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Tie2陽(yáng)性表達(dá)的單核細(xì)胞在腫瘤血管生成中的作用

2012-01-22 22:29王超群賀軼鋒余耀
中國(guó)臨床醫(yī)學(xué) 2012年6期
關(guān)鍵詞:單核細(xì)胞生長(zhǎng)因子內(nèi)皮細(xì)胞

王超群 賀軼鋒 余耀

(1.復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院肝癌研究所肝外科,上海 200032;2.復(fù)旦大學(xué)癌變與侵襲原理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 200032)

腫瘤的轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)與腫瘤血管的生成密切相關(guān),腫瘤新生血管的發(fā)生機(jī)制以及相關(guān)的抗腫瘤治療策略已成為近期的研究熱點(diǎn)。何勝利等[1]研究表明,Tie2/血管生成素(angiopoietin,Ang)體系在腫瘤血管生成中發(fā)揮重要作用。Ang是一種分泌型的生長(zhǎng)因子家族,該家族主要由4種因子組成,其中Ang-1、Ang-2和它們共同的受體Tie2與血管生成密切相關(guān)。Murdoch等[2]研究發(fā)現(xiàn),浸潤(rùn)腫瘤組織中的單核細(xì)胞對(duì)腫瘤的轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)具有重要意義,在這些單核細(xì)胞中存在一個(gè)表達(dá)Tie2的特殊亞群,被稱為表達(dá)Tie2的單核細(xì)胞(Tie2-expressing monocytes,TEMs)[2-3],這個(gè)亞群在腫瘤血管的新生過(guò)程中起重要作用。本文描述Tie2/Ang體系與血管生成的關(guān)系、TEMs在腫瘤血管新生中的作用及TEMs在抗腫瘤治療中的應(yīng)用前景。

1 Tie2/Ang體系與血管生成

Tie2屬于酪氨酸激酶受體,主要表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞[4]。配體Ang-1與內(nèi)皮細(xì)胞上Tie2結(jié)合后可以形成磷酸化二聚體,從而激活Tie2,并同時(shí)激活其他效應(yīng)分子,如酪氨酸激酶相關(guān)蛋白的下游區(qū)(downstream of tyrosine kinase-related protein,Dok-R)、內(nèi)皮一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)、含有SH2結(jié)構(gòu)域的磷酸酶(SH2 domain-containing phosphatase,SHP2)、生長(zhǎng)因子受體結(jié)合蛋白2(growth factor receptor-bound protein2,GRB2)、p85、Tie1和血管內(nèi)皮蛋白酪氨酸磷酸酶(vascular endothelial protein tyrosine phosphatase,Ve-PTP)[5-8],使得內(nèi)皮細(xì)胞屏障功能保持穩(wěn)定。有實(shí)驗(yàn)表明,Tie2基因剔除或顯性-隱性表達(dá)的小鼠在胚胎發(fā)育的第9.5天死亡,病理學(xué)檢查發(fā)現(xiàn),小鼠體內(nèi)有血管形成,但不能構(gòu)成復(fù)雜的血管網(wǎng)絡(luò)[9]。

Ang-1基因位于8q22.3~q23,由498個(gè)氨基酸組成[10]。Ang-1在多種正常成人組織中都有表達(dá),在生理?xiàng)l件下由血管周細(xì)胞表達(dá),它可加強(qiáng)內(nèi)皮細(xì)胞與周細(xì)胞間的連接,從而維持既存血管的整體穩(wěn)定性[11]。Ang-l活化內(nèi)皮細(xì)胞表面Tie2后,可吸引血管平滑肌細(xì)胞和周細(xì)胞等包圍并支持內(nèi)皮細(xì)胞,形成完整的血管壁,從而促進(jìn)血管生成[12]。剔除小鼠Ang-1基因后,小鼠胚胎在第12.5天死亡,胚胎多數(shù)臟器中的血管密度降低,部分內(nèi)皮細(xì)胞變圓,支持細(xì)胞(周細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞)減少[13]。

Ang-2基因位于8p23.1,主要表達(dá)于正常成人的卵巢、子宮和胎盤組織,可能與這3種組織中有較多的血管重建有關(guān)。Ang-2由496個(gè)氨基酸組成,它與Ang-1有60%的同源性。Ang-2的主要作用是拮抗Ang-1,Ang-2本身并不引起Tie2受體的磷酸化,但可阻斷Ang-1激活Tie2受體,從而影響血管的形成與穩(wěn)定,促進(jìn)新的毛細(xì)血管再建及形成[10,14]。高濃度的 Ang-2與 Ang-1作用相似[15]。目前有研究認(rèn)為,Ang-2對(duì)血管的作用與血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)密切相關(guān),當(dāng)VEGF不存在時(shí),Ang-2使血管退化,內(nèi)皮細(xì)胞凋亡,血管數(shù)目減少;當(dāng)VEGF存在時(shí),Ang-2啟動(dòng)血管生成,血管增生顯著,但管壁通透性明顯增加[16]。

2 TEMs與腫瘤血管新生

在健康人群中,TEMs約占血循環(huán)單個(gè)核細(xì)胞總數(shù)的2%~7%;在腎、結(jié)腸、胰腺、肺、軟組織腫瘤中,TEMs主要集中在腫瘤血管周圍和腫瘤生長(zhǎng)活躍的區(qū)域,在非新生組織中幾乎找不到TEMs[17]。由于TEMs細(xì)胞膜上不表達(dá)L-選擇素(L-Selectin/CD62L),故其無(wú)法黏附于血管內(nèi)皮細(xì)胞;同時(shí),TEMs細(xì)胞膜上也不表達(dá)單核細(xì)胞趨化蛋白-1的受體CCR2,因此TEMs向腫瘤區(qū)域的集中主要通過(guò)腫瘤細(xì)胞和激活的成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞釋放趨化因子來(lái)完成[17-18]。在所有趨化因子中,Ang-2最為重要。當(dāng)腫瘤處于低氧狀態(tài)時(shí),內(nèi)皮細(xì)胞被激活,儲(chǔ)藏于懷布爾-帕拉德體(Weibel-Palade bodies)中的Ang-2被迅速釋放,促使TEMs聚集到腫瘤血管周圍[19]。此外,缺氧誘導(dǎo)因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)可通過(guò)增強(qiáng)基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1α(stromal derived factor-1α,SDF-1α)的表達(dá)而誘使TEMs向腫瘤區(qū)域集中[20-21]。腫瘤區(qū)域的低氧狀態(tài)也可上調(diào)TEMs表面Tie2受體的表達(dá),從而使TEMs對(duì) Ang-2的敏感性增強(qiáng)[22]。TEMs到達(dá)腫瘤區(qū)域后,主要通過(guò)旁分泌方式釋放堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(basic fibroblast growth factor,b-FGF)、基質(zhì)金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)、VEGF等促血管生成因子誘導(dǎo)腫瘤血管新生[3,23];同時(shí),在腫瘤低氧環(huán)境中,Ang-2可以抑制TEMs釋放腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和白細(xì)胞介素-12(interleukine-12,IL-12),減少腫瘤細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡,增加腫瘤低氧區(qū)域新生血管形成[2,22]。

3 TEMs在抗腫瘤治療方面的應(yīng)用前景

TEMs在腫瘤血管新生的過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用,將外周血中分離出的TEMs和膠質(zhì)瘤細(xì)胞共同注入實(shí)驗(yàn)小鼠體內(nèi)后,可以顯著增加腫瘤血管的生成;而將TEMs選擇性清除后,腫瘤血管生成受到抑制,腫瘤顯著縮?。?,17]。Welford等[24]研究發(fā)現(xiàn),阻斷TEMs的作用還可以加強(qiáng)抗腫瘤治療效應(yīng):應(yīng)用血管干擾藥物考布他丁A-4磷酸鹽(combretastatin A4 phosphate,CA4P)治療后的小鼠乳腺腫瘤中會(huì)出現(xiàn)缺氧及出血性壞死現(xiàn)象,同時(shí)伴有SDF-1水平升高和TEMs的增加,通過(guò)抑制TEMs向腫瘤區(qū)域的集中而顯著增強(qiáng)CA4P的抗腫瘤效應(yīng)。另外,在對(duì)腫瘤進(jìn)行局部放療過(guò)程中也觀察到類似現(xiàn)象,通過(guò)藥物抑制SDF-1/CXCR4軸可以有效抑制TEMs向放療后腫瘤區(qū)域集中,從而抑制功能性血管生成,防止腫瘤的復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移[21]。

因此,通過(guò)研制TEMs特異性的分子靶向藥物,抑制癌癥患者體內(nèi)的TEMs的活性,有望達(dá)到抑制腫瘤生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)的目的。由于腫瘤內(nèi)的TEMs相對(duì)穩(wěn)定,且一般不發(fā)生增殖,TEMs特異性分子靶向藥物的療效將比較持久,且不易產(chǎn)生耐藥性[25]。另外,開(kāi)發(fā)TEMs作為基因傳遞工具來(lái)進(jìn)行腫瘤的基因治療也有望成為一個(gè)新的研究方向。監(jiān)測(cè)患者體內(nèi)的TEMs水平有希望成為觀察常規(guī)抗腫瘤治療方法的療效,以及監(jiān)測(cè)體內(nèi)血管新生水平的一種手段。

4 展 望

綜上所述,Tie2/Ang體系在人類生理性和腫瘤性血管生成過(guò)程中均起到重要作用,該體系是除VEGF之外的新的信號(hào)通路。Tie2/Ang體系與VEGF通路在腫瘤血管新生的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中存在相互作用,而這種相互作用可能與TEMs向腫瘤生長(zhǎng)活躍區(qū)域的集中浸潤(rùn)關(guān)系密切;同時(shí),TEMs自身也參與腫瘤血管新生的過(guò)程。對(duì)TEMs的進(jìn)一步研究有助于闡明腫瘤復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的機(jī)制,并且為利用該靶點(diǎn)進(jìn)行惡性腫瘤的靶向治療提供理論基礎(chǔ)。

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