VEGF-A在乳腺癌中的新認知及進展

周 源 綜述，劉新梅 審校

（中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院附屬?？谑腥嗣襻t(yī)院乳甲外科，海南 ?？?570208）

VEGF-A在乳腺癌中的新認知及進展

周 源 綜述，劉新梅 審校

（中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院附屬?？谑腥嗣襻t(yī)院乳甲外科，海南 ?？?570208）

乳腺癌是女性常見的惡性腫瘤之一，且發(fā)病率逐年增加，目前已上升為我國女性惡性腫瘤的首位。血管內(nèi)皮生長因子-A(VEGF-A)是一類作用于內(nèi)皮細胞的特異性生長因子，其家族成員VEGF-A與乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，能通過與其特異“受體血管內(nèi)皮生長因子受體”(VEGFR)或神經(jīng)菌毛素受體(NRP)結(jié)合，引起VEGFR-1/2磷酸化或誘導(dǎo)NRP信號傳導(dǎo)，促進腫瘤細胞的趨化、粘附、存活及增殖，對乳腺癌的形成和轉(zhuǎn)移起重要作用。本文就VEGF-A與乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移機制做一綜述，為下一步臨床上制定抗腫瘤轉(zhuǎn)移治療策略提供新依據(jù)。

VEGF；乳腺癌；VEGF-A；VEGF受體；NRP受體

近些年來，乳腺癌的發(fā)病率逐年增多，已成為女性患者最常見的惡性腫瘤之一。血管內(nèi)皮生長因子(Vascular endothelial growth factor，VEGF)是一類作用于管腔(血管、淋巴管)內(nèi)皮細胞的特異性生長因子，其家族成員VEGF-A(Vascular endothelial growth factor-A，VEGF-A)與乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。VEGF-A是一類由血管周圍細胞產(chǎn)生的分泌性糖蛋白，基因由8個外顯子和7個內(nèi)含子組成，具有多種亞型，各亞型在不同類型的腫瘤細胞中表達。在腫瘤細胞中，VEGF-A各亞型能通過與其受體血管內(nèi)皮生長因子受體(Vascular endothelial growth factor，VEGF)或神經(jīng)菌毛素受體(Neuropilins，NRP)特異性結(jié)合后發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)，促進腫瘤細胞的增殖、生存、粘附和轉(zhuǎn)移等作用。本文就VEGF-A與乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移機制等進行綜述。

1 VEGF-A概述

VEGF-A基因位于染色體的6p2l，全長28 kb，由8個外顯子和7個內(nèi)含子組成；根據(jù)剪接方式的不同分為多種亞型，常見的有VEGF-Al20、VEGF-Al44、VEGF-Al64、VEGF-Al89等[1]。各亞型在不同的腫瘤細胞中表達，參與血管的形成。由于各亞型中第6、7外顯子的存在，可以膜性形式分泌[2-3]，發(fā)揮生物功能；其中VEGF-A189與細胞膜聯(lián)系最密切，在體外被蛋白酶(如纖溶酶、尿激酶纖溶酶原激活因子和MMPs)裂解成具有生物活性的形式[4-6]。研究表明VEGF-A164、VEGF-A188等能在小鼠中表達；VEGF-A121、VEGF-A165與VEGF-A189等能在人類中表達，且VEGF-A165及VEGF-A121分布最廣[7]。

在腫瘤細胞中，VEGF-A各亞型通過與其受體VEGFR1/2或NRP1/2特異性結(jié)合后發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)，但VEGF-A不同亞型與受體結(jié)合的親和力各異[8-9]。VEGF-A189能與III型酪氨酸蛋白激酶受體VEGFR1及 Semaphorin家族受體 NRP1特異性結(jié)合；VEGF-A165能與內(nèi)皮細胞上的VEGFR-2結(jié)合，而VEGFR-2的活性受VEGFR-1調(diào)節(jié)，后者能抑制過多的VEGF-A穿過VEGFR-2的胞外區(qū)域[10-11]。

識別VEGF-A受體在不同實體腫瘤和腫瘤細胞系的表達有助于了解VEGF-A在腫瘤中的作用；研究表明MCF-7細胞能表達VEGFR-1/2；VEGFR-1/Flt-1與VEGFR-2/Flk-1/KDR mRNAs在不同種類的乳腺腫瘤細胞株中表達[12-16]。此外，NRP-1/2在乳腺腫瘤細胞株(如MDA-MB-231和MDA-MB-435)中呈高水平表達[8，12，15，17]。這表明不同類型乳腺腫瘤細胞通過自分泌VEGF-A，與VEGFR或NRP受體結(jié)合后，起到促進腫瘤細胞的增殖、生存、粘附、遷移和趨化等作用。

2 VEGF-A與乳腺癌

2.1 VEGF-A與乳腺癌細胞的增殖 乳腺癌腫形成后，癌細胞不斷增殖、擴散，已有大量研究表明VEGF-A起到促進作用；如在小鼠乳腺癌乳腺上皮細胞上有VEGF-A165分布的轉(zhuǎn)基因小鼠模型(MMTV模型)[18]或轉(zhuǎn)染了VEGF-A165、VEGF-A189質(zhì)粒載體的MDA-MB-231異種移植小鼠腫瘤模型中都能觀察到腫瘤細胞增殖較無VEGF-A轉(zhuǎn)染小鼠活躍[8]。在離體條件下，VEGF-A 165或VEGF-A189過度表達的MDA-MB231細胞株較正常表達的細胞株增殖活躍[8]；在T47D細胞株中也發(fā)現(xiàn)相似結(jié)論[8]。研究表明VEGF/VEGFR-2自分泌及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的增強是通過三苯氧胺拮抗細胞中的p38絲裂素活化激酶引起[19]。在雌激素(E2)依賴型乳腺癌細胞株MCF-7中發(fā)現(xiàn)VEGF-A表達上調(diào)[20]，且與人乳腺癌細胞株MCF-7相比較，在對雌激素(E2)不敏感的三苯氧胺拮抗細胞株中發(fā)現(xiàn)VEGF-A和VEGFR-2信號轉(zhuǎn)導(dǎo)增強[19]。p38激酶抑制劑能使三苯氧胺拮抗細胞的抑制增殖功能產(chǎn)生累加效應(yīng)，證實了VEGF/VEGFR-2自分泌信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的增強是通過三苯氧胺拮抗細胞中的p38絲裂素活化激酶作用引起[19]。

2.2 VEGF-A與乳腺癌細胞的生存 VEGF-A是乳腺癌細胞存活必需的細胞因子之一[15，21-24]。多項研究表明VEGF-A能促進乳腺癌細胞的存活。在常氧和低氧條件下，用VEGF-A中和抗體阻滯VEGF siRNA轉(zhuǎn)錄，可直接引起腫瘤細胞的凋亡；這可能是Bcl-2表達下調(diào)、蛋白質(zhì)變性增加、影響PI3K通路導(dǎo)致的[15，21-22]。也有研究表明誘導(dǎo)乳腺癌細胞的存活是通過VEGF與其受體VEGF-R1/R2特異性結(jié)合引起的[18，23]。相反，在MCF-7或MDA-MB-231細胞珠中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)VEGF受體VEGF-R2或NRP-1表達下調(diào)時，引起蛋白激酶B下調(diào)，此時，絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(AKT)磷酸化作用使VEGF-A另一受體VEGF-R1表達下調(diào)，最終導(dǎo)致乳腺癌細胞存活的降低。一項在MDA-MB-231細胞株中比較不同VEGF亞型對乳腺癌細胞影響的研究表明：VEGFR-1能在乳腺癌細胞核膜中特異性表達[8]，乳腺癌細胞分泌的VEGF通過與核膜上的VEGFR-1受體特異性結(jié)合，介導(dǎo)VEGFR-1/FLT-1通路，從而影響乳腺癌細胞的存活。此外，VEGF-A能通過刺激PI3激酶通路來促進乳腺癌存活[15，23]；且Chung等[25]在乳腺癌MDA-MB435細胞株中研究表明整合素α6β1與VEGF-A起協(xié)同作用，能在低氧環(huán)境下抑制腫瘤細胞凋亡及腫塊生長。

2.3 VEGF-A與乳腺癌細胞的粘附 整合素是乳腺癌細胞異質(zhì)型粘附(癌細胞與宿主細胞、宿主基質(zhì)間的粘附)過程的重要因子，其主要有α5β1、αvβ5、αvβ5等3種亞型，通過與NRP受體結(jié)合，介導(dǎo)纖連蛋白、玻連蛋白及α6β1等影響乳腺癌細胞的粘附性。研究表明VEGF-A能通過調(diào)節(jié)整合素，對乳腺癌細胞的粘附起重要作用。一項在乳腺癌MDA-MB-231細胞株中研究VEGF-A不同亞型對纖連蛋白和玻連蛋白粘附性差異的研究中發(fā)現(xiàn)：與正常表達VEGF-A組比較，VEGF165及VEGF189過度表達導(dǎo)致細胞粘附性增高[8]。此外，VEGF-A還可通過與NRP受體結(jié)合，調(diào)節(jié)整合素的表達而間接影響乳腺癌細胞的粘附性，這可能與VEGF-A165與NRP-2受體結(jié)合激活α6β1整合素有關(guān)。而后者與層粘連蛋白結(jié)合后，能促進粘著斑的形成[26]。

2.4 VEGF-A與乳腺癌細胞的浸潤 臨床上，乳腺癌細胞的浸潤及轉(zhuǎn)移直接影響患者預(yù)后。大量研究表明VEGF-A與癌細胞的浸潤轉(zhuǎn)移有關(guān)，主要表現(xiàn)為胞外基質(zhì)和內(nèi)皮細胞的粘附缺失。在乳腺癌MDA-MB-231細胞珠中發(fā)現(xiàn)VEGF-A表達增高，這可能是VEGF-A與NRP-1受體結(jié)合后抑制糖原合激酶3(GSK-3)的表達，Snail表達下調(diào)，最終抑制E-鈣黏蛋白的表達實現(xiàn)的。E-鈣黏蛋白對調(diào)節(jié)細胞間的粘附與維持正常乳腺上皮細胞結(jié)構(gòu)起重要作用；當(dāng)其表達下調(diào)時，能促進乳腺癌細胞浸潤、轉(zhuǎn)移及乳腺癌EMT，加速乳腺癌細胞的浸潤[27-28]。SEMA 3A(壁板蛋白)是一種抑制性軸突導(dǎo)向因子，屬于分泌或蛋白家族成員；能與VEGF-A競爭NRP-1 b1域的結(jié)合位點從而抑制癌細胞的浸潤。SEMA 3A屬Semaphorins家族成員，能被蛋白酶(如前蛋白轉(zhuǎn)換酶furin蛋白酶)水解成具有生物學(xué)特性的形式，能抑制腫瘤的浸潤和血管的形成，因此可作為一種新的治療靶向。此外，VEGF-A還能促進其他類型腫瘤細胞的浸潤；在前列腺癌PC3細胞株中發(fā)現(xiàn)VEGF-A與VEGFR-2受體結(jié)合后ras/ERK-1通路激活，進而促進癌細胞的浸潤；但在乳腺癌的研究中，目前還未見相關(guān)報道。

2.5 VEGF-A/NRP與乳腺癌細胞的轉(zhuǎn)移 Goel等[27]和Darrington等[28]研究發(fā)現(xiàn)VEGF-A的另一類受體NRP對乳腺癌細胞的浸潤及轉(zhuǎn)移起重要作用。NRP是一種位于神經(jīng)纖維軸突上，能在內(nèi)皮細胞、樹突狀細胞和腫瘤細胞中表達的跨膜糖蛋白。NRP分為NRP-1和NRP-2兩種亞型，兩者有許多共同特性：具有相同的結(jié)構(gòu)域，主要由區(qū)域A(a1/a2)、區(qū)域B(b1/b2)、區(qū)域C和跨膜區(qū)域(是NRP受體的同源二聚體)所組成；兩者都是多效性蛋白，能在腫瘤細胞中表達；均影響腫瘤細胞的存活、遷移和趨化[29-31]。NRP能與VEGF-A 165及VEGF-A 189特異性結(jié)合，且后者的親和力更強[8]。研究發(fā)現(xiàn)在乳腺癌MDA-MB-231和MDA-MB-435細胞株中NRP-1/2表達上調(diào)[32]；且VEGF-A 165結(jié)合NRP-1的能力比NRP-2受體強50倍，這可能是由于NRP-1結(jié)構(gòu)中存在與肝素結(jié)合位點相似的同源異構(gòu)體[33-34]，但還需進一步證實。

3 展望

大量體外實驗和轉(zhuǎn)基因模型表明VEGF-A在乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展中具有多效性。VEGF-A(164/189)能促進腫瘤細胞血管形成，且通過選擇性的自分泌作用刺激腫瘤細胞增殖、存活、粘附和浸潤。乳腺癌細胞中VEGF及其受體的發(fā)現(xiàn)表明特異的自分泌信號通路的存在，該信號通路能介導(dǎo)VEGFR-1/2磷酸化作用或誘導(dǎo)NRP1/2信號傳導(dǎo)促進腫瘤細胞的增殖、存活和遷移[35]。因此，深入探討VEGF/VEGFR/NRP信號傳導(dǎo)的自分泌和旁分泌機制對抑制腫瘤生長具有重要意義。

目前臨床上用于抑制VEGF作用的抑制劑主要是貝伐單抗(一種新型的抗VEGF人源化單克隆抗體)。在乳腺癌患者中，VEGF抑制劑聯(lián)合內(nèi)分泌治療能增加療效、減少耐藥；來曲唑和貝伐單抗聯(lián)用能中度拮抗腫瘤活性，前者與Vatalanib(VEGFR激酶的泛抑制劑)聯(lián)用能使乳腺癌的療效達到最佳[36-37]?？傊?，能深入了解腫瘤自分泌VEGF的通路可為乳腺癌的治療提供新的依據(jù)，但這一機理至今尚未完全闡明，針對VEGF自分泌信號通路的靶向治療研究有望成為乳腺癌治療的一個新的突破口。

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