血管内皮生长因子的生物学及其在临床的初步应用

在过去的十余年中，许多学者研究了血管内皮因子（vegf）及其家族成员在血管和淋巴内皮细胞的生长和分化中的重要作用。vegf是正常和异常血管新生的重要的调节因子，在生理和病理性血管新生中起重要作用。vegf及其抑制剂正在进行广泛的临床实验研究。

1vegf及其受体的结构

1989年gospodarowicz等[1]从牛的垂体滤泡细胞中分离出一种能选择性促进血管内皮细胞分裂的蛋白质，将其称为血管内皮生长因子（vegf，也称为vegf-a）。随后，发现了vegf的其他家族成员：vegf-b、c、d和胎盘生长因子（pigf）。vegf可由多种细胞分泌，如内皮细胞、平滑肌细胞及一些间质和基质细胞。vegf在成人和动物的正常组织中合成很少，但在胎儿、胎盘、黄体及大部分人类肿瘤等存在血管新生的组织中高表达[2]。

vegf也是增加血管通透性的物质之一。微血管对蛋白的通透性的增加是血管形成的关键。血浆蛋白的漏出和血管外纤维蛋白基质的形成为内皮细胞生长、迁移所必需的。

人的vegf基因最先从人白血病hl-60细胞系中克隆出来。vegf基因定位于6p21.3，有8个内含子和7个外显子，其mrna通过不同的剪切方式编码5中不同的vegf，分别由121、145、165、189和206个氨基酸组成，其中vegf121和vegf165为分泌型细胞因子，具有促进新生血管形成的活性。vegf189、vegf206及少量vegf165与硫酸乙酰肝素具有亲和力而存在于细胞内[3]。

目前已知3种vegf酪氨酸激酶受体：vegfr-1（flt-1）、vegfr-2（kdr/flk-1）和vegfr3（flt-4）。vegf受体都有着相似的蛋白质结构，属于“7-ig”，即：在细胞外区域有7个免疫球蛋白构成的同源结构（ig），其中第2和第3个免疫球蛋白是关键的配体结合部位，而且前3个免疫球蛋白区域在维持整个受体与配体结合的亲和力中起重要作用[4]。它们还都有一个跨膜结构域（tm）和一个膜内酪氨酸激酶结构（tk），以及一个存在于细胞质内的位于尾部的羧基未端。

vegf属pdgf家族，通过与相应受体结合而发挥生物学活性。vegf的生物活性由磷脂酰肌醇（pi）3’激酶/akt途径所调节。最近研究发现vegf通过ve-钙调素形成kdr受体、b-catenin和pi3’激酶复合物而将内皮细胞生存信号转导到akt和bcl-2。因此，在人内皮细胞中，vegf也可诱导抗凋亡蛋白bcl-2和a1的表达[5]。

vegfr-1/flt-1与vegf亲和力最高，vegfr-1（flt-1）与vegf结合引起ec的迁移和管状结构的形成。vegfr-2（kdr/flk-1）与vegf的亲和力比vegfr-1/flt-1低，kdr与vegf结合主要刺激内皮细胞的增殖，在成人血管静止期的内皮上，vegfr-2/flk-1的rna表达明显下降。第3个酪氨酸激酶受体，vegfr-3/flt-4，主要存在于成人淋巴管内皮，在淋巴管形成过程中起重要作用。vegfr-3/flt-4不与vegf结合，而是和复杂的vegf相关蛋白vegf-c和vegf-d相结合，主要参与淋巴内皮细胞增殖[6]。

soker等[7]发现了一个可与vegf165但不与vegf121结合的受体，命名为neuropilin-1（nrp1）。当其与kdr在细胞中共同表达时，nrp1增强vegf165与kdr的结合作用，和vegf165调节的化学趋化作用。相反，抑制vegf165与nrp1结合可抑制其与kdr的结合，及其内皮细胞有丝分裂活性。这些发现表明nrp1可能传递vegf165给kdr受体，促进vegf调节的信号转导。

2vegf表达的调节

vegf的产生受局部氧浓度的调节，缺氧可诱导低氧诱导因子（hypoxiainduciblefactor，hif）的产生[8]。在hif的介导下，vegfmrna转录和稳定性增加，且vegf受体表达上调，vegf的生物学效应增强。低氧条件改善，vegfmrna水平能够可逆地下降。因此，低氧在血管新生的过程中起重要作用。肿瘤的快速生长导致局部缺氧，促使包括肿瘤细胞、淋巴细胞、内皮细胞等在内的许多细胞产生血管形成因子，诱导血管新生。不仅可以更好地满足自身的生长需要，同时也为肿瘤通过血液循环的扩散提供可能。因此，肿瘤血管新生对于肿瘤的生长、转移具有重要的意义。

vegf基因启动子的5’端，由28个氨基酸所组成的序列介导了低氧所诱导的转录。蛋白质酪氨酸激酶抑制剂5，4，3’-三羟异黄酮，能够降低低氧所诱导的vegfmrna的表达。