血管抑素抗肿瘤血管生成的研究进展

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1、血管抑素抗肿瘤血管生成的研究进展【关键词】血管抑素肿瘤血管生成血管生成是指已经存在于组织的成熟血管内皮细胞，通过增殖游走，以出芽或者嵌入的方式形成新生血管的过程。在胚胎形成、女性月经期子宫内膜的周期性重建、伤口愈合及组织器官慢性缺血缺氧等条件下，该过程的发生对机体的生长发育及生存有重要意义。然而，当恶性肿瘤发生时，血管生成过程同样会被启动，其速度可作为衡量疾病进展及判断预后的一项指标。如果没有新生血管的营养供应，实体瘤达到1～2mm直径和宽度时即进入休眠状态。因此通过人为干预的方式，抑制肿瘤血管生成过程，可达到抗肿瘤的目的。1994年发现和提纯的血管抑素［1］，因具有良好的抗肿瘤血管生成活性

2、，受到了很大关注。1血管抑素的基本特征血管抑素（angiostatin，AS）是一系列血浆纤溶酶原的天然蛋白分解产物。纤溶酶原是一种由791个氨基酸及一些糖链组成的糖蛋白，内部含有五个三环结构；每个三环结构均由隔着一个内含子的两个外显子编码的约80个氨基酸残基组成，其内部通过三个二硫键来维系结构的稳定。O’REilly等首次提纯的AS被证明是纤溶蛋白酶原氨基酸中Thr98Val440的一段序列，其N段为Thr98，C端为Val440，包含了纤溶蛋白酶原上具有高度同源性的前四个三环结构，这四个三环结构氨基酸序列的相似约为50%，半衰期2.5d。纤溶蛋白酶原上存在的第五个三环结构与前四个无同源

3、性，半衰期更短，但其抑制血管生成的作用更强。此外，在纤溶酶原激活因子的N端和尿激酶中也存在着与之相似的三环结构，它们的存在对AS作用的发挥可能具有一定的意义。由于纤溶酶原存在着不同的裂解位点，因此在不同的细胞环境中可以产生不同分子组成的裂解产物。已发现的AS主要有AS1～3、AS1～4、AS4、AS5、AS4.5、AS1～5六种。动物实验中，AS具有强烈的抑制血管生成的能力，但不同结构的AS对同种内皮细胞的作用强度不同，其顺序分别为AS1～5>AS5>AS1～4>AS1>AS3,并且AS1～3的抑制作用比AS1～4强。生物学效应具有如下特点：（1）对新生血管内皮细胞的

4、增殖有选择特异性的抑制作用，但对已静止和成熟的内皮细胞无作用；（2）对早期肿瘤、转移瘤及动物种植瘤的血管生成抑制作用强；（3）其抑制作用具有时间和剂量依赖性关系；（4）作为内源性血管生成抑制因子，无耐药现象，也未发现其有明显的不良反应；（5）其作用的发挥不依赖于机体的免疫反应。鉴于这些特性，AS有可能成为新的抗肿瘤药物。2AS的产生过程AS在机体正常的情况下并不产生，原发肿瘤存在时，肿瘤直接或间接产生和活化多种基质酶性物质，使其水解活性增强，进而水解纤维蛋白酶原产生AS片段［2］。首先纤溶蛋白酶原在其激活因子作用下生成纤溶酶，纤溶酶经细胞分泌蛋白磷酸甘油激酶或自身自由巯基的介导使其二硫键被还

5、原或断裂生成AS4.5，然后AS4.5在周围多种基质水解酶的作用下水解生成AS1～3或AS1～4。这些水解酶包括基质金属蛋白酶（MMP），巨噬细胞金属弹性蛋白酶，组织纤溶酶原激活剂(tPA)，尿激酶型纤溶酶原激活物(uPA)等。纤溶酶在细胞膜表面的自我裂解对于AS的产生同样具有重要意义。Hao等［3］证实肿瘤细胞膜上的βactin可依赖于uPA诱导AS4.5的产生，但该过程不需要自由巯基介导。并且在与肿瘤细胞βactin表达水平相当的正常细胞表面上也检测到了AS4.5的存在，但其产生速率较慢，与uPA的激活速率呈正相关。已知正常细胞表面uPA及uPAR抗原的表达水平较肿瘤细胞低，提示细胞

6、膜上uPA及其受体uPAR的表达水平可能是βactin介导的纤溶解酶转化为AS4.5的限速因素。Jurasz等［4］发现，血小板膜也可以为纤溶酶原向AS的转化提供作用位点，该过程也依赖于uPA的作用，但不需要MMP的参与，这说明AS在膜表面的产生需要uPA的激活，其过程与基质中有所不同。3AS的抗血管生成机制AS抑制血管生成的机制目前还不是非常明确。但现在的研究已经证实，AS可通过作用于其靶细胞上的多个位点，诱导内皮细胞凋亡，抑制内皮细胞增生，抑制管腔形成进而发挥其抗血管生成的生物学作用［5～7］。3.1细胞表面的F0F1ATP合酶F0F1ATP合酶是存在于线粒体内膜上的一种将ATP合

7、成与分解偶联在一起的结构酶，其催化反应部位位于F1β亚基上，但它必须在与α亚基结合后才有活性。内皮细胞表面也有着F0F1ATP合酶的分布。AS可通过直接与内皮细胞表面的F0F1ATP合酶的αβ亚基结合，干扰ATP代谢的全过程［8］,也可与另一该酶抑制物IF1进行竞争［9］。IF1是一种可抑制ATP分解，但不能抑制ATP合成的F1抑制因子，在与F1结合后只能对内皮细胞的增生产生轻度抑制作用，IF1被认为是内