膜聯(lián)蛋白A2與新生血管病變的研究進展

宋洪元(綜述)，趙世紅(審校)

(第二軍醫(yī)大學(xué)長海醫(yī)院眼科，上海 200433)

新生血管是指人體除在孕期等特定條件下，在已有血管基礎(chǔ)上出芽、建立新血管的過程，具有重要的生理和病理意義。新生血管病變在多種疾病的發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用，如腫瘤、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、退行性關(guān)節(jié)炎、糖尿病視網(wǎng)膜病變、早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變等，是一類嚴(yán)重影響預(yù)后的疾病[1]。大量研究表明，膜聯(lián)蛋白A2(annexin A2，ANXA2)在血管系統(tǒng)中表達量較高，并且在新生血管病變中過量表達，表明其可能在新生血管形成過程中起到重要作用[2-3]。該文主要闡述ANXA2在新生血管病變中的作用機制。

1 ANXA2及其四聚體結(jié)構(gòu)

膜聯(lián)蛋白是一類鈣離子依賴的與磷脂特異性結(jié)合的蛋白質(zhì)，具有十分廣泛的生理功能，如參與細(xì)胞骨架運動、細(xì)胞內(nèi)吞、調(diào)節(jié)細(xì)胞生長與增殖、參與細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞凋亡、抗凝、新生血管形成等[4-5]。膜聯(lián)蛋白家族主要分為A、B、C、D、E五個亞族，ANXA2是其中A亞族成員之一[6]。

ANXA2最早是在研究勞氏肉瘤病毒轉(zhuǎn)化的雞胚胎成纖維細(xì)胞時，作為酪氨酸激酶底物被發(fā)現(xiàn)[7]。ANXA2是由339個氨基酸組成、相對分子質(zhì)量為36×103的蛋白，具有一個高度保守C端核心區(qū)和一個多變N端結(jié)構(gòu)。C端核心區(qū)由4個同源重復(fù)序列構(gòu)成，每個重復(fù)序列包括70個氨基酸[4]。與其他膜聯(lián)蛋白相比，ANXA2特殊生化特征是該蛋白N端多變區(qū)具有與p11高親和力的結(jié)合區(qū)。p11是S100鈣離子結(jié)合家族成員之一，與ANXA2結(jié)合后形成四聚體Allt(由2個ANXA2分子與2個p11分子構(gòu)成)，參與細(xì)胞胞吞、胞吐作用[8-9]。ANXA2的功能是鈣離子依賴的、在鈣離子濃度較低時的一種可溶性蛋白，并且同p11結(jié)合后與胞膜作用時，也需要鈣離子參與。參與新生血管病變的主要是胞外ANXA2，雖然ANXA2無分泌性信號肽，但是其能夠以鈣離子依賴的方式從胞內(nèi)膜轉(zhuǎn)移到胞外膜[10-11]。

2 ANXA2在新生血管病變中的作用

2.1ANXA2表達具有組織特異性 ANXA2表達水平在不同細(xì)胞及組織中具有明顯差異性。在肺部和小腸內(nèi)皮細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞以及血管內(nèi)皮細(xì)胞中ANXA2高表達；在膽囊、氣管及胃內(nèi)皮細(xì)胞中微弱表達；而在血小板、紅細(xì)胞及肝細(xì)胞中則不表達[2,12-13]。組織分布研究表明，ANXA2在胎盤、脾、腎及肺部大量表達[2]；而在腦部及肝臟中表達量則很低甚至不表達[14]。ANXA2雖在正常肝組織中不表達，在急性肝損傷時卻大量表達，表明其可能在肝組織修復(fù)及重構(gòu)中起到一定作用[15]。肝臟是一個代謝很高的器官，具有很強的再生功能，在肝臟修復(fù)再生過程中有大量新生血管產(chǎn)生以營養(yǎng)新生肝組織期間檢測到的ANXA2，可能是由新生血管表達[16]。人們發(fā)現(xiàn)ANXA2配體之一的組織型纖溶酶原激活物能夠促進肝臟新生血管的生成及其修復(fù)、再生[17]。腦部與肝臟一致，正常時ANXA2幾乎不表達，而在腦多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中則有大量的新生血管及ANXA2產(chǎn)生[14]。這些研究表明，ANXA2表達具有明顯組織差異性，并在新生血管中高表達。

2.2ANXA2是纖溶酶原與組織型纖溶酶原激活物的細(xì)胞表面受體 人們普遍認(rèn)為存在于細(xì)胞膜表面的纖溶酶原激活物可以引發(fā)酶促鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)降解，進而促進內(nèi)皮細(xì)胞遷移與侵襲。在腫瘤細(xì)胞及血管內(nèi)皮細(xì)胞中檢測到高表達的尿激酶型纖溶酶原激活物及其受體，證實了該推論的正確性，并且尿激酶型纖溶酶原激活物及其受體在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中均是獨立的預(yù)后因素[18-19]。最近研究亦支持纖溶酶原向纖溶酶轉(zhuǎn)變是內(nèi)皮細(xì)胞遷移、血管生成的先決條件[20-21]。

纖溶酶原是一個相對分子質(zhì)量為94×103的無活性蛋白，在血液中濃度相對較高，為2 μmol/L。在血管內(nèi)皮細(xì)胞表面，纖溶酶原在組織型纖溶酶原激活物及尿激酶型纖溶酶原激活物作用下轉(zhuǎn)變?yōu)楦呋钚岳w溶酶。由于具有降解纖維蛋白的能力，細(xì)胞表面產(chǎn)生的纖溶酶在維持血管內(nèi)血液流動性方面起著關(guān)鍵作用[22]。人們在研究纖溶酶原激活機制時，發(fā)現(xiàn)纖溶酶原與內(nèi)皮細(xì)胞表面具有很高的親和力，進而分離、純化出與纖溶酶原結(jié)合的蛋白，經(jīng)過序列分析確認(rèn)該蛋白為ANXA2，并進一步證明ANXA2是纖溶酶原和組織型纖溶酶原激活物的共受體[23]。在病理情況下，微環(huán)境中纖溶酶過量表達，加速胞外基質(zhì)降解進而促進內(nèi)皮細(xì)胞遷移、新生血管生成[24]。

2.3ANXA2是血管增生抑制素的受體 血管增生抑制素最初是從患有路易士肺癌小鼠尿中純化出來，相對分子質(zhì)量為36×103，是纖溶酶原一個內(nèi)在片段。該肽段是纖溶酶原氨基酸序列中Thr98-Val440的一段序列，N端是Thr98，C端是Val440。纖溶酶原本身有5個Kringles結(jié)構(gòu)，1～4個即為血管增生抑制素[17]，能抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移、成管和誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，抑制新生血管形成[25-26]。后來人們發(fā)現(xiàn)血管增生抑制素可以與內(nèi)皮細(xì)胞表面相對分子質(zhì)量為36×103的蛋白相互作用，分離純化該蛋白并進行序列比對，證明是ANXA2，他們通過賴氨酸結(jié)合域相互作用[27]。由于纖溶酶原與血管增生抑制素均是通過賴氨酸結(jié)合域與ANXA2作用，因而血管增生抑制素很可能是通過與纖溶酶原競爭性結(jié)合ANXA2來抑制新生血管生成，表明ANXA2在新生血管形成過程的起始階段起著關(guān)鍵作用。

2.4ANXA2參與新生血管病變的發(fā)生和發(fā)展

2.4.1新生血管性病變 血管系統(tǒng)為人體器官和組織提供營養(yǎng)及氧氣，并為免疫系統(tǒng)管道提供入口，其內(nèi)皮細(xì)胞構(gòu)成了血管內(nèi)壁，為組織生長與修復(fù)提供支持。由于血管系統(tǒng)供應(yīng)所有組織的生長，其結(jié)構(gòu)和功能異?？梢砸鹪S多疾病[22]。其中最主要的即是新生血管性病變，包括腫瘤、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、退行性關(guān)節(jié)炎、糖尿病視網(wǎng)膜病變、早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變等，是指人體除在孕期等特定條件下外，在已有血管基礎(chǔ)上出芽、建立新血管的過程。新生血管形成是多個步驟互相協(xié)調(diào)作用的復(fù)雜過程，包括細(xì)胞外基質(zhì)降解、基膜損壞、內(nèi)皮細(xì)胞遷移萌芽以及內(nèi)皮細(xì)胞進一步增殖遷移、擴大血管芽[1,28]。細(xì)胞外基質(zhì)降解是內(nèi)皮細(xì)胞遷移、增殖及形成血管芽的先決條件，而ANXA2可以調(diào)控纖溶系統(tǒng)平衡，在胞外基質(zhì)降解過程中扮演重要角色[23-24]。

2.4.2ANXA2在視網(wǎng)膜新生血管形成中的作用 視網(wǎng)膜新生血管病變是多種眼部疾病的病理改變,如早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變、糖尿病性視網(wǎng)膜病變和缺血性視網(wǎng)膜靜脈阻塞等，是一種嚴(yán)重的致盲性眼病。其病因復(fù)雜，發(fā)病機制尚未明確，可能與缺血、缺氧、炎癥以及免疫反應(yīng)引發(fā)的細(xì)胞及外基質(zhì)改變有關(guān)[1]。

前期研究發(fā)現(xiàn)在缺血誘導(dǎo)的小鼠視網(wǎng)膜新生血管模型中，ANXA2信使RNA及蛋白水平均升高，并證明其高表達是通過血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)-VEGF受體2(VEGFR2)/蛋白激酶Cβ通路介導(dǎo)[3]。VEGF誘導(dǎo)ANXA2表達，不僅是通過VEGF受體2介導(dǎo)，還通過神經(jīng)纖毛蛋白1及神經(jīng)纖毛蛋白2介導(dǎo)，進一步激活細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，促進新生血管形成[29]。在視網(wǎng)膜新生血管形成過程中，ANXA2除受VEGF-VEGF受體2/蛋白激酶Cβ通路調(diào)節(jié)外，還對VEGF的表達起正反饋作用[30]。阻斷ANXA2能減少由VEGF誘導(dǎo)的新生血管產(chǎn)生，進一步證實了ANXA2參與了VEGF誘導(dǎo)新生血管生成的通路[24，31]。

在缺氧誘導(dǎo)的小鼠視網(wǎng)膜新生血管模型中，缺氧誘導(dǎo)因子1高表達，一方面促進VEGF表達以調(diào)控ANXA2水平[3]，另一方面可以直接誘導(dǎo)ANXA2產(chǎn)生[25]。ANXA2過量表達后，視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞表面的組織型纖溶酶原激活物與ANXA2結(jié)合增多，促進纖溶酶產(chǎn)生導(dǎo)致視網(wǎng)膜新生血管形成[24]。在小鼠ANXA2基因敲除后，細(xì)胞膜表面纖維蛋白溶解系統(tǒng)失衡、纖維蛋白聚集使得細(xì)胞遷移受到限制，可以減少視網(wǎng)膜新生血管形成[32]。

2.4.3ANXA2參與新生血管病變的可能機制 一方面，ANXA2在調(diào)控纖溶系統(tǒng)平衡方面起著關(guān)鍵作用：新生血管形成過程中需要蛋白酶促反應(yīng)的參與，包括絲氨酸酶、巰基蛋白酶以及金屬蛋白酶等，這些酶均受到纖溶酶調(diào)控；血管內(nèi)皮細(xì)胞表面受體調(diào)控著纖溶系統(tǒng)平衡，進而調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞遷移、侵襲及增殖；而ANXA2作為纖溶酶原及組織型纖溶酶原激活物的共受體，則可能是調(diào)控纖溶系統(tǒng)平衡的關(guān)鍵蛋白。另一方面，ANXA2參與了VEGF介導(dǎo)的新生血管生成通路：ANXA2對VEGF具有正反饋作用，以及阻斷ANXA2后VEGF促血管形成作用減弱，表明ANXA2在VEGF通路中起著重要作用。

3 ANXA2與新生血管病變的靶向治療

細(xì)胞表面ANXA2調(diào)控纖溶酶產(chǎn)生，進而促進細(xì)胞外基質(zhì)降解、細(xì)胞侵襲、遷移，導(dǎo)致新生血管形成[13,24,31,33-34]。在缺氧誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜新生血管小鼠模型以及缺氧條件培養(yǎng)的血管內(nèi)皮細(xì)胞中，ANXA2均呈現(xiàn)高表達[3,30]。阻斷ANXA2作用后，可以減少纖溶酶及VEGF產(chǎn)生，進而減少新生血管形成[24,34-35]。通過調(diào)控纖溶系統(tǒng)平衡，ANXA2可以維持正常的血管形成、組織修復(fù)及重構(gòu)，破壞了該平衡后，纖溶系統(tǒng)使得血管內(nèi)皮細(xì)胞變得具有侵襲性、成管性[36]。因而，ANXA2可能會是阻斷纖溶酶原激活、治療新生血管病變的重要治療靶點。

4 小 結(jié)

ANXA2在不同組織中表達程度不同，表明其在不同組織中發(fā)揮的作用及調(diào)控機制可能不同。在血管系統(tǒng)中ANXA2表達量較高，并且在各種新生血管病變中，均過量表達，表明ANXA2在新生血管病變中可能起著重要作用，但是確切分子機制尚未明確。ANXA2在新生血管形成中可能作用機制：調(diào)節(jié)纖溶系統(tǒng)平衡及參與VEGF促新生血管通路。鑒于ANXA2在新生血管病變中發(fā)揮重要功能，調(diào)控其表達水平、阻斷其與纖溶酶原、組織型纖溶酶原激活物作用，以及抗體治療有可能成為新生血管病變治療的新途徑。

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