【摘 要】 肿瘤淋巴管的生成在胃癌淋巴道转移过程中起着至关重要的作用。近年来,淋巴管生成因子(VEGF-C/D)及VEGFR-3等淋巴内皮特异性标志物的发现,提示肿瘤源性VEGF-C和VEGF-D可诱导肿瘤内淋巴管生成,促进淋巴转移,为揭示恶性肿瘤淋巴转移机制及进行胃癌的防治提供新的研究思路。
【关键词】 淋巴管生成 胃癌 淋巴道转移 淋巴管生成因子
The investigation of lymphatic vessel formation and lymphatic metastasis in Gastric Cancer
Li Tao,et al
【Abstract】 Lymphatic vessel formation plays an important role in lymphatic metastasis in Gastric Cancer.Recently, it reports that VEGF-C and VEGF-D can induce lymph vessels formation in tumor to promote lymph node metastasis, which following the discovery of lymphatic vessel production factor and lymphatic vessel endothelial special marker.It provides new ideas to reveal the mechanism of lymphatic metastasis of m alignant tumors and to research the prevention and treatment of gastric cancer.
【Key words】 Lymphatic vessel formation Gastric Cancerlymphatic metastasis Lymphatic vessel production factor
远处转移是恶性肿瘤的重要生物学特征,也是导致癌症治疗失败及患者死亡的最主要原因。临床和病理研究已经证实淋巴道转移是大多数上皮起源的恶性肿瘤远处转移的主要途径,而且是肿瘤发生发展过程中的早期事件[1]。近年来,随着对血管生成(Angiogenesis)研究的不断成熟,多种抗肿瘤血管生成的单克隆抗体已逐步应用于临床,相比之下,由于缺乏对淋巴管内皮特异性标志物和淋巴管生成因子的认识,使得我们对肿瘤淋巴管生成(Lymphangiogenesis)的研究相对滞后。然而随着血管内皮生长因子C/D(Vascular endotllelial growth factor～C,VEGF-C/D)和血管内皮生长因子受体3(Vascular endothelial growth factorreceptor-3,VEGFR-3)、透明质酸酶受体 LYVE-1(Lym-phaticvessel endothelial hyaluronan receptor-1)、同源框转录因子(Prox1)等淋巴管内皮标记物的相继发现,肿瘤淋巴管生成及肿瘤淋巴结转移的机制近年来再次成为研究的热点。胃癌是上消化道恶性肿瘤之一,主要经淋巴道转移形成局部和远处播散,VEGF-C和VEGF-D已被认为是胃癌淋巴管生成中的关键性调节因子[2]。最近的研究已经突出了淋巴管生成的重要性,进一步研究VEGF-C/D、VEGFR-3等调节因素以及它们在胃癌淋巴管生成及淋巴浸润中的作用及其机制,可为胃癌的淋巴道转移治疗提供新的靶点。现将目前肿瘤淋巴管生成与胃癌组织中淋巴道转移的相关研究进展进行综述。
1 肿瘤新生淋巴管的特点
目前肿瘤新生淋巴管形态、分布及功能的研究取的很大的进展,张雅芳等[3]研究发现,癌组织中心区均未见淋巴管,而癌组织周围区淋巴管的密度较正常区的增高,且管径较大,形态不一,淋巴管内皮细胞及细胞器有明显变化,内皮细胞间连接开放增加,常见淋巴管管壁的破坏和不完整,癌组织正常区的淋巴管分布于各层组织中,其超微结构变化不明显。Liao等[4]则认为胃癌组织内存在新生的淋巴管,且这些淋巴管主要以无管腔、结构排列紊乱的毛细淋巴管为主。Padera等[5]研究表明,肿瘤组织内部的淋巴管无功能,并在小鼠转移瘤周围检测到VEGFR-3阳性的功能性淋巴管,认为癌周扩大的淋巴管足以导致肿瘤淋巴道转移。目前很多研究已表明,许多上皮源性恶性肿瘤(乳腺癌、甲状腺癌等)组织内有淋巴管生成现象,且这些新生的淋巴管与正常组织内的淋巴管存在解剖分布和形态结构变异,肿瘤内部与癌旁淋巴管也存在差异,肿瘤内部存在着无功能的条索状的淋巴管,而癌旁的淋巴管呈管腔状,淋巴管的密度增加,淋巴管有功能。我们研究人胃癌标本发现:人胃癌中心区无淋巴管,其癌旁区存在新生淋巴管,且新生淋巴管管腔较小,不足以形成良好的淋巴回流;胃癌细胞可能是通过胃癌周边区被破坏的淋巴管进行转移的[6],癌旁区的淋巴管密度与淋巴管转移有关[7]。
2 肿瘤新生淋巴管的识别
淋巴管的检测与准确标记是研究肿瘤淋巴管生成的前提与关键,起初由于缺乏比较特异的淋巴管标记物以区分淋巴管和血管,从而阻碍了肿瘤淋巴管的研究。近年来,特异性的淋巴管内皮标记物的陆续发现,使得对淋巴管的鉴别更为确切与简便。较为重要的淋巴管内皮细胞标志物有以下几种:①VEGFR-3,又称flt-4,是受体型酪氨酸蛋白激酶家族成员,为第一个被鉴定的淋巴管内皮细胞特异性标志物。最早从人胎盘和红白血病细胞基因库中克隆出来的,其基因位于染色体的5q33-5q35上,其配体为VEGF-C和VEGF-D。Joukov等[8]报道VEGFR-3仅表达于成人淋巴管内皮中,为淋巴管特异性的标记物。目前认为,VEGFR-3是正常成年组织淋巴管的最特异性标志物,也是在培养的淋巴管内皮细胞中能保持其特异性表达的唯一标志物。但有学者发现,病理情况下,VEGFR-3可见于淋巴内皮源性肿瘤(如淋巴瘤等)、转移淋巴结的淋巴窦以及炎症和肿瘤中的新生血管[9]。VEGFR-3不仅是淋巴管内皮的特异标志物,而且是淋巴管发生的调节因子,因此可通过阻断VEGF-C、D/VEGFR-3信号通路来抑制肿瘤淋巴管生成,为肿瘤的防治提供新的方向。②LYVE-1,为淋巴管内皮细胞及巨噬细胞表面特异性膜蛋白,在分子结构上与CD44同源,具有322个氨基酸,为透明质酸(hyaluronan,HA)的特异性受体,表达于正常组织和肿瘤组织。在活体内,均匀分布在淋巴管的管腔面和基底面,具有从组织中摄取透明质酸盐将其转运至淋巴管内的作用,LYVE-1除与淋巴管上的HA结合外,还可以结合由HA包被的淋巴细胞并将其运输到淋巴结[10]。LYVE-1加用巨噬细胞标记物染色后,可以区分淋巴管内皮细胞和肿瘤中的巨噬细胞,有助于确定淋巴管生成对恶性肿瘤预后的影响。③Podoplanin,最早于1999年在肾小球上皮细胞上发现的一种膜蛋白,起调节足细胞形态的作用,分子量为38ku,曾被认为只表达于小淋巴管内皮。目前研究显示皮肤某些血管内皮细胞也可表达Podoplanin,但其他器官和组织的血管内皮未发现其表达,因此认为该蛋白是目前较理想的淋巴管标志物之一。④Prox-1,是从黑腹果蝇Prospero基因克隆的同源基因,是淋巴管发育及内皮细胞获得淋巴管表型过程中重要的因子,具有调控着淋巴管内皮细胞的分化和迁移的作用。其特异性地表达于胚胎、成人正常组织及肿瘤内的淋巴内皮细胞,但也可在一些非内皮细胞中表达[11]。我们采用D2-40淋巴管内皮标记性抗体免疫组织化学染色方法,检测70例人胃癌中心区、癌旁区、正常区内的淋巴管,效果满意[7]。
虽然上述几种淋巴管内皮细胞标记物具相对较高的特异性,但尚不能单独用来准确地标识淋巴管。根据不同标记物在组织器官的分布差异选择不同标志物可增强染色标记的特异。
3 VEGF-C/D在胃癌淋巴管生成与转移中的作用
VEGFs家族包括7个成员:VEGF-(A,B,C,D,E),胎盘生长因子(placenta growth factor,P1GF),和蛇毒VEGF(snakevenom VEGF,svVEGF),VEGF-C与VEGF-D结构相似,都有氨基末端和羧基末端,有别于其他VEGFs家族成员,两者还具有相似的功能,目前研究已发现,两者均与分布于淋巴管内皮细胞上的受体VEGFR-3特异性结合,与肿瘤淋巴管生成、淋巴道转移及疾病预后密切相关。VEGF-C/D是毛细淋巴管内皮细胞分化成熟的重要调节因子,其中VEGF-C是诱导肿瘤淋巴管生成有力的正向调节因子,在胃癌淋巴管生成与转移过程中起重要作用:①自分泌功能:VEGF-C可以保护肿瘤细胞度过各种生存压力,通过增加黏附蛋白的表达来增强肿瘤细胞的黏附力、运动性和侵袭性。王天宝等[12]发现胃癌细胞具有分泌VEGF-C的功能,通过自分泌方式作用于VEGFR-3,利于淋巴管增生。②促进淋巴管的新生:Yonemura等[13]研究发现,在实验性胃癌模型中,VEGF-C能结合到其位于淋巴管内皮细胞上的受体(VEGFR-3),继而诱导毛细淋巴管的增殖和生长。促进肿瘤内淋巴管生成。Hachisuka等[14]发现胃癌组织中VEGF-C表达与淋巴管密度(lymphatic vessel density,LVD)显著相关,提示VEGF-C在胃癌淋巴管形成中起关键性作用。Onogawa等[15]研究发现VEGF-C是早期胃癌淋巴管生成的主要调节因素。③促进淋巴结转移:癌周的毛细淋巴管缺乏完整的基膜,内皮细胞连接疏松,胃癌组织中VEGF-C高表达促进了癌组织及癌周淋巴管生成,从而使胃癌细胞更容易进入淋巴管发生扩散。Hoshida等[16]动物实验证明VEGF-C可以在转移最初阶段通过增加淋巴管密度来增加肿瘤细胞进入淋巴系统。Hachisuka等[14]发现VEGF-C表达与淋巴结转移呈正相关。此外,研究已证明,VEGF-C在胃癌组织中表达高低与浆膜浸润、淋巴管侵犯等临床病理特征及预后相关,而与肿瘤的大小、位置、组织分级及是否血管侵犯、远处转移无关[17]。VEGF-D在人胃正常组织区表达很低,但在胃癌组织内表达则有显著提高,且与淋巴结转移和患者生存率降低密切相关。Juttner等[18]发现癌组织VEGF-D阳性率高于健康胃黏膜,还发现VEGF-D与胃癌患者低生存率有关,经多变量回归分析得知VEGF-D可作为胃腺癌根治切除术后的独立预后因素。
4 抗肿瘤淋巴管生成研究
随着对肿瘤淋巴转移机制的研究不断深入,抗肿瘤淋巴管的生成已成为研究抗肿瘤转移的的新热点,淋巴管生成是肿瘤淋巴管转移的基础,而淋巴管生成依赖于VEGF-C、VEGF-D/VEGFR-3这一可被阻断的分子信号传导通路,于是阻断这一信号传导通路、抑制肿瘤淋巴管生成成为目前最常采用的抗淋巴道转移的策略。迄今用于阻断VEGF-C或VEGF-D与VEGFR-3相互作用的主要方法包括VEGF-C、VEGF-D或VEGFR-3的功能阻断性抗体,可溶性VEGFR-3-Ig ,小分子肽抑制剂,前蛋白转化酶( proprotein convertase , PCs)抑制剂等。①可溶性VEGFR-3-Ig:VEGFR-3-Ig为一种基因产物蛋白,可与VEGF-C或VEGF-D结合,阻止下游信号的传导,从而起到抑制淋巴管生成的作用。He等[19]研究发现,VEGFR -3-Ig蛋白可抑制肿瘤淋巴管的生成,减少腋窝淋巴结转移的发生,但不影响远处转移。②功能阻断性抗体:VEGF-C、VEGF-D或VEGFR-3的功能阻断性抗体可特异性阻断VEGF-C或VEGF-D与其受体VEGFR-3的结合,使VEGFR-3不能被活化,故淋巴管增值、迁移所需的信号无法进行传导,从而抑制淋巴管生成。③小分子肽抑制剂:VEGFR-3具有酪氨酸激酶活性,通过小分子抑制剂进入细胞内阻断VEGFR-3的酪氨酸激酶激活,可以阻断这个信号通道。已证明PTK787/ZK222584可抑制VEGFR-3受体,从而抑制淋巴管生成。④前蛋白转化酶抑制剂:PCs广泛存在于生物界,参与多种前体蛋白转化为成熟蛋白的酶解过程。α1PDX是一种PCS的广泛性抑制剂,通过阻止VEGF-C 、VEGF-D的成熟,可能达到抑制肿瘤淋巴管生成的作用[20]。
5 总结与展望
随着淋巴管生成因子及淋巴管内皮特异性标记物的相继发现,目前对VEGF-C/D、VEGFR-3等调节因素以及它们在肿瘤淋巴管生成及淋巴浸润中的作用及其机制的研究取得了很大的进展,鼠肿瘤模型研究中已证实VEGF-C/D能够诱导瘤内和瘤周淋巴管的新生,临床病理研究也已显示VEGF-C/D的表达与肿瘤淋巴管生成及淋巴结转移密切相关。与此同时,动物模型研究显示有效阻断VEGF-C/D、VEGFR-3信号通道可抑制肿瘤淋巴管生成及淋巴结转移的形成,可为抑制恶性肿瘤淋巴道转移提供新的途径。但淋巴管和淋巴管生成在肿瘤转移中的作用还有大量的问题有待明确,肿瘤淋巴管新生及淋巴结转移一机制尚不十分清楚,淋巴结转移也不可能只通过VEGFR-3信号传导系统这单一途径,可能类似于血管生成,涉及多种调节因子和多种机制。此外,肿瘤相关淋巴管生成及其与淋巴道转移的确切关系仍然是个悬而未决的问题。尽管不断有研究显示迅速生长的肿瘤VEGF-C的表达上调与淋巴管新生及肿瘤细胞的淋巴道扩散有关,但是原有淋巴管是否足以导致肿瘤淋巴道转移,或者肿瘤细胞淋巴道转移是否必须依赖淋巴管的新生或者淋巴管的扩张依然是未知的问题。上述问题还有待进一步研究。总之,肿瘤淋巴管生成研究已取得较大进展,抗肿瘤淋巴管生成有望成为抑制恶性肿瘤转移的新途径。
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