血管紧张素Ⅱ及其1型受体在肿瘤血管生成中的作用研究进展

田 超，范方田，陈文星，王爱云，郑仕中，2，江国荣，3，陆 茵，2

（1.南京中医药大学药学院，江苏南京 210029；2.江苏省药效与安全性评价重点实验室，江苏南京 210046；3.南京中医药大学附属苏州市中医院中医药研究所，江苏苏州 215003）

血管紧张素Ⅱ（angiotensinⅡ，AngⅡ）是肾素－血管紧张素系统（renin-angiotensin system，RAS）中的多功能活性肽，其基本功能是调节心血管和肾脏稳态及水、盐代谢平衡。然而，近年来的研究发现，AngⅡ不仅可以作为血管平滑肌细胞的生长因子调节血管功能，而且也是多种肿瘤细胞的潜在生长因子［1－2］。AngⅡ主要是通过G蛋白偶联受体AT1R来介导这些细胞效应的，而其调节血管生成的效应主要通过上调血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的分泌或合成来完成的［3］。

研究发现，在肿瘤生长条件下，很多组织来源的RAS会发生活化［4］，而且在肿瘤相关的RAS中，AngⅡ会大量产生，同时上调AT1R的表达。在大量细胞、分子水平及体内实验研究都发现，AngⅡ-AT1R系统与肿瘤的生长、转移和血管生成紧密相关，阻断AngⅡ-AT1R系统可以抑制肿瘤血管生成，从而发挥抗肿瘤作用［5］。肿瘤血管生成是肿瘤发生、发展、转移、侵袭过程中非常重要的环节，而影响肿瘤血管生成的因素也非常复杂，鉴于AngⅡ-AT1R系统的重要性，研究清楚AngⅡ-AT1R系统与肿瘤血管生成的关系将有助于更好地应用于肿瘤的治疗。

1 AngⅡ及AT1R

RAS在调节心血管稳态和血压方面发挥着非常重要的作用。AngⅡ是该系统中一种主要的多功能活性肽，AngⅡ主要是由AngⅠ在血管紧张素转化酶（angiotensin converting enzyme，ACE）的作用下水解产生的，AngⅡ通过与其受体结合发挥生物学效应。AngⅡ的受体是G蛋白偶联受体，最主要的2个受体亚型是AT1R和AT2R，2种受体所介导的生物学行为基本是相拮抗的，然而，研究表明，AngⅡ在心血管系统中的功能大部分是由AT1R介导的［6］。AT1R主要存在于血管、心、脑、肾及肝脏中，调节AngⅡ所有重要的生理反应和心血管效应，AT1R也有2种亚型：AT1a和AT1b，在啮齿类动物，AngⅡ主要通过 AT1a发挥作用［7］。AngⅡ －AT1R具有调节醛固酮分泌、机体内环境稳定、肾功能和血管平滑肌收缩等作用，另外，在嗜铬细胞、成纤维细胞、神经细胞以及多种上皮来源的细胞中，AngII还具有促进细胞生长、增殖的作用，其机制与血小板衍生生长因子（platelet derived growth factor，PDGF）、胰岛素样生长因子（insulin like growth factor 1，IGF-1）和转化生长因子β（transforming growth factor beta，TGF-β）等的作用有关。

2 AngⅡ及AT1R系统与肿瘤血管生成相关信号通路

AngⅡ及AT1R系统主要介导了4条与肿瘤增殖、转移相关的信号通路：① AT1R在AngⅡ的刺激下与Gq蛋白结合，激活磷酯酶，将磷酯酰肌醇4，5二磷酸盐（PIP2）水解为1，4，5-三磷酸肌醇 （IP3）和二脂酰甘油 （diacylglycerol，DAG），促进钙离子的移动和蛋白激酶 C（protein kinase C，PKC）的激活；② 激活的AT1R通过核转录因子NF-κB、AP-1以及活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）等信号通路，促进炎症因子和趋化因子的上调，也可以通过诱导ERK的磷酸化诱导c-fos、c-myc、c-jun等基因表达增加，产生细胞增殖效应；③AngⅡ还可以通过信号传导通路激活促分裂素原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases，MAPK），包括细胞外信号调节激酶1／2（extracellular regulated protein kinases 1／2，ERK1／2）、JNK和 p38MAPK，这些因子在血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cell，VSMC）分化、增殖、迁移和纤维化中起着重要作用；④AT1R也可激活蛋白酪氨酸激酶（protein tyrosine kinase，PTK），包括 janus家族激酶、成簇黏附激酶（focal adhesion kinase，FAK）、磷酯酰肌醇3激酶等［8］。

然而，AngⅡ及AT1R涉及的肿瘤血管生成的相关通路主要有以下几条：①AngⅡ通过AT1R促进内皮细胞以旁分泌方式上调VEGF水平来促血管生成，还能增加内皮细胞中VEGF2受体（VEGFR2）和血管生成素2（angiogenin，Ang2）的表达，另外，AngII还通过诱导PDGF、TGF-β、成纤维生长因子（bFGF）等促使肿瘤血管生成；②在微血管内皮细胞中，AT1R可激活上皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR），从而上调 VEGF和 Ang2的表达；③ 另一方面，AT1R还能通过激活 PI3K-Akt，上调 survivin和抑制Caspase-3的活性，从而具有抗凋亡作用［9］。

3 AngⅡ及AT1R与血管生成

血管生成是指毛细血管从已经存在的血管床中以出芽方式生长，形成新生血管床的过程，在正常及病理条件下如创伤愈合、肿瘤中都存在。VEGF作为一种生长因子，在血管生成中非常重要，它通过与其受体VEGFR1和VEGFR2结合诱导血管内皮细胞的增殖、迁移及出芽，是最关键的促血管生成因子。然而，近年来的研究发现，AngⅡ作为一种潜在的生长因子，其在血管生成中的作用正日益变得重要。虽然，AngⅡ作为血管生成的诱导剂已经有很多报道，但是关于其促血管生成机制的研究还很少，近年来的研究多认为AngⅡ-AT1R系统可以影响VEGF的分泌或者蛋白合成，从而诱导血管生成［10］。

Carbajo-Lozoya等［11］在小鼠模型中观察AngⅡ-AT1R系统在VEGF诱导的血管生成过程中的作用，发现AT1R选择性抑制剂替米沙坦可以明显地拮抗VEGF诱导的血管生成过程。在体外模型中，作者通过牛视网膜和大鼠微血管内皮细胞考察AngⅡ对内皮细胞的直接作用，从而评价其在血管生成中的作用。AngⅡ选择性地刺激AT1R表现出促血管生成的效应，可以进一步增加VEGF启动的内皮细胞出芽和迁移。同时，作者使用特异性抑制剂确定了G12／13和Gi依赖的信号通路可以作为AT1R诱导的血管生成的介质，而AngⅡ诱导的血管内皮细胞的迁移及VEGF诱导的血管芽生需要RhoA-ROCK（Rho kinase，ROCK）信号通路的活化。

Kurosaka等［12］研究发现，与野生型小鼠相比，AT1a敲除的小鼠在伤口愈合、伤口诱导的血管生成方面都明显受到抑制，AT1a敲除的小鼠的受伤组织的CD31表达明显减少。同时，与对照组比较，给予AT1R拮抗剂治疗的小鼠伤口愈合时间明显延迟，在这些小鼠的受伤组织中VEGF的表达也相应减少。这些实验结果显示，AngⅡ-AT1R系统在伤口愈合及伤口诱导的血管生成方面有非常重要的作用。

Tamarat等［13］通过小鼠体内基质胶植入实验发现，与对照组比较，AngⅡ组可以明显增加基质胶内的细胞数，免疫组化结果显示，这些细胞多为巨噬细胞、内皮细胞以及血管平滑肌细胞，并有管腔样的结构存在。作者通过Western blot实验发现，与对照组比较，AngⅡ组VEGF、eNOS（endothelial nitric oxid，eNOS）、环氧化酶 2（cyclooxygenase-2，COX-2）的蛋白水平明显升高，然而，AngⅡ处理组不会影响MMP-9和MMP-2的活性。加入AT1R抑制剂后，可以完全抑制AngⅡ所诱导的血管生成过程及其相关蛋白的调节，而加入COX-2的抑制剂也同样可以抑制AngⅡ诱导的血管生成，同样的情况在eNOS缺陷的小鼠也存在。因此，作者认为AngⅡ通过与AT1R结合，激活VEGF／eNOS信号通路诱导血管生成。

另外，AngⅡ-AT1R系统在血管重构中也有一定的作用。刘培等［14］研究发现，在AngⅡ的刺激下，成纤维细胞表型转化为肌成纤维细胞，同时表达α-平滑肌肌动蛋白，迁移至新生内膜中并增殖，导致血管重构，为血管生成提供了支撑。

4 AngⅡ及AT1R在肿瘤血管生成中的作用

肿瘤血管生成是肿瘤发生发展过程中非常重要的环节，如果没有充足的血供，缺少生长所需的氧和其他营养成分，原发肿瘤很难长大超过1～2 mm3。肿瘤的侵袭和转移都必须有肿瘤血管生成，针对肿瘤血管生成的抗肿瘤治疗也取得了一定的成果。然而，肿瘤血管生成是一个复杂的过程，而血管生成刺激因子和抑制因子的动态平衡是其中重要的环节。近年来的研究发现，AngⅡ是肿瘤微环境中的潜在生长因子，AngⅡ-AT1R系统在泌尿系统肿瘤为主的多种肿瘤中呈现高度活化，且其表达与VEGF的表达及肿瘤微血管密度呈正相关［15］，应用AngⅡ-AT1R系统选择性抑制剂可以通过抑制肿瘤血管生成从而抑制肿瘤的生长和转移。

Kosugi等［16］在体外培养膀胱癌细胞 KU-19-19，发现加入不同浓度的AngⅡ对肿瘤细胞的增殖和凋亡没有影响，但是却可以剂量依赖性地促进膀胱癌细胞的VEGF的分泌。加入AT1R抑制剂坎地沙坦后对于膀胱癌细胞的增殖和凋亡等生物学行为也没有影响，但是却可以剂量依赖性地抑制AngⅡ所诱导的VEGF的分泌。另外，Michio等通过裸鼠的移植瘤模型发现，与对照组比较，坎地沙坦组可以明显抑制膀胱癌移植瘤的大小，且可以明显抑制移植瘤中VEGF和血管内皮细胞标志物CD34的表达。

Chen等［17］研究发现乳腺癌细胞MCF-7中AT1R高表达，AngⅡ可以剂量依赖性地上调MCF-7细胞VEGFA的mRNA水平，AT1R抑制剂氯沙坦可以拮抗这一效应。在动物实验中，同样发现乳腺癌组织中AT1R高表达，VEGFA的mRNA水平也相应上调，坎地沙坦5 mg·kg－1灌胃4周可以明显抑制AT1R的表达，并下调VEGFA的mRNA水平。另外，与对照组比较，坎地沙坦可以明显降低乳腺癌组织的微血管密度，从而抑制乳腺癌移植瘤的生长。作者还考察了102例乳腺癌患者的肿瘤样本，发现VEGFA和AT1R的表达与肿瘤的恶性程度呈正相关，并且与病人的预后也紧密相关。

Jethon等［18］通过对102例侵袭性导管样乳腺癌（invasive ductal breast cancer，IDC）患者临床样本的免疫组化实验发现，这些样本中只有28例（27.5%）AT1R低表达，另外74例（72.5%）AT1R显著的高表达。同时，AT1R的表达与VEGF-A及VEGF-D的表达呈高度正相关，作者认为这个结果可能与IDC患者淋巴管、血管生成密切相关。

Shirotake等［19］研究了108例经尿道切除的膀胱癌样本，通过免疫组化方法检测了样本的AT1R表达和微血管密度，发现肌肉侵袭性的膀胱癌比非侵袭性的膀胱癌样本有更高的微血管密度，同时AT1R的表达明显增加，另外，AT1R的表达与微血管密度呈高度正相关。Otake等［20］发现不管是人类还是小鼠黑色素瘤的生长都依赖于AngⅡ，这两种不同来源的黑色素瘤都表达AT1R。作者通过小鼠黑色素瘤实验发现，给予氯沙坦后，不管是局部还是远端的肿瘤组织的生长都受到抑制，肿瘤体积减少的同时，肿瘤相关的微血管密度也相应减少了，同时CD31 mRNA的水平也下降。然而，氯沙坦组的小鼠肿瘤组织的VEGF水平没有明显的变化，但其受体VEGFR1在mRNA和蛋白水平都明显降低。

Buharalioglu等［21］考察了 AngⅡ、VEGF及脾酪氨酸激酶（spleen tyrosine kinase，Syk）之间的关系，Syk在内皮细胞表达，在内皮细胞的增殖、转移及血管生成中有很重要的作用。作者考察了AngⅡ、VEGF及EGF对于内皮细胞系EA.hy926（EA）和人脐静脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cells，HUVECs）管腔形成能力和大鼠动脉环出芽的影响及这些因子与Syk的关系，发现VEGF、AngⅡ及EGF均可以刺激EA细胞和HUVEC的管腔形成和动脉环芽生，而这些效应及这些因子增加的Syk磷酸化都可以被Syk的抑制剂、Sky的shRNA或者Syk的小干扰RNA削弱，然而抑制Syk的作用后并不能改变VEGF、AngⅡ及EGF诱导的VEGFR1的磷酸化。而应用EGF的抑制剂，同样可以拮抗VEGF、AngⅡ及EGF诱导的血管生成效应及Syk的磷酸化，并且可以抑制VEGFR1的磷酸化和EGFR的转录活化。这些实验表明，AngⅡ刺激血管生成的机制主要是通过EGFR的转录活化，从而促进VEGFR1的磷酸化和 Syk的活化，这个过程与VEGF的表达无关。

Huang等［22］研究发现，在人胃癌移植瘤裸鼠模型中应用AT1R的抑制剂TCV-116，与对照组比较可以明显地抑制肿瘤的生长，同时可以明显减少肿瘤的微血管密度及VEGF的表达。Tanaka等［23］在研究膀胱癌时发现，获得性铂类药物耐药的膀胱癌细胞株主要通过AT1R增强肿瘤血管生成。研究结果表明，与对照组比较，AngⅡ可以明显诱导获得性铂类药物耐药的膀胱癌细胞株产生VEGF，另外，这些耐药细胞株可以明显增加AT1R的表达及ROS的产生，但是，在利用药物依达拉奉清除自由基，减少 ROS产生后，增加的AT1R的表达明显下调。在体内实验中应用AT1R抑制剂或者减少ROS产生的依达拉奉，可以明显抑制铂类药物抵抗的移植瘤的血管生成，从而抑制肿瘤的生长，这表明在膀胱癌中AngⅡ主要依赖ROS的产生，促进AT1R的上调并增加VEGF的分泌，从而发挥促肿瘤血管生成效应。

5 总结与展望

肿瘤血管生成在肿瘤发生发展过程中是一个非常重要的阶段，血管生成不仅为肿瘤细胞的生长、增殖提供了所需的营养成分，而且在肿瘤细胞发生转移的过程中血管生成也是关键的步骤。针对肿瘤血管生成这一环节进行抗肿瘤治疗从Folkman时代就开始了，虽然肿瘤发生和发展的机制复杂，抗血管生成治疗还存在一定的局限性，但也取得了很大的进展。AngⅡ-AT1R系统在多种肿瘤的血管生成中都发挥重要的角色，为肿瘤治疗开辟了新的药物作用靶点。临床报道以及体内和体外实验都充分证明了AngⅡ或者AT1R抑制剂可以通过抑制血管生成从而抑制肿瘤的生长，但是关于其机制的研究还很有限。有报道称AngⅡ的另外一种受体AT2R在大多数病理生理环境和一些研究血管生成的实验模型中，都表现出与AT1R相拮抗的效应，也就是说阻断AT1R信号通路的同时会导致AT2R的激活，加强了AT1R阻断后的血管生成抑制效应，但是实际情况更加复杂，因为也有研究发现激活AT2R能通过上调VEGF的水平刺激血管形成从而促进肿瘤血管生成，这也就是说阻断AT1R信号同时激活AT2R对肿瘤血管生成的作用仍然存在着疑问［24］。另外，《柳叶刀·肿瘤学》杂志发表的一项大型荟萃分析结果表明，使用AT1R抑制剂与新发生癌症危险轻度增加相关，但是文章作者也认为，现阶段没有足够的证据表明AT1R类降压药都会提升患癌风险。总之，目前AT1R类药物与新发肿瘤的相关性尚无明确循证医学证据［25］，因此，明确AngⅡ-AT1R系统与肿瘤血管生成的关系在抗肿瘤治疗方面尤为重要。

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