VEGF及其受体与瘢痕疙瘩的研究进展(1)
瘢痕疙瘩(Keloid，K)又叫瘢痕瘤，发病机制不清，具有侵袭性生长和手术后容易复发的特点，是困扰整形外科医生的难题。研究表明，肿瘤血管期的启动是有瘤细胞产生的促内皮细胞增殖和迁移的血管生成因子所诱发，其中血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)在生理及病理血管再生中起关键性作用，本文探讨VEGF及其受体与瘢痕疙瘩的关系，阐明瘢痕疙瘩的生成机制，为预防和治疗瘢痕疙瘩提供一定的依据。
1 VEQF的特点
1.1 VEGF的概况：血管内皮生长因子又称血管通透因子(Vascular permeability factor，VPF)或血管调理素(vasculotropin)，是1989年Ferrara等在牛垂体滤泡星状细胞的体外培养液中首先纯化出来的糖类蛋白质。随后在鼠垂体前叶肿瘤细胞系AtT20、人单核细胞、豚鼠瘤、鼠神经胶质瘤细胞系等细胞培养液中也纯化出了VEGF蛋白。已证明VEGF是唯一对血管形成具有特异性的重要生长因子，其他生长因子如成纤维细胞生长因子、血小板衍生性生长因子等能作用于包括血管内皮细胞在内的多种细胞，但不具特异性。也有研究显示垂体细胞既是VEGF的来源又是其目标靶，这支持VEGF在脑下垂体的功能是作为自分泌/旁分泌因子的概念。VEGF是一类糖蛋白，广泛分布于人和动物体内的脑、肾、肝、脾、肺、骨骼等组织中。多种细胞均可分泌，如Ec、EPC、骨髓基质细胞(marrow stromal cells，MSCs)、成纤维细胞等。增殖性瘢痕中的VEGF主要由角质形成细胞、成纤维细胞产生。
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1.2 VEGF的家族、分类和结构特点：VEGF属于血小板衍生生长因子(platelet derived growthfactor，PDGF)家族，其结构与PDGF-β链部分相同，其中有8个相同半胱氨酸为PDGF家族的标志。
人类VEGF基因定位于染色体6P21.3，包括8个外显子和7个内含子，基因全长28kb，编码区域约为14kb。VEGF是一种外分泌的同源二聚体糖蛋白，由两条相同肽链通过二硫键构成二聚体，分子量为34～45ku，等电点为8.5，耐酸及耐热能力很强。互补脱氧核糖核酸(cDNA)克隆研究表明，VEGF存在五种不同形式的异构体，分别由121、165、145、189、206氨基酸组成。VEGF 121为可溶性糖蛋白，无结合肝素的特性，可自由扩散；VEGF 165具有肝素结合活性，只有50%以可溶性形式分泌到细胞外，余下的部分和细胞膜或基膜上含有肝素或硫酸乙酰肝素的蛋白多糖紧密结合；VEGF189、VEGF145和VEGF206分泌后几乎完全和含肝素的糖蛋白结合，测不出游离的部分。五种VEGF广泛分布于人和动物多种组织内，其生物活性没有发现显著差异，人体内的VEGF165是主要的分泌形式，也是主要的效应分子，对内皮细胞的体外增殖和血管生成作用最强。
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VEGF除了有五个亚型外，还存在五种同源性蛋白，包括胎盘生长因子(Placental growthfactor，PGF)，VEGF-B，VEGF-C，VEGF-D和口疮病毒(orf vlrns VEGF，VEGF-E)。该五种同源性蛋白均在不同程度上具有促进血管生成的作用。
2 VEGF受体及信号传导机制
2.1 VEGF受体：VEGF通过旁分泌和自分泌形式产生后，必需与相应的受体结合才能产生促进血管生成的效应，既往研究认为VEGF的受体分为三个亚型，包括VEGFR-1、VEGFR-2和VEGFR-3，分别有flt-1、flk-1/KDR、flt-4基因编码。flt-1与VEGF结合引起内皮细胞的迁移和管样结构的维持，而KDR与VEGF结合主要刺激内皮细胞的增生，VEGFR-3则主要与淋巴内皮细胞增殖有关。近年来研究认为除了VEGFR-1、VEGFR-2及VEGFR-3，还存在neuropilin(NRP)，前者均由结合VEGF的细胞外成分和细胞内催化区部分组成，而NRP主要位于细胞内，NRP-1不仅通过促进VEGFR-2的活性和促进与VEGF的结合，还是VEGF特异性的受体亚型，可增加有丝分裂原和VEGF165的趋化活性，但对VEGF121作用不明显。
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2.2 信号传导机制：VEGF受体介导的信号传导与其他酪氨酸激酶受体非常相似。VEGF信号传导的第一步是活化受体，使其具有酪氨酸激酶活性。这是通过VEGF结合受体，引起受体分子在细胞膜上的二聚化，并使受体胞内激酶区特定的酪氨酸残基交叉磷酸化而实现的。活化的受体进而可激活一系列下游信号分子，如磷脂酶、蛋白激酶、磷脂酰肌醇3激酶、丝裂原活化的蛋白激酶(MAPK)等，并晟终传递至细胞核内，通过特定基因的表达实现VEGF的生物学效应。与其他酪氨酸激酶类受体一样，VEGF的胞内信号传导可能涉及多条途径。VEGF与受体结合后，细胞内最初表现ca浓度升高，1摩尔浓度的VEGF在几秒钟内可使Ca浓度升高4倍。这是目前检测VEGF活性最为敏感的方法。VEGF增加内皮细胞的Ca浓度通过其受体发生作用。
3 VEGF在瘢痕疙瘩中的生物学效应
3.1 促进内皮细胞的增殖：VEGF是血管内皮细胞的特异性有丝分裂原，具有能够刺激血管内皮细胞的分裂增殖和趋化作用。VEGF对内皮细胞的直接作用是VEGF与血管内皮细胞表面的受体结合，诱导受体自身和细胞内蛋白质的酪氨酸磷酸化，激活细胞上的磷酯酶c和水解磷酸肌醇，诱导钙离子的释放。它能诱导细胞表达纤维蛋白溶酶原激活因子、胶原酶和尿激酶纤维蛋白溶酶原激活因子受体，在介导内皮细胞向组织迁移及组织修复中起重要作用。其中VEGF165与其他4种形式的VEGF相比，既有可溶性，又具有与受体特异性结合的位点，因此具有最强的有丝分裂活性。同时VEGF与bFGF有着协同作用，在相同条件下，两者同时刺激内皮细胞所产生的细胞数目比采用单独任何一种多2～8倍。
3.2 增加血管的通透性：VEGF能够增加血管的通透性，主要作用于毛细血管后静脉和小静脉，使大量血浆蛋白和纤维蛋白原渗出到血管间隙，外渗的纤维蛋白原沉积形成蛋白凝胶，改变了细胞外基质，为促进血管生成和支撑新生血管提供暂时性基质；VE6F、bFGF、PDGF诱导血管内皮细胞增殖、迁移和趋化，最终从母血管长出新生血管，通过肿瘤基质逐渐向肿瘤内生长。VEGF对血管具有极强的通透性，其效应比组胺强5 000倍，这种快速(5min)而短暂(仅持续30min)的通透作用不伴有肥大细胞的颗粒减少，也不能被抗组胺类药物所阻断。一般认为，VEGF增加血管通透性的作用可能是通过增强血, 百拇医药(吕建平 付文华 王少华)
1 VEQF的特点
1.1 VEGF的概况：血管内皮生长因子又称血管通透因子(Vascular permeability factor，VPF)或血管调理素(vasculotropin)，是1989年Ferrara等在牛垂体滤泡星状细胞的体外培养液中首先纯化出来的糖类蛋白质。随后在鼠垂体前叶肿瘤细胞系AtT20、人单核细胞、豚鼠瘤、鼠神经胶质瘤细胞系等细胞培养液中也纯化出了VEGF蛋白。已证明VEGF是唯一对血管形成具有特异性的重要生长因子，其他生长因子如成纤维细胞生长因子、血小板衍生性生长因子等能作用于包括血管内皮细胞在内的多种细胞，但不具特异性。也有研究显示垂体细胞既是VEGF的来源又是其目标靶，这支持VEGF在脑下垂体的功能是作为自分泌/旁分泌因子的概念。VEGF是一类糖蛋白，广泛分布于人和动物体内的脑、肾、肝、脾、肺、骨骼等组织中。多种细胞均可分泌，如Ec、EPC、骨髓基质细胞(marrow stromal cells，MSCs)、成纤维细胞等。增殖性瘢痕中的VEGF主要由角质形成细胞、成纤维细胞产生。
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1.2 VEGF的家族、分类和结构特点：VEGF属于血小板衍生生长因子(platelet derived growthfactor，PDGF)家族，其结构与PDGF-β链部分相同，其中有8个相同半胱氨酸为PDGF家族的标志。
人类VEGF基因定位于染色体6P21.3，包括8个外显子和7个内含子，基因全长28kb，编码区域约为14kb。VEGF是一种外分泌的同源二聚体糖蛋白，由两条相同肽链通过二硫键构成二聚体，分子量为34～45ku，等电点为8.5，耐酸及耐热能力很强。互补脱氧核糖核酸(cDNA)克隆研究表明，VEGF存在五种不同形式的异构体，分别由121、165、145、189、206氨基酸组成。VEGF 121为可溶性糖蛋白，无结合肝素的特性，可自由扩散；VEGF 165具有肝素结合活性，只有50%以可溶性形式分泌到细胞外，余下的部分和细胞膜或基膜上含有肝素或硫酸乙酰肝素的蛋白多糖紧密结合；VEGF189、VEGF145和VEGF206分泌后几乎完全和含肝素的糖蛋白结合，测不出游离的部分。五种VEGF广泛分布于人和动物多种组织内，其生物活性没有发现显著差异，人体内的VEGF165是主要的分泌形式，也是主要的效应分子，对内皮细胞的体外增殖和血管生成作用最强。
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VEGF除了有五个亚型外，还存在五种同源性蛋白，包括胎盘生长因子(Placental growthfactor，PGF)，VEGF-B，VEGF-C，VEGF-D和口疮病毒(orf vlrns VEGF，VEGF-E)。该五种同源性蛋白均在不同程度上具有促进血管生成的作用。
2 VEGF受体及信号传导机制
2.1 VEGF受体：VEGF通过旁分泌和自分泌形式产生后，必需与相应的受体结合才能产生促进血管生成的效应，既往研究认为VEGF的受体分为三个亚型，包括VEGFR-1、VEGFR-2和VEGFR-3，分别有flt-1、flk-1/KDR、flt-4基因编码。flt-1与VEGF结合引起内皮细胞的迁移和管样结构的维持，而KDR与VEGF结合主要刺激内皮细胞的增生，VEGFR-3则主要与淋巴内皮细胞增殖有关。近年来研究认为除了VEGFR-1、VEGFR-2及VEGFR-3，还存在neuropilin(NRP)，前者均由结合VEGF的细胞外成分和细胞内催化区部分组成，而NRP主要位于细胞内，NRP-1不仅通过促进VEGFR-2的活性和促进与VEGF的结合，还是VEGF特异性的受体亚型，可增加有丝分裂原和VEGF165的趋化活性，但对VEGF121作用不明显。
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2.2 信号传导机制：VEGF受体介导的信号传导与其他酪氨酸激酶受体非常相似。VEGF信号传导的第一步是活化受体，使其具有酪氨酸激酶活性。这是通过VEGF结合受体，引起受体分子在细胞膜上的二聚化，并使受体胞内激酶区特定的酪氨酸残基交叉磷酸化而实现的。活化的受体进而可激活一系列下游信号分子，如磷脂酶、蛋白激酶、磷脂酰肌醇3激酶、丝裂原活化的蛋白激酶(MAPK)等，并晟终传递至细胞核内，通过特定基因的表达实现VEGF的生物学效应。与其他酪氨酸激酶类受体一样，VEGF的胞内信号传导可能涉及多条途径。VEGF与受体结合后，细胞内最初表现ca浓度升高，1摩尔浓度的VEGF在几秒钟内可使Ca浓度升高4倍。这是目前检测VEGF活性最为敏感的方法。VEGF增加内皮细胞的Ca浓度通过其受体发生作用。
3 VEGF在瘢痕疙瘩中的生物学效应
3.1 促进内皮细胞的增殖：VEGF是血管内皮细胞的特异性有丝分裂原，具有能够刺激血管内皮细胞的分裂增殖和趋化作用。VEGF对内皮细胞的直接作用是VEGF与血管内皮细胞表面的受体结合，诱导受体自身和细胞内蛋白质的酪氨酸磷酸化，激活细胞上的磷酯酶c和水解磷酸肌醇，诱导钙离子的释放。它能诱导细胞表达纤维蛋白溶酶原激活因子、胶原酶和尿激酶纤维蛋白溶酶原激活因子受体，在介导内皮细胞向组织迁移及组织修复中起重要作用。其中VEGF165与其他4种形式的VEGF相比，既有可溶性，又具有与受体特异性结合的位点，因此具有最强的有丝分裂活性。同时VEGF与bFGF有着协同作用，在相同条件下，两者同时刺激内皮细胞所产生的细胞数目比采用单独任何一种多2～8倍。
3.2 增加血管的通透性：VEGF能够增加血管的通透性，主要作用于毛细血管后静脉和小静脉，使大量血浆蛋白和纤维蛋白原渗出到血管间隙，外渗的纤维蛋白原沉积形成蛋白凝胶，改变了细胞外基质，为促进血管生成和支撑新生血管提供暂时性基质；VE6F、bFGF、PDGF诱导血管内皮细胞增殖、迁移和趋化，最终从母血管长出新生血管，通过肿瘤基质逐渐向肿瘤内生长。VEGF对血管具有极强的通透性，其效应比组胺强5 000倍，这种快速(5min)而短暂(仅持续30min)的通透作用不伴有肥大细胞的颗粒减少，也不能被抗组胺类药物所阻断。一般认为，VEGF增加血管通透性的作用可能是通过增强血, 百拇医药(吕建平 付文华 王少华)