內(nèi)皮抑素與角膜新生血管

來源：淮海醫(yī)藥作者：李鴻博瀏覽：發(fā)布時間：2009/9/17 10:13:00

    正常角膜組織透明，無血管，周圍血管終止于角膜緣，形成血管網(wǎng)，營養(yǎng)成分由此擴(kuò)散入角膜。無血管是角膜的主要特征，也是維持角膜透明的重要條件。在病理狀態(tài)下，新生毛細(xì)血管由角膜緣處侵入角膜內(nèi)，稱為角膜新生血管（c0rneal ne0vascularizati0n,CNV）。內(nèi)皮抑素（end0statin）是一種新型內(nèi)源性新生血管生成抑制因子，可特異性抑制新生血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖，封閉新生血管的形成，在腫瘤實(shí)驗(yàn)過程中表現(xiàn)出極強(qiáng)的抑瘤活性。實(shí)驗(yàn)表明，內(nèi)皮抑素對多種起源的新生血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖有抑制作用，而不影響靜止的血管內(nèi)皮細(xì)胞，內(nèi)皮抑素具有明顯抑制角膜新生血管生長的作用，而無毒副作用，為臨床防治CNV提供了一種新的途徑。
    1 CNV形成機(jī)制
    CNV的發(fā)生是一個極其復(fù)雜的病理過程，其確切機(jī)制目前尚未完全清楚，相關(guān)的研究證明，CNV的發(fā)生主要與下列因素有關(guān)：（1）角膜水腫；（2）促血管生成因子增加；（3）抑制血管生成因子減少；（4）炎癥反應(yīng)；（5）缺氧；（6）角膜神經(jīng)損傷。近年來，隨著免疫學(xué)和分子生物學(xué)的飛速發(fā)展，許多因素如血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）、堿性成纖維細(xì)胞生長因子（bFGF）、基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）、一氧化氮合酶-Ⅱ（N0S-Ⅱ）等在CNV形成中的作用已經(jīng)受到了人們的關(guān)注，并已取得一些研究成果。目前已經(jīng)明確，血管內(nèi)皮生長因子（vascular end0thelial gr0wth fact0r,VEGF）是形成角膜新生血管化最主要的血管形成因子。人正常角膜的上皮、基質(zhì)和內(nèi)皮細(xì)胞均可表達(dá)VEGF。Imanishi等研究發(fā)現(xiàn)在正常角膜組織中有VEGF及其受體的基本表達(dá)，提示VEGF在維持角膜的正常生理功能方面起著重要作用。目前研究表明，VEGF的過度表達(dá)與CNV的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。Philipp等實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)VEGF及其受體在人的炎癥性角膜血管化時有著高表達(dá)。Aman0等發(fā)現(xiàn)在鼠CNV模型中，伴隨著角膜受傷后的炎癥和新生血管的出現(xiàn)，VEGF mRNA和蛋白水平明顯增高，且VEGF中和抗體有效的抑制了CNV的形成。Lai等實(shí)驗(yàn)證明特異性的下調(diào)VEGF的產(chǎn)生可以明顯減少角膜新生血管的形成。
    2 ES的發(fā)現(xiàn)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
     內(nèi)皮抑素（end0statin）是1997年，由0’Reilly等首次分離純化獲得的一種血管皮內(nèi)細(xì)胞的強(qiáng)效抑制劑，體外實(shí)驗(yàn)和動物實(shí)驗(yàn)均顯示了其具有較強(qiáng)的抑癌活性。氨基酸序列分析表明，該物質(zhì)為膠原ⅩⅧC端非膠原區(qū)（n0nc0llagen0us,NCL）內(nèi)的184個氨基酸片段，相對分子質(zhì)量約為20 kD，是膠原ⅩⅧ的蛋白降解產(chǎn)物。膠原ⅩⅧ在鼠的各種組織的基底膜上均存在，是構(gòu)成血管基底膜的重要成分，參與血管周邊基質(zhì)的組裝和（或）結(jié)構(gòu)。ES在小鼠腫瘤模型中可抑制腫瘤的形成、轉(zhuǎn)移，使已形成的腫瘤縮小，并且反復(fù)使用無耐藥性和毒性的產(chǎn)生。其具體的作用機(jī)制尚不清楚，但多數(shù)學(xué)者傾向于ES與bFGF競爭其蛋白多糖受體的觀點(diǎn)。此外內(nèi)皮抑素還可與基質(zhì)外金屬蛋白酶（MMP2）酶原（pr0MMP2)結(jié)合抑制另一基質(zhì)外金屬蛋白酶（MT1-1MMP）對pr0-MMP2的激活和MMP2本身的活性。因此，內(nèi)皮抑素對角膜新生血管有抑制作用，是治療CNV的一種良好藥物。
    3 內(nèi)皮抑素對CNV的作用
    3.1 血管的生成機(jī)制血管發(fā)生主要有兩種形式：一是由骨髓起源的內(nèi)皮組細(xì)胞分化的血管內(nèi)皮細(xì)胞構(gòu)成血管，稱為血管生長，主要發(fā)生在胚胎期的血管形成；二是直接由現(xiàn)存血管中已分化成熟的血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖移行生成血管，稱為血管新生，是角膜新生血管形成的主要方式。新生血管的增殖過程一般包括以下幾步：（1）各種促細(xì)胞生成的因子（如VEGF、bFGF等）通過與內(nèi)皮細(xì)胞表面的生長因子受體結(jié)合，激活受體內(nèi)的酷氨酸激酶引起一系列的信號傳導(dǎo)，最終導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞增殖。（2）細(xì)胞外基質(zhì)的降解，在基質(zhì)細(xì)胞、成纖維細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞分泌的纖溶酶原尿激酶和基質(zhì)金屬蛋白酶的作用下，血管內(nèi)皮基底膜及細(xì)胞外基質(zhì)降解。（3）內(nèi)皮細(xì)胞遷移到血管周圍基質(zhì)，在粘附分子（如整合素）等的作用下，內(nèi)皮細(xì)胞與基質(zhì)粘附、出芽、形成血管。針對血管生成的以上環(huán)節(jié)，可通過以下幾方面給以藥物阻斷：（1）抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖。（2）抑制基底膜及細(xì)胞外基質(zhì)降解。（3）抑制內(nèi)皮細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)及內(nèi)皮細(xì)胞間的粘附，使內(nèi)皮細(xì)胞脫落、凋亡。
    3.2 ES對CNV的抑制作用
    3.2.1 通過作用于血管內(nèi)皮生長因子而抑制血管生成血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）在角膜細(xì)胞上有表達(dá)，是目前新確定的一種最直接的促進(jìn)眼球內(nèi)新生血管形成的因子。因此，VEGF已成為治療CNV的重要靶點(diǎn)。H0henenster等研究發(fā)現(xiàn)，ES表面的硫酸肝素結(jié)合位點(diǎn)可與細(xì)胞表面硫酸肝素糖蛋白（HSPGs）結(jié)合，而VEGF不僅可以與HSPGs結(jié)合，而且需要它作為信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的輔助因子受體。因此，推測ES可通過競爭VEGF等促血管生成因子與內(nèi)皮細(xì)胞的結(jié)合而干擾細(xì)胞粘附和遷移，或防止細(xì)胞外基質(zhì)蛋白的降解，從而起到抑制新生血管生成的作用。
    3.2.2 促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡和抑制內(nèi)皮細(xì)胞的遷移內(nèi)皮抑素被內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)吞，使連接蛋白Shb磷酸化，激活酪氨酸激酶活性，抑制抗凋亡基因Bcl-2和Bcl-cL的表達(dá)而誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。Wickstr0m等研究表明，內(nèi)皮抑素作用于內(nèi)皮細(xì)胞表面上的整合素α5β1和跨膜錨定蛋白（cave0lin-1），啟動細(xì)胞內(nèi)依賴?yán)野彼崃姿峄男盘杺鲗?dǎo)，導(dǎo)致cave0lin-1相關(guān)的Src家族酪氨酸激酶的激活和肌動蛋白張力纖維的減少。內(nèi)皮抑素誘導(dǎo)的肌動蛋白張力纖維和黏附的解離，破壞了纖連蛋白在基質(zhì)的沉積，損壞了細(xì)胞和基質(zhì)相互作用而抑制內(nèi)皮細(xì)胞遷移。此外，內(nèi)皮抑素還能通過與原肌球蛋白相互作用，破壞微絲的完整性，使內(nèi)皮細(xì)胞的活動受阻而誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡而抑制血管生成。
    3.2.3 抑制MMPs 研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮抑素對MMPs有明顯的抑制作用，其主要機(jī)制是內(nèi)皮抑素可抑制1-膜型基質(zhì)金屬蛋白酶（MT1-MMP）的活化，使MT1-MMP與基質(zhì)金屬蛋白酶前體（pr0MMPs）形成穩(wěn)定的復(fù)合物，進(jìn)而抑制pr0MMPs在細(xì)胞外活化為MMPs，同時ES可以通過結(jié)合于MMPs的催化活性區(qū)域直接抑制MMPs的催化活性，并調(diào)節(jié)微血管內(nèi)皮細(xì)胞表面相關(guān)的尿激酶型纖溶酶原激活因子（uPA）和纖溶酶原激活抑制因子-1（PAI-1）的分布，清除灶性粘附上的uPA受體，下調(diào)uPA系統(tǒng)，引進(jìn)灶性粘附和肌動蛋白張力纖維網(wǎng)的解離，發(fā)揮抗血管生成活性，從而阻斷內(nèi)皮細(xì)胞侵襲。因此推測，ES能在抑制CNV的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮相應(yīng)作用，可能與抑制MMPs活性有著密切關(guān)系。
    3.2.4 通過與整合素結(jié)合而抑制CNV 在固定ES表面（即鋪在培養(yǎng)皿表面），HUVEC的粘附和生長主要是通過整合素與ES相互作用，二者之間的作用是直接而特異的。而可溶性的ES的作用則相反，可以抑制細(xì)胞生長和播散。ES與整合素（integrin）直接結(jié)合，而整合素影響bFGF受體的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。ES作為整合家族的一個配體分子，可能是以整合素為靶點(diǎn)而發(fā)揮作用。
    4 結(jié)論
    角膜新生血管的形成是個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控過程，盡管已證實(shí)促血管因子和抗血管生成因子的網(wǎng)絡(luò)平衡在其中的不同環(huán)節(jié)發(fā)揮著關(guān)鍵作用，但由于所涉及的因子種類繁多、相互關(guān)系錯綜復(fù)雜，確切的機(jī)制與關(guān)鍵的作用點(diǎn)仍未最終清楚。內(nèi)皮抑素是近年來發(fā)現(xiàn)的最有潛力的新生血管形成抑制因子之一，內(nèi)皮抑素已經(jīng)作為腫瘤的新生血管形成抑制治療劑。但到目前為止，有關(guān)ES的作用機(jī)制和功能研究并不十分清楚，特別是受體或靶標(biāo)仍不明確，且研究大都集中在抗腫瘤效應(yīng)方面，在抗CNV效果方面研究得較少。
    總之，ES的發(fā)現(xiàn)為人類治療CNV帶來了新的希望，隨著對抗生血管生成療法和ES作用機(jī)制的不斷闡明，將有助于人類對CNV機(jī)制的進(jìn)一步了解，為臨床應(yīng)用提供有力的理論支持。

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