內(nèi)皮抑素抗腫瘤機(jī)制研究進(jìn)展

王瑩+姜媛媛+王冰+李國(guó)軍

摘 要： 內(nèi)皮抑素是目前發(fā)現(xiàn)活性的最強(qiáng)的內(nèi)源性抗血管生成因子，對(duì)血管發(fā)生具有明顯的抑制作用。其結(jié)構(gòu)表面有一由11個(gè)精氨酸殘基組成的堿性區(qū)域，為肝素結(jié)合位點(diǎn)，這解釋了內(nèi)皮抑素對(duì)肝素的高親和力特性可能是通過(guò)該區(qū)域與血管生成因子競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合肝素，起到抑制血管生成作用。本文主要針對(duì)內(nèi)皮抑素抗腫瘤機(jī)制進(jìn)行綜述。

關(guān)鍵詞： 內(nèi)皮抑素；基質(zhì)金屬蛋白酶；裸鼠

1997年Reilly等從體外培養(yǎng)的鼠血管內(nèi)皮瘤（EOMA）細(xì)胞培養(yǎng)液中提取出相對(duì)分子質(zhì)量為20000～22000的蛋白質(zhì)，該蛋白可抑制內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)，進(jìn)而抑制新血管的生長(zhǎng)，并被命名為內(nèi)皮抑素，分子量為20kd，為膠原18分子羧基末端部分，共184個(gè)氨基酸[1]。進(jìn)一步晶體結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)：內(nèi)皮抑素結(jié)構(gòu)表面有一由11個(gè)精氨酸殘基組成的堿性區(qū)域，為肝素結(jié)合位點(diǎn)，這解釋了內(nèi)皮抑素對(duì)肝素的高親和力特性可能是通過(guò)該區(qū)域與血管生成因子競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合肝素，起到抑制血管生成作用。

1內(nèi)皮抑素抑制血管發(fā)生的機(jī)制

內(nèi)皮抑素能夠直接作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞，使內(nèi)皮細(xì)胞的增殖受阻于G1期，減少內(nèi)皮細(xì)胞在S期的比率，引起細(xì)胞周期停滯，而對(duì)非血管內(nèi)皮細(xì)胞系細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞等則無(wú)增殖抑制作用[2]。其作用機(jī)制至少有以下幾點(diǎn)：

1.1促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡

其可能的機(jī)制為：

1）增加了內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)蛋白酶-3的活性，使細(xì)胞核內(nèi)DNA發(fā)生降解。

2）抑制抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-XL表達(dá)。

3）與原肌凝蛋白發(fā)生作用，破壞微絲的完整性而抑制內(nèi)皮細(xì)胞運(yùn)動(dòng)。

1.2抑制內(nèi)皮細(xì)胞遷移

1）內(nèi)皮抑素具有很強(qiáng)的肝素親合性，內(nèi)皮抑素與VEGF的受體KDR相互作用，阻斷VEGF的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。大量研究表明，VEGF是誘導(dǎo)新生血管形成的重要因子，內(nèi)皮抑素可與VEGF受體KDR/Flk-1直接相互作用，下調(diào)KDR/Flk-1表達(dá)，使VEGF與其受體結(jié)合減少，抑制VEGF介導(dǎo)ERK、p38MAPK和p125FAK酪氨酸磷酸化，從而抑制VEGF誘導(dǎo)的新血管形成。

2）可溶性?xún)?nèi)皮抑素可抑制內(nèi)皮細(xì)胞的整合素依賴(lài)性功能，內(nèi)皮抑素作用于內(nèi)皮細(xì)胞表面上的整合素α5β1和跨膜錨定蛋白Caveolin-1，啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)依賴(lài)?yán)野彼崃姿峄男盘?hào)傳導(dǎo)，導(dǎo)致Caveolin-1相關(guān)的Src家族酪氨酸激酶的激活和肌動(dòng)蛋白張力纖維的減少，阻斷整合素與細(xì)胞外基質(zhì)的結(jié)合黏附，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞黏附和遷移的改變，破壞細(xì)胞間的粘附作用而抑制內(nèi)皮細(xì)胞遷移。

3）基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase， MMP）參與細(xì)胞外基質(zhì)蛋白的降解，在細(xì)胞的遷移過(guò)程中起重要作用，內(nèi)皮抑素能與MMP前體蛋白結(jié)合形成穩(wěn)定復(fù)合體，阻斷MMP的激活和催化活性，減少細(xì)胞外基質(zhì)蛋白水解，從而抑制內(nèi)皮細(xì)胞的遷移。

4）內(nèi)皮抑素還可與原肌球蛋白結(jié)合，破壞微絲結(jié)構(gòu)的完整性，使細(xì)胞運(yùn)動(dòng)功能喪失，抑制細(xì)胞遷移，還可通過(guò)P53等途徑抑制腫瘤生長(zhǎng)。內(nèi)皮抑素可競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合細(xì)胞膜上和細(xì)胞外基質(zhì)中的許多物質(zhì)，所以打亂了細(xì)胞間及細(xì)胞與基質(zhì)間正常的粘附作用，使內(nèi)皮細(xì)胞不能正常生長(zhǎng)，血管不能形成。

2 內(nèi)皮抑素的抗腫瘤活性研究

內(nèi)皮抑素的分子結(jié)構(gòu)揭示是一個(gè)高度折疊的分子構(gòu)象，而內(nèi)皮抑素N末端的無(wú)規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)提示：它的功能活性區(qū)可能最小化在N端的這幾十個(gè)氨基酸中。為了探索內(nèi)皮抑素的活性區(qū)，將內(nèi)皮抑素分為幾個(gè)區(qū)域分別進(jìn)行研究。選取人內(nèi)皮抑素的8個(gè)肽段對(duì)注入人腫瘤細(xì)胞系BxPC-3嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷（SCID）小鼠進(jìn)行抗腫瘤活性研究，同時(shí)研究鼠內(nèi)皮抑素對(duì)鼠路易氏肺癌（LLC）的生長(zhǎng)抑制作用，結(jié)果表明內(nèi)皮抑素的活性區(qū)位于N末端的27個(gè)氨基酸 [3]。

2.1 裸鼠抗腫瘤實(shí)驗(yàn)

目前內(nèi)皮抑素的抗腫瘤活性已被大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)。利用裸鼠建立Lewis肺癌、T241纖維肉瘤、EOMA血管內(nèi)皮細(xì)胞瘤、B16F10黑色素細(xì)胞瘤的模型，應(yīng)用大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)生成的重組鼠內(nèi)皮抑素局部注射治療腫瘤，每天20mg/kg，結(jié)果完全抑制了腫瘤的生長(zhǎng)，病理組織照片證實(shí)腫瘤血管數(shù)目明顯減少，腫瘤細(xì)胞大量壞死凋亡。有學(xué)者用內(nèi)皮抑素治療小鼠B16F10黑色素細(xì)胞瘤，腫瘤消退便停止治療，待腫瘤恢復(fù)至原大小時(shí)，再用內(nèi)皮抑素原先劑量治療，發(fā)現(xiàn)仍然可以抑制腫瘤生長(zhǎng)。此試驗(yàn)第一次證明了內(nèi)皮抑素不引起腫瘤耐藥性且沒(méi)有任何毒副作用。體外將endostatin cDNA 轉(zhuǎn)染鼠K1735黑色素瘤細(xì)胞，建立動(dòng)物模型25天后，轉(zhuǎn)染后的腫瘤細(xì)胞形成的腫瘤比未轉(zhuǎn)染的對(duì)照組腫瘤細(xì)胞形成的腫瘤體積小20%，且有效抑制了病灶的轉(zhuǎn)移，該實(shí)驗(yàn)證明了在腫瘤細(xì)胞中轉(zhuǎn)染內(nèi)皮抑素基因，能有效地抑制腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移[4]。Yamanaka R[5]用塞姆利基森林病毒載體內(nèi)皮抑素基因治療腦惡性腫瘤，證實(shí)內(nèi)皮抑素可以減少腫瘤血管數(shù)量，增加腫瘤細(xì)胞凋亡而發(fā)揮抗腫瘤作用，抑制腫瘤生長(zhǎng)，防止腫瘤轉(zhuǎn)移。

2.2 內(nèi)皮抑素與放、化療結(jié)合

除此之外，內(nèi)皮抑素與放療、化療等傳統(tǒng)腫瘤治療模式結(jié)合，可以達(dá)到更有效的抗腫瘤作用。有學(xué)者聯(lián)合使用內(nèi)皮抑素和CTX治療B淋巴細(xì)胞淋巴瘤裸鼠模型，分別于第三、五、七天經(jīng)腹腔給于CTX 75mg/kg，腫瘤縮小，于第十五至十九天經(jīng)皮下分別給于內(nèi)皮抑素50ug/d和PBS，結(jié)果腫瘤比對(duì)照組明顯縮小。學(xué)者們利用裸鼠建立人結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移模型，分別自腹腔注射5-氟尿嘧啶（I組）、內(nèi)皮抑素（Ⅱ組）、以及5-氟尿嘧啶與內(nèi)皮抑素二藥聯(lián)合（III組）治療肝轉(zhuǎn)移，以注射生理鹽水為對(duì)照組。結(jié)果表明對(duì)照組及Ⅰ組肝轉(zhuǎn)移明顯高于Ⅱ組和III組。5-氟尿嘧啶與內(nèi)皮抑素二藥聯(lián)合治療能夠明顯抑制肝轉(zhuǎn)移的發(fā)生。Hanna NN[6]等用內(nèi)皮抑素和放療結(jié)合，聯(lián)合使用比單獨(dú)使用效果顯著。

通過(guò)大量動(dòng)物模型的試驗(yàn)性治療，發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮抑素有明顯的抗腫瘤效應(yīng)，而且不產(chǎn)生耐藥性，未發(fā)現(xiàn)明顯毒副作用。

參考文獻(xiàn)

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[6]Hanna NN， Seetharam S， Mauceri HJ， et al. Antitumor interaction of short-course endostatin and ionizing radiation[J]. Cancer J， 2000， 6（5）：287-293.endprint