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【摘要】 内皮抑素是胶原ⅩⅧC末端水解片段，是第一个用于人临床试验的内源性血管生成抑制剂。内皮抑素可以抑制血管内皮细胞的生成、迁移，促使其凋亡，而且不同的治疗方案效果不同，但其具体作用机制及信号转导还不明确，有人认为是通过β-链蛋白介导内皮细胞迁移与凋亡。本文就内皮抑素新近的一些研究结果做一综述。
关键词 内皮抑素 血管生成 β-链蛋白
血管生成是指从已经存在的血管中通过内皮细胞重排发芽生成新的血管的过程 ［1］ 。在成人，血管生成主要发生在创伤修复或疾病发生的情况下，在妇女也可发生，在月经及怀孕期，血管生成是一个顺序发生的过程，内皮细胞扮演了一个极其重要的角色:首先损伤组织产生并释放血管生成因子，这些因子扩散至临近组织并与已存在的血管上的内皮细胞上的特异受体结合，激活内皮细胞，启动内皮细胞增殖机制并释放新的细胞因子以及一些酶，而后蛋白水解酶溶解血管基底膜，内皮细胞增殖迁移至损伤部位，在众多因子的参与下如:黏附分子、整合素等促使血管生成。正常情况下血管生成在一系列严格的“开关”阀门控制下保持一个稳定平衡的过程，阀门“开”主要指血管生成促进因子，如:VEGF、PDGF、TGF、EGF、FGF、HGF、基质金属蛋白酶（MMP）、血管生成素（angiogenin）、白细胞介素-1、黏附分子，还包括胶原、整合素等;阀门“关”主要指血管生成抑制因子，如:TNP-470、干扰素（IFN-α1）、血管抑素（an-giostatin）、内皮抑素（endostatin）、血小板因子-4（PF-4）、IL-12、金属蛋白酶的组织抑制因子（tissue inhibitors of metallo-proteinase，TIMP-1，TIMP-2，TIMP-3）、肌钙蛋白Ⅰ、cave-olin-1和caveolin-2、Avastin、SU-6668、SU-5416、VEGF-Trap等。血管生成失衡引起多种疾病，血管生成过多可导致肿瘤发生，类风湿性关节炎、糖尿病眼病、鳞癣等疾病产生 ［1］ ;血管生成降低可导致冠状动脉粥样硬化、卒中、伤口愈合延迟进而导致组织坏死，所以维持稳定的血管平衡状态是临床用于治疗疾病的一个新的方向。自Folkman ［2］ 1971年提出肿瘤生成依赖血管提供营养成分以来，血管抑制剂的研究已经成为治疗肿瘤的一个重要途径，其中内皮抑素是最先用于人临床试验的内源性血管抑制因子，人们对其结构有了很深的了解，但其抑制肿瘤的作用机制及信号通路还不清楚。本文就内皮抑素用于肿瘤治疗的最新研究进展做一综述，希望能够给临床药物研究及肿瘤治疗方案提供参考。
1 内皮抑素的来源和生物学特点
1997年，O′Reilly从小鼠内皮细胞瘤中分离到一种新的20kD，能特异性抑制血管内皮细胞生长的抑制因子—内皮抑素 ［3］ 。通过N端18个氨基酸序列测定结果表明该物质为胶原ⅩⅧC末端水解片段，在小鼠中对肿瘤诱导的血管生成具有几乎完全的抑制作用，显示很强的抗肿瘤活性。源的内皮抑素与鼠源的结构极其相似，与鼠内皮抑素有83.3%的同源性，分子量为18kD。内皮抑素作为一种内源性血管生成抑制剂，不同于细胞毒性化疗药:它以内皮细胞为靶细胞，因而不会导致骨髓抑制和胃肠道现象;肿瘤血管内皮细胞的基因型稳定，不易产生耐药性，而且对正常组织副作用极小 ［4］ 。对多种肿瘤具有抑制作用，如:Lewis肺癌、T241纤维肉瘤、EOMA血管内皮瘤、B16F10黑色素瘤等的生长均有抑制作用。
2 内皮抑素的作用机制
根据对内皮抑素的实验研究发现，其抗血管生成作用机制可能如下。
2.1 对血管内皮细胞的作用 （1）特异性的抑制内皮细胞增殖、迁移 ［3，4］ 。①内皮细胞的迁移能力是整合素依赖性的，可溶性内皮抑素可通过抑制内皮细胞的整合素依赖性功能抑制细胞迁移 ［5］ ;②通过抑制c-myc表达而抑制内皮细胞迁移 ［6］ ;③抑制VEGF、bFGF等血管生成因子引起的内皮细胞迁移和增殖;④内皮抑素与金属蛋白酶22前体蛋白（proMMP22）形成稳定的复合体，从而阻止其激活;还可以抑制MMP22和膜结合金属蛋白酶21的催化活性 ［7］ ;其后又证实内皮抑素能与MMP22的催化活性基团区域结合，从而抑制其活性 ［8］ ;⑤可与原肌球蛋白相互作用，并裂解微丝，导致内皮细胞活动受抑制 ［9］ ;（2）特异性诱导内皮细胞凋亡:①内皮抑素可直接与血管内皮细胞受体结合，引起内皮细胞G1期阻滞和细胞凋亡 ［10，11］ ;②抑制凋亡蛋白Bcl22、Bcl2xL，促进血管内皮细胞的凋亡 ［10］ ;③通过使连接蛋白Shb磷酸化，激活酪氨酸激酶活性，从而使内皮细胞凋亡 ［12］ 。
2.2 抑制血管生成 内皮抑素可与肝素样的硫酸蛋白结合，抑制血管生成 ［13，14］ 。许多抑制血管生成的蛋白对肝素都有较高的亲和力，推测它们通过与血管生成因子竞争结合肝素而起作用。实验研究发现缺乏肝素结合功能的内皮抑素不能阻断生长因子诱导的血管生成。贾云鹤等也发现内皮抑素能够抑制裸鼠大肠癌肿瘤血管的生成，减低肿瘤的血管密度。说明内皮抑素通过抑制血管形成抑制肿瘤的生长 ［15］ 。
3 内皮抑素的信号转导机制
目前还不清楚内皮抑素抑制内皮细胞迁移与凋亡的具体信号转导通路，有研究认为是通过作用于β-链蛋白介导细胞黏附和转录调控。β-链蛋白是一个多功能蛋白，既存在于细胞连接处又存在于胞浆内，因而它可通过两种途径发挥抗血管生成功能:（1）在细胞连接处通过锁定存在于内皮细胞连接间的β-链蛋白，抑制β-链蛋白发挥功能:在静止的内皮细胞，β-链蛋白与VE-链蛋白组成复合物，维持细胞连接稳定。在加入生长因子VEGF、FGF-2等后，β-链蛋白发生酪氨酸磷酸化细胞连接降解 ［16］ ，连接处β-链蛋白可进入胞浆进而进入胞核，在胞核β-链蛋白作用于一系列转录因子基因，如:编码VEGF-A、FGF-2的基因，从而启动内皮细胞增殖。当内皮抑素与内皮细胞上的蛋白聚糖（HS proteoglycans）如:glypican-1结合，与整合素如α5β1结合后，内皮抑素重新建立稳定的细胞间连接，从而重新锁定β-链蛋白与VE-链蛋白形成稳定复合物而干扰生长因子功能，保持内皮细胞稳定。（2）存在于胞浆的β-链蛋白，在内皮细胞静止时即没有生长因子作用时，可通过糖原合酶激酶（glycogen synthase kinase，GSKs）活化，发生丝氨酸磷酸化而被降解掉。加入生长因子后，胞浆中的β-链蛋白由于生长因子作用，通过Wnt信号阻断GSKs，使β-链蛋白脱磷酸化而更加稳定并转移进入细胞核，在胞核β-链蛋白与T细胞因子（T-cell factor，TCF）/淋巴样增强因子（lymphoid enhancer factor，LEF）结合，通过作用于启动内皮细胞增殖的一系列转录因子基因，启动内皮细胞增殖。当加入内皮抑素后，内皮抑素可抑制Wnt信号，GSK活化，β-链蛋白转录活性降低或被降解，内皮细胞维持稳定状态。另外，β-链蛋白可通过GSKs非依赖机制诱导胞浆β-链蛋白发生丝氨酸磷酸化而降解，进而干扰转录活性，这种作用的具体过程还不清楚，有研究认为是通过蛋白酶体介导的。
4 内皮抑素在临床上应用前景，治疗指征
Kerbel R ［17］ 等实验显示，缓慢生长肿瘤用抗血管生成治疗方法效果明显好于化疗，快速生长肿瘤需要相对高剂量的血管生成抑制剂，而且维持某一浓度连续用药比间断用药疗效好。还有实验显示化疗和放疗的抗肿瘤作用部分是由于对血管的损伤作用，同时使用抗血管抑制剂和其他治疗方法，比如:放疗，化疗，外科手术，免疫及疫苗治疗更有利于肿瘤的治疗效果。研究还发现内皮抑素与另一种血管抑制因子血管抑素有协同作用 ［18］ 。 用血管生成抑制剂抑制肿瘤生成目前还没有特异的治疗指标，有人提出用循环内皮祖细胞（circulating endothelial cells，CECs）作为治疗效果的指标。Schuch G等 ［19］ 发现内皮抑素可抑制循环内皮祖细胞生长，他们首先给小鼠加入高剂量VEGF发现CECs增加，而后同时加入VEGF和内皮抑素发现CECs降低，这说明内皮抑素的抗血管生成作用可能是通过抑制CECs实现的，因而他建议用内皮祖细胞作为抗血管生成治疗的监测指标之一。
5 展望
血管生成是一个复杂的过程，不同的发展阶段肿瘤细胞发展程度不同，而不同的血管生成抑制剂对肿瘤细胞作用阶段不同，作用机制也不同。Avastin可延长结肠癌患者生存期，尽管可缩小乳腺癌的体积但不能延长患者生存期，它对两种肿瘤的不同作用结果可能由于患者本身的不同和肿瘤本身的不同。也有人认为是由于结肠癌比乳腺癌更依赖于VEGF诱导的血管生成。肿瘤细胞可产生诱导血管生成的蛋白，早期乳腺癌患者主要产生VEGF，进展期患者主要产生FGF、胎盘生长因子、TGF-β，因此乳腺癌患者可能可绕过VEGF发挥作用。结肠癌细胞更年轻，更依赖
VEGF。抗VEGF治疗早期比晚期好，可见抗肿瘤治疗具有 时间依赖性，不同的肿瘤发展阶段治疗效果可能不同。SU-6668使晚期肿瘤体积缩小，SU-5416作用于早期胰腺癌患者，对晚期疗效不显著，联合应用SU-6668和SU-5416，疗效显著好于单用其中一种药，Avastin对新生血管作用明显但对已存在血管作用不明显，VEGF-Trap既可对新生血管起作用又可对已存在血管起作用。血管生成是一个复杂的过程，抗血管治疗也是一个复杂、综合治疗的过程，我们在探讨内皮抑素的作用的同时必须从整体的角度出发，以达到更好的治疗效果。
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（编辑子 涵）
作者单位:100730中国医学科学院中国协和医科大学北京协和医院中心实验室