血管内皮细胞生长因子及其与肾脏病的关系
作者：马 娜
单位：南京军区南京总医院 解放军肾脏病研究所(南京，210002)
关键词：血管内皮细胞生长因子；肾脏病；血管发生
肾脏病与透析肾移植杂志990420 刘志红 审校
血管系统由于其提供氧和养料、运走代谢废物等功能，对于整个机体起着至关重要的作用。而血管发生(angiogenesis)，即在已有血管基础上形成新血管的过程，对于血管系统的发生和修复来说也是必不可缺的。本世纪80年代以来，人们陆续发现一系列促血管发生因子，如成纤维细胞生长因子(FGF)、血小板衍生的生长因子(PDGF)、转化生长因子-β(TGF-β)等。这些因子都能直接或间接地促进血管内皮细胞分裂和增殖，但是这种促进增殖作用都是非特异性的。80年代末，一种高度特异性血管内皮细胞生长因子被分离纯化，这就是血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)。
, 百拇医药
1 VEGF概述
1.1 VEGF的发现 VEGF的发现可以追溯到1989年，Ferrara等[1]从脑垂体滤泡-星状细胞(FC)培养基中提取出一种分子量为45 000，能与肝素结合的二聚体糖蛋白。由于这种蛋白对血管内皮细胞具有特异性促分裂和增殖的作用，故被命名为VEGF。早在1983年，Senger等[2]就发现许多肿瘤细胞能分泌一种血管通透性因子VPF(vascular permeability factor)，其促进血管通透性增加的活性是组胺的50 000倍。运用cDNA分子克隆技术，人们发现，VEGF和VPF其实是同一种基因的产物。由于血管内皮细胞的过度增殖在许多种疾病的发病机制中可能具有重要作用，VEGF这种内皮细胞高度特异性生长因子，也因此而受到重视。
1.2 VEGF的分子生物学 随着对VEGF研究的深入进展，目前至少已发现4种VEGF分子，即VEGF121、VEGF165、VEGF189和VEGF206。它们是同一个基因的产物，经过mRNA不同方式的拼接而成。VEGF基因有8个外显子，其中，第1,5,8外显子拼接形成VEGF121；1,5,7,8外显子拼接形成VEGF165；而VEGF189和VEGF206则由1,5,6,7,8外显子拼接而成[3]。由于添加了由第6个外显子编码的由24个氨基酸残基构成的多聚阳离子序列，VEGF189和VEGF206结合肝素的能力更强。
, 百拇医药
1.3 VEGF的生物学和结构特性 四种VEGF分子在生物学和结构特性上也有不同(附表)。通常VEGF121和VEGF165是以游离的形式存在，具有很强的促进内皮细胞分裂和增生的能力，而VEGF189和VEGF206则是以与肝素或含有肝素的蛋白多糖结合的形式存在于细胞表面、基底膜或细胞外基质内，其促进内皮细胞分裂的能力很弱或几乎缺乏。肝素酶或其它蛋白酶可以使这两种结合形式的VEGF水解成为一种类似VEGF121分子的形式，从而发挥其促分裂的作用。
附表 VEGF的生物学特性
PI
分子量
内皮细胞分裂原
Dmax*
, 百拇医药
结合肝素
增加血管通透性
VEGF121
酸性范围
18 000，14 000
+
-
+
VEGF165
8.5
23 000，18 000
+
, 百拇医药
1～4μg/L
+
+
VEGF189
碱性范围
27 000
-
++
++
VEGF206
碱性范围
29 000
, 百拇医药 -
++
++
*最大效应浓度
1.4 VEGF受体及信号传导 VEGF受体(VEGFR)主要分布于脑、脊髓、肾上腺、肺、胃腺、脾、胰、心脏瓣膜等组织的血管内皮细胞。其中，VEGF受体分布最多的是房室瓣、主动脉瓣血管内皮细胞。据推测，可能是由于这两处血管内皮细胞所承受的血流冲击力最大，细胞容易受损，所以需要有一定的VEGF促进血管内皮细胞增生以维持内膜完整性。
VEGFR分子由3个部分构成，即7个免疫球蛋白样结构形成的胞外部分、含有酪氨酸激酶的胞内部分和跨膜区域。其中，胞内部分含有一段酪氨酸插入序列(KID)，是磷酸化的下游信号分子的结合位点。VEGFR分子与配体结合后，相邻的两个受体发生聚合，形成二聚体结构。这种聚合，尤其是胞内酪氨酸激酶结构的聚合，使得受体活化。活化的受体通过促进自身磷酸化、临近受体转磷酸化和磷酸化下游胞内蛋白等作用启动信号传导，最终导致磷酯酶Cγ活化，水解磷脂酰肌醇4，5-二磷酸(PIP2)，生成肌醇1，4，5-三磷酸(IP3)和二酰基甘油(DG)，分别起到促进胞内Ca2+升高和激活蛋白酶C(PKC)的作用。
, 百拇医药
目前，已经发现两种VEGFR——VEGFR1，又称Flt-1；VEGFR2在人类及鼠类分别被称为KDR和Flk-1。这两种受体在结构和功能上都有一定区别[4，5]。此外，还存在一种缺乏酪氨酸激酶胞内部分和跨膜结构的可溶性Flt-1分子(sFlt-1)。这种分子与配体结合后，能阻断VEGFR的配体活化过程，起到受体封闭的作用[6]。
1.5 VEGF的分布及表达调控 在体外培养的条件下，许多肿瘤细胞，包括癌细胞和肉瘤细胞，都能分泌VEGF。除脑垂体滤泡-星状细胞外，胎儿和成年牛主动脉平滑肌细胞(ASMC)也能产生VEGF，这可能与VEGF的促进血管内皮细胞分裂、抑制血管平滑肌细胞增生，从而维持血管内膜完整性和管腔通畅性有关。
生理状况下，体内很多组织可检测到VEGF的存在。如肺泡细胞、肾小球及近端小管、肝细胞、肾上腺皮质、脑、垂体、卵巢等。其中，VEGF在肺、脾和肾脏的含量最为丰富[7]。
, 百拇医药
VEGF的表达受到多种因素的调控。缺氧是迄今为止所发现的最强的调节因素[8]，但缺氧引起VEGF表达增加的具体机制目前尚不详，可能与低氧可诱导性因子-1(hypoxia inducible factor-1，HIF-1)的形成从而促进VEGF转录增加有关，也有研究认为在缺氧状态下VEGF mRNA自身的稳定性增加。VEGF的表达同时还受到一些生长因子的调控，如PDGF-BB、FGF-7、表皮生长因子(EGF)、肿瘤坏死因子α(TNFα)、TGF-β1和IL-1等。这些因子在体内实验中能促进血管发生，但在体外状态下，对血管内皮细胞却无促分裂和增生的作用。其中，TGF-β1对内皮细胞的生长还有抑制作用。这种体内、外研究结果的差异，可能是由于这些因子能促进VEGF的分泌，从而间接地促进血管发生过程。此外，前列腺素E2(PGE2)和佛波酯对于VEGF的分泌也有促进作用。
1.6 VEGF的生物活性 VEGF的主要作用在于调节血管发生和血管形成(vasculargenesis)。这主要体现在VEGF对血管内皮细胞促进分裂增生和趋化作用。VEGF能够扩张动脉，增加毛细血管通透性，诱使内皮细胞形成和维持其窗孔结构，并能促进内皮细胞表达纤溶酶原激活物(PA)和胶原酶，增加纤溶酶原激活物和胶原酶的活性。这些功能也与其促进血管发生过程有关。除此之外，VEGF对单核细胞也有趋化作用。
, 百拇医药
1.7 VEGF与疾病的关系 外周皮肤组织受损后数小时，即可在损伤局部检测到VEGF mRNA和蛋白水平升高，这种VEGF水平的升高与损伤修复过程呈明显的时空相关性，当损伤局部完全修复后，VEGF水平可降低至正常。而糖尿病(DM)患者皮肤组织损伤后，局部VEGF不能出现相应的升高，这可能就是糖尿病患者皮肤损伤不易修复的原因之一。
目前研究认为，血管发生过程对于肿瘤的生长和转移起着至关重要的作用。由于VEGF这种血管内皮细胞特异性生长因子在血管发生中起着重要的调节作用，因此，VEGF与肿瘤的生长和转移也存在着密切的关系。这主要体现在，肿瘤细胞在体内、外都可以大量分泌VEGF；肿瘤组织内的血管内皮细胞表达VEGFR明显高于正常内皮细胞；VEGF特异性抗体可以显著抑制肿瘤的生长，并与肿瘤组织内的血管密度、肿瘤转移呈相关性，而在体外对肿瘤细胞的生长无影响作用[9]。所以，有人提议，应用特异性VEGF抗体联合细胞毒性药物以治疗肿瘤。
此外，在一些血管发生异常过度的疾病，如糖尿病性视网膜病变及其它增生性视网膜病变、类风湿性关节炎、银屑病、接触性皮炎等病变组织局部也可检测到VEGF和VEGFR mRNA水平升高。
, 百拇医药
2 VEGF与肾脏病的关系
2.1 VEGF在正常肾脏的表达与功能 生理状态下，无论是成年人，或是成年小鼠和大鼠的肾脏组织，都能检测到生理状态下，无论是成年人，或是成年小鼠和大鼠的肾脏组织，都能检测到VEGF在足突细胞和集合管上皮细胞持续表达[10]。VEGF在足突细胞的持续表达可能是通过旁分泌作用，穿过肾小管基底膜，作用于内皮细胞，发挥其强大的扩张血管促进血管通透性增加的功能，从而调节肾小球滤过膜的通透性。既往的研究中，人们对于足突细胞对滤过膜通透性的调节作用知之甚少。而足突细胞能持续表达VEGF这一发现，提示人们，足突细胞可能通过VEGF，对于肾小球滤过膜的通透性起着重要的调节作用。已有研究报道，在慢性高灌注型肾脏损伤模型中，足突细胞的损伤与蛋白尿和肾小球硬化的发生明显相关，而损伤的足突细胞能大量释放胞内储存的VEGF分子，使得VEGF局部水平显著升高，肾小球滤过膜通透性一过性升高，最终导致蛋白尿的发生。VEGF上述作用特点提示其在蛋白尿的发生中可能起重要的作用，而VEGF特异性抗体或抑制物有可能成为治疗蛋白尿的措施之一。VEGF在集合管上皮细胞的持续表达可能也是通过旁分泌的作用，增加管周毛细血管的通透性，从而调节髓质渗透压。当然，这些尚处于假说阶段，还有待更深入的研究。
, 百拇医药
2.2 VEGF在肾脏胚胎发育中起重要调节作用 在肾脏的胚胎发育过程中，VEGF起着重要的调节作用。胚胎发育时期的肾小球脏层上皮细胞、集合管上皮细胞表达高水平的VEGF，与此同时，肾小球内皮细胞、管周毛细血管内皮细胞表达VEGFR。据推测，当输尿管芽伸入后肾原基时，间充质来源的上皮细胞形成团块样结构[11]，并不断分裂增生，导致局部的低氧状态，一方面诱发自身分泌VEGF，另一方面诱使临近的血管内皮细胞的前体细胞表达VEGFR。这一现象已被体外实验所证实[12]。此后，VEGF通过旁分泌的作用，促进内皮细胞及其前体细胞聚集、分化、增殖，并调节血管内皮细胞之间及其与胞外基质的相互作用，促进内皮细胞形成管状结构。就这样在VEGF及其它许多因子的共同协同作用下，最终形成精致的肾小球血管结构(图1)。
, http://www.100md.com 图1 VEGF 在肾脏胚胎发育过程中的作用
输尿管芽(
)闻充分质小泡(
)闻充分质细胞(
)成血管细胞(
)肾小球内皮细胞(
)系膜细胞(
)脏层上皮细胞(
)
有人取新生兔的外层肾皮质组织，在无血清的培养基中培养发现，培养基中加入VEGF后，离体肾组织的血管系统发育与体内无显著差异。而用bFGF取代VEGF，则离体肾组织血管系统发育严重受阻[13]。向新生小鼠体内注射VEGF-抗体，可以阻断新生小鼠肾小球和球外血管的发育[14]。
, http://www.100md.com
2.3 VEGF与肾脏血管损伤修复的关系 根据VEGF在调节血管再生中的作用，VEGF在一些肾脏疾病组织损伤及修复过程中的作用开始受到人们的关注。肾脏血管损伤后的修复机制从某种程度上与其胚胎发育机制有类似之处[15]。在一些可逆性肾脏损伤的模型中，如Anti-Thy-1模型和Habu蛇毒模型，确实观察到内皮细胞自血管极的迁移、聚集和增生，同时伴有肾小球内VEGF含量升高，这些现象同样见于肾脏胚胎发育过程。
肾小球自身特殊的毛细血管丛结构以及肾脏丰富的血管网分布提示血管再生机制在肾脏组织损伤及修复过程中起重要作用。当损伤机制作用于肾小球后，血管结构被破坏，在正常的调节机制的精细协调作用下，肾小球完全可能通过血管内皮细胞的聚集、增生和细胞外基质合成等过程，实现修复和重建。而疾病状态使得这种高度协调的调节机制出现紊乱，从而导致肾小球硬化的发生(图2)。
, http://www.100md.com
图2 肾小球损伤后的不同修复结局
现有的研究结果也发现，在一些疾病状态下，VEGF在肾脏的表达方式发生改变。如慢性血管排斥反应中的移植肾脏及糖尿病肾病(DN)的肾间质中的单核细胞可产生VEGF；急性缺氧性损害可致使近曲、远曲小管上皮细胞VEGF表达显著增加；局灶性或全球性肾小球硬化、淀粉样变、DN、新月体性肾小球肾炎、SLE相关的毛细血管内增殖性肾炎，肾小球VEGF表达细胞数目减少[16]。
不同的疾病状态下VEGF及其受体的分布模式究竟会受到怎样的影响?这些影响作用是通过什么机制实现的?VEGF、VEGFR分布模式的改变又会对内皮细胞的功能产生什么影响?这些问题都有待更进一步的研究来解决，这也将为肾脏病的发病机制研究及治疗开辟一片新的领域。
作者简介：马 娜 南京大学医学院博士研究生
参考文献
, 百拇医药
1 Ferrara N， Henzel WJ. Pituitary follicular cells secrete a novel heparin-binding growth factor specific for vascular endothelial cells. Biochem Biophys Res Commun，1989，161：851
2 Senger D， Galli SJ， Dvorak AM et al. Tumor cells secrete a vascular permeability factor which promotes ascites fluid accumulation. Science，1983，219：983
3 Tischer E， Mitchell R， Hartman T et al. The human gene for vascular endothelial through alternative exon splicing. J Biol Chem，1991，266：11947
, 百拇医药
4 Fouad S， Janet R， Terry P et al. Failure of blood-island formation and vasculogenesis in Flk-l-deficient mice. Nature，1995，376(6)：62
5 Gong G， Janet R， Gertsenstein M et al. Role of the Flt-l receptor tyrosine kinase in regulating the assembly of vascular endothelium. Nature，1995，376(6)：66
6 Thomas KA. Vascular endothelial growth factor， a potent and selective angiogenic agent. J Biol Chem，1996，271(2)：603
, 百拇医药
7 Shifren J， Dildi N， Ferrara N et al. In the human fetus， vascular endothelial growth factor is expressed in epithelial cells and myocytes， but not vascular endothelium： implications for mode of action. J Clin Endocrinol Metab，1994，79(1)：316
8 Shweiki D， Itin A， Soffer D et al. Vascular endothelial growth factor induced by hypoxia may mediate hypoxia-initiated angiogenesis. Nature，1992，359：843
9 Kim K， Li B， Winer J et al. Inhibition of vascular endothelial growth factor induced angiogenesis suppresses tumour growth in vivo. Nature，1993，362：841
, 百拇医药
10 Brown LF， Berse B， Iognazzi K et al. Vascular permeability factor mRNA and protein expression in human kidney. Kidney Int，1992，42：1457
11 Hyind DP， Abrahamson DR. Origin of the glomerular vasculature in the developing kidney.Semin Nephrol，1995，15：300
12 Tufro-Mcreddie A， Norwood VF， Aylor KW et al. Oxygen regulates vascular endothelial growth factor-mediated vasculogenesis and tubulogenesis. Develop Biol，1997，183：139
, 百拇医药
13 Kloth C， Ebenbeck M， Kubitza A et al. Stimulation of renal microvascular development under organotypic culture conditions. FASEB J， 1995，9：963
14 Kitamoto Y， Tokunaga H， Tomita K. Vascular endothelial growth factor is an essential molecule for mouse kidney development：glomerulogenesis and nephrogenesis. J Clin Invest，1997，99：2351
15 Takamune T， Uyen H， Thomas D. Renal microvascular assembly and repair： Power and promise of molecular definition. Kidney Int，1998，53：826
16 Shulman K， Rosen S， Tognazi K et al. Expression of vascular permeability factor(VPF/VEGF) is altered in many glomerular diseases. J Am Soc Nephrol，1996，7：661
(1999-04-10收稿), http://www.100md.com
单位：南京军区南京总医院 解放军肾脏病研究所(南京，210002)
关键词：血管内皮细胞生长因子；肾脏病；血管发生
肾脏病与透析肾移植杂志990420 刘志红 审校
血管系统由于其提供氧和养料、运走代谢废物等功能，对于整个机体起着至关重要的作用。而血管发生(angiogenesis)，即在已有血管基础上形成新血管的过程，对于血管系统的发生和修复来说也是必不可缺的。本世纪80年代以来，人们陆续发现一系列促血管发生因子，如成纤维细胞生长因子(FGF)、血小板衍生的生长因子(PDGF)、转化生长因子-β(TGF-β)等。这些因子都能直接或间接地促进血管内皮细胞分裂和增殖，但是这种促进增殖作用都是非特异性的。80年代末，一种高度特异性血管内皮细胞生长因子被分离纯化，这就是血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)。
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1 VEGF概述
1.1 VEGF的发现 VEGF的发现可以追溯到1989年，Ferrara等[1]从脑垂体滤泡-星状细胞(FC)培养基中提取出一种分子量为45 000，能与肝素结合的二聚体糖蛋白。由于这种蛋白对血管内皮细胞具有特异性促分裂和增殖的作用，故被命名为VEGF。早在1983年，Senger等[2]就发现许多肿瘤细胞能分泌一种血管通透性因子VPF(vascular permeability factor)，其促进血管通透性增加的活性是组胺的50 000倍。运用cDNA分子克隆技术，人们发现，VEGF和VPF其实是同一种基因的产物。由于血管内皮细胞的过度增殖在许多种疾病的发病机制中可能具有重要作用，VEGF这种内皮细胞高度特异性生长因子，也因此而受到重视。
1.2 VEGF的分子生物学 随着对VEGF研究的深入进展，目前至少已发现4种VEGF分子，即VEGF121、VEGF165、VEGF189和VEGF206。它们是同一个基因的产物，经过mRNA不同方式的拼接而成。VEGF基因有8个外显子，其中，第1,5,8外显子拼接形成VEGF121；1,5,7,8外显子拼接形成VEGF165；而VEGF189和VEGF206则由1,5,6,7,8外显子拼接而成[3]。由于添加了由第6个外显子编码的由24个氨基酸残基构成的多聚阳离子序列，VEGF189和VEGF206结合肝素的能力更强。
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1.3 VEGF的生物学和结构特性 四种VEGF分子在生物学和结构特性上也有不同(附表)。通常VEGF121和VEGF165是以游离的形式存在，具有很强的促进内皮细胞分裂和增生的能力，而VEGF189和VEGF206则是以与肝素或含有肝素的蛋白多糖结合的形式存在于细胞表面、基底膜或细胞外基质内，其促进内皮细胞分裂的能力很弱或几乎缺乏。肝素酶或其它蛋白酶可以使这两种结合形式的VEGF水解成为一种类似VEGF121分子的形式，从而发挥其促分裂的作用。
附表 VEGF的生物学特性
PI
分子量
内皮细胞分裂原
Dmax*
, 百拇医药
结合肝素
增加血管通透性
VEGF121
酸性范围
18 000，14 000
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+
VEGF165
8.5
23 000，18 000
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1～4μg/L
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VEGF189
碱性范围
27 000
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碱性范围
29 000
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*最大效应浓度
1.4 VEGF受体及信号传导 VEGF受体(VEGFR)主要分布于脑、脊髓、肾上腺、肺、胃腺、脾、胰、心脏瓣膜等组织的血管内皮细胞。其中，VEGF受体分布最多的是房室瓣、主动脉瓣血管内皮细胞。据推测，可能是由于这两处血管内皮细胞所承受的血流冲击力最大，细胞容易受损，所以需要有一定的VEGF促进血管内皮细胞增生以维持内膜完整性。
VEGFR分子由3个部分构成，即7个免疫球蛋白样结构形成的胞外部分、含有酪氨酸激酶的胞内部分和跨膜区域。其中，胞内部分含有一段酪氨酸插入序列(KID)，是磷酸化的下游信号分子的结合位点。VEGFR分子与配体结合后，相邻的两个受体发生聚合，形成二聚体结构。这种聚合，尤其是胞内酪氨酸激酶结构的聚合，使得受体活化。活化的受体通过促进自身磷酸化、临近受体转磷酸化和磷酸化下游胞内蛋白等作用启动信号传导，最终导致磷酯酶Cγ活化，水解磷脂酰肌醇4，5-二磷酸(PIP2)，生成肌醇1，4，5-三磷酸(IP3)和二酰基甘油(DG)，分别起到促进胞内Ca2+升高和激活蛋白酶C(PKC)的作用。
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目前，已经发现两种VEGFR——VEGFR1，又称Flt-1；VEGFR2在人类及鼠类分别被称为KDR和Flk-1。这两种受体在结构和功能上都有一定区别[4，5]。此外，还存在一种缺乏酪氨酸激酶胞内部分和跨膜结构的可溶性Flt-1分子(sFlt-1)。这种分子与配体结合后，能阻断VEGFR的配体活化过程，起到受体封闭的作用[6]。
1.5 VEGF的分布及表达调控 在体外培养的条件下，许多肿瘤细胞，包括癌细胞和肉瘤细胞，都能分泌VEGF。除脑垂体滤泡-星状细胞外，胎儿和成年牛主动脉平滑肌细胞(ASMC)也能产生VEGF，这可能与VEGF的促进血管内皮细胞分裂、抑制血管平滑肌细胞增生，从而维持血管内膜完整性和管腔通畅性有关。
生理状况下，体内很多组织可检测到VEGF的存在。如肺泡细胞、肾小球及近端小管、肝细胞、肾上腺皮质、脑、垂体、卵巢等。其中，VEGF在肺、脾和肾脏的含量最为丰富[7]。
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VEGF的表达受到多种因素的调控。缺氧是迄今为止所发现的最强的调节因素[8]，但缺氧引起VEGF表达增加的具体机制目前尚不详，可能与低氧可诱导性因子-1(hypoxia inducible factor-1，HIF-1)的形成从而促进VEGF转录增加有关，也有研究认为在缺氧状态下VEGF mRNA自身的稳定性增加。VEGF的表达同时还受到一些生长因子的调控，如PDGF-BB、FGF-7、表皮生长因子(EGF)、肿瘤坏死因子α(TNFα)、TGF-β1和IL-1等。这些因子在体内实验中能促进血管发生，但在体外状态下，对血管内皮细胞却无促分裂和增生的作用。其中，TGF-β1对内皮细胞的生长还有抑制作用。这种体内、外研究结果的差异，可能是由于这些因子能促进VEGF的分泌，从而间接地促进血管发生过程。此外，前列腺素E2(PGE2)和佛波酯对于VEGF的分泌也有促进作用。
1.6 VEGF的生物活性 VEGF的主要作用在于调节血管发生和血管形成(vasculargenesis)。这主要体现在VEGF对血管内皮细胞促进分裂增生和趋化作用。VEGF能够扩张动脉，增加毛细血管通透性，诱使内皮细胞形成和维持其窗孔结构，并能促进内皮细胞表达纤溶酶原激活物(PA)和胶原酶，增加纤溶酶原激活物和胶原酶的活性。这些功能也与其促进血管发生过程有关。除此之外，VEGF对单核细胞也有趋化作用。
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1.7 VEGF与疾病的关系 外周皮肤组织受损后数小时，即可在损伤局部检测到VEGF mRNA和蛋白水平升高，这种VEGF水平的升高与损伤修复过程呈明显的时空相关性，当损伤局部完全修复后，VEGF水平可降低至正常。而糖尿病(DM)患者皮肤组织损伤后，局部VEGF不能出现相应的升高，这可能就是糖尿病患者皮肤损伤不易修复的原因之一。
目前研究认为，血管发生过程对于肿瘤的生长和转移起着至关重要的作用。由于VEGF这种血管内皮细胞特异性生长因子在血管发生中起着重要的调节作用，因此，VEGF与肿瘤的生长和转移也存在着密切的关系。这主要体现在，肿瘤细胞在体内、外都可以大量分泌VEGF；肿瘤组织内的血管内皮细胞表达VEGFR明显高于正常内皮细胞；VEGF特异性抗体可以显著抑制肿瘤的生长，并与肿瘤组织内的血管密度、肿瘤转移呈相关性，而在体外对肿瘤细胞的生长无影响作用[9]。所以，有人提议，应用特异性VEGF抗体联合细胞毒性药物以治疗肿瘤。
此外，在一些血管发生异常过度的疾病，如糖尿病性视网膜病变及其它增生性视网膜病变、类风湿性关节炎、银屑病、接触性皮炎等病变组织局部也可检测到VEGF和VEGFR mRNA水平升高。
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2 VEGF与肾脏病的关系
2.1 VEGF在正常肾脏的表达与功能 生理状态下，无论是成年人，或是成年小鼠和大鼠的肾脏组织，都能检测到生理状态下，无论是成年人，或是成年小鼠和大鼠的肾脏组织，都能检测到VEGF在足突细胞和集合管上皮细胞持续表达[10]。VEGF在足突细胞的持续表达可能是通过旁分泌作用，穿过肾小管基底膜，作用于内皮细胞，发挥其强大的扩张血管促进血管通透性增加的功能，从而调节肾小球滤过膜的通透性。既往的研究中，人们对于足突细胞对滤过膜通透性的调节作用知之甚少。而足突细胞能持续表达VEGF这一发现，提示人们，足突细胞可能通过VEGF，对于肾小球滤过膜的通透性起着重要的调节作用。已有研究报道，在慢性高灌注型肾脏损伤模型中，足突细胞的损伤与蛋白尿和肾小球硬化的发生明显相关，而损伤的足突细胞能大量释放胞内储存的VEGF分子，使得VEGF局部水平显著升高，肾小球滤过膜通透性一过性升高，最终导致蛋白尿的发生。VEGF上述作用特点提示其在蛋白尿的发生中可能起重要的作用，而VEGF特异性抗体或抑制物有可能成为治疗蛋白尿的措施之一。VEGF在集合管上皮细胞的持续表达可能也是通过旁分泌的作用，增加管周毛细血管的通透性，从而调节髓质渗透压。当然，这些尚处于假说阶段，还有待更深入的研究。
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2.2 VEGF在肾脏胚胎发育中起重要调节作用 在肾脏的胚胎发育过程中，VEGF起着重要的调节作用。胚胎发育时期的肾小球脏层上皮细胞、集合管上皮细胞表达高水平的VEGF，与此同时，肾小球内皮细胞、管周毛细血管内皮细胞表达VEGFR。据推测，当输尿管芽伸入后肾原基时，间充质来源的上皮细胞形成团块样结构[11]，并不断分裂增生，导致局部的低氧状态，一方面诱发自身分泌VEGF，另一方面诱使临近的血管内皮细胞的前体细胞表达VEGFR。这一现象已被体外实验所证实[12]。此后，VEGF通过旁分泌的作用，促进内皮细胞及其前体细胞聚集、分化、增殖，并调节血管内皮细胞之间及其与胞外基质的相互作用，促进内皮细胞形成管状结构。就这样在VEGF及其它许多因子的共同协同作用下，最终形成精致的肾小球血管结构(图1)。
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输尿管芽(
)闻充分质小泡()闻充分质细胞()成血管细胞()肾小球内皮细胞()系膜细胞()脏层上皮细胞()有人取新生兔的外层肾皮质组织，在无血清的培养基中培养发现，培养基中加入VEGF后，离体肾组织的血管系统发育与体内无显著差异。而用bFGF取代VEGF，则离体肾组织血管系统发育严重受阻[13]。向新生小鼠体内注射VEGF-抗体，可以阻断新生小鼠肾小球和球外血管的发育[14]。
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2.3 VEGF与肾脏血管损伤修复的关系 根据VEGF在调节血管再生中的作用，VEGF在一些肾脏疾病组织损伤及修复过程中的作用开始受到人们的关注。肾脏血管损伤后的修复机制从某种程度上与其胚胎发育机制有类似之处[15]。在一些可逆性肾脏损伤的模型中，如Anti-Thy-1模型和Habu蛇毒模型，确实观察到内皮细胞自血管极的迁移、聚集和增生，同时伴有肾小球内VEGF含量升高，这些现象同样见于肾脏胚胎发育过程。
肾小球自身特殊的毛细血管丛结构以及肾脏丰富的血管网分布提示血管再生机制在肾脏组织损伤及修复过程中起重要作用。当损伤机制作用于肾小球后，血管结构被破坏，在正常的调节机制的精细协调作用下，肾小球完全可能通过血管内皮细胞的聚集、增生和细胞外基质合成等过程，实现修复和重建。而疾病状态使得这种高度协调的调节机制出现紊乱，从而导致肾小球硬化的发生(图2)。
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图2 肾小球损伤后的不同修复结局
现有的研究结果也发现，在一些疾病状态下，VEGF在肾脏的表达方式发生改变。如慢性血管排斥反应中的移植肾脏及糖尿病肾病(DN)的肾间质中的单核细胞可产生VEGF；急性缺氧性损害可致使近曲、远曲小管上皮细胞VEGF表达显著增加；局灶性或全球性肾小球硬化、淀粉样变、DN、新月体性肾小球肾炎、SLE相关的毛细血管内增殖性肾炎，肾小球VEGF表达细胞数目减少[16]。
不同的疾病状态下VEGF及其受体的分布模式究竟会受到怎样的影响?这些影响作用是通过什么机制实现的?VEGF、VEGFR分布模式的改变又会对内皮细胞的功能产生什么影响?这些问题都有待更进一步的研究来解决，这也将为肾脏病的发病机制研究及治疗开辟一片新的领域。
作者简介：马 娜 南京大学医学院博士研究生
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(1999-04-10收稿), http://www.100md.com