血管生成负反馈调节因子Vasohibin家族研究进展

史刚刚 甘建琛

血管生成负反馈调节因子Vasohibin家族研究进展

史刚刚 甘建琛△

血管生成依赖于血管生成刺激因子和抑制因子之间的平衡。Vasohibin家族作为新近发现的血管生成调节因子，参与多种病理生理过程。其中Vasohibin-1是迄今为止发现的唯一以负反馈为作用机制调节血管生成的因子，可抑制血管生成；而Vasohibin-2促进血管生成，表达于肿瘤细胞和单核细胞；研究还发现了一个小分子的Vasohibin结合蛋白，其存在于内皮细胞，可与Vasohibin-1和Vasohibin-2结合，与Vasohibin-1结合时，增强抗血管生成的活性，扮演分泌伴侣作用。本文就Vasohibin家族成员的结构特点、生物活性及在抑制病理性血管生成中的作用作一综述。

新生血管化，病理性；内皮细胞；综述；血管生成；vasohibin

血管生成是各种生理和病理过程中的一个重要事件。多种血管生成刺激因子和抑制因子参与这一动态过程。Vasohibin（VASH）是近年来发现的一个血管生成抑制因子家族，有2个同系物，即VASH1和VASH2，VASH1是目前已知由血管内皮细胞分泌的血管生成负反馈调节因子，是血管内皮细胞凋亡的一个重要调节因子[1]，而VASH2与其相反，是一种内皮细胞非固有的不依赖血管内皮生长因子（VEGF）的促血管生成因子[2]，该家族正成为血管生成研究方面的热点。本文将其研究进展作一综述。

1 Vasohibin-1/2的结构特点

2004年Watanabe等[3]观察应用VEGF对人脐静脉血管内皮细胞进行诱导后的基因表达情况，结果从中分离出一段具有抗血管生成活性的基因序列-KIAA1036，它在内皮细胞优先表达，选择性地作用于内皮细胞，并命名为Vasohibin。人Vasohibin基因位于染色体14q24.3，有8个外显子和7个内含子，Vasohibin mRNA有2种剪接体，全长的Vasohibin1A（其mRNA编码365个氨基酸）和剪接体Vasohibin1B（其mRNA编码204个氨基酸）。其中全长的Vasohibin基因被优先表达，是Vasohibin的主要表达形式。

2006年Shibuya等[2]通过NCBI数据库找到了1个与Vasohibin同源的 DNA序列，并命名为 Vasohibin-2 （VASH2），此前的 Vasohibin被更名 为 Vasohibin-1 （VASH1）。VASH2基因位于染色体1q32.3，有9个外显子，可以形成多种转录表达。具有355个氨基酸残基的VASH2位于细胞浆，具有311个氨基酸残基的VASH2位于细胞核。在蛋白质一级结构中，人VASH1与VASH2有52.5％同源氨基酸序列，都存在一些基本的功能区域。

在VASH的种系发生树中，无脊椎动物寄生虫和海鞘拥有一个同祖的VASH基因，随着物种进化，脊椎动物拥有了VASH1和VASH2两个基因，海鞘的VASH与人的VASH1 和VASH2有大约40％的同源性。另外，脊椎动物的VASH1 和VASH2氨基酸序列非常保守。目前二者在氨基酸水平的功能结构尚不完全清楚，通过蛋白质差异分析系统对二者氨基酸水平的有序区域和无序区域进行比较，结果发现VASH1和VASH2在N-末端和C-末端都存在可变区域，不变区域在中间，对二者的不变区域与可变区域进行总体比较时二者的总体概率线相当相似，表明这两个分子存在一致性，对二者的可变区域和不变区域分别进行比较时，可变区域很少相似，可变区域的差异将可能揭示二者的功能差别[4]。

2 小分子VASH结合蛋白（SVBP）的发现

Suzuki等[5]应用酵母双杂交技术研究VASH的结合部分，结果发现了1个候选基因，其可与VASH1和VASH2结合，因其分子由66个氨基酸组成，所以被命名为小分子VASH结合蛋白（SVBP），在物种间高度保守。在细胞实验中，VEGF可以刺激血管内皮细胞表达VASH1，同时也表达SVBP。其定位于血管内皮细胞，在血管内皮细胞内与VASH1结合，形成一个异质二聚体，促进VASH1溶解和分泌，维持VASH1在血管内皮细胞的含量，阻止其泛素化作用，增强抗血管生成活性。但对VASH2是否有此作用尚不清楚。

3 VASH1和VASH2的表达及功能

在血管内皮细胞中VEGF-A通过与胞膜的VEGFR-2/ Flk-1受体结合将信号传导给PKC-δ，进而对VASH1产生诱导作用，VASH1可以看作是内皮细胞中PKC-δ抑制血管生成的下游效应[6]。成纤维细胞生成因子也可以通过PKC-δ诱导VASH1的表达[6]。另外，低氧或细胞因子如肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-1也可诱导VASH1表达[6]。最近研究显示，转化生长因子-β(TGF-β)/成骨蛋白（BMP）信号通路也调节VASH1的表达[7]。VASH1可以通过增加超氧化物歧化酶-2和去乙酰化合成酶-1的表达提高内皮细胞对压力的耐受性[8]。而VASH2的表达不受生长因子和细胞因子调节[4]。最近发现VASH2是miR-200的靶点，在VASH2 mRNA的3′端转录区域有多处miR-200 bc/429结合位点，miR-200b能够使VASH2沉默表达，因此，miR-200b的表达减少将会导致VASH2的表达增加[9]。

为了揭示VASH1和VASH2的确切关系，有研究检测了二者在血管生成过程中时间及空间上的表达与功能。在鼠的皮下血管生成模型中，VASH1在出芽前缘的血管内皮细胞中表达较少，在血管形成的终止区域表达较多；而VASH2表达在单核细胞中，单核细胞从骨髓中移出，渗透到出芽前缘，促进血管形成[10]。在敲除了VASH1和VASH2的小鼠模型中，敲除了VASH1的小鼠在其血管生成的终止区域出现大量不成熟的微血管，而且这些微血管有血流通过，说明这些血管是有功能的；敲除了VASH2的小鼠在血管生成的前缘新生血管减少，并且存在许多受损的血管内皮细胞[10]。出芽时增生活跃的血管内皮细胞中VASH1的表达较低，在停止增生的血管内皮细胞中其表达较高[10]。另外，在VASH2 KO小鼠模型中，出芽时新生血管不足[10]。这些结果表明，VASH1表达在血管生成终止区的内皮细胞，抑制血管生成，VASH2表达在出芽时的单核细胞中，促进血管新成。

4 病理情况下的VASH1和VASH2

VASH1蛋白在人或鼠的胚胎的血管内皮细胞中表达较高，在新生儿后期表达减少[2]。原位杂交表明，VASH1mRNA不仅仅在血管内皮细胞中表达，也在大部分组织和器官中表达，但在血管内皮细胞中优先表达[11]。在各种癌症病变、粥样硬化病变、年龄依赖性的黄斑退化、糖尿病视网膜病变、类风湿性关节炎及血管暴露后的再内皮化中，VASH1在血管内皮细胞中的表达明显增加[4]。将肿瘤接种于VASH1（-/-）小鼠后，肿瘤组织中出现大量不成熟的血管，肿瘤生长变得旺盛[12]。在雌激素受体阳性的乳腺癌中，VASH1的表达与芳香酶抑制剂治疗的反应有关[13]。VASH1基因的缺失可以导致内皮细胞间紧密连接蛋白ZO-1减少，从而增加癌细胞的转移，内源性的VASH1能够使血管内皮屏障更加紧密，减少癌细胞转移[14]。

此前研究表明，VASH2蛋白也出现在人或鼠胚胎的血管内皮细胞中，在新生儿后期逐渐减少[3]。但最近研究表明，在新生儿后期VASH2没有出现在血管内皮细胞中，而是存在于单核细胞中[10]。另外，对许多癌症病理状态的研究表明，在胃癌[15]、肝细胞癌[16]、子宫内膜癌[17]和卵巢浆液性腺癌细胞[18]中均有VASH2的高表达。在癌细胞中改变VASH2启动子区域的甲基化或者减少miR-200b表达可使VASH2表达增加，敲除VASH2能够明显抑制肿瘤血管生成和肿瘤生长[9]。在卵巢癌动物模型中，转入针对VASH2的siRNA可以使肿瘤的血管生成减少，从而抑制肿瘤的生长[19]。以上结果表明，在癌细胞中VASH2能够通过刺激血管生成促进肿瘤的生长。

5 VASH在病理性血管生成中的作用

VASH1在癌症、视网膜病变、动脉内膜狭窄、糖尿病肾病、肝硬化、肺纤维化和闭塞性细支气管炎等许多疾病中均具有抗血管生成的潜能，而VASH2是一种不依赖于VEGF的促血管生成蛋白，通过抑制VASH2可抑制血管生成而不会发生血管内皮凋亡，因此，两者不但可以作为评价肿瘤预后的指标，还有可能成为新的血管靶向药物或治疗靶点[20-22]。

VASH1在非小细胞肺癌的肿瘤血管内皮细胞中表达增加，VASH1与CD31的比值可以反映新生血管的成熟情况[23]。VASH1在卵巢癌的肿瘤细胞和血管内皮细胞中均有表达[24]。在肾癌的肿瘤细胞和血管内皮细胞中都有表达，且肿瘤组织中的表达低于临近的非肿瘤组织，且与肿瘤恶性程度呈负相关[25]。Kanomata等[26]研究表明，VASH1是肾癌手术患者的一个独立的预后因子。VASH1密度与前列腺癌的病理T分期、Gleason评分和微血管密度（MVD）显著相关，VASH1密度越高，5年前列腺特异性抗原（PSA）无复发生存率越低，其也可以作为评价前列腺癌预后的一个指标[27]。在结直肠癌中，VASH1在肿瘤组织中表达增加，其与结直肠癌的TNM分期、局部浸润情况、淋巴结转移情况呈正相关，与肿瘤的分化程度不相关，可以作为评价结直肠癌预后的一个新指标[28]。VASH2在许多癌细胞中表达增加，通过下调VASH2表达可以抑制肿瘤的生成。Li等[29]研究表明，在肝细胞癌的化疗中，VASH2过表达可以抑制野生型P53基因的表达，同时抑制细胞凋亡前蛋白Bax和CC-3表达，从而使铂类化疗药物的敏感性降低。

目前在许多癌症疾病和黄斑病变的治疗中，针对VEGF及其受体的靶向治疗已被应用，但存在许多不良反应，其中一些不良反应可能是致命性的。因为VEGF是一个促血管生成因子，针对VEGF及其受体的靶向药物往往导致正常血管内皮细胞的损伤，从而导致高血压、蛋白尿等不良事件的发生。然而VASH1并不导致高血压和蛋白尿，还可抑制其他血管刺激因子诱导的血管生成[30]。动物实验表明，VASH1还能够减少肺移植后的闭塞性支气管炎的发生[31]。

研究发现VASH1在淋巴管生成中也起抑制作用。外周淋巴管由一个单层的淋巴内皮细胞组成，没有壁细胞覆盖，它们的功能是收集从血管中流失的液体，并且保持免疫反应和组织内环境的稳定。目前对淋巴管生成抑制剂方面的研究很少，但最近研究表明，VASH1与淋巴结转移有关，在对角膜新生血管及淋巴管的研究中发现VASH1具有广谱的抗淋巴管生成活性，另外，VASH1还能够抑制肿瘤的淋巴管生成和淋巴结的转移[32]。

在VASH家族中，VASH1是第一个由VEGF诱导产生的分泌型抗血管生成因子，其主要表达在血管生成终止区的内皮细胞中，具有负反馈抑制血管生成的特性。然而，VASH2表达在单核细胞和癌细胞中，具有促进血管生成的特性。显然，为了揭示其全部功能，有必要进一步研究它们的表达部位、受体和下游信号，这将为血管生成机制的研究及血管靶向药物的研发提供新的思路。

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（2013-12-27收稿 2014-04-18修回）

（本文编辑 李国琪）

Recent Advances on Vasohibin Family Regulating Angiogenesis

SHI Ganggang,GAN Jianchen△
Department of Colorectal Surgery,The Second Hospital of Tianjin Medical University,Tianjin 300211,China△Reviser E-mail:gangood@aliyun.com

Angiogenesis is regulated by the local balance between angiogenesis stimulators and inhibitors.Vasohibin family as a novel regulator of angiogenesis involves in the process of various pathophysiology.Vasohibin-1 is the only factor that regulates angiogenesis by means of negative feedback as the mechanism of action.It is expressed in ECs to terminate angiogenesis.Subsequently one gene homologous to vasohibin-1 was found and designated as vasohibin-2,which is expressed in infiltrating MNCs or cancer cells to stimulate angiogenesis.Furthermore,one binding protein to vasohibin-1 and vasohibin-2 has been discovered and renamed as small vasohibin-binding protein(SVBP).The analysis of the function of SVBP has revealed that SVBP binds to vasohibin-1 within cells,makes a heterodimer with vasohibin-1 and facilitates the secretion of vasohibin-1.This article reviews the construction features and biological activities of vasohibin family members and their effects of inhibiting pathology angiogenesis.

neovascularization,pathologic;endothelial cells;review;angiogenesis;vasohibin

R364

A

10.3969/j.issn.0253-9896.2014.09.029

天津市卫生局科技基金项目（2013KZ107）

天津医科大学第二医院肛肠外科（邮编300211）△审校者 E-mail:gangood@aliyun.com