综述PDGFPDGFR与肿瘤血管生成的关系的研究1

PDGF/PDGFR与恶性肿瘤血管生成的关系的研究安霞血小板衍生生长因子（PDGF）是一种促血管生成因子，PDGF是多种间质细胞如成纤维细胞、血管平滑肌细胞、肾小球血管细胞、神经胶质细胞、内皮细胞等的强效促有丝分裂原和重要的血管生长因子，由血小板，组织细胞和某些肿瘤细胞产生。血小板衍生生长因子受体(PDGFR)是一种受体酪氨酸蛋白激酶家族成员，能够促进细胞的趋化、分裂与增殖，在机体生长发育、创伤修复等生理过程中起积极重要的作用，并与肿瘤的发生密切相关。PDGF与PDGFR结合触发受体的二聚复合物形成，使受体磷酸化从而激活下游信号分子产生一系列生物效应，可诱导肿瘤新生血管的形成，直接或间接地促进肿瘤细胞增殖与迁移。近年来的研究证明PDGF/PDGFR是肿瘤血管发生过程中起重要作用的信号通路，在多种恶性肿瘤中过表达并与肿瘤血管形成关系密切，因此用一种创新的方法使PDGF诱导的信号通路失活，则可以治疗癌症。本文以NHERF与PDGF在卵巢癌细胞系中的相互作用来研究NHERF与PDGF之间的调节关系，并做一综述。1.PDGF的结构和生物学功能[1]PDGF属于血管内皮生长因子家族，是含有糖链，相对分子量为30000kD左右的多肽生长因子。PDGF基本是由A、B、C、D4条多肽链通过二硫键形成的一个同源或异源二聚体分子，有PDGF-AA、BB，AB、CC、DD5种亚型。PDGF的功能主要为:血小板衍生生长因子（PDGF）是一种促血管生成因子，PDGF是多种间质细胞如成纤维细胞、血管平滑肌细胞、肾小球血管细胞、神经胶质细胞、内皮细胞等的强效促有丝分裂原和重要的血管生长因子，由血小板，组织细胞和某些肿瘤细胞产生。血小板衍生生长因子受体(PDGFR)是一种受体酪氨酸蛋白激酶家族成员，能够促进细胞的趋化、分裂与增殖，在机体生长发育、创伤修复等生理过程中起积极重要的作用，并与肿瘤的发生密切相关。PDGF与PDGFR结合触发受体的二聚复合物形成，从而激活下游信号分子产生一系列生物效应，可诱导肿瘤新生血管的形成，直接或间接地促进肿瘤细胞增殖与迁移。近年来的研究证明PDGF/PDGFR是肿瘤血管发生过程中起重要作用的信号通路，在多种恶性肿瘤中过表达并与肿瘤血管形成关系密切。本文就PDGF/PDGFR与各种恶性肿瘤的关系及其血管生成的关系做一综述。1.PDGF的结构和生物学功能[1]PDGF属于血管内皮生长因子家族，是含有糖链，相对分子量为30000kD左右的多肽生长因子。PDGF基本是由A、B、C、D4条多肽链通过二硫键形成的一个同源或异源二聚体分子，有PDGF-AA、BB，AB、CC、DD5种亚型。PDGF最先发现于血小板的α颗粒中，目前已经证明二倍体细胞，如单核细胞、血管平滑肌细胞、内皮细胞、胚胎细胞、系膜细胞(MC)和集合管细胞等均可产生PDGF。PDGF的功能主要为:1）促进周细胞迁移、募集分布：PDGF-B是机体发育过程中血管成熟和稳定极其重要的调节基因，可以显著促进周细胞向血管周围的定向迁移及血管包绕。2）PDGF与淋巴管生成和淋巴结转移的关系：PDGF-A、B、C有一定的促淋巴管新生的作用，尤其是PDGF-B被认为有很强的促淋巴管新生的作用，且与血管生成有一定的关系。有研究发现PDGF-A、B、D可能是通过促进肿瘤淋巴管新生来促进肿瘤生长，通过促进肿瘤淋巴管新生促进早期宫颈癌的淋巴结转移.3）PDGF在其他方面的作用：PDGF是最早被发现的结缔组织生长因子，其能促进内皮细胞、胶质细胞、成纤维细胞和血管平滑肌细胞的生长及分化，已在临床上被广泛应用于创伤的修复治疗。PDGF及其受体结合后，通过特异的酪氨酸残基反向磷酸化作用启动并放大信号促进生长，促使肌动蛋白重排和发挥趋化作用。PDGF是多种间充质细胞如成纤维细胞、血管平滑肌细胞、肾小球血管细胞、神经胶质细胞等强促有丝分裂剂、生长因子和趋化因子。2.PDGFR的结构和生物学功能PDGFR属受体酪氨酸激酶跨膜糖蛋白二聚体分子，在正常的内皮细胞、平滑肌细胞和成纤维细胞以及神经细胞等多种细胞中均有分布，且在多种人肿瘤细胞呈高表达。PDGFR主要包含两种结构相似的受体亚型PDGFR-α和PDGFR-β。二聚体的配体分子使得与之结合的受体分子也形成同源或异源二聚体，有αα、αβ、ββ三种亚型。PDGF与受体发生特异性结合使受体二聚化导致受体的自体磷酸化和受体酪氨酸激酶激活，酪氨酸残基暴露SH2结构域/PTB结构域结合位点和底物蛋白分子结合，从而激活细胞内信号转导通路。如图所示：[2]PDGFR信号转导通路主要有4条[3],如图所示：(1)Ras／MAPK信号途径：Grab2通过自身的SH2结构域和活化的PDGFR结合,再利用SH3结构域和Sos1组成复合物激活Ras,激活的Ras依次激活Raf1、MEK1/2、ERK1/2,再将信号转移到核内催化核内转录因子的磷酸化启动相关基因的转录,使细胞发生生长、分化、迁移、血管生成、抗凋亡和耐药性改变等生物学效应；(2)PI3k／Akt信号途径：PI3-K的p85亚单位通过SH2结构域与磷酸化的PDGFR结合,再激活下游分子丝氨酸/苏氨酸激酶如Akt/PKB和PKC,后者使核蛋白体上丝氨酸残基磷酸化,促进DNA的合成,促使肌动蛋白重组,介导代谢调节、刺激细胞生长和阻止细胞凋亡；(3)PLC一γ／PBC信号途径，PLC一γ和活化的PDGFR结合而激活,PLC一γ水解磷脂酰肌醇产生三磷酸肌醇(IP3)和甘油二酯(DG)。IP3作为第二信使诱导cmyc基因表达,使细胞内DNA合成加快;DG可激活PKC,PKC可使靶蛋白的丝氨酸和苏氨酸残基磷酸化,产生生物效应。DG还可通过活化Na+/K+泵,降低细胞内H+浓度,诱导c-fos原癌基因的表达,促进细胞分裂。(4)STAT通路:活化的PDGFR或JAK激活STAT,后者转移到胞核活化核膜上丝氨酸或苏氨酸残基激酶,再作用于核内转录因子,促进细胞生长和分裂。上述信号通路在肿瘤的发生、发展中发挥重要作用。PDGFR的两个亚型与配体结合后可诱导细胞出现边缘波动现象和应力纤维的消失、调节钙磷代谢、促进细胞的趋化及细胞间信号交流等作用。研究证实，PDGFR的表达参与多种疾病的纤维化过程。PDGFR-α对组织创伤修复至关重要，在创伤愈合的炎症反应、组织再生及瘢痕形成3个阶段中均发挥作用。PDGFR的过度激活后导致细胞增殖转化能力增强，从而促进肿瘤发生发展。3.PDGF/PDGFR与肿瘤血管生成的关系近年来,血管生成被认为在肿瘤的发生、发展、侵袭和转移过程中发挥着重要作用。肿瘤血管是肿瘤生长和转移的病理基础,一方面肿瘤通过肿瘤血管从宿主获得营养和氧气,另一方面,又通过肿瘤血管源源不断地向宿主输送转移细胞,并在机体的其他部位继续生长和诱导血管生成,导致肿瘤的转移。肿瘤的生长和转移需要血管形成参与，而肿瘤血管形成是通过多种生长因子与相应受体结合形成复杂的信号网络进行调控。PDGF/PDGFR是肿瘤血管发生过程中起重要作用的信号通路，储节胜等[4]研究结果显示，PDGFR-β在肝细胞癌中AFP400IU／ml组和肿瘤多发组中高表达。肿瘤多发与其侵袭转移有关，PDGFR-β高表达又可以促进肿瘤细胞增殖和血管形成以介导肿瘤的侵袭转移；由于AFP400IU／ml和肿瘤多发是HCC预后的不良指标，PDGFR—β高表达组的OS较低表达组短，提示PDGFR一β高表达是肝细胞癌的预后不良的一个指标。尹晓东[5]等的研究结果显示，牙源性组织中PDGF-A／PDGFR-α功能的发挥可能通过P13K／AKT信号传导通路的介导实现。PDGF及其受体的高表达及P13K／AKT信号传导通路异常活化与成釉细胞瘤的发生、发展有关。董娜等[6]研究结果显示，在肺神经内分泌癌中PDGFR—α和PDGFR—β蛋白阳性者分别为47例(58．75％)、53例(66．25％)，证明PDGFR—α及PDGFR—β蛋白表达在肺神经内分泌癌发生中具有一定作用，并与预后有关。易村犍[7]等研究发现，在卵巢上皮性癌肿瘤细胞中PDGFR-α蛋白的表达阳性率明显高于正常卵巢组织及卵巢良性上皮性肿瘤组织，而正常卵巢组织与卵巢良性上皮性肿瘤组织PDGFR-α的表达阳性率无明显差异，提示PDGFR-α蛋白参与了卵巢上皮性癌的发生，其可能机制是由于PDGFR-α受体的过度激活，触发其下游信号途径的活化（如PI3K/AKT途径），最终诱导细胞的异常增殖、分化和抗凋亡信号的失控，从而导致了卵巢上皮性癌的发生。此研究还发现PDGFR-α在卵巢上皮性癌的间质细胞中的表达明显高于在癌细胞中的表达。崔发强等[8]研究结果显示，PDGFR-α蛋白在大肠癌组织和正常组织中的阳性率分别为78．3％(47160)和0％(∞0)，而且PDGFR-α的表达与患者的年龄、肿瘤的大小、分化类型无关，而与Duke目分期和淋巴结转移密切相。此研究表明，Glil和PDGFR-α信号途径在大肠癌组织中均呈活化状态，两者与大肠癌的发生和癌细胞的局部浸润、淋巴结转移、远处转移密切相关，联合检测Glil和PDGFR-α表达，更能准确反映大肠癌的生物学特性；结直肠癌组织中Glil和PDGFR-α蛋白的表达在肿瘤血管生成过程中也可能起重要作用，并且与肿瘤浸润、转移密切相关，可作为结直肠癌靶向治疗的潜在靶点；林瑶光[9]等研究表明：PDGFR的表达与胃癌的浸润、淋巴结和远处转移及临床分期密切相关，与肿瘤大小、组织分型无关。PDGFR活化后能提高细胞外基质的降解代谢，有利于血管的形成，说明PDGFR在胃癌微血管形成中起促进作用，其高表达与胃癌的转移行为有密切关系。乳腺癌中的研究发现PDGFR-β能促进乳腺癌组织的血管形成并且与肿瘤的浸润深度密切相关。在早期乳腺癌中发现PDGFR呈高表达状态且与乳腺癌的进展和恶化密切相关，并且参与了肿瘤的侵袭与转移［10]。董锐等[11]研究发现，PDGF-D蛋白在膀胱癌组织中的表达明显高于正常膀胱组织(正常组0.231±O.041，癌症组0.6894-0.083），且随着肿瘤病理分级的升高，表达水平逐渐升高(G1:0.357±0.074，G20.525±0.104，G3,0.833±0.126)，有淋巴结转移组PDGF-D蛋白表达明显高于无淋巴结转移组,本实验结果显示，PDGF-DmRNA和蛋白在膀胱癌中呈现高表达，相对于相应癌旁正常组织中PDGF—D的表达情况，两者差异有统计学意义(P0．05)，而且PDGF-D的表达水平与肿瘤的分化级别、转移潜能呈正相关，与浸润深度无关。综上所述，PDGF/PDGFR信号通路与肿瘤血管生成，与肿瘤的发生、发展、侵润、转移具有密切的关系，近年来的各项研究结果都证实了这些关系，随着相关研究的深入开展，PDGF/PDGFR在新生血管生成中的作用也越来越清楚，PDGFR拮抗剂与其他的靶向治疗极有发展前景。总之，肿瘤生物学研究、药物研发和临床研究提示PDGFR作为一个药物靶点还有一系列未知的机遇和挑战。参考文献：[1]陈旭升，孙丹.PDGF和PDGFR与肿瘤的关系及其靶向治疗研究进展.CHINESEJOURNALOFCLINICALONCOLOGY,2012,39(15).[2]杨默，束玲玲，崔韵.PDGF/PDGFR对血小板生成的调节作用.中国实验血液学杂志JournalofExperimentalHematology,2011;19(5):1097－1101[3]许维东.综述PDGF及其受体介导的信号转导与肿瘤关系研究进展.IntJLabMed,November2010,Vol.31,No.11[4]储节胜，徐建明,张博.VEGFR一2、PDGFR—β和c—MET在肝细胞癌中的表达及预后分析.ChineseClinicalOncology,2012,17(7)[5]尹晓东，王德明，焦晓辉.成釉细胞瘤中p-AKT、PDK、PDGF及其受体的表达意义.JOURNALOFHARBINMEDICALUNIVERSITY,2011,45(1)[6}董娜,孙蕾娜,战忠利等.c-KI