膜联蛋白A2与新生血管病变的研究进展

宋洪元(综述)，赵世红(审校)

(第二军医大学长海医院眼科，上海 200433)

新生血管是指人体除在孕期等特定条件下，在已有血管基础上出芽、建立新血管的过程，具有重要的生理和病理意义。新生血管病变在多种疾病的发生、发展中起着重要作用，如肿瘤、类风湿性关节炎、退行性关节炎、糖尿病视网膜病变、早产儿视网膜病变等，是一类严重影响预后的疾病[1]。大量研究表明，膜联蛋白A2(annexin A2，ANXA2)在血管系统中表达量较高，并且在新生血管病变中过量表达，表明其可能在新生血管形成过程中起到重要作用[2-3]。该文主要阐述ANXA2在新生血管病变中的作用机制。

1 ANXA2及其四聚体结构

膜联蛋白是一类钙离子依赖的与磷脂特异性结合的蛋白质，具有十分广泛的生理功能，如参与细胞骨架运动、细胞内吞、调节细胞生长与增殖、参与细胞信号转导、细胞凋亡、抗凝、新生血管形成等[4-5]。膜联蛋白家族主要分为A、B、C、D、E五个亚族，ANXA2是其中A亚族成员之一[6]。

ANXA2最早是在研究劳氏肉瘤病毒转化的鸡胚胎成纤维细胞时，作为酪氨酸激酶底物被发现[7]。ANXA2是由339个氨基酸组成、相对分子质量为36×103的蛋白，具有一个高度保守C端核心区和一个多变N端结构。C端核心区由4个同源重复序列构成，每个重复序列包括70个氨基酸[4]。与其他膜联蛋白相比，ANXA2特殊生化特征是该蛋白N端多变区具有与p11高亲和力的结合区。p11是S100钙离子结合家族成员之一，与ANXA2结合后形成四聚体Allt(由2个ANXA2分子与2个p11分子构成)，参与细胞胞吞、胞吐作用[8-9]。ANXA2的功能是钙离子依赖的、在钙离子浓度较低时的一种可溶性蛋白，并且同p11结合后与胞膜作用时，也需要钙离子参与。参与新生血管病变的主要是胞外ANXA2，虽然ANXA2无分泌性信号肽，但是其能够以钙离子依赖的方式从胞内膜转移到胞外膜[10-11]。

2 ANXA2在新生血管病变中的作用

2.1ANXA2表达具有组织特异性 ANXA2表达水平在不同细胞及组织中具有明显差异性。在肺部和小肠内皮细胞、单核细胞、巨噬细胞以及血管内皮细胞中ANXA2高表达；在胆囊、气管及胃内皮细胞中微弱表达；而在血小板、红细胞及肝细胞中则不表达[2,12-13]。组织分布研究表明，ANXA2在胎盘、脾、肾及肺部大量表达[2]；而在脑部及肝脏中表达量则很低甚至不表达[14]。ANXA2虽在正常肝组织中不表达，在急性肝损伤时却大量表达，表明其可能在肝组织修复及重构中起到一定作用[15]。肝脏是一个代谢很高的器官，具有很强的再生功能，在肝脏修复再生过程中有大量新生血管产生以营养新生肝组织期间检测到的ANXA2，可能是由新生血管表达[16]。人们发现ANXA2配体之一的组织型纤溶酶原激活物能够促进肝脏新生血管的生成及其修复、再生[17]。脑部与肝脏一致，正常时ANXA2几乎不表达，而在脑多形性胶质母细胞瘤中则有大量的新生血管及ANXA2产生[14]。这些研究表明，ANXA2表达具有明显组织差异性，并在新生血管中高表达。

2.2ANXA2是纤溶酶原与组织型纤溶酶原激活物的细胞表面受体 人们普遍认为存在于细胞膜表面的纤溶酶原激活物可以引发酶促链式反应，导致细胞外基质降解，进而促进内皮细胞迁移与侵袭。在肿瘤细胞及血管内皮细胞中检测到高表达的尿激酶型纤溶酶原激活物及其受体，证实了该推论的正确性，并且尿激酶型纤溶酶原激活物及其受体在肿瘤的发生、发展中均是独立的预后因素[18-19]。最近研究亦支持纤溶酶原向纤溶酶转变是内皮细胞迁移、血管生成的先决条件[20-21]。

纤溶酶原是一个相对分子质量为94×103的无活性蛋白，在血液中浓度相对较高，为2 μmol/L。在血管内皮细胞表面，纤溶酶原在组织型纤溶酶原激活物及尿激酶型纤溶酶原激活物作用下转变为高活性纤溶酶。由于具有降解纤维蛋白的能力，细胞表面产生的纤溶酶在维持血管内血液流动性方面起着关键作用[22]。人们在研究纤溶酶原激活机制时，发现纤溶酶原与内皮细胞表面具有很高的亲和力，进而分离、纯化出与纤溶酶原结合的蛋白，经过序列分析确认该蛋白为ANXA2，并进一步证明ANXA2是纤溶酶原和组织型纤溶酶原激活物的共受体[23]。在病理情况下，微环境中纤溶酶过量表达，加速胞外基质降解进而促进内皮细胞迁移、新生血管生成[24]。

2.3ANXA2是血管增生抑制素的受体 血管增生抑制素最初是从患有路易士肺癌小鼠尿中纯化出来，相对分子质量为36×103，是纤溶酶原一个内在片段。该肽段是纤溶酶原氨基酸序列中Thr98-Val440的一段序列，N端是Thr98，C端是Val440。纤溶酶原本身有5个Kringles结构，1～4个即为血管增生抑制素[17]，能抑制血管内皮细胞的增殖、迁移、成管和诱导内皮细胞凋亡，抑制新生血管形成[25-26]。后来人们发现血管增生抑制素可以与内皮细胞表面相对分子质量为36×103的蛋白相互作用，分离纯化该蛋白并进行序列比对，证明是ANXA2，他们通过赖氨酸结合域相互作用[27]。由于纤溶酶原与血管增生抑制素均是通过赖氨酸结合域与ANXA2作用，因而血管增生抑制素很可能是通过与纤溶酶原竞争性结合ANXA2来抑制新生血管生成，表明ANXA2在新生血管形成过程的起始阶段起着关键作用。

2.4ANXA2参与新生血管病变的发生和发展

2.4.1新生血管性病变 血管系统为人体器官和组织提供营养及氧气，并为免疫系统管道提供入口，其内皮细胞构成了血管内壁，为组织生长与修复提供支持。由于血管系统供应所有组织的生长，其结构和功能异常可以引起许多疾病[22]。其中最主要的即是新生血管性病变，包括肿瘤、类风湿性关节炎、退行性关节炎、糖尿病视网膜病变、早产儿视网膜病变等，是指人体除在孕期等特定条件下外，在已有血管基础上出芽、建立新血管的过程。新生血管形成是多个步骤互相协调作用的复杂过程，包括细胞外基质降解、基膜损坏、内皮细胞迁移萌芽以及内皮细胞进一步增殖迁移、扩大血管芽[1,28]。细胞外基质降解是内皮细胞迁移、增殖及形成血管芽的先决条件，而ANXA2可以调控纤溶系统平衡，在胞外基质降解过程中扮演重要角色[23-24]。

2.4.2ANXA2在视网膜新生血管形成中的作用 视网膜新生血管病变是多种眼部疾病的病理改变,如早产儿视网膜病变、糖尿病性视网膜病变和缺血性视网膜静脉阻塞等，是一种严重的致盲性眼病。其病因复杂，发病机制尚未明确，可能与缺血、缺氧、炎症以及免疫反应引发的细胞及外基质改变有关[1]。

前期研究发现在缺血诱导的小鼠视网膜新生血管模型中，ANXA2信使RNA及蛋白水平均升高，并证明其高表达是通过血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)-VEGF受体2(VEGFR2)/蛋白激酶Cβ通路介导[3]。VEGF诱导ANXA2表达，不仅是通过VEGF受体2介导，还通过神经纤毛蛋白1及神经纤毛蛋白2介导，进一步激活细胞外调节蛋白激酶信号转导通路，促进新生血管形成[29]。在视网膜新生血管形成过程中，ANXA2除受VEGF-VEGF受体2/蛋白激酶Cβ通路调节外，还对VEGF的表达起正反馈作用[30]。阻断ANXA2能减少由VEGF诱导的新生血管产生，进一步证实了ANXA2参与了VEGF诱导新生血管生成的通路[24，31]。

在缺氧诱导的小鼠视网膜新生血管模型中，缺氧诱导因子1高表达，一方面促进VEGF表达以调控ANXA2水平[3]，另一方面可以直接诱导ANXA2产生[25]。ANXA2过量表达后，视网膜血管内皮细胞表面的组织型纤溶酶原激活物与ANXA2结合增多，促进纤溶酶产生导致视网膜新生血管形成[24]。在小鼠ANXA2基因敲除后，细胞膜表面纤维蛋白溶解系统失衡、纤维蛋白聚集使得细胞迁移受到限制，可以减少视网膜新生血管形成[32]。

2.4.3ANXA2参与新生血管病变的可能机制 一方面，ANXA2在调控纤溶系统平衡方面起着关键作用：新生血管形成过程中需要蛋白酶促反应的参与，包括丝氨酸酶、巯基蛋白酶以及金属蛋白酶等，这些酶均受到纤溶酶调控；血管内皮细胞表面受体调控着纤溶系统平衡，进而调节内皮细胞迁移、侵袭及增殖；而ANXA2作为纤溶酶原及组织型纤溶酶原激活物的共受体，则可能是调控纤溶系统平衡的关键蛋白。另一方面，ANXA2参与了VEGF介导的新生血管生成通路：ANXA2对VEGF具有正反馈作用，以及阻断ANXA2后VEGF促血管形成作用减弱，表明ANXA2在VEGF通路中起着重要作用。

3 ANXA2与新生血管病变的靶向治疗

细胞表面ANXA2调控纤溶酶产生，进而促进细胞外基质降解、细胞侵袭、迁移，导致新生血管形成[13,24,31,33-34]。在缺氧诱导的视网膜新生血管小鼠模型以及缺氧条件培养的血管内皮细胞中，ANXA2均呈现高表达[3,30]。阻断ANXA2作用后，可以减少纤溶酶及VEGF产生，进而减少新生血管形成[24,34-35]。通过调控纤溶系统平衡，ANXA2可以维持正常的血管形成、组织修复及重构，破坏了该平衡后，纤溶系统使得血管内皮细胞变得具有侵袭性、成管性[36]。因而，ANXA2可能会是阻断纤溶酶原激活、治疗新生血管病变的重要治疗靶点。

4 小 结

ANXA2在不同组织中表达程度不同，表明其在不同组织中发挥的作用及调控机制可能不同。在血管系统中ANXA2表达量较高，并且在各种新生血管病变中，均过量表达，表明ANXA2在新生血管病变中可能起着重要作用，但是确切分子机制尚未明确。ANXA2在新生血管形成中可能作用机制：调节纤溶系统平衡及参与VEGF促新生血管通路。鉴于ANXA2在新生血管病变中发挥重要功能，调控其表达水平、阻断其与纤溶酶原、组织型纤溶酶原激活物作用，以及抗体治疗有可能成为新生血管病变治疗的新途径。

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