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血管瘤论坛 血管瘤文献 婴幼儿血管瘤中VEGFR2/TEM8/β1整合素复合体的研究进展

婴幼儿血管瘤中VEGFR2/TEM8/β1整合素复合体的研究进展

发布者: 血管瘤论坛   2020-4-7 11:09   143  

       婴幼儿血管瘤是最常见的一种婴幼儿肿瘤,是由于局灶性血管生长失调引起的病变组织〔1〕。典型的婴幼儿血管瘤大约在2w左右即会出现,6~10个月会出现快速增长的病程,在接下来的7~10年逐渐消退〔1-3〕。新的研究明确了一种新的血管内皮细胞信号通路,即血管生长因子细胞外基质调控涉及到了血管内皮生长因子受体2(VEGFR2)、TEM8的突变以及β1整合素和激活性T细胞的细胞核因子(NFAT)对血管内皮生长因子受体1(VEGFR1)信号通路的抑制。

       1 血管瘤中VEGFR2信号上调

       血管瘤的形成机制基本涉及了内皮细胞受血管内皮生长因子A(VEGF-A)调节途径的异常〔4〕。从处于快速增殖期的患者病灶中分离出内皮细胞并分析其特性,研究表明,血管瘤中的细胞内皮的VEGFR1转录及蛋白质水平要比包括真皮源性微血管内皮细胞(HDMECs)、脐静脉内皮细胞(HUVECs)、面部皮肤源性微血管内皮细胞和脐血源性内皮祖细胞(EPCs)在内的正常组织低。VEGFR1水平的低表达与血管内皮生长因子依赖性的VEGFR2的激活、增加有关,同时VEGFR2通路信号引起下游信号的表达。通过无外源性内皮生长因子作用血管瘤内皮细胞多种酶裂解,与经血管内皮生长因子处理真皮源性微血管内皮细胞多种酶裂解相似,其中血管瘤的信号标志物信号减少了全长野型VEGFR1对血管瘤内皮细胞生长的控制,还有可能是VEGFR1的酪氨酸激酶突变从而引起血管瘤内皮细胞的过度表达,因此,在血管瘤衍化内皮细胞中,持续活性的VEGF依赖性VEGFR2可以“诱导”VEGF与VEGFR1的结合减少,从而出现血管瘤内皮细胞的异常增殖。

       2 血管瘤中异常复合蛋白对NFAT调控物影响

       一些研究认为,血管瘤内皮细胞中的VEGFR2的血管瘤内皮细胞信号会引起钙神经素活性水平增加,从而激活NFAT的转录因子的核转移〔5〕。但是,在血管瘤组织内的血管瘤内皮细胞却呈现出已知的NFAT调节基因表达的减少,例如基因编码的COX-2〔6〕、钙拮抗剂DSCR1(唐氏综合征临界目标区域1)〔7〕和单核细胞蛋白(MCP)-1〔8〕。进一步的研究表明,正常组织VEGFR1触发器含有一个功能性的NFAT结合位点,VEGFR1基因也是NFAT的转录目标,而血管瘤内皮细胞的VEGFR1低表达是由于NFAT活性受抑制的结果〔4〕;血管瘤内皮细胞NFAT的活性受抑制源于异常的蛋白质复合体,其中包括VEGFR2、TEM8(肿瘤血管内皮标志物8〔9〕)、炭疽毒素受体1和β1整联蛋白〔10〕。

       3 在微血管内皮细胞中VEGFR2/TEM8/β1整合素复合物控制VEGFR1转录

       研究发现,在正常的内皮细胞(HDMEC)中,TEM8的突变也可抑制β1整联蛋白的活性,从而减低了NFAT的活性〔4〕。在有些血管瘤患者中,发现种系杂合错义突变存在于VEGFR2的胞外区或TEM8跨膜区域,有些血管瘤患者并未发现有VEGFR2和TEM8的突变,但血管瘤内皮细胞中β1整联蛋白的活性受抑制在所有的血管瘤内皮细胞中都会出现。在使用VEGFR2特异性抗体从血管瘤内皮细胞和正常的内皮细胞中分离出大量TEM8、β1和裂解物,而血管瘤内皮细胞分解出的VEGFR2/TEM8/β1整合素复合物要比正常内皮细胞分解量要多,即血管瘤内皮细胞内VEGFR2/TEM8/β1整合素复合物组分是增加的。因此,血管瘤内皮细胞中受抑制β1整合素活性与增加的VEGFR2/TEM8/β1整合素复合体的组分有关联〔4〕,表明在血管内皮细胞中,复杂的VEGFR2/TEM8/β1整合体中存在着尚未确定的附加组件抑制了β1整联蛋白的活性,引起血管瘤形成的突变基因组分可能会在未来的突变屏幕中被发现。

       通过研究经过β1整合素激活性抗体或VEGF处理的正常内皮细胞可引起VEGFR1的转录增加,该效应依赖于VEGF2、TEM8、NFAT的作用,对VEGFR2研究表明〔10〕,VEGFR2细胞外免疫球样V形VEGF连接区的血管瘤相关序列错义突变对VEGFR1功能起着重要作用,而不同于以往认为的是VEGFR1的激活功能区位于细胞浆内的激酶区域;血管瘤相关错义突变的重新认识为:控制NFAT/VEGFR1的功能区位于细胞外的VEGFR2,而不是连接VEGF的磷酸激酶受体。

       在血管瘤中,可溶性TEM8跨膜区是以TEM8剪切变体及变体3的复合体编码蛋白的形式出现,当细胞外的TEM8调节毛细血管内皮细胞表达时,位于跨膜区血管瘤相关错义突变的可溶性TEM8显性负效应于VEGFR1的表达〔10〕;当减少细胞膜表面带相关可溶性TEM8数量的形式,细胞可刺激VEGFR1的表达,同时减少了VEGFR2的表达;相反增加全长形式的可溶性TEM8的在细胞膜表面比例的减少,可引起VEGFR1表达水平的减少,同时刺激了血管内皮生长因子依赖性的VEGFR2表达的增加。即产生的复合全长型TEM8可显性负效应于VEGFR1的表达,也说明了毛细血管内皮细胞可以根据环境中的VEGF和其他复合因素的作用来调控VEGFR1的转录。这个研究给了一个重要的提示,是否可以通过改变可溶性TEM8比例而影响血管瘤增殖期的进程,进而促其消退。

       Jinnin等〔4〕研究发现,强有力的证据表明VEGFR2和TEM8突变是血管瘤形成的最相关因素的改变。VEGFR2(C482R)和TEM8(A326T)的突变源于高度保守的氨基酸残基突变,同时也源于对β1整合素/NFAT活性的抑制。资料表明,VEGFR2中C482R突变是功能缺失的突变,基于在NFAT依赖性的VEGFR2受体的活力增加及VEGR1表达抑制。TEM8中A326T突变是呈显性负效应作用的突变。

       4 小结

       研究表明,一些血管瘤患者携带有VEGFR2或TEM8异质杂合体的突变〔4〕,可抑制β1整合素和NFAT的活性受抑制,而引起了VEGFR1转录下降,从而出现VEGF与VEGFR2结合,产生持续的信号向下游传导。这就存在着一个难以解释的问题,如果这些突变是通过种系突变传递给下一代,却无法解释已经发现源于增殖期血管瘤病损中内皮细胞克隆体的X染色体上的β1整合素和NFAT是以钝化形式存在,然而其非血管瘤中内皮细胞的X染色体上的β1整合素和NFAT却活性正常〔1〕。此外,VEGFR2和TEM8的突变是如何只引起局部血管瘤的形成,而非整个血管系统发生血管形态变化。

       该研究对内皮细胞外“VEGFR2/TEM8/β1整合素/?”复合体的研究,为病理及生理性血管生长研究提供了新的思维方向。通过研究在何种条件下引起内皮细胞表面复合体及现今还未发现的复合体中组分的变化,这种变化可能是由于种系的突变、基因的突变,也有可能为局部物理环境的变化(如气压环境、氧环境、重力环境等)和复合体之间关系的变化引起;进一步的研究同时也可以为血管瘤发生机制的理解提供一个有效的途径,同时对解决血管瘤及其他肿瘤血管的形成理论存在的争议有重要的意义。

       通过对VEGFR2/TEM8/β1整合素研究,对开发有效的治疗血管瘤方法提供了有利的途径。大约80%血管瘤分布在头部和颈部,其中绝大部分较小,且无需治疗;大约20%的血管瘤呈侵袭性生长或生长位于可致命的组织结构区域需要治疗干预。现今治疗选择包括用皮质类甾醇类〔11〕、重组体干扰素α〔12〕、免疫应答修饰剂米奎莫特〔13〕、重组体血小板衍生的生长因子〔14〕和博来霉素〔15〕。最新的研究表明,β受体阻断剂普奈洛尔被用在伴有心脏病并发症的严重血管瘤〔16〕。这些药物作用于血管瘤方式各不相同,副反应也显而易见,而且这些药物并非直接作用在血管瘤形成和生长的至关重要环节。基于Jinnin等研究结果,也许会出现局部使用血管内皮生长因子抗体抑制VEGFR2,或替代VEGFR2/TEM8/β1整合素/NFAT通路接受刺激,可能会快速有效地治疗血管瘤。


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