VEGF-C/D及其受體與胃癌淋巴轉移關系的研究進展*

侯亞超 鄧靖宇 綜述 梁 寒 審校

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VEGF-C/D及其受體與胃癌淋巴轉移關系的研究進展*

侯亞超 鄧靖宇 綜述 梁 寒 審校

淋巴管是腫瘤轉移的一個重要途徑，隨著越來越多淋巴管生長因子和淋巴管標志物的發現，如血管內皮生長因子-C/ D（VEGF-C/D）及受體血管內皮生長因子受體（VEGFR）3在腫瘤淋巴管生成、腫瘤經淋巴結轉移過程中的作用機制取得了較大進展。VEGF-C/D的表達與胃癌淋巴道轉移、癌周淋巴管密度、生存率、預后等臨床病理特征密切相關。此外，實驗動物模型與體外實驗研究顯示，抑制VEGF-C/D表達在胃癌治療上具有一定的應用前景?，F就VEGF-C/D及其受體與胃癌淋巴轉移的相關性予以綜述。

血管內皮生長因子C/D 血管內皮生長因子受體3 胃癌 淋巴結轉移

胃癌是嚴重威脅人類身心健康的常見惡性腫瘤之一，胃癌發病率居惡性腫瘤第4位，病死率居惡性腫瘤第2位［1］。目前胃癌患者主要的死亡原因在于早期發生的腫瘤細胞轉移，而淋巴轉移是其中最主要的擴散途徑之一，被認為是胃癌患者重要的預后指標之一，但有關淋巴轉移的具體機制問題迄今尚不明確。在腫瘤進展過程中，隨著腫瘤細胞增殖和生長，腫瘤細胞、基質細胞和炎癥細胞等產生一系列淋巴管生長因子，直接或間接作用于淋巴內皮細胞，促進淋巴管生成。

大量研究證實淋巴管生成在腫瘤淋巴轉移中發揮至關重要的作用，與腫瘤淋巴轉移、遠處轉移和預后有關。關于腫瘤淋巴轉移機制的研究主要基于腫瘤淋巴管生成，腫瘤淋巴管生成的分子機制研究；近年來基于淋巴管生成為靶點的抗腫瘤治療也成為研究的熱點。目前相關研究表明，在腫瘤淋巴道轉移及淋巴管新生過程中VEGF-C/D及其受體VEGFR-3相互關系發揮著重要作用。

1 VEGF家族及其受體

VEGF是1989年由Ferrara等從牛的垂體濾泡星狀細胞培養液中分離純化出來的一類糖蛋白，分子量約34～45 kD，其具有促進血管內皮細胞增殖及通透性的增加，引起細胞外基質發生改變的作用［2］。目前己發現的VEGF家族成員有VEGF-A、-B、-C、-D、-E、-F和胎盤生長因子（placental growth factor，PIGF）7種［3］，VEGF蛋白由其可作用于相應的受體而發揮重要的生物學功能。VEGF受體屬于受體酪氨酸激酶超家族，主要有VEGFR-l/Fltl（fms-like tryosine kinase）、VEGFR-2［Flk/ KDR（kinase insert domain confining receptor）］和VEGFR-3（Flt4）3種，最近還發現了一些低分子的VEGF受體，如神經纖維蛋白（neuropilin-1/neuropilin-2、NRP-1/ NRP-2）等。VEGF受體分子由3部分組成，即7個免疫球蛋白樣結構形成的細胞外部分，含有酪氨酸酶活性的胞內部分和跨膜區域。其中細胞內部分含有一段酪氨酸插入序列，是磷酸化下游信號分子的結合位點。VEGF與其受體Ig樣的第5、6結構域結合，從而使VEGFR通過Ig樣的第4結構域形成二聚體，激活受體酪氨酸激酶使其磷酸化，激活下游的Ras/MAPK、PI3K/AKT等信號轉導途徑，發揮生物學效應，如促進腫瘤淋巴管生成等。其中VEGFR-1主要在血管內皮細胞上表達，VEGFR-2在血管、淋巴管內皮細胞上均有表達，而VEGFR-3在胚胎的早期可表達于血管內皮細胞，到胚胎后期和出生以后僅表達于淋巴管內皮細胞［4］，VEGF受體的不同分布決定了VEGF家族各成員37種不同作用。

2 VEGF-C/D及其受體VEGFR-3

VEGF-C/D是最早被鑒定的特異性淋巴管生長因子，作為VEGF家族中重要的成員，均具有VEGF同源結構域保守序列。在VEGF家族中，VEGF-C和VEGF-D結構最為相近，在結構上與其他VEGF家族成員有所不同，其N-末端、C-末端分別有一段前肽序列，前肽的蛋白降解過程影響VEGF-C和VEGF-D的生物活性，VEGF-C/VEGF-D的不同剪切體與受體VEGFR-2和VEGFR-3的親和力發生變化，從而發揮不同的生物學效應，與VEGFR-3結合特異性地誘導淋巴管生成，而與VEGFR-2結合主要誘導血管生成［5］，但最近研究提示VEGF-C/D與VEGFR-2結合在一定條件下也可以誘導淋巴管生成［6］。VEGF-C與胚胎淋巴管發育密切相關，VEGF-C缺失小鼠胚胎完全缺乏淋巴管系統，于出生前死于內部液體集聚［7］。轉基因小鼠過表達VEGF-C/VEGF-D顯示淋巴管異常增生，然而VEGF-D缺乏小鼠不出現淋巴管系統發育異常，過表達VEGF-C/VEGF-D可以誘導腫瘤淋巴管生成和淋巴轉移［8］。

VEGFR-3是第一個淋巴管特異性生長因子受體，在正常成人組織中，VEGFR-3主要表達于淋巴內皮細胞，而不表達于血管內皮細胞。VEGFR-3特異性地與VEGF-C/VEGF-D結合，但不與VEGF-A結合，與淋巴系統的發生、淋巴管結構和功能的維持及淋巴管新生有關。在胚胎發育過程中，VEGFR-3是胚胎血管發育所必需的，VEGFR-3缺陷小鼠無法形成正常的血管結構，導致在胚胎期9.5 d于淋巴管出現前死亡，阻礙了分析VEGFR-3在淋巴管發育中的作用［9］。有研究發現VEGFR-3突變出現于Chy突變小鼠中，這種小鼠的特點是皮膚淋巴水腫，支持VEGFR-3在淋巴管發育和發揮正常功能中的重要作用［10］。轉基因鼠研究也顯示，在體內單一激活VEGFR-3信號轉導通路足夠誘導功能性淋巴管生成［11］。

3 VEGF-C/D及其受體與胃癌淋巴轉移的關系

3.1 VEGF-C/D在胃癌組織中的表達

VEGF-C/D是腫瘤相關新生淋巴管道形成過程中極為重要的信號調節因子。VEGF-C/D可以結合VEGFR-3后引起下游分子Shc、Grb2磷酸化，再通過MARK信號途徑促使淋巴內皮細胞增生、遷移和存活而形成新生的淋巴管道，從而為腫瘤細胞發生淋巴轉 移 提 供 有 利 條 件 。 Watanabe等［12］證 實VEGF-CmRNA水平與胃癌患者淋巴結轉移顯著相關，進一步研究發現VEGF-C蛋白表達水平與術后淋巴結組織內淋巴管密度呈正比，提示VEGF-C可能參與促進胃癌組織淋巴管生成并加速淋巴結轉移而導致患者預后變差。其他研究者也證實胃癌中VEGF-C的表達與腫瘤淋巴管密度和淋巴結轉移密切相關［13］。Yang等［14］通過VEGF-C轉染胃癌細胞建立一個人胃癌相關淋巴管再生模型證實VEGF-C在促進淋巴管再生和局部淋巴結轉移起著非常重要的作用。Zhang等［15］則發現生存素的表達升高可能是由于胃癌組織中高水平的VEGF-C表達所致，從而為胃癌細胞的侵襲性增強和淋巴結轉移率升高奠定基礎。Wang等［16］證實胃癌同時表達VEGF-C和VEGF-A將比單一表達VEGF-C或VEGF-A能進一步的加快腫瘤生長、更高水平的新血管和淋巴管生成、更高浸潤轉移風險。Han等［17］證實在胃癌中VEGF-C和VEGFR-3表達與淋巴結轉移有關，是淋巴系統轉移重要的危險因素，因此VEGF-C和VEGFR-3表達可作為淋巴結轉移的預測因子和明確的預后指標。Wang等［18］對123例胃癌患者手術標本采用免疫組化以D2-40標記淋巴管內皮細胞后發現VEGF-D表達和腫瘤新生淋巴管密度顯著相關（P＜0.001），且腫瘤新生淋巴管還與淋巴結轉移和淋巴管腫瘤細胞侵犯顯著相關（P＜0.001）。Tanaka等［19］報道VEGF-D轉染后的胃癌細胞株（KKLS）能夠促進淋巴管和血管增生、細胞增殖和抗凋亡，顯示VEGF-D能夠通過自分泌和旁分泌的方式參與人胃癌的進展過程。VEGF-D不僅與胃癌淋巴結轉移顯著相關，還是導致胃癌根治術后肝轉移發生的獨立影響因素［20］，而胃癌根治術后肝轉移的發生也是與腹腔淋巴結轉移密切相關的［21］。Choi等［22］發現VEGFR-3陽性的淋巴管密度在胃癌中顯著增加，且與原發腫瘤大小、淋巴侵襲、淋巴結轉移有關。

3.2 VEGF-C/D與癌周淋巴管

Gao等［23］利用染色評分方法證實了胃癌病灶周圍淋巴管VEGF-C表達陽性率高于癌灶內淋巴管（P＜0.05）。運用LYVE-1和VEGFR-3對淋巴管進行標記后，發現癌周淋巴管的密度［中位數為（14.2± 3.7）個/mm2］顯著高于癌灶內淋巴管密度［中位數為（9.9±3.5）個/mm2］，表明癌周淋巴管的增殖活力更高。由此推論，這些增加的淋巴管可能是在VEGF-C的刺激作用下新生的，VEGF-C含量增加可以促使癌周淋巴管增生。該研究還使用MKN-45細胞系（Gao來源于胃腺癌組織，同時具有表達VEGF-C的能力）接種于免疫缺陷小鼠皮下，分別檢測不同時間段小鼠種植瘤周圍的淋巴管密度，發現隨著時間的推移，癌周組織淋巴管密度顯著增加，而癌灶內并無此變化，說明該腫瘤細胞產生的VEGF-C能促使瘤周組織淋巴管增生。Wang等［18］對123例胃癌患者手術標本采用免疫組織化學以D2-40標記淋巴管內皮細胞后發現癌周組織淋巴管密度（P-LVD）的增加與VEGF-C、VEGF-D/VEGFR-3系統有關，P-LVD增加是胃癌淋巴結轉移和預后的獨立影響因子。

3.3 VEGF-C/D在外周血中的表達

由于在組織原位檢測VEGF-C/D有其局限性，存在著診斷上的主觀因素以及治療上的差異，因此外周血VEGF-C/D的檢測可能成為預測胃癌早期轉移的一個重要指標。Kabashima等［24］通過免疫組織化學方法將早期胃癌分為有淋巴結浸潤組和無淋巴結浸潤組，分別進行外周血VEGF-C檢測，結果發現有淋巴結浸潤組的VEGF-C陽性率（36%）顯著高于無淋巴結浸潤組的陽性率（14%）。Wang等［25］證實胃癌患者術前血清VEGF-C水平與淋巴結轉移和生存期有關。并且血清VEGF-C的表達水平還可作為預測胃癌發生淋巴轉移的分子生物學指標［26］。Tsirlis等［27］采用ELISA對于胃癌患者和正常對照人群進行研究后發現血清VEGF-D在胃癌患者接受手術切除前水平顯著高于術后水平（P＜0.001），然而血清VEGF-C在胃癌患者接受手術切除前水平顯著低于術后水平（P＜0.001），因此VEGF-C/VEGF-D比率值可能是惡性腫瘤最有潛力的預測因子，并且VEGF-D聯合CA19-9預測胃癌淋巴結轉移的敏感性和特異性可以分別達到86%和82%。

4 VEGF-C/D及其受體在淋巴轉移治療上的應用前景

腫瘤的淋巴道轉移是惡性腫瘤早期的主要轉移途徑之一，是影響患者預后的重要因素。因此，如何有效的抑制腫瘤淋巴轉移的發生，在腫瘤的治療研究中成為了熱點。目前的觀點認為，針對VEGF-C/D與VEGFR-3軸在腫瘤淋巴轉移中所起的關鍵作用，可以通過減少或阻斷兩者的相互作用來達到抑制腫瘤細胞淋巴道轉移的發展進程。

Zhu等［28］證實用反義VEGF-C基因轉染胃癌SGC-7901細胞系能夠抑制VEGF-C表達和阻止細胞增殖，因此反義VEGF-C基因能夠抑制腫瘤生長和降低腫瘤轉移與復發?？筕EGFR-3治療能夠抑制腫瘤生長和轉移，而抗VEGFR-2治療在限制原發腫瘤生長非常有效，但在抑制淋巴結轉移方面療效欠佳；但對于分泌VEGF-D的腫瘤聯合應用抗VEGFR-3和VEGFR-2抗體是有效的抗腫瘤轉移治療的方法［29］。通過在裸鼠內接種0CUM-2MLN胃癌細胞創建的胃癌動物模型，口服給予抑制VEGFR-3的藥物Ki23057發現，Ki23057組可顯著（P＜0.01）降低淋巴轉移性胃癌模型中原位腫瘤的體積和數量，且經Ki2305藥物治療的胃癌中淋巴入侵和淋巴管新生的程度也顯著（P＜0.05）降低，提示針對VEGFR-3引起的淋巴管新生，抑制其磷酸化作用是一種抑制胃癌淋巴轉移的治療策略［30］。近來一個新的免疫球蛋白（Ig）融合蛋白受體已經研制成功，可以同時結合VEGF-A和VEGF-C，該融合蛋白能有效地抑制腫瘤生長和轉移［31］。

5 展望

淋巴道轉移是胃癌轉移的重要途徑，也是影響患者預后的決定性因素。因此VEGF-C/D及其受體因在促進腫瘤淋巴管生成中的重要作用而成為人們關注的焦點。胃癌細胞通過VEGF-C/D與其自身上的受體VEGFR-3相互作用，加速腫瘤細胞的增殖并抑制其凋亡的發生，使腫瘤細胞增殖活性及擴散能力顯著增強，加速腫瘤細胞的淋巴道轉移，降低患者的生存時間和生存率。隨著研究的深入，VEGF-C/D及其受體可作為胃癌組織發生淋巴轉移的潛在性指標，也可在臨床工作中將其作為判斷胃癌患者預后的重要評估因素，同時針對VEGF-C/D與VEGFR-3軸的干擾有望成為胃癌淋巴轉移分子治療的新突破，為胃癌的抗淋巴轉移的治療開辟一條新路徑。

1 Jemal A,Bray F,Center MM,et al.Global cancer statistics[J].CA Cancer J Clin,2011,61(2)：69-90.

2 Ferrara N,Henzel WJ.Pituitary follicular cells secrete a novel heparin-binding growth factor specific for vascular endothelial cells[J]. Biochem Biophys Res Commun.1989,161(2)：851-858.

3 Ferrara N.VEGF and the quest for tumour angiogenesis factors[J]. Nat Rev Cancer,2002,2(10)：795-803.

4 Veikkola T,Karkkainen M,Claesson-Welsh L,et al.Regulationof angiogenesis via vascular endothelial growth factor receptors[J]. Cancer Res,2000,60(2)：203-212.

5 Ferrara N,Davis-Smyth T.The biology of vascular endothelial growth factor[J].Endocr Rev,1997,18(1)：4-25.

6 Dellinger MT,Meadows SM,Wynne K,et al.Vascular endothelial growth factor receptor-2 promotes the development of the lymphatic vasculature[J].PLoS One,2013,8(9)：e74686.

7 Karkkainen MJ,Haiko P,Sainio K.et al.Vascular endothelial growth factor C is required for sprouting of the first lymphatic vessels from embryonic veins[J].Nat Immunol,2004,5(1)：74-80.

8 Jeltsch M,Kaipainen A,Joukov V,et al.Hyperplasia of lymphatic vessels in VEGF-C transgenic mice[J].Science,1997,276(5317)：1423-1425.

9 Dumont DJ,Jussila L,Taipale J,et al.Cardiovascular failure in mouse embryos deficient in VEGF receptor-3[J].Science,1998,282 (5390)：946-949.

10 Karkkainen MJ,Saaristo A,Jussila L,et al.A model for gene therapy of human hereditary lymphedema[J].Proc Natl Acad Sci U S A, 2001,98(22)：12677-12682.

11 Veikkola T,Jussila L,Makinen T,et al.Signalling via vascular endothelial growth factor receptor-3 is sufficient for lymphangiogenesis in transgenic mice[J].EMBO J,2001,20(6)：1223-1231.

12 Watanabe M,Tanaka H,Ohira M,et al.Intranodal Lymphangiogenesis Precedes Development of Lymph Node Metastasis and Accelerates Progression of Gastric Cancer[J].J Gastrointest Surg, 2014.18(3)：481-490

13 Kigure W,Fujii T,Sutoh T,et al.The association of VEGF-C expression with tumor lymphatic vessel density and lymph node metastasis in patients with gastric cancer and gastrointestinal stromal tumor[J].Hepatogastroenterology,2013,60(122)：277-280.

14 Yang B,Jing C,Wang J,et al.Identification of microRNAs associated with lymphangiogenesis in human gastric cancer[J].Clin Transl Oncol,2014,16(4)：374-379

15 Zhang J,Zhu Z,Sun Z,et al.Survivin gene expression increases gastric cancer cell lymphatic metastasis by upregulating vascular endothelial growth factor-C expression levels[J].Mol Med Rep,2014,9 (2)：600-606.

16 Wang X,Chen X,Fang J,et al.Overexpression of both VEGF-A and VEGF-C in gastric cancer correlates with prognosis,and silencing of both is effective to inhibit cancer growth[J].Int J Clin Exp Pathol,2013,6(4)：586-597.

17 Han FH,Li HM,Zheng DH,et al.The effect of the expression of vascular endothelial growth factor(VEGF)-C and VEGF receptor-3 on the clinical outcome in patients with gastric carcinoma[J]. Eur J Surg Oncol,2010,36(12)：1172-1179.

18 Wang XL,Fang JP,Tang RY,et al.Different significance between intratumoral and peritumoral lymphatic vessel density in gastric cancer：a retrospective study of 123 cases[J].BMC Cancer,2010, 10：299.

19 Tanaka M,Kitadai Y,Kodama M,et al.Potential role for vascular endothelial growth factor-D as an autocrine factor for human gastric carcinoma cells[J].Cancer Sci,2010,101(10)：2121-2127.

20 Deng J,Liang H,Sun D,et al.Vascular endothelial growth factor-D is correlated with hepatic metastasis from gastric cancer after radical gastrectomy[J].Surgery,2009,146(5)：896-905.

21 Deng J,Liang H,Sun D,et al.Analysis of risk factors for the interval time,number and pattern of hepatic metastases from gastric cancer after radical gastrectomy[J].World J Gastroenterol,2008,14 (15)：2440-2447.

22 Choi JH,Oh YH,Park YW,et al.Correlation of vascular endothelial growth factor-D expression and VEGFR-3-positive vessel density with lymph node metastasis in gastric carcinoma[J].J Korean Med Sci,2008,23(4)：592-597.

23 Gao P,Zhou GY,Zhang QH,et al.Lymphangiogenesis in gastric carcinoma correlates with prognosis[J].J Pathol,2009,218(2)：192-200. 24 Kabashima A,Maehara Y,Kakeji Y,et al.Overexpression of vascular endothelial growth factor C is related to lymphogenous metastasis in early gastric carcinoma[J].Oncology,2001,60(2)：146-150.

25 Wang TB,Deng MH,Qiu WS,et al.Association of serum vascular endothelial growth factor-C and lymphatic vessel density with lymph node metastasis and prognosis of patients with gastric cancer [J].World J Gastroenterol,2007,13(12)：1794-1797;.

26 Wang TB,Wang J,Wei XQ,et al.Serum vascular endothelial growth factor-C combined with multi-detector CT in the preoperative diagnosis of lymph node metastasis of gastric cancer[J].Asia Pac J Clin Oncol,2012,8(2)：180-186.

27 Tsirlis TD,Kostakis A,Papastratis G,et al.Predictive significance of preoperative serum VEGF-C and VEGF-D,independently and combined with Ca19-9,for the presence of malignancy and lymph node metastasis in patients with gastric cancer[J].J Surg Oncol, 2010,102(6)：699-703.

28 Zhu P,Zhang J,Chen Q,et al.Expression of vascular endothelial growth factor-C in gastric carcinoma and the effect of its antisense gene transfection on the proliferation of human gastric cancer cell line SGC-7901[J].Am J Surg,2012,204(1)：78-83.

29 Matsumoto M,Roufail S,Inder R,et al.Signaling for lymphangiogenesis via VEGFR-3 is required for the early events of metastasis [J].Clin Exp Metastasis,2013,30(6)：819-832.

30 Dobrzycka B,Terlikowski SJ,Kowalczuk O,et al.Serum levels of VEGF and VEGF-C in patients with endometrial cancer[J].Eur Cytokine Netw,2011,22(1)：45-51.

31 Zhang D,Li B,Shi J,et al.Suppression of tumor growth and metastasis by simultaneously blocking vascular endothelial growth factor (VEGF)-A and VEGF-C with a receptor-immunoglobulin fusion protein[J].Cancer Res,2010,70(6)：2495-2503.

（2014-03-13收稿）

（2014-05-07修回）

（本文編輯：賈樹明）

Correlation studies of VEGF-C/D and its receptor with lymph node metastasis in gastric cancer

Yachao HOU,Jingyu DENG,Han LIANG

Department of Stomach Cancer,Tianjin Medical University Cancer Institute and Hospital,National Clinical Research Center of Cancer,Tianjin Key Laboratory Cancer Prevention and Therapy,Tianjin 300060,China

Han LIANG;E-mail:tjlianghan@126.com

The lymphatic vessel is a crucial pathway for tumor metastasis.The discovery of more lymphatic growth factors and lymphatic vessel markers signifies the significant progress of studies on the role of vascular endothelial growth factor-C/D(VEGF-C/D) and one of its specific receptors in the mechanisms of tumor lymph-angiogenesis and lymph node metastasis.VEGF-C/D expression is related to the clinicopathologic features of gastric cancer,including lymph metastasis,micro-lymphatic vessel density in the paraneoplastic tissues,survival rate,and prognosis.Experimental animal models and in vitro experiments show that suppression of VEGF-C/D expression is beneficial in gastric cancer treatment.This article provides an overview of the association between VEGF-C/D and lymph node metastasis in gastric cancer.

vascular endothelial growth factor-C/D,vascular endothelial growth factor receptor-3,gastric cancer,lymph node metastasis

10.3969/j.issn.1000-8179.20140407

天津醫科大學腫瘤醫院胃部腫瘤科，國家腫瘤臨床醫學研究中心，天津市腫瘤防治重點實驗室（天津市300060）

*本文課題受國家重點研究發展計劃973計劃項目（編號：2010CB529301）和天津市科技計劃項目（編號：12ZCDZSY16400）資助

梁寒 tjlianghan@126.com

This work was supported by Project 973 of National Key R&D Planning(No.2010CB529301);Tianjin Municipal Project of Science and Technology(No.12ZCDZSY16400)

侯亞超 專業方向為胃腸腫瘤外科及綜合治療。

E-mail：houyachao1987@163.com