì)胞膽固醇合成、低密度脂蛋白受體表達(dá)及細(xì)胞外基質(zhì)沉積。糖尿病患者引起心血管疾病的可能性很大,確切機制還不是很清楚,但是在糖尿病小鼠的動脈上PDGF-B和PDGF-β表達(dá)都上調(diào),在應(yīng)用酪氨酸激酶抑制后,可抑制動脈粥樣硬化損傷過程和細(xì)胞炎性細(xì)胞因子表達(dá)。5肺間質(zhì)膠原纖維間質(zhì)及組織中pdgf-bb的表達(dá)PDGF的過分激活與肺的纖維變形有關(guān),已發(fā)現(xiàn)閉塞性細(xì)支氣管炎、組織細(xì)胞增生癥X、煤礦工人的肺塵埃塵著病、肺動脈高壓、石棉病所致的肺的纖維變形與PDGF的過分表達(dá)有關(guān)。在向氣管內(nèi)注射PDGF-B后能引起瞬時間質(zhì)的膠原的沉集和上皮細(xì)胞的增殖,過量表達(dá)的PDGF-BB在各種以肺間質(zhì)膠原纖維堆積為特征的肺纖維變性疾病的發(fā)病機制中有重要作用,增多的PDGF-BB可以促使更多的成纖維細(xì)胞向病變局部集中,并加速其分裂增殖,分泌大量膠原纖維。Li等研究發(fā)現(xiàn),博萊霉素誘導(dǎo)的小鼠肺纖維化模型肺組織中PDGF-BB的表達(dá)明顯高于對照組,給小鼠應(yīng)用酪氨酸激酶抑制劑甲磺酸伊馬替尼可以明顯減輕博萊霉素所致的肺間質(zhì)纖維化病變,并且PDGF-BB表達(dá)和肺的體積較對照組都減少。肝纖維化核心環(huán)節(jié)心是肝星形細(xì)胞活化和增殖,肝受損時激活的肝星形細(xì)胞可合成PDGF,并以自分泌或旁分泌的方式促使肝星形細(xì)胞合成大量細(xì)胞外基質(zhì)。Pinzani等用四氯化碳而引起的肝損傷后,發(fā)現(xiàn)PDGF及其受體的表達(dá)明顯增高,免疫組織化學(xué)顯示PDGF-A鏈、PDGF-B鏈主要位于浸潤的炎性細(xì)胞中,而PDGFR主要位于間質(zhì)細(xì)胞中。在杜普特攣縮、慢性滑液炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、硬皮病、骨髓纖維化病中均可見PDGF及其受體的異常表達(dá)。6pdgf在創(chuàng)傷愈合過程中的作用PDGF在創(chuàng)傷中起著重要的作用,它刺激有絲分裂,趨化成纖維平滑肌細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞,并且還刺激巨噬細(xì)胞產(chǎn)生創(chuàng)傷愈合各階段中所需的重要細(xì)胞生長因子,還可促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)分子的產(chǎn)生。在正常皮膚中,未見α-PDGFR的表達(dá),但在創(chuàng)傷后α-PDGFR開始表達(dá)。創(chuàng)傷后激活的血小板釋放PDGF并趨化中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞,隨即巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等開始分泌PDGF,由此保證PDGF在創(chuàng)傷愈合過程各時段均存在。局部應(yīng)用PDGF可促進(jìn)中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞的有絲分裂和趨化性,加快肉芽組織和上皮形成、血管發(fā)生速度。Steed等對糖尿病伴有褥瘡的患者局部注射PDGF早期的臨床試驗中已證實了它具有促進(jìn)褥瘡愈合的能力。另外,PDGF促進(jìn)間充質(zhì)細(xì)胞等細(xì)胞的遷移及向骨折部位的聚集,促進(jìn)間充質(zhì)細(xì)胞、骨原細(xì)胞、成骨細(xì)胞、成軟骨細(xì)胞的分裂增殖和分化,從而促進(jìn)軟骨和骨的形成,為骨折的修復(fù)創(chuàng)造條件。PDGF在創(chuàng)傷修復(fù)中起著重要作用,但其作用機制有待進(jìn)一步研究。7抗-tyn在腎功能患者中的應(yīng)用研究發(fā)現(xiàn),PDGF參與系膜增生為特征的IgA腎病、膜性增生性腎小球性腎炎、狼瘡性腎炎的病理過程。在正常腎臟中,PDGF及其受體表達(dá)很低,在系膜增生為主的腎小球腎炎時PDGF-B表達(dá)明顯增多。向小鼠體內(nèi)注入抗-Thy1.1,可使腎小球膜溶解,產(chǎn)生與IgA腎病相似的動物模型,PDGF-D和PDGF-BmRNA的水平表達(dá)也明顯增加,PDGF-D的表達(dá)高峰較PDGF-B晚2d出現(xiàn),而在正常的腎小球中PDGF-D、PDGF-BmRNA水平很低。PDGFR激酶阻斷劑AG1256應(yīng)用于此模型后通過阻斷PDGF酪氨酸激酶受體的作用而降低纖連蛋白的表達(dá)、減少巨噬細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的數(shù)量,而減慢腎臟纖維化的進(jìn)程。Boor等用PDGF-D人的單克隆抗體(CR002)給用抗-Thy1.1誘導(dǎo)的腎炎小鼠模型中可明顯減少腎小球中波形蛋白、膠原的表達(dá)和減輕小管間質(zhì)性的損傷。所有的結(jié)果都證明,腎臟間質(zhì)纖維化的過程都可通過阻止PDGF的活動而改變。8pdgf-b陽性細(xì)胞數(shù)的變化當(dāng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生創(chuàng)傷、卒中、炎癥等病變時,腦內(nèi)PDGF表達(dá)水平升高,其升高的意義不完全明白,但至少與梗死灶內(nèi)血管再生和膠質(zhì)細(xì)胞再生有關(guān)。梁曉等在研究大鼠急性脊髓損傷后PDGF-B的表達(dá)研究中發(fā)現(xiàn),急性脊髓損傷后24h,PDGF-B在損傷區(qū)周圍神經(jīng)元的表達(dá)開始增加,并于7d后維持在一定水平,14d后PDGF-B陽性細(xì)胞數(shù)增多,28d達(dá)高峰,主要表達(dá)于壞死區(qū)增生的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞。腦血管痙攣是影響蛛網(wǎng)膜下腔出血愈后的重要因素,蛛網(wǎng)膜下腔出血的臨床研究也發(fā)現(xiàn)癥狀性腦血管痙攣患者的腦脊液中,PDGF濃度明顯高于未并發(fā)腦血管痙攣的患者。Zhang等研究發(fā)現(xiàn),蛛網(wǎng)膜下腔出血后痙攣血管的內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞中PDGF的表達(dá)明顯增強,蛛網(wǎng)膜下腔內(nèi)直接注入PDGF后,可以引起類似于蛛網(wǎng)膜下腔出血后的遲發(fā)、持續(xù)性腦血管損傷。PDGF不僅具有縮血管作用,還可作為增殖、游走因子作用于平滑肌細(xì)胞,引起平滑肌細(xì)胞的表現(xiàn)型變化,使血管壁發(fā)生增殖性改變,導(dǎo)致血管順應(yīng)性降低、管腔狹窄,從而參與從初期到極期的腦血管痙攣的整個病理過程。Renner等研究顯示,在缺血48h在栓塞區(qū)血管里PDGF-B、β-PDGF的mRNA顯著增高,免疫組織化學(xué)顯示β-PDGF主要在血管的外膜細(xì)胞,說明了β-