VEGF-A、VEGF-C在宮頸癌侵襲轉移中的作用機制研究進展

馮瑤瑤，馮繼紅，周航

(遵義醫(yī)學院附屬醫(yī)院，貴州遵義563000)

宮頸癌是最常見的癌癥之一。2012年全球宮頸癌新增病例數(shù)為527 600例，全年死于宮頸癌的女性總數(shù)達265 700例，發(fā)展中國家宮頸癌新增病例數(shù)和死亡例數(shù)分別占全球的60%和87%[1]。2009～2011年我國發(fā)生宮頸癌的總例數(shù)達98 900例，死于宮頸癌的總例數(shù)約30 500例[2]。盡管宮頸癌已有放療、化療、外科手術等相對成熟的治療方式，但宮頸癌的進展，尤其是侵襲和轉移，仍然是導致治療失敗的棘手問題。有研究[3]證實，癌組織中血管內(nèi)皮生長因子A(VEGF-A)、血管內(nèi)皮生長因子C(VEGF-C)高表達與宮頸癌患者的預后不良有關，并且會增加癌癥復發(fā)或轉移的風險。研究VEGF-A、VEGF-C在宮頸癌復發(fā)轉移中的作用機制是目前腫瘤學術界的一大熱點?，F(xiàn)對VEGF-A、VEGF-C在宮頸癌侵襲轉移中的作用機制研究進展情況進行綜述。

1 血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)家族

VEGF家族包括VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E(病毒VEGF)、VEGF-F(也稱為蛇毒VEGF)以及胎盤生長因子(PLGF)，共7個成員[4]。這組高度保守的VEGF能調(diào)節(jié)血管發(fā)生、血管形成，參與造血及淋巴管生成，也能通過改變腫瘤內(nèi)環(huán)境而增加毛細血管通透性。盡管VEGF家族成員都具有結構上的同源性，但每個成員也存在著分子多樣性，各有其不同的表達模式、接受不同的受體、發(fā)揮不同的生物學功能。VEGF家族共有三種酪氨酸激酶受體，分別為VEGF受體1(VEGFR-1)、VEGF受體2(VEGFR-2)和VEGF受體3(VEGFR-3)[5]。VEGFR-1和VEGFR-2主要表達于血管內(nèi)皮細胞，參與腫瘤血管新生；VEGFR-3則主要存在于血管內(nèi)皮細胞和淋巴血管中，參與腫瘤血管內(nèi)皮細胞和淋巴管內(nèi)皮細胞的增殖生長。通過VEGF-A與VEGFR-1、VEGFR-2結合，VEGF-B與VEGFR-1結合，VEGF-C、VEGF-D 與VEGFR-2、VEGFR-3結合，共同參與調(diào)控生理和病理血管新生及淋巴管形成。近幾年,VEGF家族成員及其相關的機制通路被認為是實體腫瘤重要的抗血管治療靶點。VEGF拮抗劑作為一種治療策略，其有效性在隨機臨床試驗中已經(jīng)得到了肯定，美國食品藥品監(jiān)督管理局批準的VEGF拮抗劑如貝伐珠單抗、舒尼替尼、索拉非尼以及2014年在中國上市的阿帕替尼等目前也應用于臨床并取得了較好的臨床療效。

2 VEGF-A的生理病理作用及其在宮頸癌侵襲轉移中的作用機制

2.1 VEGF-A的生理病理作用 VEGF- A，通常也被稱之為VEGF， 是一種從牛垂體卵泡細胞條件培養(yǎng)基中培養(yǎng)出的對微血管和大血管內(nèi)皮細胞均有作用的內(nèi)皮細胞分裂素，其基因位于染色體6p21，編碼VEGF-A的基因全長約14 kb，是由8個外顯子和7個內(nèi)含子組成的二聚體糖蛋白[6]。VEGF-A又包含7種亞型，分別為VEGF121、VEGF143、VEGF145、VEGF148、VEGF165、VEGF189、VEGF206，它們在多種正常組織器官中都有不同程度的表達，例如心、肺、腎、卵巢、宮頸組織等。VEGF-A是VEGF家族中最強烈的促血管生成蛋白，是一種多功能生長因子和特異性血管內(nèi)皮細胞生長因子，與其特異性受體VEGFR-2結合后，誘導VEGFR-2細胞內(nèi)氨酸殘基磷酸化，激活多個信號通道，引發(fā)內(nèi)皮細胞增殖和血管生成，增加血管通透性。VEGF-A通過作用于靶細胞受體來調(diào)節(jié)血管生成，從而實現(xiàn)對胚胎發(fā)育的影響，同時也是腫瘤(實體腫瘤和血液惡性腫瘤)、眼病、炎癥、血管及缺血性疾病等諸多疾病的關鍵效應因子。在腫瘤血管生成過程中，VEGF-A由腫瘤細胞以及被腫瘤浸潤的細胞釋放，通過旁分泌作用，促使腫瘤血管新生分支增加，使其非正?；?。VEGF-A也有其自分泌功能，可以作為腫瘤細胞的生存因子，保護它們免受諸如缺氧、化療和放射治療等的影響，有助于腫瘤細胞的化學抵抗。腫瘤血管內(nèi)皮細胞無論是生長還是分化都需要VEGF-A，它在腫瘤血管生成中的關鍵作用可能要歸因于它促有絲分裂的能力和參與血管生成的多個過程(包括內(nèi)皮細胞增殖、遷移、生存和趨化)。許多血液系統(tǒng)惡性腫瘤，包括T細胞淋巴瘤、Burkitt淋巴瘤、急性淋巴細胞白血病、慢性髓細胞性白血病均與VEGF-A表達增加有關，大多數(shù)實體瘤也被證實與VEGF-A過表達密切相關，包括黑色素瘤、結直腸、胃癌、乳腺癌、肺癌及腎細胞癌等[7]。由于在惡性腫瘤發(fā)展過程中，腫瘤細胞大量生長繁殖，增加耗氧量，腫瘤血管組織紊亂，導致缺氧微環(huán)境形成，而腫瘤細胞在對缺氧微環(huán)境的應答反應中會引起缺氧誘導因子1α(HIF-1α)的釋放，從而使因VEGF-A的表達被激活的致癌基因和一些相關的細胞因子上調(diào)，表達量比正常增高12倍，促使內(nèi)皮細胞增殖、血管生成以及增加血管通透性。與此同時，VEGF-A在腫瘤免疫逃避中也扮演著重要角色。VEGF-A能夠使樹突狀細胞處于未成熟階段[8]，讓其僅具有加工處理抗原的能力，而不具備抗原呈遞及激活T細胞的能力，進而抑制樹突狀細胞的腫瘤效應在腫瘤微環(huán)境中無法發(fā)揮，因此大大降低了人體對腫瘤細胞的免疫功能。

2.2 VEGF-A在宮頸癌侵襲轉移中的作用機制 人乳頭瘤病毒(HPV)感染可引起慢性炎癥和癌前病變,而持續(xù)感染特定的HPV亞型(16型和18型)會導致宮頸癌前病變，如不給予干預措施，這些病變會發(fā)展成宮頸癌。高風險或致癌的HPV編碼兩種主要的轉化蛋白E6和E7。E6蛋白以獨立于p53的方式調(diào)控VEGF-A啟動子，而E7 蛋白則通過AP-1反應元件激發(fā) VEGF-A啟動子,分別使抑癌基因p53和pRb功能下降或失活，誘導宮頸癌細胞 VEGF-A表達上調(diào)，促使腫瘤血管新生。HPV還能在HIF-1α誘導下促使感染HPV的宮頸組織細胞分泌VEGF-A，進而參與宮頸癌的發(fā)生、發(fā)展進程。有學者[9]認為人的端粒酶以及血管生成因子如端粒酶逆轉錄酶(hTERT)或VEGF-A可以在HPV介導的宮頸癌調(diào)控中發(fā)揮作用，且hTERT可以通過HPV E7調(diào)控HPV-18陽性宮頸癌細胞VEGF-A表達上調(diào)。Wang等[10]發(fā)現(xiàn)，在蛋白和mRNA水平上，炎癥組織、CIN組織、宮頸癌組織中VEGF-A陽性表達率依次增高，且FOXC2與VEGF-A、LYVE-1陽性表達率呈正相關。相關研究[11]表明，宮頸癌組織中的VEGF-A可以通過PI3k /Akt/ mTor信號通路誘導腫瘤細胞的生長和侵襲；也可以通過PI3k /Akt/ mTor信號通路調(diào)控MMP2和MMP3，進而調(diào)控宮頸癌細胞的入侵；cyclinD1和CDK4也可激活VEGF-A下游信號分子，促進癌細胞侵襲。Yue等[12]證明VEGF-A是miR-205的靶基因，并發(fā)現(xiàn)olmesartan(一種新的血管緊張素拮抗劑)可以在HeLa和SiHa細胞中上調(diào)miR-205并抑制VEGF-A表達。并且也有研究發(fā)現(xiàn)，在宮頸癌中miR-455的表達與VEGF-A、MVD呈負相關，此結果提示miR-455在宮頸癌中可能是一個潛在的抑癌基因。Ren等[13]發(fā)現(xiàn)，通過shRNA下調(diào)PSMA7的表達，可以抑制在宮頸細胞VEGF-A表達和細胞增殖，阻滯宮頸癌的發(fā)展。在宮頸癌中過表達的Net1也可以通過上調(diào)VEGF-A來促進血管的生成，但siRNA能夠靶向作用于Net1，使其表達下調(diào)，從而抑制VEGF-A表達，控制局部中晚期宮頸鱗狀細胞癌(CSCC)在體內(nèi)的生長[14]，這一研究結果為將Net1作為治療CSCC的新療法提供了有利的證據(jù)。Gao等[15]研究發(fā)現(xiàn)，在宮頸癌HeLa和SiHa細胞中過表達的CD73通過增強EGFR/Akt和VEGF/Akt信號通路，促進宮頸癌細胞的增殖和遷移，這與CD73酶活性無關，但可以在EGFR/VEGFR信號通路中通過激活EGFR誘導VEGF-A合成，從而促進腫瘤血管生成和腫瘤轉移。有學者[16]分析發(fā)現(xiàn)，VEGF-A陽性的患者比VEGF-A陰性的患者更有可能發(fā)生淋巴結轉移(LNM)，VEGF-A過表達可能增加了淋巴管生成和LNM水平。Zhu等[17]發(fā)現(xiàn)，VEGF-A在術前化療(PRCT)之前的表達明顯高于PRCT后，與無盆腔淋巴結轉移(PLNM)相比，PLNM患者的VEGF-A表達明顯增高，這表明VEGF-A表達是評估PRCT療效及預測局部晚期宮頸癌預后的潛在生物標志物。劉華等[18]觀察到在宮頸癌組織中VEGF-A與Galectin-1的表達呈正相關，且過表達的Galectin-1可以通過上調(diào)VEGF-A的表達來誘導腫瘤血管新生，從而加快宮頸癌的侵襲和轉移[19]。宮頸癌HeLa細胞中的端粒酶能通過HPV E7癌基因蛋白上調(diào)VEGF-A表達，間接影響宮頸癌細胞的浸潤和轉移。隨著宮頸癌實體腫瘤的不斷生長，消耗大量的氧氣與營養(yǎng)，導致缺氧和供血不足，從而誘導HIF-1α高表達，引起其下游靶基因VEGF-A的表達增加，促進腫瘤新生血管生成，加速宮頸癌侵襲與轉移的生物學行為。

3 VEGF-C的生理病理作用及在宮頸癌侵襲轉移中的作用機制

3.1 VEGF-C的生理病理作用 VEGF-C又稱淋巴管生成因子, 對淋巴內(nèi)皮細胞具有高度特異性，是新發(fā)現(xiàn)的VEGF-A同源物。VEGF-C最初是從人前列腺癌細胞株 PC-3的cDNA文庫中克隆并分離純化出來的具有促淋巴管生成的分泌性多肽基，其生物學效應是刺激細胞增殖、生存、遷移，并調(diào)節(jié)血管通透性。VEGF-C在胚胎時期主要表達于自靜脈萌芽生長淋巴管的區(qū)域，促進淋巴管生成；而在成人組織中VEGF-C主要表達于淋巴結、心臟、胎盤、卵巢、小腸和甲狀腺等部位，維持淋巴管內(nèi)皮細胞的存活[20]。在腫瘤組織中，VEGF-C與VEGFR-2的表達頻率在幾種亞型中是最高的，兩者特異性結合后，可以促進腫瘤新生血管內(nèi)皮細胞的生成和繁殖。VEGF-C也是最主要的淋巴管生成因子，可以結合并刺激受體VEGFR-3酪氨酸磷酸化，誘導PI3-K信號傳導通路，激活ERK/MEK和Akt信號通道，從而保護淋巴內(nèi)皮細胞不被凋亡，參與淋巴管生成過程，促進腫瘤淋巴結轉移。VEGF-C在胞內(nèi)以前體多肽proVEGF-C蛋白的形式存在，而在胞外被蛋白酶水解后則轉化為成熟的配體，與VEGFR-3的親和力增加近400倍[21]，并且在同一種組織中VEGF-C與VEGFR-3的親和力比與VEGFR-2的親和力強，因此將其確定為VEGFR-3的特異性激活劑。VEGF-C/VEGFR-3軸通過不同的信號通路調(diào)節(jié)不同的細胞功能，如侵襲、增殖和對化療的耐藥性，VEGF-C / VEGFR-3調(diào)控系統(tǒng)在淋巴結轉移中扮演著重要的角色[22]。Wang等[23]研究發(fā)現(xiàn)，在膀胱癌細胞系以及膀胱癌組織中miR-122水平較正常組織下調(diào)，且作為VEGF-C的潛在靶點，miR-122通過靶向VEGF-C抑制AKT和mTOR通路，從而抑制腫瘤血管生成和腫瘤生長。

3.2 VEGF-C在宮頸癌侵襲轉移中的作用機制 宮頸癌轉移的首要目標就是淋巴結。在正常組織、宮頸內(nèi)皮樣瘤變組織及宮頸癌組織中VEGF-C陽性表達率呈遞增關系，且在宮頸癌組織中VEGF-C mRNA的表達上調(diào)130倍，淋巴結轉移者VEGF-C表達水平更高，宮頸癌組織中不僅有高表達水平的VEGF-C，還有高表達水平的VEGFR-3，且VEGF-C / VEGFR-3的調(diào)控作用在宮頸癌的淋巴管生成和淋巴結轉移過程中至關重要[24]。VEGF-C與VEGF-D、CXCR4、CCR、MMP-2、CD44V6、Foxp3[25]等諸多因子在宮頸癌及癌旁組織中的表達具有協(xié)同作用，可以促進宮頸癌的浸潤及淋巴結轉移。在一項關于ⅠB～ⅡA期局部晚期宮頸癌的研究[26]中也發(fā)現(xiàn)，垂體瘤轉化基因(PTTG)與VEGF-C表達水平上調(diào)，且兩者的陽性表達與宮頸癌的侵襲和淋巴結的轉移密切相關。VEGF-C在宮頸癌侵襲轉移中產(chǎn)生的作用機制可能有以下四點[27～31]：①誘導型一氧化氮合酶通過催化產(chǎn)生NO而上調(diào)VEGF-C 的表達，誘導腫瘤淋巴管生成，導致宮頸癌的淋巴道轉移。②VEGF-C通過NF-kB途徑上調(diào)其靶蛋白Gal-3表達，增加Gal-3蛋白之間的相互作用并激活VEGFR-3，從而增加宮頸癌細胞的侵襲性。③VEGF-C通過VEGFR-2受體激活PI3K/AKT和ERK/MAPK通路，并上調(diào)Hsp90表達，參與VEGF-C誘導宮頸癌細胞的增殖和凋亡。④SIX1可以增強TGF-β誘導的SMAD2/3活性，協(xié)同SMAD途徑促進VEGF-C高表達，從而促進淋巴內(nèi)皮細胞增殖、淋巴結轉移。⑤VEGF-C通過使miR-145表達下調(diào)，導致SIP1蛋白表達增加，從而促進宮頸癌的侵襲能力及病情惡性進展。

盡管宮頸癌已有手術、放療、化療等相對成熟的治療方案，但侵襲和轉移仍然是中晚期宮頸癌治療失敗的主要原因。而VEGF-A、VEGF-C誘導的新生血管形成及淋巴管生成與宮頸癌的侵襲和轉移密切相關。因此，深入研究VEGF-A、VEGF-C在宮頸癌發(fā)生發(fā)展及侵襲轉移過程中的相關作用機制，為宮頸癌基于抗血管生成的靶向治療提供相關的理論依據(jù)。此外，宮頸癌的發(fā)生發(fā)展是多階段、多因素共同作用的結果，對單一生長因子的抑制不足以阻滯宮頸癌復發(fā)轉移的進程，通過研發(fā)多靶點血管抑制劑及多靶點聯(lián)合阻滯信號轉導，或許能達到更好的臨床療效。