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VEGF、NRP2、MVD、LN在胃癌中的表达

2015-02-22史丽民胡大为李春辉赵丽双

承德医学院学报 2015年2期
关键词:微血管新生胃癌

史丽民,杨 方,胡大为,李春辉,王 英,赵丽双☒

(1.河北联合大学基础医学院,河北唐山 063000;2.承德医学院附属医院)

VEGF、NRP2、MVD、LN在胃癌中的表达

史丽民1、2,杨 方1Δ,胡大为2,李春辉2,王 英2,赵丽双2☒

(1.河北联合大学基础医学院,河北唐山 063000;2.承德医学院附属医院)

胃癌;VEGF;NRP2;MVD;LN

胃癌(GC)是发生在胃上皮组织的恶性肿瘤,在全球每年新发胃癌90余万例,占所有新发癌症的9%,仅次于肺癌、乳腺癌和肠癌,居第4位,每年约有70余万人因胃癌死亡,居癌症死亡原因的第2位[1-2]。胃癌在中国是常见的恶性肿瘤之一,在消化道肿瘤中其死亡率最高[3]。总体5年生存率<20%,大部分的初治患者就诊时已为中晚期,并出现局部进展或远处转移[4]。目前,胃癌的治疗主要是采取手术切除为主,联合放疗、化疗、免疫治疗和中医中药治疗等综合治疗方法。近年来,尽管胃癌的诊断与治疗水平不断提高,但即使是根治性切除的患者5年内复发转移的仍可达到35.0%[5]。因此,寻找判断胃癌浸润与转移的分子生物学指标不仅可以提高胃癌的诊疗水平,而且对判断患者的预后,筛选出具有高转移危险的患者都具有非常重要的意义。本文主要对VEGF、NRP2、MVD、LN与胃癌根治性切除术后浸润、转移、复发及生存期的相关性作一综述。

1 VEGF(血管内皮生长因子)与胃癌

1.1 VEGF的生理功能 VEGF属于血小板源性生长因子的超级家族,是一种同型糖蛋白二聚体,主要由亚基内和亚基间二硫健交联形成,分子量为35-45kDa,是能够调控肿瘤新生血管生长的一个重要因子,肿瘤新生血管不仅为肿瘤细胞的生长提供营养物质, 还为其转移提供了必要条件。VEGF家族包括有:VEGF、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E和胎盘生长因子等, 它们可以促进血管内皮细胞的特异性分裂增殖,同时还可以增加新生血管通透性。VEGF可以通过与其受体结合,刺激血管内皮细胞的移位、增殖及结构形成,属于血管内皮细胞特异性的致分裂源,可以诱导新生血管的形成, 因此表明,VEGF是诱导肿瘤新生血管形成及其间质的形成等方面的重要因素。目前研究表明,肿瘤浸润、转移的前提条件包括肿瘤组织中的新生血管形成,而新生血管诱导剂VEGF与大部分恶性肿瘤的转移及复发有相关性[6-7]。VEGF所诱导肿瘤细胞形成的新生微血管与正常的血管存在不同,其结构和功能也有很大的差异性,并且肿瘤新生血管的基底膜不完整,由于血管壁缺乏平滑肌的支持,容易通透,使得肿瘤细胞能够十分轻易的通过通透的血管进入血液内,从而导致远处转移。

1.2 VEGF与胃癌的研究进展 众多研究表明,VEGF-R能够介导细胞受体的转导通路,作用于VEGF,从而促进血管内皮细胞的迁移、增殖,阻止血管内皮细胞的凋亡,并加速其网状结构的退化,从而增加血管的渗透性,导致肿瘤组织新生血管的生成。由此可见,VEGF在肿瘤细胞的生长发育过程中具有十分当重要的作用[8]。研究表明[9],VEGF的表达在胃部恶性肿瘤细胞中显著增高,并且其表达程度与肿瘤的淋巴结转移、侵袭深度有密切关系;肿瘤的生长转移需要新生血管的营养供给;VEGF是新生血管形成的关键调控因子之一,在肿瘤生长转移中起到关键作用。研究结果显示,VEGF能特异性作用于血管内皮细胞,促进内皮细胞增殖,增加血管通透性,诱导肿瘤血管生成,而新生血管又为肿瘤细胞生长提供营养,并间接促进肿瘤细胞增殖[10-11]。黄林飞等[12]的研究结果显示:在进展期胃癌组中,VEGF阳性表达率显著高于浅表性胃炎、慢性萎缩性胃炎伴肠化、不典型增生、早期胃癌组,而且随着肿瘤浸润深度加深,阳性率也逐渐增高。胃癌生物学行为关系的研究结果显示:在胃癌细胞侵及浆膜组中,VEGF要高于未侵及浆膜层组;淋巴结转移组中,VEGF高于和无淋巴结转移组。这表明在胃癌的分化与进展过程中,随着肿瘤的浸润深度的加深,肿瘤细胞分泌的VEGF也越来越多,肿瘤发生浸润、转移、复发的能力也越来越强。Asano等[13]证明,在裸鼠中抗VEGF单抗MV833对肺癌、黑色素瘤、结肠癌、直肠癌、乳腺癌等25种人类恶性肿瘤细胞的生长有强烈抑制作用,说明抗VEGF单抗能够作为广谱性的抗肿瘤药物应用。因此,临床中可以通过检测胃癌组织中VEGF的表达水平来判断胃癌的预后,并可以筛选出具有转移高风险性的患者,找到针对性的治疗方案。

2 NRP2(神经纤毛蛋白)与胃癌

2.1 NRP2的生理功能 1995年,Fujisawa等[14]首次报道发现一种能够参与成人神经细胞损伤修复、轴突导向、细胞侵袭、神经发育的Semaphorin家族受体,证实为一种跨膜糖蛋白,命名为NRP1,相对分子质量为1.3×105,主要存在于形成中的神经纤维轴突上。Fujisawa等还发现了NRPS的另一成员NRP2,其与NRP1有44%的同源性。NRP2在脊椎动物有三个部分:短的胞内区、跨膜区及胞外区[15]。有学者[16]发现NRP2不仅表达于交感神经结、嗅神经、大脑皮质等部位,还大量出现在非神经组织,如骨骼、肠上皮、肺及主动脉等,并且NRP2对于新生血管和新生淋巴管的形成具有主要作用[17]。

2.2 NRP2与胃癌的研究进展 众多学者证实了NRP1在多种肿瘤中的存在[18],但对于NRP2在肿瘤中的表达情况研究甚少,仅在结肠癌、乳腺癌、膀胱癌、肺癌等少数肿瘤中进行了初步的研究,其具体的作用机制还有待进一步探讨。Grandclement等[19]在结肠癌中研究发现,NRP2能够促进Smad2/Smad3复合物磷酸化, 进而促进上皮间质转化(epit-helial-mesenchymal transitions,EMT),间接增强了肿瘤细胞的转移、侵袭能力。有人利用RNAi技术发现在明显降低胃癌细胞株NRP2的表达后,胃癌细胞的侵袭和转移能力明显降低,提示NRP2有可能在胃癌细胞的侵袭和转移过程中发挥重要作用,但具体机制还有待进一步研究[20-21]。

3 MVD(微血管密度)与胃癌

3.1 MVD的作用及意义 微血管密度(microvessel density,

MVD)是对肿瘤血管最密集的地方进行的微小血管的记数[22]。肿瘤的生长,恶性肿瘤的发展、复发、迁移都需要通过血管来运送能量和提供途径。Folkman在20世纪70年代首先提出了“肿瘤的生长与转移都要依赖于新生的血管的形成”。目前,这一观点已得到研究者们的认同,MVD已经成为肿瘤血管形成程度的测量指标。有研究表明,肿瘤的新生血管是一种功能和结构都存在缺陷的血管,血浆渗透压使得血浆中有一些分子较大的物质及蛋白质进入细胞外组织间隙,从而为肿瘤细胞的生长提供了充足的营养和适宜的环境。同时,还有研究表明,肿瘤伴有淋巴结转移组与无淋巴结转移组相比较,前者的MVD表达水平显著高于后者,提示MVD与肿瘤的淋巴结转移有相关性。科学研究[23]显示,如果肿瘤内只有很少的淋巴管,肿瘤自身不会产生新的淋巴管, 而淋巴结的转移主要就是依靠肿瘤内新生的血管。肿瘤内新生的毛细血管,由于结构与功能不健全,血液容易经血管渗漏,并形成组织液(淋巴液)进入淋巴循环[24]。因此,如果肿瘤新生血管的数量不断增加, 就可以使脱落的肿瘤细胞不断地通过新生淋巴导管流向淋巴结,进而导致肿瘤出现淋巴结转移。提示微血管计数明显增高的患者更容易出现淋巴结转移。

3.2 MVD与胃癌的研究进展 新生血管是恶性肿瘤生长和转移的基础。确定肿瘤组织中的微血管的数量、分布、形态及其血液供应等,可以帮助研究者判定肿瘤的形成机制、发展及预后的演变,具有重要的参考价值。张伟斌等[25]应用FⅧ因子的抗体来标记血管内皮细胞,或者应用CD31和CD34抗体标记肿瘤血管内皮细胞,发现在微血管中CD34蛋白的表达量最高;在胃癌患者中,微淋巴结转移组的微血管密度显著高于淋巴结未转移组,并且组织中微血管的密度随着肿瘤的浸润深度的增加而逐渐增加,说明肿瘤微血管的形成能够增强肿瘤的侵袭能力,促进肿瘤的转移和浸润;胃癌患者中平均计数高的组,其预后效果显著较MVD平均计数低的组患者差,高MVD计数组患者的生存期及5年生存率均较低MVD计数组低,所以,MVD的增加与胃癌的不良预后显著相关。

4 LN(层粘连蛋白)与胃癌

4.1 LN的生理功能 LN是基底膜的主要组成成分,广泛分布于多种动物和人类的细胞基底膜中,1979年首次从鼠体内分离出来,主要存在于透明层,分子量大约为950000,由1条重链(α链)、2条轻链(β链和/或γ链)构成多种LN的分子。LN是非胶原糖蛋白的主要成分,也是细胞外基质膜(extracellular matrix,ECM)中的主要功能成分。恶性肿瘤细胞基质中含有浓度较高的LN,它可以调节细胞的附着、生长、形态与移动[26]。在层粘连蛋白受体LN-R的介导下,帮助肿瘤细胞粘附、增殖、分化、迁移[27]。有学者将外源性LN与小鼠腹水肝癌细胞膜上层粘连蛋白受体LN-R结合,发现癌细胞相互粘连;肌动蛋白微丝增多,细胞内的Ca2+浓度与钙调蛋白含量明显增高;在LN-R介导下,细胞骨架微丝重新组装,并进行信息的传递,或者通过第二信使Ca2+起作用,参与协调钙调蛋白,对细胞起到调节作用[28],从而影响肿瘤细胞的分化、形态、迁移和细胞的增殖,继而产生生物学效应[29]。

4.2 LN与胃癌的研究进展 穿过细胞基底膜、细胞外基质的降解、粘附在细胞外基质上生长、离开细胞外基质发生转移,是恶性肿瘤发生侵袭、迁移的基本过程[30]。有研究表明,肿瘤可以合成细胞基底膜成分,如层粘连蛋白,其可与相关受体结合,从而使肿瘤细胞发生粘附、移动、再粘附于其它的组织细胞,进而形成了一个新生物,即转移灶。刘德萍等[31]研究显示,胃癌组手术前血清LN的含量显著高于胃溃疡组患者;手术切除后,LN血清含量明显较手术前降低;淋巴结转移患者血清中LN的含量显著高于无淋巴结转移者;肝转移患者的血清LN含量显著高于无肝转移者。孟书聪等[32]应用脉冲标记计数有丝分裂百分率(pe11centagelabelingmitosis,PLM)法测得:随着LN剂量的增加,胃癌细胞中DNA含量显著增加;LN通过LN-R调控细胞内Ca2+、CaM系统,诱导细胞内线粒体DNA的含量增加。表明LN可以促进胃癌细胞的恶性生长、分化、增殖。

5 小结

转移是恶性肿瘤的一个重要生物学特性,肿瘤的复发和转移是一个多步骤的发生发展过程。随着分子生物学的发展,研究者们发现肿瘤的迁移涉及多个基因的改变。首先,任何肿瘤的生长、复发、转移都需要新生血管的形成,新生血管可以为肿瘤的生长运送能量,还为肿瘤细胞的转移提供了通道。新生血管的数量,可以通过MVD计数的形式来描述。VEGF可以刺激内皮细胞的增生,从而诱导血管其向周围侵袭、生长,形成新的转移灶,还能够诱导血管新生,增加微血管的通透性,促进细胞外基质降解,导致细胞外基底膜中的主要成分LN缺损或逐渐缺失。这样,肿瘤细胞就可以突破基底膜向周围组织侵润生长,导致肿瘤的转移。同时,有学者认为神经纤毛蛋白NRP2有可能参与胃癌微淋巴管的新生,帮助肿瘤细胞通过淋巴道迁移.

通过以上论述,我们认为胃癌的肿瘤细胞的生长、发育、侵袭、迁移需要多因素(如VEGF、NRP2、MVD、LN等)、多环节(如肿瘤细胞穿过细胞基底膜、细胞外基质降解、细胞粘附在细胞外基质上生长、肿瘤细胞离开细胞外基质发生转移等)、多步骤的协同作用来实现。通过研究这些细胞因子与胃癌患者的临床病理分期、手术后复发率、无瘤生存期及5年生存率的关系,以期找到可以预判胃癌患者预后的理想的分子标记物;通过研究这些细胞因子在不同组织中的表达水平,筛选出具有转移高风险性的患者,制定出有针对性的靶向治疗方案;同时,为胃癌患者预后的预判提供理论依据。

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(综述讲座栏目编辑:张玉亭)

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2014-12-12)

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