VEGF研究进展
1上海市北医院肝胆外科 上海市 200435
2第四军医大学621楼12室 陕西省西安市 710033
项目负责人 马晓明上海市北医院肝胆外科 上海市 200435
收稿日期 1999-04-28 接收日期 1999-06-18
Subject headings vascular endothelial growth factor; neoplasms/pathology; vasculogenesis
主题词 血管内皮生长因子；肿瘤/病理学；血管生成
, 百拇医药
VEGF(VPF)是一个具有高度保守性，由两个相同亚基(Mr 23000)以二硫键交联结合成的二聚体糖蛋白. VEGF有四种不同变异体，在人类细胞中其氨基酸残基数为121，165，189及206[1]. 这四种变异是由于mRNA剪接差异所至. 其中121，165个氨基酸残基者易至靶细胞，而余者多在细胞外基质中[2]. 其基因定位于第六对染色体长臂[3，4]，包括交替剪接的8个外显子和7个内含子，这几型VEGF生物活性相近，但单体无生物活性. VEGF 189及VEGF 206与肝素结合力强而VEGF 121于肝素结合力弱，VEGF 165则介乎其间，这也是为什么VEGF 189及VEGF 206主要分布于细胞外基质中的缘故.
1 VEGF受体
, 百拇医药
VEGF主要作用于血管内皮细胞. 血管内皮细胞特异性受体有两种：高亲和力受体和低亲和力受体，它们仅存在于血管内皮细胞中. 分别为：胎-肝激酶-1/含激酶插入区受体(flk-1/KDR)及fms样酪氨酸激酶(flt-1)共属于酪氨酸激酶受体[5]. flk-1或flt-1与VEGF结合后均有明显的VEGF依赖性Ca2+外流，但其激活后效用有所不同：flk-1激活后可引起内皮细胞的分裂，迁移；而flt-1激活后无明显促有丝分裂作用，该受体作用可能与调节内皮细胞间作用及内皮细胞与基底膜作用相关[6-8]，从而，这两类受体在血管发育及血管通透性调节中可能起协同作用[9].
2 VEGF在肿瘤中的表达及抗血管生成治疗
, http://www.100md.com
VEGF表达的广泛见于肿瘤及非肿瘤的病理过程中，其表达与作用与转化生长因子B(TGF-B),血小板源性生长因子(PDGF)，NO及一些重金属离子有关，还受缺血和缺氧环境的调节[10，12]. 目前对于VEGF在肿瘤中的作用及表达的研究主要通过异种移植瘤或体外细胞培养实现的. 在肾癌，乳腺癌，黑素瘤，肝癌，胃癌，膀胱癌，子宫内膜癌及胚胎组织性肿瘤中多有报道. 瘤体组织VEGF表达水平与其微血管密度及恶性程度成正相关，并明显高于非肿瘤组织[13，15]。这表明VEGF可能通过促进血管生成等方式促进肿瘤生成，尤其在高度血管化肿瘤中[17，18].
Suzuki et al[14]通过反转录PCR法分析23例肝细胞癌手术标本，在肝细胞癌中VEGFmRNA在肿瘤细胞中高度表达，而在非肿瘤细胞中表达要低得多. 他们也发现VEGF表达在毗邻坏死区域也有表达(可能是由缺氧导致的). 从而揭示了VEGF作为一个调节因子与肝细胞癌的发展密切相关. 由上述可见VEGF系统在实体瘤发展中有重要作用. 其表达水平反映了癌细胞对内皮细胞的刺激，增殖和迁移.
, 百拇医药
Mise et al[15]利用Northern印迹法对20例肝细胞癌和9例肝转移癌手术标本检验VEGF的转录表达，利用免疫组化定位表达VEGF的肝细胞癌细胞. 在12例肝细胞癌和2例转移癌中检测出VEGFmRNA比相邻非肿瘤组织有更高水平的表达. 并且VEGFmRNA表达水平与肿瘤微血管密度密切相关.
Chow et al[16]通过免疫组化的方法对6例正常人类肝组织及36例肝细胞癌细胞的多肽研究发现，VEGF的免疫活性可在正常及非肿瘤肝组织中的门静脉系中测出而在肝细胞及肝胆管中却无法测得. 研究结果提示，VEGF的表达可能是肝细胞癌细胞向高度增殖方向发展的特征之一. 而存在于正常肝细胞及肝细胞癌细胞外基质中的VEGF的意义尚未查明.
明确了VEGF在肿瘤发展中的作用，如能找到有效阻抑VEGF的促血管生成作用的物质，那么就可能使控制肿瘤发展甚至消灭肿瘤成为可能. 目前应用VEGF单克隆抗体处理人平滑肌肉瘤，横纹肌肉瘤及神经胶质细胞瘤细胞系的裸鼠移植瘤，可抑制瘤内血管生成，抗体对体外肿瘤无效[19，20]. Chin-K et al[11]，通过对肝细胞癌细胞及神经胶质细胞瘤细胞的研究发现：一些鸟苷酸环化酶抑制剂，如美蓝，LY-83583；蛋白合成抑制剂，放线菌酮可以阻抑由NO诱导的VEGF的表达.
, 百拇医药
3 小结
随着肿瘤血管生成及有关血管生长因子的作用机制的研究的进一步深入，可能通过抗体或基因水平干预VEGF及其受体的作用，可以促进血管生成或抑制血管生成，从而达到抑制肿瘤血管生成，抑制肿瘤生长，或促进缺血组织血管形成治疗缺血性疾病的目的.
4 参考文献
1 Tischer E, Mitchell R, Hartman T, Silva M, Gospodarowicz D, Fiddes JC, Abraham JA. The human gene for vascular endothelial
growth factor, Multiple protein forms are encode through alternative exon splicing. J Biol Chem, 1991;266:11947-11954
, http://www.100md.com
2 Kamat BR, Brown LF, Manseau EJ, Senger DR, Dvorak HF. Expression of vascular permeability factor/vascular endothelial growth
factor by human granulosa and theca lutein cells. Role in corpus luleum development. Am J Pathol, 1995;Jan;146:157-165
3 Vincenti V, Cassano C, Rocchi M, Persico G.Assignment of the vascularend othelialgrowth factor gene to human chromosome
6p21.3. Circulation, 1996;Apr 15;93:1493-1495
, http://www.100md.com
4 Wei MH, Popescu NC, Lerman MI, Merrill MJ, Zimonjic DB. Localization of the human vascular endothelial growth factor gene, VEGF,at chromosome 6p12. Hum Genet, 1996;Jun;97:794-797
5 Fan TP. Angiosuppressive therapy for cancer, Trends Pharmacol Sci, 1994;Feb;15:33-36
6 Fong GH, Rossant J, Gertsenstein M, Breitman ML. Role of the flt-1 receptor tyrosine kinase in regulating the assembly of
, http://www.100md.com vascular endothelium. Nature, 1995;Jul 6;376:66-70
7 Kaipainen A, Korhonen J, Pajusola K, Aprelikova O, Persico MG, Terman BI, Alitalo K. The related FLT4, FLT1, and KDR
receptor tyrosine kinases show distinct expression patterns in human fetal endothelial cells. J Exp Med, 1993;Dec1;178:2077-2088
8 Peters KG, De Vries C, Williams LT. Vascular endothelial growth factor receptor expression during embryogenesis and tissue
, 百拇医药
repair suggests a role in endothelial differentiation and blood vessel growth. Proc Natl Acad Sci USA, 1993;Oct1;90:8915-8919
9 Millauer B, Wizigmann-Voos S, Schnurch H, Martinez R, Moller NP, Risau W, Ullrich A. High affinity VEGF banding and
developmental expression suggest flk-las a major regulator of vasculogenesis and angiogenesis. Cell, 1993;Mar26;72:835-846
10 Gleadle JM, Ebert BL, Firth JD, Ratcliffe PJ. Regulationof angiogenic growth factor expression by hypoxia transition metals,and chelating agents. Am J Physiol, 1995;Jun;268(6 Pt 1);C1362-1368
, http://www.100md.com
11 Chin K, Kurashima Y, Ogura T, Tajiri H, Yoshida S, Esumi H, Induction of vascular endothelial growth factor by nitric oxide in
human glioblastoma and hepatocellular carcinoma cells. Oncogene, 1997;Jul 24;15:437-442
12 Kourembanas S, McQuillan LP, Leung GK, Faller DV. Nitric oxide regulated the expression of vasoconstrictors and growth factor
by vascular endothelium under both normoxia and hypoxia. J Clin Invest, 1993;Jul;92:99-104
, 百拇医药
13 El Assal ON, Yamanoi A, Soda Y, Yamaguchi M, Igarashi M, Yamamoto A, Nabika T, Nagasue N. Clinical significance of
microvessle density and vascular endothelial growth factor expretion in hepatocellular carcinoma and surrounding liver:
possible involvment of vascular endothelial growth factor in the angiogenesis of cirrhotic liver. Hepatology, 1998;Jun;27:1554-1562
14 Suzuki K, Hayashi N, Miyamoto Y, Yamamoto M, Ohkawa K, Ito Y, Sasaki Y, Yamaguchi Y, Nakase H, Noda K, Enomoto N,Arai K, Yamada Y, Yoshihara H, Tujimura T, Kawano K, Yoshikawa K, Kamada T. Expression of vascular permeability
, 百拇医药
factor/vascular endothelial growth factor in human hepatocellular carcinoma. Cancer Res, 1996;Jun1;56:3004-3009
15 Mise M, Arii S, Higashituji H, Furutani M, Niwano M, Harada T, Ishigami S, Toda Y, Nakayama H, Fukumoto M, Fujita J,Imamura M. Clinical significance of vascular endothelial growth factor gene expression in liver tumor. Hepatology,1996;Mar;23:455-464
16 Chow NH, Hsu PI, Lin XZ, Yang HB, Chan SH, Cheng KS, Huang SM, Su IJ. Expression of vascular endothelial growth factor in
, http://www.100md.com
normal liver and hepatocellular carcinoma: an immunohistochemical study. Hum Pathol, 1997;jun;28:698-703
17 Hatva E, Bohling T, Jaaskelainen J, Persico MG, Haltia M, Alitalo K. Vascular growth factors and receptors in
capillary hemangioblastomas and hemangiopericytomas. Am J Pathol, 1996;Mar;148:763-775
18 Cornali E, Zietz C, Benelli R, Weninger W, Masiello L, Breier G, Tschachler E, Albini A, Sturzl M. Vascular growth factor
, 百拇医药
regulate angiogenesis and vascular permeability in Kaposi's sarcoma. Am J Pathol, 1996;Dec;149:1851-1869
19 Shweiki D, Itin A, Neufeld G, Gitay-Goren H, Keshet E. Patterns of expression of vascular endothelial growth factor (VEGF) and
VEGF receptors in mice suggest a role in hormonally regulated angiogenesis. J Clin Invest, 1993;May;91:2235-2243
20 Shweiki D, Itin A, Soffer D，Keshet E. Vascular endothelial growth factor induced by hypoxia may mediate
hypoxia-initiated angiogenesis. Nature, 1992;Oct 29;359:843-845, 百拇医药(马晓明1 汪永录1 潘伯荣2)
2第四军医大学621楼12室 陕西省西安市 710033
项目负责人 马晓明上海市北医院肝胆外科 上海市 200435
收稿日期 1999-04-28 接收日期 1999-06-18
Subject headings vascular endothelial growth factor; neoplasms/pathology; vasculogenesis
主题词 血管内皮生长因子；肿瘤/病理学；血管生成
, 百拇医药
VEGF(VPF)是一个具有高度保守性，由两个相同亚基(Mr 23000)以二硫键交联结合成的二聚体糖蛋白. VEGF有四种不同变异体，在人类细胞中其氨基酸残基数为121，165，189及206[1]. 这四种变异是由于mRNA剪接差异所至. 其中121，165个氨基酸残基者易至靶细胞，而余者多在细胞外基质中[2]. 其基因定位于第六对染色体长臂[3，4]，包括交替剪接的8个外显子和7个内含子，这几型VEGF生物活性相近，但单体无生物活性. VEGF 189及VEGF 206与肝素结合力强而VEGF 121于肝素结合力弱，VEGF 165则介乎其间，这也是为什么VEGF 189及VEGF 206主要分布于细胞外基质中的缘故.
1 VEGF受体
, 百拇医药
VEGF主要作用于血管内皮细胞. 血管内皮细胞特异性受体有两种：高亲和力受体和低亲和力受体，它们仅存在于血管内皮细胞中. 分别为：胎-肝激酶-1/含激酶插入区受体(flk-1/KDR)及fms样酪氨酸激酶(flt-1)共属于酪氨酸激酶受体[5]. flk-1或flt-1与VEGF结合后均有明显的VEGF依赖性Ca2+外流，但其激活后效用有所不同：flk-1激活后可引起内皮细胞的分裂，迁移；而flt-1激活后无明显促有丝分裂作用，该受体作用可能与调节内皮细胞间作用及内皮细胞与基底膜作用相关[6-8]，从而，这两类受体在血管发育及血管通透性调节中可能起协同作用[9].
2 VEGF在肿瘤中的表达及抗血管生成治疗
, http://www.100md.com
VEGF表达的广泛见于肿瘤及非肿瘤的病理过程中，其表达与作用与转化生长因子B(TGF-B),血小板源性生长因子(PDGF)，NO及一些重金属离子有关，还受缺血和缺氧环境的调节[10，12]. 目前对于VEGF在肿瘤中的作用及表达的研究主要通过异种移植瘤或体外细胞培养实现的. 在肾癌，乳腺癌，黑素瘤，肝癌，胃癌，膀胱癌，子宫内膜癌及胚胎组织性肿瘤中多有报道. 瘤体组织VEGF表达水平与其微血管密度及恶性程度成正相关，并明显高于非肿瘤组织[13，15]。这表明VEGF可能通过促进血管生成等方式促进肿瘤生成，尤其在高度血管化肿瘤中[17，18].
Suzuki et al[14]通过反转录PCR法分析23例肝细胞癌手术标本，在肝细胞癌中VEGFmRNA在肿瘤细胞中高度表达，而在非肿瘤细胞中表达要低得多. 他们也发现VEGF表达在毗邻坏死区域也有表达(可能是由缺氧导致的). 从而揭示了VEGF作为一个调节因子与肝细胞癌的发展密切相关. 由上述可见VEGF系统在实体瘤发展中有重要作用. 其表达水平反映了癌细胞对内皮细胞的刺激，增殖和迁移.
, 百拇医药
Mise et al[15]利用Northern印迹法对20例肝细胞癌和9例肝转移癌手术标本检验VEGF的转录表达，利用免疫组化定位表达VEGF的肝细胞癌细胞. 在12例肝细胞癌和2例转移癌中检测出VEGFmRNA比相邻非肿瘤组织有更高水平的表达. 并且VEGFmRNA表达水平与肿瘤微血管密度密切相关.
Chow et al[16]通过免疫组化的方法对6例正常人类肝组织及36例肝细胞癌细胞的多肽研究发现，VEGF的免疫活性可在正常及非肿瘤肝组织中的门静脉系中测出而在肝细胞及肝胆管中却无法测得. 研究结果提示，VEGF的表达可能是肝细胞癌细胞向高度增殖方向发展的特征之一. 而存在于正常肝细胞及肝细胞癌细胞外基质中的VEGF的意义尚未查明.
明确了VEGF在肿瘤发展中的作用，如能找到有效阻抑VEGF的促血管生成作用的物质，那么就可能使控制肿瘤发展甚至消灭肿瘤成为可能. 目前应用VEGF单克隆抗体处理人平滑肌肉瘤，横纹肌肉瘤及神经胶质细胞瘤细胞系的裸鼠移植瘤，可抑制瘤内血管生成，抗体对体外肿瘤无效[19，20]. Chin-K et al[11]，通过对肝细胞癌细胞及神经胶质细胞瘤细胞的研究发现：一些鸟苷酸环化酶抑制剂，如美蓝，LY-83583；蛋白合成抑制剂，放线菌酮可以阻抑由NO诱导的VEGF的表达.
, 百拇医药
3 小结
随着肿瘤血管生成及有关血管生长因子的作用机制的研究的进一步深入，可能通过抗体或基因水平干预VEGF及其受体的作用，可以促进血管生成或抑制血管生成，从而达到抑制肿瘤血管生成，抑制肿瘤生长，或促进缺血组织血管形成治疗缺血性疾病的目的.
4 参考文献
1 Tischer E, Mitchell R, Hartman T, Silva M, Gospodarowicz D, Fiddes JC, Abraham JA. The human gene for vascular endothelial
growth factor, Multiple protein forms are encode through alternative exon splicing. J Biol Chem, 1991;266:11947-11954
, http://www.100md.com
2 Kamat BR, Brown LF, Manseau EJ, Senger DR, Dvorak HF. Expression of vascular permeability factor/vascular endothelial growth
factor by human granulosa and theca lutein cells. Role in corpus luleum development. Am J Pathol, 1995;Jan;146:157-165
3 Vincenti V, Cassano C, Rocchi M, Persico G.Assignment of the vascularend othelialgrowth factor gene to human chromosome
6p21.3. Circulation, 1996;Apr 15;93:1493-1495
, http://www.100md.com
4 Wei MH, Popescu NC, Lerman MI, Merrill MJ, Zimonjic DB. Localization of the human vascular endothelial growth factor gene, VEGF,at chromosome 6p12. Hum Genet, 1996;Jun;97:794-797
5 Fan TP. Angiosuppressive therapy for cancer, Trends Pharmacol Sci, 1994;Feb;15:33-36
6 Fong GH, Rossant J, Gertsenstein M, Breitman ML. Role of the flt-1 receptor tyrosine kinase in regulating the assembly of
, http://www.100md.com vascular endothelium. Nature, 1995;Jul 6;376:66-70
7 Kaipainen A, Korhonen J, Pajusola K, Aprelikova O, Persico MG, Terman BI, Alitalo K. The related FLT4, FLT1, and KDR
receptor tyrosine kinases show distinct expression patterns in human fetal endothelial cells. J Exp Med, 1993;Dec1;178:2077-2088
8 Peters KG, De Vries C, Williams LT. Vascular endothelial growth factor receptor expression during embryogenesis and tissue
, 百拇医药
repair suggests a role in endothelial differentiation and blood vessel growth. Proc Natl Acad Sci USA, 1993;Oct1;90:8915-8919
9 Millauer B, Wizigmann-Voos S, Schnurch H, Martinez R, Moller NP, Risau W, Ullrich A. High affinity VEGF banding and
developmental expression suggest flk-las a major regulator of vasculogenesis and angiogenesis. Cell, 1993;Mar26;72:835-846
10 Gleadle JM, Ebert BL, Firth JD, Ratcliffe PJ. Regulationof angiogenic growth factor expression by hypoxia transition metals,and chelating agents. Am J Physiol, 1995;Jun;268(6 Pt 1);C1362-1368
, http://www.100md.com
11 Chin K, Kurashima Y, Ogura T, Tajiri H, Yoshida S, Esumi H, Induction of vascular endothelial growth factor by nitric oxide in
human glioblastoma and hepatocellular carcinoma cells. Oncogene, 1997;Jul 24;15:437-442
12 Kourembanas S, McQuillan LP, Leung GK, Faller DV. Nitric oxide regulated the expression of vasoconstrictors and growth factor
by vascular endothelium under both normoxia and hypoxia. J Clin Invest, 1993;Jul;92:99-104
, 百拇医药
13 El Assal ON, Yamanoi A, Soda Y, Yamaguchi M, Igarashi M, Yamamoto A, Nabika T, Nagasue N. Clinical significance of
microvessle density and vascular endothelial growth factor expretion in hepatocellular carcinoma and surrounding liver:
possible involvment of vascular endothelial growth factor in the angiogenesis of cirrhotic liver. Hepatology, 1998;Jun;27:1554-1562
14 Suzuki K, Hayashi N, Miyamoto Y, Yamamoto M, Ohkawa K, Ito Y, Sasaki Y, Yamaguchi Y, Nakase H, Noda K, Enomoto N,Arai K, Yamada Y, Yoshihara H, Tujimura T, Kawano K, Yoshikawa K, Kamada T. Expression of vascular permeability
, 百拇医药
factor/vascular endothelial growth factor in human hepatocellular carcinoma. Cancer Res, 1996;Jun1;56:3004-3009
15 Mise M, Arii S, Higashituji H, Furutani M, Niwano M, Harada T, Ishigami S, Toda Y, Nakayama H, Fukumoto M, Fujita J,Imamura M. Clinical significance of vascular endothelial growth factor gene expression in liver tumor. Hepatology,1996;Mar;23:455-464
16 Chow NH, Hsu PI, Lin XZ, Yang HB, Chan SH, Cheng KS, Huang SM, Su IJ. Expression of vascular endothelial growth factor in
, http://www.100md.com
normal liver and hepatocellular carcinoma: an immunohistochemical study. Hum Pathol, 1997;jun;28:698-703
17 Hatva E, Bohling T, Jaaskelainen J, Persico MG, Haltia M, Alitalo K. Vascular growth factors and receptors in
capillary hemangioblastomas and hemangiopericytomas. Am J Pathol, 1996;Mar;148:763-775
18 Cornali E, Zietz C, Benelli R, Weninger W, Masiello L, Breier G, Tschachler E, Albini A, Sturzl M. Vascular growth factor
, 百拇医药
regulate angiogenesis and vascular permeability in Kaposi's sarcoma. Am J Pathol, 1996;Dec;149:1851-1869
19 Shweiki D, Itin A, Neufeld G, Gitay-Goren H, Keshet E. Patterns of expression of vascular endothelial growth factor (VEGF) and
VEGF receptors in mice suggest a role in hormonally regulated angiogenesis. J Clin Invest, 1993;May;91:2235-2243
20 Shweiki D, Itin A, Soffer D，Keshet E. Vascular endothelial growth factor induced by hypoxia may mediate
hypoxia-initiated angiogenesis. Nature, 1992;Oct 29;359:843-845, 百拇医药(马晓明1 汪永录1 潘伯荣2)