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【關(guān)鍵詞】血管生成素；腫瘤；血管生成；血管新生

[關(guān)鍵詞]血管生成素；腫瘤；血管生成；血管新生

早在1971年，美國學(xué)者Folkman[1]就曾提出腫瘤的生長與轉(zhuǎn)移依賴于血管的生成，在隨后的幾十年中越來越多的研究證實(shí)了這一點(diǎn)。血管生成素（angiopoietin，Ang）是第一個(gè)被確定的來源于人腫瘤組織具有促血管生成作用的細(xì)胞因子[2]。目前已知該家族包括Ang1，2，3，4四個(gè)成員，其中Ang1、2與血管生成關(guān)系最為密切，并且有關(guān)該家族成員在腫瘤血管生成中的研究正日益增多?，F(xiàn)就Ang1和Ang2在腫瘤血管生成中的作用作一綜述。

1Ang1和Ang2的結(jié)構(gòu)與生物學(xué)功能

1.1Ang1和Ang2的結(jié)構(gòu)Ang1基因在1996年由Davis等[3]首次克隆出來。人Ang1基因定位于第8號染色體長臂上（8q22.3～q23），其基因開放的閱讀框?yàn)?497bp，編碼498個(gè)氨基酸。Ang1是一種糖蛋白，相對分子質(zhì)量約75000。Ang2基因由Maisonpierre等[4]在1997年從人和小鼠的cDNA文庫內(nèi)首先克隆出來。人Ang2基因定位于第8號染色體短臂上（8q23.1），其基因開放的閱讀框?yàn)?491bp，編碼496個(gè)氨基酸。Ang1，Ang2的蛋白結(jié)構(gòu)基本相同，均有信號肽、N端卷曲螺旋結(jié)構(gòu)域（coiledcoildomain，CC）和C端類纖維蛋白原結(jié)構(gòu)域（fibrinogenlikedomain，F(xiàn)L）。其主要的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有：（1）Ang1、Ang2的N端信號肽分別由10和20個(gè)疏水氨基酸組成，與血管生成素分泌到細(xì)胞外有關(guān)。（2）卷曲螺旋結(jié)構(gòu)域分別由180和200個(gè)左右氨基酸構(gòu)成，該斷氨基酸序列折疊彎曲，形成卷曲螺旋四級結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)可能與血管生成素和其他蛋白形成多聚體有關(guān)。（3）類纖維蛋白原結(jié)構(gòu)域具有高度保守性，與血管生成素的生物學(xué)功能密切相關(guān)。改變該區(qū)域的氨基酸序列，血管生成素的功能也發(fā)生相應(yīng)的改變；敲除血管生成素其他區(qū)域的氨基酸序列，保留該結(jié)構(gòu)則其功能沒有明顯改變[34]。CC和FL結(jié)構(gòu)域之間的連接肽是Ang1與細(xì)胞外基質(zhì)（extracellularmatrix,ECM）連接的結(jié)構(gòu)域[5]。Ang2和Ang1的主要區(qū)別在于CC與FL的交界處前者比后者少1個(gè)半胱氨酸，導(dǎo)致了其生物學(xué)功能的截然不同。

1.2Ang1和Ang2的生物學(xué)功能Ang1和Ang2是Tie2（tyrosinekinasewithimmunoglobulinandepidermalgrowthfactorhomologydomain2）的天然配體。Ang1主要由血管旁支持細(xì)胞包括周細(xì)胞（pericyte）、血管平滑肌細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞等合成，通過旁分泌作用，與附近內(nèi)皮細(xì)胞膜上的Tie2受體特異性結(jié)合，引起其受體磷酸化和隨后的信號傳遞。迄今對調(diào)控其表達(dá)的因素知之甚少。Ang1的主要生物學(xué)功能有：(1)抑制內(nèi)皮細(xì)胞凋亡、促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞生存，減少血管的萎縮和退化。與血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）不同，Ang1不是細(xì)胞有絲分裂原，不能促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖和內(nèi)皮細(xì)胞相互聚合形成血管，而是通過激活絲氨酸蘇氨酸蛋白酶AKT，穩(wěn)定細(xì)胞活力，抑制凋亡。(2)促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞出芽，遷移，趨化。(3)穩(wěn)定血管，防止?jié)B漏[3,6]。Ang2主要由血管內(nèi)皮細(xì)胞合成，通過自分泌作用，與自身細(xì)胞膜上的Tie2受體特異性結(jié)合，但不引起受體磷酸化和隨后的信號傳遞。因此Ang2的主要功能是競爭性抑制Ang1形成不穩(wěn)定的血管。缺氧、VEGF、堿性成纖維細(xì)胞生長因子（bFGF）等因素可促進(jìn)Ang2表達(dá)增高[7]。

2Ang1和Ang2與腫瘤的血管生成

Ang在腫瘤血管生成中發(fā)揮了重要作用，在很多多血管性的實(shí)體腫瘤中得到了證實(shí)，如在人胃癌、肝癌、乳腺癌和膠質(zhì)細(xì)胞瘤等均可見到有Ang1和Ang2及其受體Tie2表達(dá)增加，特別是在腫瘤邊緣的血管新生區(qū)。由此可見，Ang1、Ang2參與腫瘤的血管生成，但目前其具體的機(jī)制尚不完全清楚。Ang2與腫瘤血管生成關(guān)系密切，可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞及腫瘤血管的生長；但Ang1和腫瘤血管生成的關(guān)系尚有爭議。

2.1Ang1與腫瘤血管生成

2.1.1Ang1在腫瘤中的表達(dá)及其對腫瘤生長的作用有研究表明，Ang1可促進(jìn)腫瘤血管生長。Torimura等[8]用雙重免疫熒光染色和RealtimePCR檢測Ang1及其受體Tie2在不同肝癌細(xì)胞系和59例肝癌組織中的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)Ang1在體外培養(yǎng)的肝癌細(xì)胞和肝癌組織中均較對照組表達(dá)升高，但與腫瘤的分化程度無相關(guān)性；其受體Tie2表達(dá)于內(nèi)皮細(xì)胞、肝星狀細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞，說明Ang1在肝癌的血管生成中起了重要作用。Wang等[910]用免疫組化、RTPCR和WesternBlot檢測53例胃癌組織和23例正常胃粘膜中Ang1的表達(dá)，結(jié)果顯示有66％的胃癌組織中Ang1明顯升高且與胃癌細(xì)胞株的分化程度有相關(guān)性。他們構(gòu)建正、反義Ang1載體并將其轉(zhuǎn)染至胃癌細(xì)胞SGC7901，裸鼠成瘤試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染正義Ang1組腫瘤生長及血管生長較對照組明顯增加，而反義轉(zhuǎn)染組腫瘤生長緩慢，血管生長減少。Stratmann等[11]將內(nèi)皮細(xì)胞與膠質(zhì)瘤細(xì)胞共同培養(yǎng)于基質(zhì)膠（matrigel）中，可檢測到Ang1的表達(dá)，并觀察到內(nèi)皮細(xì)胞遷移，形成相互吻合的血管網(wǎng)，血管成條索狀；反之，當(dāng)去除膠質(zhì)瘤細(xì)胞時(shí)，未能檢測到Ang1的表達(dá)，而內(nèi)皮細(xì)胞堆積成團(tuán)，血管延伸異常。推測腫瘤細(xì)胞可分泌Ang1，使內(nèi)皮細(xì)胞遷移、趨化，從而促進(jìn)腫瘤血管生成。Zadeh等[12]將Ang1轉(zhuǎn)染至惡性膠質(zhì)細(xì)胞瘤，建立皮下和顱內(nèi)動(dòng)物模型，并用四環(huán)素控制Ang1的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)Ang1可促進(jìn)膠質(zhì)瘤形成“絲球體”（glomeruloidbodies:microvascularproliferationandformationofvascularentities）,且有明顯的劑量依賴性；而當(dāng)阻斷Ang1/Tie2作用后，“絲球體”形成也被阻斷，由此推測Ang1是膠質(zhì)細(xì)胞瘤病理性血管形成的關(guān)鍵調(diào)節(jié)分子。上述體、內(nèi)外試驗(yàn)及臨床研究均提示Ang1可促進(jìn)腫瘤的血管生成。而與前述結(jié)論相反，也有少數(shù)人的研究結(jié)果認(rèn)為Ang1抑制腫瘤血管生成。Tian等[13]用RTPCR檢測乳腺癌細(xì)胞MCF7及組織中Ang1的表達(dá)時(shí)發(fā)現(xiàn)，Ang1在體外培養(yǎng)的癌細(xì)胞中大量表達(dá)，但在組織中的表達(dá)率僅為體外培養(yǎng)癌細(xì)胞的1/7。在乳腺癌的異種種植瘤動(dòng)物模型中，Ang1過表達(dá)時(shí)，腫瘤邊緣血管被大量的間充質(zhì)細(xì)胞、周細(xì)胞所包繞，血管的擴(kuò)張及出芽受限，癌細(xì)胞增殖減少，凋亡增加，腫瘤生長遲滯。Stoeltzing等[14]用重組Ang1轉(zhuǎn)染人肝癌、結(jié)腸癌細(xì)胞并種植到裸鼠身上，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染Ang1的HT29種植瘤比轉(zhuǎn)染空載體組的體積小，血管密度低，腫瘤細(xì)胞增殖程度低，血管周細(xì)胞包繞程度高，血管滲透性低。推測Ang1可通過抵抗血管滲漏，抑制血管新生，維持血管穩(wěn)定，有阻止腫瘤轉(zhuǎn)移的潛能。

2.1.2Ang1在腫瘤血管生成中的可能作用機(jī)制盡管目前就Ang1在腫瘤生成中的作用尚未形成一致觀點(diǎn)，但其參與腫瘤血管生成已是一個(gè)不爭的事實(shí)。認(rèn)為Ang1可促進(jìn)腫瘤血管生成主要有如下幾方面的可能機(jī)制。（1）抑制內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。Ang1抗內(nèi)皮細(xì)胞凋亡作用是一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)通路。其中由磷脂酰肌醇3激酶（phosphatidylinositol3kinase,PI3K）的信號傳導(dǎo)在抗凋亡中起到重要作用。Ang1與Tie2受體結(jié)合后，能夠引起與受體相連的PI3K的亞基P85磷酸化從而激活PI3K。隨后活化的PI3K作用磷酸肌醇脂，提高細(xì)胞內(nèi)1、4、5三磷酸肌醇和3、4、5三磷酸肌醇的含量，兩者正性調(diào)節(jié)絲氨酸/蘇氨酸激酶。蘇氨酸結(jié)合磷脂酰肌醇后被磷酸化，磷酸化位點(diǎn)在激活環(huán)Thr308和羧基端Ser473，其中Ser473位點(diǎn)是依賴PI3K磷酸化的。Ang1作用后survivin表達(dá)升高，可通過抑制caspase7、caspase9磷酸化或Bad等途徑抗凋亡[15]。（2）介導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞與血管旁細(xì)胞間的相互作用。Ang1是一種分泌性的蛋白分子，當(dāng)腫瘤細(xì)胞受到各種因素作用后可分泌Ang1，Ang1可促進(jìn)胞漿素及金屬基質(zhì)蛋白酶2（matrixmetalloproteinases,MMP2）的分泌，促進(jìn)基底膜的降解，從而使內(nèi)皮細(xì)胞遷移并促進(jìn)與血管旁細(xì)胞間的相互作用[15]。（3）抑制腫瘤細(xì)胞凋亡。有實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染Ang1基因的腫瘤細(xì)胞凋亡指數(shù)降低，但目前具體機(jī)制不清楚。而認(rèn)為Ang1抑制腫瘤血管生成的主要機(jī)制是過高的Ang1使血管周細(xì)胞包繞程度高，減少了血管滲漏，形成穩(wěn)定的血管，從而抑制了腫瘤的生長。由此可見，在腫瘤發(fā)展過程中，Ang1形成的穩(wěn)定血管可以促進(jìn)腫瘤血管生成，也可以抑制腫瘤生長，可能受到其他一些因子的調(diào)節(jié)[16]。

2.2Ang2與腫瘤血管生成

2.2.1Ang2在腫瘤中的表達(dá)及其對腫瘤生長的作用Ang2參與多種腫瘤的血管生成，且與腫瘤血管形成的數(shù)目、腫瘤的臨床分期及預(yù)后關(guān)系密切。Ahmad等[17]應(yīng)用Ang2cDNA轉(zhuǎn)染人結(jié)腸癌細(xì)胞HT29建立小鼠荷瘤模型，發(fā)現(xiàn)Ang2轉(zhuǎn)染組的腫瘤體積明顯變大，腫瘤組織內(nèi)血管密度明顯增高，腫瘤細(xì)胞的增殖指數(shù)高；而Ang1轉(zhuǎn)染組腫瘤的生長、血管密度均較對照組低，推測Ang2可能通過拮抗Ang1促進(jìn)血管新生，從而加速腫瘤的生長。Etoh等[18]對胃癌病例的研究也發(fā)現(xiàn)，組織中Ang2高表達(dá)同時(shí)伴有血管密度增高、成熟度下降，患者臨床TNM分期晚,術(shù)后生存率低。用Ang2轉(zhuǎn)染的胃癌細(xì)胞接種裸鼠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)腫瘤轉(zhuǎn)移率增高，且轉(zhuǎn)染的胃癌細(xì)胞在體外VEGF存在的條件下，能促進(jìn)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞分泌更多的金屬基質(zhì)蛋白酶（matrixmetalloproteinases,MMP）和尿激酶等蛋白水解酶，這可能與Ang2促進(jìn)腫瘤生長、轉(zhuǎn)移有關(guān)。

2.2.2Ang2在腫瘤血管生成中的可能作用機(jī)制Ang2在早期可促進(jìn)血管退化。在腫瘤形成早期，腫瘤細(xì)胞與宿主共擇（cooption）并形成一個(gè)血供較好的血管區(qū)，但這些血管并不隨腫瘤的生長而生長，卻發(fā)生了退化，同時(shí)伴有Ang2表達(dá)增多。其可能的原因是腫瘤組織和健康組織為同一血供，由于腫瘤組織生長快、代謝高，較正常組織有優(yōu)勢，此時(shí)機(jī)體就自分泌Ang2進(jìn)行“自殺性防御”，破壞被腫瘤組織占據(jù)的血管，阻止腫瘤的進(jìn)一步生長。這期間VEGF的表達(dá)不增高，腫瘤組織表現(xiàn)為血管退化、腫瘤細(xì)胞凋亡。隨后，邊緣殘存的腫瘤在缺氧的刺激下，產(chǎn)生大量的VEGF[19]。Ang2參與血管形成的啟動(dòng)階段和激發(fā)階段。Ang2開始通過拮抗Ang1破壞腫瘤血管，消除血管基底膜和血管旁細(xì)胞對血管形成的限制，并激活了內(nèi)皮細(xì)胞；然后，在殘余腫瘤細(xì)胞受到缺氧等刺激大量分泌VEGF的情況下，活化的內(nèi)皮細(xì)胞對VEGF的作用極為敏感，迅速發(fā)生增殖、侵襲、遷徙，新生血管芽生。但由于Ang2的持續(xù)高表達(dá)拮抗了Ang1穩(wěn)定血管的作用，所以新生的腫瘤血管管壁不完整，滲透性高。在腫瘤的生長過程中，發(fā)生了原宿主成熟血管的退化和腫瘤新生血管形成的雙向效應(yīng)，同時(shí)伴有Ang2的持續(xù)性增高和VEGF遲發(fā)性增高。另外，Ang2可通過細(xì)胞整合素激活FAK(focaladhesionkinase)、p130Cas和JNK(cjunNH2terminalkinase)，促進(jìn)MMP2的表達(dá)與分泌，引起內(nèi)皮細(xì)胞的遷移，促進(jìn)腫瘤新生血管的形成，引起腫瘤的生長與轉(zhuǎn)移[20]。

3有待進(jìn)一步解決的問題

Ang1和Ang2均參與腫瘤的血管生成。Ang1在腫瘤血管生成的作用尚未達(dá)成一致的意見，Ang1是促進(jìn)還是抑制腫瘤的血管生成？Ang1受哪些因素或細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)？是否在腫瘤形成的不同階段Ang1發(fā)揮了不同的作用？有哪些調(diào)控機(jī)制？Ang2主要是由血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生，部分腫瘤細(xì)胞也能分泌Ang2，那么，這些表達(dá)Ang2的內(nèi)皮細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞是否存在某種自分泌調(diào)節(jié)機(jī)制？Ang2對淋巴管的作用機(jī)制是什么？這些問題都有待于進(jìn)一步研究。相信隨著對Ang信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、基因表達(dá)調(diào)控等方面進(jìn)一步深入的研究，有望為腫瘤的臨床治療提供一種新途徑。

[參考文獻(xiàn)]

[1]FolkmanJ.Tumorangiogenesis:therapeuticimplication[J].NEnglJMed,1971,285(21):11821186.

[2]FettJW,StrydomDJ,LobbRR,etal.Isolationandcharacterizationofangiogenin,anangiogenicprotainfromhumancarcinomacells[J].Biochemistry,1985,24(20):54805486.

[3]DavisS,AldrichTH,JonesPF,etal.Isolationofangiopoietin1,aligandfortheTie2receptor,bysecretiontrapexpressioncloning[J].Cell,1996,87(7):11611169.

[4]MaisonpierrePC,SurlC,JonesPF,etal.Angiopoietin2,anatualantagonistforTie2thatdisruptsinvivoangiogenesis[J].Science,1997,277(5322):5560.

[5]ProcopioWN,PelavinPI,LeeWM,etal.Angiopoietin1and2coiledcoildomainsmediatedistincthomooligomerizationpatterns,butfibrinogenlikedomainsmediateligandavtivity[J].BiolChem,1999,274(42):3019630201.

[6]SuriC,McclainJ,ThurstonG,etal.Increasedvascularizationinmiceoverexpressingangiopoietin1[J].Science,1998,282(5388):468471.

[7]GuJ,YamamotoH,OgawaM,etal.Hypoxiainducedupregulationofangipotietin2incolorectalcancer[J].OncolRep,2006,15(4):779783.

[8]TorimuraT,UenoT,KinM,etal.Overexpressionofangiopoietin1and2inhepatocelluarcarcinoma[J].JHepatol,2004,40:799807.

[9]WangJ,WuKC,ZhangDX,etal.Expressionandclinicalsignificancesofangiopoietin1,2andTie2inhumangastriccancer[J].BiochemBiophyResCommun,2005,337:386393.

[10]王鈞,吳開春,張德新等.人血管生成素1基因轉(zhuǎn)染對胃癌細(xì)胞體內(nèi)致瘤力及血管生成的影響[J].中華腫瘤雜志,2005,27:7780.

[11]StratmannA,RisauW,PlateKH.Celltypespecificexpressionofangiopoietin1andangiopoietin2suggestsaroleinGlioblastomaangiogenesis[J].AmJPathol,1998,14591466.

[12]ZadehG,RetiR,KoushanK,etal.Regulationofthepathologicalvasculatureofmalignantastrocytomasbyangiopoietin1[J].Neoplasia,2005,7(12):10811090.

[13]TianS,HayesAJ,MethenyBarlowLJ,etal.Stabilizationofbreastcancerxenografttumorneovasculaturebyangiopoietin1[J].BrJCancer,2002,86(4):645651.

[14]StoeltzingO,AhmadSA,LiuW,etal.Angiopoietin1inhibitsvascularpermeability,angiogenesis,andgrowthhepaticcoloncancertumor[J].CancerRes,2003,63(12):33703377.

[15]KimI,KimHG,SoJN,etal.Angiopoietin1regulatesendothelialcellsurvivalthroughthephophatidylinositol3kinase/aktsignaltransductionpathway[J].CircRes,2000,86(1):2429.

[16]ChantrainCF,HenrietP,JodeleS,etal.Mechanismsofpericyterecruitmentintumorangiogenesis:anewroleformetalloproteinases[J].EurJCancer,2006,42:310318.

[17]AhmadAS,LinW,JungYD,etal.Theeffectsofangiopoietin1and2ontumorgrowthandangiogenesisinhumancoloncancer[J].CancerRes,2001,61(4):12551259.

[18]EtohT,InoueH,TanakaS,etal.Angiopoietin2isrelatedtotumorangiogenesisingastriccarcinoma:possibleinvivoregulationviainductionofproteases[J].CancerRes,2001,61(5):21452153.

[19]YancopoulosGD,DavisS,GaleNW,etal.Vascularspecificgrowthfactorandbloodvesselformation[J].Nature,2000,407(6801):242248.

[20]HuB,JarzynkaMJ,GuoP,etal.Angiopoietin2inducedgliomacellinvasionbystimulatingmatrixmetalloprotease2expressionthroughtheαvβ1integrinandfocaladhesionkinasesignalingpathway[J].CancerRes,2006,66(2):775783.