淺析VEGF蛋白-科鹿（武漢）生物科技有限責任公司

技術專欄

淺析VEGF蛋白

供稿：科鹿生物

發(fā)布時間：2022-05-04

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VEGFA的全稱為vascularendothelial growth factor A，其中文名為血管內皮生長因子A。

血管生成刺激因素包括有一類稱為“血管生成因子(antigenic growth factors)”的細胞因子，起著刺激心血管形成的作用。目前已經發(fā)現(xiàn)了一些血管生成刺激因子，如血小板源性生長因子(PDGF)、成纖維細胞生長因子(bFGF)、轉換生長因子(TGF)、血管內皮細胞生長因子A(VEGFA)等，其中在腫瘤血管生成中起關鍵作用的是VEGFA。

VEGFA蛋白由腫瘤細胞、巨噬細胞及纖維母細胞等分泌，廣泛分布于人體許多組織，如腺體、肺、肝、腎、心肌等，但表達水平極低，其作用僅維持正常血管密度和基本滲透功能，維持營養(yǎng)物質。當出現(xiàn)腫瘤細胞之后，其表達水平一般會大大上升。有研究表明，VEGFA與腫瘤侵染性相關，與腫瘤易感性亦相關。

基因結構
VEGFA基因位于第6號染色體6p12位置，全長16,272 bp，有7種剪接方法。

VEGFA的7種剪接方法。

基因分子生物學功能
血管內皮生長因子A(VEGFA)是最主要的血管內皮生長因子(VEGF)，為了與其他多種血管內皮生長因子相關蛋白相區(qū)別，以VEGFA命名。VEGF家族目前主要包括VEGFA（即VEGF）、胎盤生長因子、VEGFB、VEGFC、VEGFD和VEGFE，其中VEGFA是誘導腫瘤血管形成作用最強、特異性最高的血管生長因子。

VEGFA是具有高度內皮細胞特異性的有絲分裂原，在血管發(fā)生和形成過程中起著主要的調控作用。VEGFA之所以具有高度的內皮細胞特異性是由于該蛋白有3個高親和性的酪氨酸激酶受體(RTKs)，分別為VEGFR-1/Flt-1、VEGFR-2/KDR/Flk-1和VEGFR-3/Flt-4。KDR 是血管形成的主要調控分子，具有明顯的化學趨化和促分裂作用，與血管島、血管形成和造血有關；F1t-l主要在內皮細胞排列形成管腔時發(fā)揮作用。這兩種受體主要表達在內皮細胞上，雖然極少數(shù)造血細胞、單核細胞也有少量表達，但只有內皮細胞對VEGFA有應答反應，因此VEGFA是一個特異作用于血管內皮細胞的生長因子。

VEGFA蛋白的結構是由兩條肽鏈通過二硫鍵構成的同源二聚體，主要由內皮細胞、單核巨噬細胞、成纖維細胞產生，普遍存在于中樞神經系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)以及腫瘤組織中。其主要功能包括：①選擇性增強血管內皮細胞有絲分裂，刺激內皮細胞增殖并促進血管形成。②升高血管尤其是微小血管的滲透性，使血漿大分子外滲沉積在血管外基質中，為腫瘤細胞的生長和新生毛細血管網的建立提供營養(yǎng)。

（圖1）

參與的通路VEGFA(VEGF)介導的血管生成通路圖

? ?? ? VEGF在血管生成、腫瘤生長以及缺血性疾病中扮演著重要角色。在體外實驗中，缺氧可誘導VEGFA表達。這可能是由于缺氧誘導因子1(hypoxia-induciblefactor-1，HIF1)作用于VEGFA基因的5’端的缺氧反應元件，提高了VEGFA的轉錄效率。生成的VEGFA蛋白與其受體結合，通過PKC、NOS、AKT、MAPK等途徑誘導血管生成(圖1)。

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基因對疾病發(fā)生的影響

VEGFA在甲狀腺癌的發(fā)病過程中起重要作用。它作為血管生長的主要推動因素，可以直接促進甲狀腺血管內皮細胞的生長或增加血管的通透性，為成纖維細胞和內皮細胞提供基質，從而促進腫瘤血管的形成。上世紀70年代，F(xiàn)olkman在《新英格蘭醫(yī)學雜志》中首次提出了腫瘤生長依賴于心血管生成的理論假說。在隨后的科學研究中，該假說被進一步證實。腫瘤的生長有兩個明顯不同的階段，即從無血管的緩慢生長階段轉變?yōu)橛醒艿目焖僭鲋畴A段，血管生成使腫瘤能夠獲得足夠的營養(yǎng)物質，是促成上述轉變的關鍵環(huán)節(jié)。如果沒有血管生成，原發(fā)腫瘤的生長不會超過1~2 mm3。腫瘤侵襲轉移是腫瘤治療失敗的主要原因，而在腫瘤發(fā)生侵襲轉移的多步驟過程中，血管生成均發(fā)揮著重要作用。

基因功能研究

1989年，F(xiàn)errara等人[1]從牛腦垂體濾泡星狀細胞中提取到VEGFA，該蛋白是一種肝素結合因子，是由兩條N端相同而其他區(qū)域存在某些差異的多肽鏈通過二硫鍵連接而成的高度保守糖蛋白二聚體，分子量為34-42kD。

1992年，Plate等人[2]通過實驗研究后，認為VEGFA可由腫瘤血管內皮細胞表達，在正常內皮細胞組織中無表達。

1994年，Takahashi等人[3]證明VEGFA主要存在于腫瘤細胞，促進腫瘤血管生成，并與其他血管生成相關因子(如胎盤生長因子、堿性成纖維細胞生長因子)之間存在協(xié)同作用。

1995年，F(xiàn)reeman等人[4]在對T淋巴細胞的研究中，發(fā)現(xiàn)腫瘤浸潤淋巴細胞可表達VEGFA。

1997年，Masood等人[5]檢測到艾滋Kaposi肉瘤細胞中VEGFA及其受體Flt21和KDR協(xié)同高表達，從而首次明確提出腫瘤細胞中VEGFA自分泌作用機制。

1999年，Bellamy等人[6]對造血系統(tǒng)惡性腫瘤(白血病、淋巴瘤、多發(fā)性骨髓瘤)的研究發(fā)現(xiàn)這些腫瘤細胞不僅表達VEGFA，同時也表達VEGF受體，提示除實體瘤外，在血液系統(tǒng)惡性腫瘤中，VEGFA也可以自分泌途徑發(fā)揮作用。

2000年，Dias等人[7]證實了VEGFR-2介導的人白血病細胞生長轉移的自分泌作用方式。采用人VEGFR-2(KDR)的特異性抗體IMC-C11治療接種小鼠，可以阻斷白血病細胞分泌產生的VEGFA白血病細胞上KDR的相互作用(其與鼠VEGFA體Flt-1無交叉反應)，即阻斷自分泌作用方式，從而阻礙白血病細胞的生長。并首次證明白血病細胞表達的VEGFA受體是具功能活性的信號轉導受體，傳遞給內皮細胞相似的信號。

2001年，Hayashibara等人[8]亦證實了存在于成人T淋巴細胞白血病中由Flt-1介導的VEGFA自分泌作用機制。并且認為VEGFA及其受體的自分泌作用除了可促進腫瘤細胞生長外，亦可能在腫瘤細胞的轉移中發(fā)揮重要作用。

2006年，Girnita等人[9]對接受心臟移植的高加索人、西班牙人和美國黑人的16個SNP進行了研究，發(fā)現(xiàn)高加索人與西班牙人和美國黑人在多個SNP上存在顯著差異。比如，VEGFA -2578CC和-460CC基因型在美國黑人和西班牙人中的分布頻率均顯著高于高加索人(P<0.001)；Fas 的GG基因型和FasL TT基因型常在美國黑人中出現(xiàn)；美國黑人攜帶ABCB1 2677GG基因型的概率是高加索人的2倍(78.6%比33.7%，P<0.0025)。這樣的遺傳背景決定了美國黑人更容易發(fā)生促炎癥和環(huán)境因素對其影響更低，以及較低的藥效反應和免疫抑制效果。