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1、肿瘤血管生成的分子机制肿瘤血管生成的分子机制及常用探讨方法及常用探讨方法重庆医科高校病理教研室重庆医科高校病理教研室叶秀峰叶秀峰肿瘤血管生成的分子机制及常用探讨方法肿瘤血管生成的分子机制及常用探讨方法主要内容主要内容:第一节第一节肿瘤血管生成的基本过程肿瘤血管生成的基本过程其次节其次节肿瘤微血管形态和生物学特性肿瘤微血管形态和生物学特性第三节第三节肿瘤血管生成的调控机制肿瘤血管生成的调控机制第四节第四节抗血管生成疗法在肿瘤治疗中的应用抗血管生成疗法在肿瘤治疗中的应用第五节第五节肿瘤血管生成常用探讨方法肿瘤血管生成常用探讨方法人体肿瘤大部分为实体瘤。实体瘤瘤组织由瘤人体肿瘤大部分为实体瘤。实体瘤
2、瘤组织由瘤细胞和间质构成，后者主要包括血管、淋巴管、结细胞和间质构成，后者主要包括血管、淋巴管、结缔组织、炎细胞及细胞外基质等成分。其中血管和缔组织、炎细胞及细胞外基质等成分。其中血管和结缔组织起养分、支持瘤细胞的作用。结缔组织起养分、支持瘤细胞的作用。肿瘤内的新生血管和淋巴管分别通过血管生成肿瘤内的新生血管和淋巴管分别通过血管生成(angiogenesis)和淋巴管生成和淋巴管生成(1ymphangiogenesis)实现的，并在肿瘤的生长和实现的，并在肿瘤的生长和扩散扩散(侵袭和转移侵袭和转移)中起重要作用。中起重要作用。已有探讨证明，肿瘤血管生成活跃程度已有探讨证明，肿瘤血管生成活跃程度
3、对组织病理分级、放射治疗以及在预后推断对组织病理分级、放射治疗以及在预后推断上都有重要的评估价值。上都有重要的评估价值。第一节第一节 肿瘤血管生成的基本过程肿瘤血管生成的基本过程一、血管生成现象一、血管生成现象 1945 1945年年AlgireAlgire提出了提出了“肿瘤血管肿瘤血管生成生成(tumor angiogenesis)”(tumor angiogenesis)”或或“血血管新生化管新生化(neovasclarzation)”(neovasclarzation)”概念。概念。对血管生成重要性的相识，特殊是提对血管生成重要性的相识，特殊是提出出“肿瘤生长依靠于血管生成肿瘤生长依靠于
4、血管生成”观点，观点，始于始于19711971年年FolkmanFolkman对肿瘤血管生成的对肿瘤血管生成的探讨报道。探讨报道。血管生成血管生成是指活体组织在已存在的微血管是指活体组织在已存在的微血管床上芽生出新的以毛细血管为主的血管系统的床上芽生出新的以毛细血管为主的血管系统的过程。有别于胚胎时期由早期内皮细胞分化形过程。有别于胚胎时期由早期内皮细胞分化形成新血管的过程即血管形成成新血管的过程即血管形成(vasculogenesis)。二肿瘤血管生成的基本过程二肿瘤血管生成的基本过程(一一)血管生成的基本步骤：血管生成的基本步骤：血管生成因子的产生过多使之与抑制因子失衡，血管生成因子的产生
5、过多使之与抑制因子失衡，导致内皮细胞激活，产生血管生成表型；导致内皮细胞激活，产生血管生成表型；血管部位细胞外基质变更、基底膜降解，血管部位细胞外基质变更、基底膜降解，内皮细胞芽生、增殖和迁移；内皮细胞芽生、增殖和迁移；新生内皮细胞索形成管新生内皮细胞索形成管状毛细血管襻及管腔；状毛细血管襻及管腔；新生血管管腔的贯穿。新生血管管腔的贯穿。(二二)肿瘤血管生成的过程肿瘤血管生成的过程1 1肿瘤生长的阶段性肿瘤生长的阶段性 无血管期无血管期(avascular phase)(avascular phase)或称血管前期或称血管前期(prevascular phase)(prevascular ph
6、ase)肿瘤直径不超过肿瘤直径不超过1 12mm 2mm 血管期血管期(vascular phase)(vascular phase)肿瘤快速生长并发生转移肿瘤快速生长并发生转移 2.2.肿瘤血管的起源肿瘤血管的起源 肿瘤中的血管可能有肿瘤中的血管可能有3 3种来源：种来源：血管生成血管生成:以两种方式发生以两种方式发生,一是肿瘤细胞团先处于一是肿瘤细胞团先处于无血管期生长，后因缺氧而产生大量血管生成因子，无血管期生长，后因缺氧而产生大量血管生成因子，从而诱导血管生成；另一种是瘤细胞先依靠宿主组织从而诱导血管生成；另一种是瘤细胞先依靠宿主组织已存在的血管生长，继而出现瘤内血管消退，然后再已存在
7、的血管生长，继而出现瘤内血管消退，然后再因缺氧诱导血管生成因子作用而发生血管生成。因缺氧诱导血管生成因子作用而发生血管生成。血管套叠性生长血管套叠性生长内皮祖细胞内皮祖细胞(endothelialprogenitorcell,EPC)EPC为血管内皮细胞的前体细胞为血管内皮细胞的前体细胞,参与胚胎的血管生参与胚胎的血管生成成,也称为成血管细胞。也称为成血管细胞。EPC主要来源于骨髓主要来源于骨髓,表达表达CD133、CD34和和VEGFR2。3肿瘤血管生成的过程肿瘤血管生成的过程瘤细胞和巨噬细胞瘤细胞和巨噬细胞血管生成因子血管生成因子(VEGF)等等小血小血管或毛细血管伸展管或毛细血管伸展内皮
8、细胞迁移形成毛细血管芽内皮细胞迁移形成毛细血管芽新生毛细血管形成并连通。新生毛细血管形成并连通。其次节其次节 肿瘤微血管形态和生物学特性肿瘤微血管形态和生物学特性 肿瘤微血管不仅在形态上不同于正常血管，而且肿瘤微血管不仅在形态上不同于正常血管，而且在生物学功能上也有其特殊性。在生物学功能上也有其特殊性。一肿瘤微血管形态表现一肿瘤微血管形态表现 肿瘤组织内新生的微血管一般遍布整个肿瘤组织，肿瘤组织内新生的微血管一般遍布整个肿瘤组织，但分布上并不均一。血管生成最活跃、微血管密度最但分布上并不均一。血管生成最活跃、微血管密度最高的区域被称为所谓高的区域被称为所谓“血管热点区血管热点区”(hot sp
9、ots)”(hot spots)，这，这也是进行肿瘤微血管密度测定的选择区域。很多肿瘤也是进行肿瘤微血管密度测定的选择区域。很多肿瘤的微血管新生主要分布在肿瘤生长活跃的边缘。的微血管新生主要分布在肿瘤生长活跃的边缘。肿瘤的新生血管分布上常常无规律，分支紊乱，肿瘤的新生血管分布上常常无规律，分支紊乱，管腔不规则，表现为狭窄、扩张或扭曲。新生血管呈管腔不规则，表现为狭窄、扩张或扭曲。新生血管呈血窦状、条索状，管壁薄，甚至仅有一层内皮细胞；血窦状、条索状，管壁薄，甚至仅有一层内皮细胞；或管壁很厚，但结构上仍旧不完善。内皮细胞比较无或管壁很厚，但结构上仍旧不完善。内皮细胞比较无趣，细胞间常有裂隙，且缺
10、乏基底膜，有时血管外的趣，细胞间常有裂隙，且缺乏基底膜，有时血管外的肿瘤细胞可干脆与血管管腔相连。肿瘤细胞可干脆与血管管腔相连。肿瘤血管的结构缺陷是这些血管具有高通透性的结肿瘤血管的结构缺陷是这些血管具有高通透性的结构基础，也是肿瘤转移途径之一。不同类型肿瘤间质构基础，也是肿瘤转移途径之一。不同类型肿瘤间质血管没有本质区分，但在形态和数量上却有不同。血管没有本质区分，但在形态和数量上却有不同。生长活跃的恶性肿瘤常富于血管。如内分泌肿生长活跃的恶性肿瘤常富于血管。如内分泌肿瘤、肾癌、骨肉瘤、绒毛膜癌、破骨细胞瘤、胶质瘤、肾癌、骨肉瘤、绒毛膜癌、破骨细胞瘤、胶质母细胞瘤和肝细胞癌等。母细胞瘤和肝细
11、胞癌等。不同肿瘤血管的形态又有确定的差异，如胶质不同肿瘤血管的形态又有确定的差异，如胶质母细胞瘤中新生血管不仅丰富，而且内皮细胞呈不母细胞瘤中新生血管不仅丰富，而且内皮细胞呈不同程度的增生、肥大；绒毛膜癌、肝细胞癌等血管同程度的增生、肥大；绒毛膜癌、肝细胞癌等血管呈壁薄、明显扩张的血窦。呈壁薄、明显扩张的血窦。v总之，肿瘤微血管形态特点是：遍布整个肿瘤组织，总之，肿瘤微血管形态特点是：遍布整个肿瘤组织，但分布不均一，无规律，分支紊乱；管腔不规则，结但分布不均一，无规律，分支紊乱；管腔不规则，结构上不完善；内皮细胞比较无趣，细胞间常有裂隙，构上不完善；内皮细胞比较无趣，细胞间常有裂隙，且缺乏基底
12、膜，有时血管外的肿瘤细胞可干脆与血管且缺乏基底膜，有时血管外的肿瘤细胞可干脆与血管管腔相连。管腔相连。肿瘤血管的结构缺陷是其具有高通透性的结构肿瘤血管的结构缺陷是其具有高通透性的结构基础，也是肿瘤转移途径之一。基础，也是肿瘤转移途径之一。二、肿瘤微血管的生物学特性二、肿瘤微血管的生物学特性 低反应性低反应性 高通透性高通透性 低供氧实力低供氧实力 第三节第三节 肿瘤血管生成的调控机制肿瘤血管生成的调控机制一、血管生成因子一、血管生成因子(一一)VEGF及其受体家族及其受体家族(二二)细胞外基质与基质金属蛋白酶细胞外基质与基质金属蛋白酶(三三)Ets家族成员家族成员(四四)纤维母细胞生长因子纤维
13、母细胞生长因子(FGF)家族及其受体家族及其受体(五五)血小板源内皮细胞生长因子血小板源内皮细胞生长因子(PD-ECGF)（六）其它血管生成因子（六）其它血管生成因子v二二.血管生成抑制因子血管生成抑制因子v（一）大分子蛋白前体酶解片段（一）大分子蛋白前体酶解片段v (二二)细胞因子细胞因子v（三）丝氨酸蛋白酶抑制剂（三）丝氨酸蛋白酶抑制剂v（四）组织金属蛋白酶抑制剂（四）组织金属蛋白酶抑制剂v（五）抑癌基因（五）抑癌基因 肿瘤血管生成受多种血管生成因子肿瘤血管生成受多种血管生成因子(angiogenic(angiogenic factors)factors)和血管生成抑制物和血管生成抑制物(
14、angiogenesis(angiogenesis inhibitors)inhibitors)的调控。肿瘤细胞、内皮细胞和巨噬的调控。肿瘤细胞、内皮细胞和巨噬细胞受缺氧刺激等使局部微环境发生变更的因素作细胞受缺氧刺激等使局部微环境发生变更的因素作用而合成和释放大量血管生成因子从不同环节促进用而合成和释放大量血管生成因子从不同环节促进血管生成。组织中同时也存在内源性血管生成抑制血管生成。组织中同时也存在内源性血管生成抑制因子，对血管生成起抑制作用。因子，对血管生成起抑制作用。一、血管生成因子一、血管生成因子 血管生成的始动须要血管生成因子。一系列血管血管生成的始动须要血管生成因子。一系列血管生
15、成因子、细胞因子、细胞外基质和黏附分子及其抑生成因子、细胞因子、细胞外基质和黏附分子及其抑制物，以及代谢性和机械性因子均参与了血管生成过制物，以及代谢性和机械性因子均参与了血管生成过程。程。(一一)血管内皮生长因子（血管内皮生长因子（VEGFVEGF）及其受体家族）及其受体家族 1 1血管内皮生长因子家族血管内皮生长因子家族 血管内皮生长因子血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor,VEGFvascular endothelial growth factor,VEGF）又）又称血管通透性因子称血管通透性因子(vascular permeabilit
16、y(vascular permeability factor,VPF)factor,VPF)，为分子量，为分子量34-45kD34-45kD的同源二聚体糖蛋白。的同源二聚体糖蛋白。VEGF VEGF基因通过转录水平的剪切，可产生基因通过转录水平的剪切，可产生5 5种变异体，种变异体，即即VEGF206VEGF206、VEGFl89VEGFl89、VEGFl65VEGFl65、VEGFl45VEGFl45和和VEGFl21VEGFl21，分别由分别由206206、189189、165165、145145和和121121个氨基酸组成。其中个氨基酸组成。其中以以VEGF165VEGF165最具特征性
17、，其次是最具特征性，其次是VEGF121VEGF121二者均为可溶性二者均为可溶性分泌蛋白，扩散力强，易于到达靶细胞。分泌蛋白，扩散力强，易于到达靶细胞。近年又发觉其他一些与近年又发觉其他一些与VEGFVEGF功能相像、结构上有确定功能相像、结构上有确定同源性的多肽因子，包括胎盘生长因子同源性的多肽因子，包括胎盘生长因子(placentor(placentor growth factorgrowth factor，PIGF)PIGF)，VEGF-B(VEGFVEGF-B(VEGF相关因子，相关因子，VEGF-related factorVEGF-related factor，VRF)VRF)，
18、VEGF-C(VEGFVEGF-C(VEGF相关蛋白，相关蛋白，VEGF-related proteinVEGF-related protein，VRP)VRP)，以及，以及VEGF-DVEGF-DFIGFFIGF和和VEGF-EVEGF-E等成员，它们共同构成等成员，它们共同构成VEGFVEGF家族。家族。VEGF VEGF主要由血管四周的细胞产生，并通过旁分泌机主要由血管四周的细胞产生，并通过旁分泌机制作用于内皮细胞，在促进血管形成、抑制内皮细胞制作用于内皮细胞，在促进血管形成、抑制内皮细胞的凋亡及提高血管通透性等方面发挥重要作用。的凋亡及提高血管通透性等方面发挥重要作用。2 2VEGFV
19、EGF受体类型：受体类型：VEGFVEGF只有与其特异性受体结合后才只有与其特异性受体结合后才能发挥生物学功能。目前，已鉴定并克隆出能发挥生物学功能。目前，已鉴定并克隆出3 3种受体，种受体，即即VEGFVEGF受体受体l(VEGFR-1l(VEGFR-1，又称，又称flt-1)flt-1)、VEGFVEGF受体受体2 2(VEGFR-2(VEGFR-2，又称，又称flk-1flk-1或或KDR)KDR)及及VEGFVEGF受体受体3(VEGFR-33(VEGFR-3又又称称flt-4),flt-4),均属酪氨酸激酶受体，称为均属酪氨酸激酶受体，称为FltFlt家族。前两家族。前两种受体一般只
20、表达于血管内皮细胞表面，但间或在其它种受体一般只表达于血管内皮细胞表面，但间或在其它类型细胞，如肿瘤细胞中也有表达；类型细胞，如肿瘤细胞中也有表达；Flt-4Flt-4在胎儿早期静脉的内皮细胞上呈一过性表达在胎儿早期静脉的内皮细胞上呈一过性表达,胎儿后期和诞生后的内皮细胞则不再表达；在成人胎儿后期和诞生后的内皮细胞则不再表达；在成人Flt-4Flt-4只在淋巴管的内皮细胞上表达。由于只在淋巴管的内皮细胞上表达。由于FltFlt家族家族基因的表达部位不同，其配体的结合部位也不同。基因的表达部位不同，其配体的结合部位也不同。早期血管的形成须要早期血管的形成须要VEGFVEGF的调整，它们与内皮细的
21、调整，它们与内皮细胞上相应的酪氨酸激酶受体结合，引起内皮细胞分胞上相应的酪氨酸激酶受体结合，引起内皮细胞分裂和分化，并形成管腔样结构。裂和分化，并形成管腔样结构。在胚胎发育过程中，在胚胎发育过程中，VEGF(VEGF(主要是主要是VEGF-A)VEGF-A)通过通过其受体其受体VEGFR-1(Flt-1)VEGFR-1(Flt-1)和和VEGFR-2(Flk-1VEGFR-2(Flk-1KDR)KDR)促进促进内皮分化、增殖、迁移和原始血管形成。内皮分化、增殖、迁移和原始血管形成。由新形成的内皮组装成管腔样结构须要由新形成的内皮组装成管腔样结构须要VEGFR-1VEGFR-1的表达和激活，而的
22、表达和激活，而VEGFR-3VEGFR-3的表达与内皮细胞形成静的表达与内皮细胞形成静脉或淋巴管有关。脉或淋巴管有关。VEGF VEGF不仅是内皮细胞特异的强效有丝分裂原，不仅是内皮细胞特异的强效有丝分裂原，而且能促进内皮细胞产生并调整纤溶酶原激活物而且能促进内皮细胞产生并调整纤溶酶原激活物及其抑制因子；增加血管通透性等特性，在血管及其抑制因子；增加血管通透性等特性，在血管生成中发挥重要作用。生成中发挥重要作用。VEGF VEGF在几乎全部的人体肿瘤和肿瘤细胞株中皆在几乎全部的人体肿瘤和肿瘤细胞株中皆有过表达。有过表达。VEGFVEGF及其受体在肿瘤中的表达常与肿及其受体在肿瘤中的表达常与肿瘤
23、分化程度亲密相关。大多数实体瘤瘤分化程度亲密相关。大多数实体瘤VEGFVEGF基因均基因均有过表达，有过表达，VEGF165 VEGF165、VEGF121VEGF121两种两种VEGFVEGF最常见。最常见。在在VEGFVEGF家族中，家族中，VEGF-CVEGF-C和和VEG-DVEG-D既可诱导血管生既可诱导血管生成，又可诱导淋巴管生成。已有探讨报道，人体多成，又可诱导淋巴管生成。已有探讨报道，人体多种肿瘤细胞高表达种肿瘤细胞高表达VEGF-CVEGF-C。体内转基因试验也证明，。体内转基因试验也证明，肿瘤细胞肿瘤细胞VEGF-CVEGF-C的高表达能选择性地诱导肿瘤组织的高表达能选择性
24、地诱导肿瘤组织淋巴管生成。淋巴管生成。肿瘤组织中的肿瘤组织中的VEGF-CVEGF-C和和VEGF-DVEGF-D还来源于浸润的巨还来源于浸润的巨噬细胞。噬细胞。缺氧是很多细胞系产生缺氧是很多细胞系产生VEGF的一个猛烈的诱导因的一个猛烈的诱导因子。子。离体条件下，葡萄糖缺乏亦是离体条件下，葡萄糖缺乏亦是VEGF表达的诱因。表达的诱因。VEGF在肿瘤坏死灶周边常呈强表达。在肿瘤坏死灶周边常呈强表达。肿瘤中诱生型一氧化氮合酶肿瘤中诱生型一氧化氮合酶(iNOS)表达水平常与表达水平常与VEGF呈正相关，呈正相关，NO与与VEGF之间具有相互调整作用。之间具有相互调整作用。多种癌基因的激活通过上调多
25、种癌基因的激活通过上调VEGF表达而诱导血管表达而诱导血管生成，失活的抑癌基因生成，失活的抑癌基因(如突变型如突变型p53基因基因)也参与了也参与了VEGF介导的血管生成过程。介导的血管生成过程。(二二)细胞外基质与基质金属蛋白酶细胞外基质与基质金属蛋白酶细胞外基质：人体各种组织均由细胞外细胞外基质：人体各种组织均由细胞外基质基质(extra cellular matrix(extra cellular matrix，ECM)ECM)构成支架，依据其分布部位、组成成构成支架，依据其分布部位、组成成分及功能的不同可将其分为基膜分及功能的不同可将其分为基膜(BM)(BM)和间质结缔组织两大类。和间
26、质结缔组织两大类。ECM ECM成分由成分由4 4大家族组成：胶原蛋大家族组成：胶原蛋白、蛋白多糖、弹性蛋白、白、蛋白多糖、弹性蛋白、ECMECM糖蛋白。糖蛋白。目前发觉目前发觉ECMECM糖蛋白有糖蛋白有1010余种，如层粘连蛋白、纤维余种，如层粘连蛋白、纤维粘连蛋白粘连蛋白(fibronectin(fibronectin，FN)FN)等。其中等。其中FNFN主要分布于主要分布于皮肤、肌腱、血管壁和骨基质等组织。皮肤、肌腱、血管壁和骨基质等组织。多数多数ECMECM糖蛋白具有粘附功能，这种功能的发挥糖蛋白具有粘附功能，这种功能的发挥与其分子内部含有的某些特殊的蛋白片段有关，通过与其分子内部含
27、有的某些特殊的蛋白片段有关，通过这些片段，这些片段，ECMECM糖蛋白就可以与细胞及糖蛋白就可以与细胞及ECMECM其它成分结其它成分结合，参与细胞的粘附、迁移、生长和分化。合，参与细胞的粘附、迁移、生长和分化。2.2.基质金属蛋白酶的家族成员：随着现代基础医学基质金属蛋白酶的家族成员：随着现代基础医学科学理论和试验技术的飞速发展，大量的科学理论和试验技术的飞速发展，大量的MMPsMMPs被发被发觉、分别、纯化及测序。它们广泛地分布于动植物觉、分别、纯化及测序。它们广泛地分布于动植物界，几乎能降解全部生物体内的界，几乎能降解全部生物体内的ECMECM成分。到目前为成分。到目前为止，止，MMPs
28、MMPs家族至少包含家族至少包含2020种酶，而且其新成员仍在种酶，而且其新成员仍在接着增加。接着增加。3.3.基质金属蛋白酶的促新血管形成作用：电镜视察基质金属蛋白酶的促新血管形成作用：电镜视察显示，新的毛细血管围成环状及新合成的细胞外基质显示，新的毛细血管围成环状及新合成的细胞外基质成分沉积、铺垫后，血管环前端新合成的成分沉积、铺垫后，血管环前端新合成的BMBM就起先了就起先了MMPsMMPs所介导的蛋白水解过程，内皮细胞迁移将始于局所介导的蛋白水解过程，内皮细胞迁移将始于局部水解，形成一个新的毛细血管芽，随后又经验了一部水解，形成一个新的毛细血管芽，随后又经验了一系列细胞外蛋白水解酶的活
29、化与抑制的动态循环。体系列细胞外蛋白水解酶的活化与抑制的动态循环。体外细胞培育发觉，当将人脐静脉内皮细胞培育于外细胞培育发觉，当将人脐静脉内皮细胞培育于BMBM样样物质上时，内皮细胞很快排成直线，围成管状，编织物质上时，内皮细胞很快排成直线，围成管状，编织成血管网。成血管网。4.MMPs4.MMPs在不同癌组织中的表达：人类癌组织种类繁多，在不同癌组织中的表达：人类癌组织种类繁多，探讨癌细胞所产生的各种探讨癌细胞所产生的各种MMPsMMPs分子的特点及其在各种分子的特点及其在各种癌组织中的分布状况，对了解癌的浸润和转移过程有癌组织中的分布状况，对了解癌的浸润和转移过程有重要意义。已有资料表明，
30、不同种类的癌细胞所表达重要意义。已有资料表明，不同种类的癌细胞所表达的的MMPsMMPs分子种类和表达量也不相同。例如分子种类和表达量也不相同。例如:乳腺癌乳腺癌:MMP-7:MMP-7，-8-8及及-13-13表达量明显高于正常乳腺组表达量明显高于正常乳腺组织。织。5.MMPs5.MMPs激活与癌的浸润和转移：激活与癌的浸润和转移：多数癌组织中潜多数癌组织中潜在型在型MMP-2MMP-2的激活程度是癌发生转移的重要指标。的激活程度是癌发生转移的重要指标。因此检测癌组织内因此检测癌组织内MMP-2MMP-2活化酶活化酶MT-MMPMT-MMP对癌的治疗对癌的治疗具有重要意义。具有重要意义。(三
31、三)Ets)Ets家族成员家族成员 Ets Ets原癌基因于原癌基因于19831983年分别在不同的试验室中分别年分别在不同的试验室中分别成功。迄今发觉至少有成功。迄今发觉至少有Ets-1Ets-1、Ets-2Ets-2等等1111种种EtsEts基因基因家族成员。家族成员。Ets-1Ets-1与新血管形成：血管四周基膜的分解和内皮细与新血管形成：血管四周基膜的分解和内皮细胞本身的迁移力是血管生成的两个关键因素。前者主胞本身的迁移力是血管生成的两个关键因素。前者主要与要与MMPlMMPl有关，后者则主要与有关，后者则主要与Ets-1Ets-1有关。有关。已发觉的已发觉的4 4种典型的血管生长因
32、子种典型的血管生长因子aFGFaFGF、bFGFbFGF、VEGFVEGF及及EGFEGF都能调整人脐静脉内皮细胞都能调整人脐静脉内皮细胞(HUVECs)(HUVECs)、ECV-304ECV-304细胞以及人网膜微血管内皮细胞中的细胞以及人网膜微血管内皮细胞中的ets-1 ets-1 mRNAmRNA的表达。上述培育的细胞当受到生长因子等刺的表达。上述培育的细胞当受到生长因子等刺激时，激时，2 2 小时后其小时后其ets-l mRNAets-l mRNA的表达呈最高值，的表达呈最高值，1212小时后又复原到原来水平。小时后又复原到原来水平。如用如用VEGFVEGF刺激培育的内皮细胞时，其刺激
33、培育的内皮细胞时，其DNA-EtsDNA-Ets复合物复合物明显增多；而用明显增多；而用VEGFVEGF和和GGAA(EtsGGAA(Ets功能域的竞争性抑功能域的竞争性抑制剂，制剂，control competior)control competior)，同时刺激培育的内皮，同时刺激培育的内皮细胞时，细胞时，DNA-EtsDNA-Ets复合物的量则明显削减。复合物的量则明显削减。血管生长因子作用于内皮细胞时能够引起内血管生长因子作用于内皮细胞时能够引起内皮细胞皮细胞Ets-1 mRNAEts-1 mRNA的表达，而且其作用受转录水平的表达，而且其作用受转录水平的调整。的调整。(四四)纤维母细
34、胞生长因子纤维母细胞生长因子(FGF)(FGF)家族及其受体家族及其受体 目前探讨最为深化的是碱性成纤维细胞生长因子目前探讨最为深化的是碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)(bFGF)和酸性成纤维细胞生长因子和酸性成纤维细胞生长因子(aFGF)(aFGF)，两者在结，两者在结构上是相关的。构上是相关的。bFGF bFGF是一种广泛存在于人体各组织中的生物活性是一种广泛存在于人体各组织中的生物活性物质，被认为是血管内皮细胞、成纤维细胞、神经细物质，被认为是血管内皮细胞、成纤维细胞、神经细胞等生长的刺激物。胞等生长的刺激物。bFGF bFGF是体内分布广泛的生长因子之一，如脑、是体内分布广泛的生长因
35、子之一，如脑、心、肝、胎盘和白细胞等均有存在。心、肝、胎盘和白细胞等均有存在。bFGFbFGF除分布于除分布于细胞内，还分布于很多细胞的胞膜及胞外基质中。细胞内，还分布于很多细胞的胞膜及胞外基质中。它也可在不同肿瘤中表达，包括膀胱癌、神经胶质它也可在不同肿瘤中表达，包括膀胱癌、神经胶质瘤、肝癌、胃肠癌、乳腺癌、肾细胞癌和甲状腺癌瘤、肝癌、胃肠癌、乳腺癌、肾细胞癌和甲状腺癌等很多培育的细胞系都可以合成它。等很多培育的细胞系都可以合成它。其功能具有多样性，可促进内皮细胞的有丝分裂、其功能具有多样性，可促进内皮细胞的有丝分裂、趋化性和迁移，刺激内皮细胞产生胶原酶降解基趋化性和迁移，刺激内皮细胞产生胶
36、原酶降解基底膜，诱导来源于中胚层和神经外胚层细胞的增底膜，诱导来源于中胚层和神经外胚层细胞的增殖和分化。殖和分化。bFGFbFGF也表现出亲神经性行为，促进神也表现出亲神经性行为，促进神经元的存活和分化。经元的存活和分化。bFGF bFGF和和aFGFaFGF均与肝素有很强的亲和力，探讨表均与肝素有很强的亲和力，探讨表明这种高亲和力对于明这种高亲和力对于FGFFGF与细胞表达的受体结合是与细胞表达的受体结合是特别重要的。特别重要的。bFGF bFGF的生物学作用是通过与其特异性的细胞表的生物学作用是通过与其特异性的细胞表面受体面受体FGFFGF受体受体(FGFreceptors(FGFrece
37、ptors，FGFR)FGFR)结合而介导实结合而介导实现的。已经识别现的。已经识别4 4种种FGFRFGFR，包括，包括FGFR-1(flg)FGFR-1(flg)、FGFR-FGFR-2(bek)2(bek)、FGFR-3FGFR-3和和FGFR-4FGFR-4。FGFR-1FGFR-1在在bFGFbFGFFGFRFGFR系系统中的作用最大。统中的作用最大。正常脑神经元和胶质细胞中正常脑神经元和胶质细胞中FGFR-FGFR-1 1的表达呈现明显的异质性，即组织中有些细胞呈现的表达呈现明显的异质性，即组织中有些细胞呈现FGFR-1FGFR-1阳性，有些则显示阴性；血管内皮细胞亦是阳性，有些则
38、显示阴性；血管内皮细胞亦是如此。如此。(五五)血小板源内皮细胞生长因子血小板源内皮细胞生长因子(PDGF)(PDGF)血小板源性生长因子血小板源性生长因子(platelet-derived growth factor，PDGF)是由多种细胞产生的肽类生是由多种细胞产生的肽类生长因子。由于其在组织修复、胚胎发育、免疫及多长因子。由于其在组织修复、胚胎发育、免疫及多种常见疾病的愈复中起着重要作用。种常见疾病的愈复中起着重要作用。除血小板外，单核巨噬细胞系统的细胞、血管除血小板外，单核巨噬细胞系统的细胞、血管内皮细胞、胎盘和胚胎细胞、系膜细胞及某些肿瘤内皮细胞、胎盘和胚胎细胞、系膜细胞及某些肿瘤细胞
39、均可产生和释放细胞均可产生和释放PDGFPDGF。纤维母细胞、平滑肌细胞、内皮细胞及神经细胞纤维母细胞、平滑肌细胞、内皮细胞及神经细胞等多种细胞均存在等多种细胞均存在PDGFPDGF受体。受体。PDGFPDGF与细胞膜上的与细胞膜上的专一受体结合后可诱发一系列细胞内反应而发挥专一受体结合后可诱发一系列细胞内反应而发挥生物学效应，主要表现在生物学效应，主要表现在3 3方面：方面：促进细胞的促进细胞的有丝分裂：有丝分裂：PDGFPDGF能刺激多种细胞如血管内皮细胞、能刺激多种细胞如血管内皮细胞、纤维母细胞和胶质细胞等的分裂、增殖；纤维母细胞和胶质细胞等的分裂、增殖；趋化性：趋化性：PDGFPDGF
40、对纤维母细胞、平滑肌细胞和嗜中对纤维母细胞、平滑肌细胞和嗜中性粒细胞有趋化性，性粒细胞有趋化性，受体介导趋化反应，而受体介导趋化反应，而受受体则抑制趋化反应；体则抑制趋化反应；血管收缩效应：血管收缩效应：PDGFPDGF收缩大收缩大鼠主动脉的作用较经典的血管惊惶素鼠主动脉的作用较经典的血管惊惶素IIII更猛烈。此更猛烈。此外，外，PDGFPDGF通过影响骨骼肌中细胞骨架与细胞膜的相通过影响骨骼肌中细胞骨架与细胞膜的相互作用而致细胞骨架重排，还参与胚胎的发育和生互作用而致细胞骨架重排，还参与胚胎的发育和生长以及中枢神经系统发育过程。长以及中枢神经系统发育过程。（六）其它血管生成因子（六）其它血管
41、生成因子舒血管素舒血管素 (Angiotropin)、血管新生素、血管新生素（Angiogenin）表皮生长因子、转化生长因子等也能）表皮生长因子、转化生长因子等也能刺激内皮细胞生长。刺激内皮细胞生长。此外，缺氧是肿瘤和非肿瘤性疾病血管生成的此外，缺氧是肿瘤和非肿瘤性疾病血管生成的重要刺激因素。缺氧诱导的相关转录因子包括缺氧重要刺激因素。缺氧诱导的相关转录因子包括缺氧诱导因子诱导因子-1-1、-2(hypoxia inducing factor-l-2(hypoxia inducing factor-l，-2-2，HIF-1HIF-1HIF-2)HIF-2)和和NF-NF-B,B,其中以其中以
42、HIF-lHIF-l在血管生成在血管生成中的作用最为重要。中的作用最为重要。血管生成因子血管生成因子二二.血管生成抑制因子血管生成抑制因子 体内存在内源性的血管生成抑制因子，它们通过体内存在内源性的血管生成抑制因子，它们通过影响血管生成过程的各个环节发挥抗血管生成的活性。影响血管生成过程的各个环节发挥抗血管生成的活性。血管生成抑制因子大致可分为血管生成抑制因子大致可分为7 7类：大分子蛋白前体类：大分子蛋白前体酶解片段、细胞因子、丝氨酸蛋白酶抑制剂、含酶解片段、细胞因子、丝氨酸蛋白酶抑制剂、含TSP TSP I I型重复模序的血管生成抑制因子、组织金属蛋白酶型重复模序的血管生成抑制因子、组织金
43、属蛋白酶抑制剂、抑癌基因及其它血管生成抑制因子。抑制剂、抑癌基因及其它血管生成抑制因子。（一）大分子蛋白前体酶解片段（一）大分子蛋白前体酶解片段这些大分子蛋白前体分别来源于血浆这些大分子蛋白前体分别来源于血浆(如纤溶如纤溶酶原、抗凝血酶酶原、抗凝血酶)和胞外基质和胞外基质(如胶原蛋白、如胶原蛋白、基底膜蛋白多糖、纤连蛋白基底膜蛋白多糖、纤连蛋白)。1.1.纤溶酶原酶解片段纤溶酶原酶解片段血管生成抑制素血管生成抑制素 血管生成抑制素血管生成抑制素(angiostatin)(angiostatin)是最先发是最先发觉的内源性血管生成抑制因子之一，它是纤觉的内源性血管生成抑制因子之一，它是纤溶酶原的
44、蛋白酶解产物，最初在溶酶原的蛋白酶解产物，最初在LewisLewis肺癌小肺癌小鼠的血清和尿液中分别得到。鼠的血清和尿液中分别得到。血管生成抑制素特异作用于内皮细胞，它可血管生成抑制素特异作用于内皮细胞，它可以抑制内皮细胞的增殖和迁移，并诱导内皮细胞以抑制内皮细胞的增殖和迁移，并诱导内皮细胞凋亡，它通过与细胞表面的受体结合发挥作用。凋亡，它通过与细胞表面的受体结合发挥作用。已发觉的血管生成抑制素受体：已发觉的血管生成抑制素受体：ATPATP合成酶的合成酶的/、angiomotionangiomotion和整体联蛋白和整体联蛋白5353。2.2.抗血管生成性抗凝血酶抗血管生成性抗凝血酶(anti
45、angiogenic antithrombin(antiangiogenic antithrombin，aaAT)aaAT)探讨表明探讨表明aaATaaAT是切除了羧基端环的抗凝血酶。是切除了羧基端环的抗凝血酶。aaATaaAT可特异性地抑制内皮细胞的增殖，而不作用可特异性地抑制内皮细胞的增殖，而不作用于其它正常细胞或肿瘤细胞。于其它正常细胞或肿瘤细胞。aaATaaAT对血管生成的对血管生成的抑制作用有剂量依靠性。抑制作用有剂量依靠性。3.3.内皮细胞抑制素内皮细胞抑制素(endostatin)(endostatin)它可以抑制内皮细胞的增殖和迁移，并诱导内皮它可以抑制内皮细胞的增殖和迁移，并
46、诱导内皮细胞凋亡。细胞凋亡。内皮细胞抑制素主要的抗血管生成活性是通过抑内皮细胞抑制素主要的抗血管生成活性是通过抑制内皮细胞迁移实现的：它可与内皮细胞表面的制内皮细胞迁移实现的：它可与内皮细胞表面的5151整联蛋白结合，抑制整联蛋白结合，抑制FAKFAK的激活的激活,进一步影响其进一步影响其下游下游ERKlERKlp38 MAPKp38 MAPK的活化，从而抑制细胞的迁移、的活化，从而抑制细胞的迁移、影响细胞的存活。影响细胞的存活。内皮细胞抑制素还可以诱导内皮细胞凋亡。内皮细胞抑制素还可以诱导内皮细胞凋亡。(二二)细胞因子细胞因子 IFN-IFN-、IFN-IFN-、IFN-IFN-和和IL-1
47、2IL-12、IL-18IL-18是具有是具有多种功能的调整性细胞因子，对肿瘤有干脆的抑制作多种功能的调整性细胞因子，对肿瘤有干脆的抑制作用。近年来的探讨发觉它们也可以通过间接的作用方用。近年来的探讨发觉它们也可以通过间接的作用方式抑制血管的生成，来达到抗肿瘤的目的。式抑制血管的生成，来达到抗肿瘤的目的。它们可以通过下调它们可以通过下调VEGFVEGF和和FGFFGF等生长因子的表达水等生长因子的表达水平来发挥抑制血管生成的活性。白细胞介素平来发挥抑制血管生成的活性。白细胞介素-12(IL-12)12(IL-12)则是通过提高则是通过提高IFN-IFN-的表达水平，引致的表达水平，引致IP-1
48、0IP-10水平增高来发挥其抗血管生成的功能。水平增高来发挥其抗血管生成的功能。（三）丝氨酸蛋白酶抑制剂（三）丝氨酸蛋白酶抑制剂(Serine protease inhibitor(Serine protease inhibitor，Serpin)Serpin)丝氨酸蛋白酶抑制剂超家族是由一系列具同源丝氨酸蛋白酶抑制剂超家族是由一系列具同源性的蛋白质组成的蛋白质家族。某些性的蛋白质组成的蛋白质家族。某些SerpinSerpin家族成家族成员有抑制血管生成的活性，这些成员包括员有抑制血管生成的活性，这些成员包括PEDF(pigment epithelium-derived factor)PEDF
49、(pigment epithelium-derived factor)、maspinmaspin、血管惊惶素原等。、血管惊惶素原等。PEDF PEDF是眼内最重要的血管生成抑制因子。它抑是眼内最重要的血管生成抑制因子。它抑制血管生成的作用主要是通过诱导内皮细胞凋亡实制血管生成的作用主要是通过诱导内皮细胞凋亡实现的，它特异性作用于激活的内皮细胞，而不会影现的，它特异性作用于激活的内皮细胞，而不会影响静止的内皮细胞。响静止的内皮细胞。（四）组织金属蛋白酶抑制剂（四）组织金属蛋白酶抑制剂(tissue inhibitor of MMP(tissue inhibitor of MMP，TIMP)TIM
50、P)TIMP TIMP是体内自然存在的金属蛋白酶抑制物，是体内自然存在的金属蛋白酶抑制物，包括包括TIMP-1TIMP-1、TIMP-2TIMP-2、TIMP-3TIMP-3、TIMP-4TIMP-4。TIMPTIMP在在两个阶段对两个阶段对MMPMMP的活性进行抑制。一是在的活性进行抑制。一是在MMPMMP酶原酶原活化阶段，活化阶段，TIMPTIMP与与MMPMMP形成稳定的复合物，抑制其形成稳定的复合物，抑制其自我活化；二是在自我活化；二是在MMPMMP活化之后，与其依据活化之后，与其依据1 1：1 1的的比例结合，对其活性进行抑制。比例结合，对其活性进行抑制。（五）抑癌基因（五）抑癌基因