血管新生

血管新生诱导因子及其作用
刺激因子 内皮细胞增殖 内皮细胞迁移 内皮细胞分化 在体部位
G-CSF
GM-CSF VEGF bFGF
+
+ + +
+
+ + +
+
+ + +
角膜
？ 角膜,CAM,缺血肌肉 角膜,CAM
TGF- α
TGF-β PDGF PGE1 PGE2 NO TNF- α IL-1 IL-6 IL-8 PAF
VEGF在动物和成人正常组织中合成水平很低，但在胚 胎中和在有血管新生的组织中合成水平较高。 VEGF在血管新生中，被认为有促进毛细血管融 合、大血管生成的作用。
影响VEGF产生的因素
活化的癌基因产物Src蛋白 NO
缺氧 （最明显），据报道，细胞在无氧条件下，VEGF的合成可增加 12倍。其机制：
3. 成熟分化期 包括血管管腔形成，内皮细胞分化，血管结构的修 整、改建，毛细血管网可根据组织需要进一步增生变密或退化变疏， 成熟的血管最终形成。
（二）血管新生的方式
1. 芽生式 毛细血管在原有的基础上发芽（sprouting),分头呈 线性长出，VEGF(vascular endothelial growth factor)等促进 血管新生的因子常作为趋化剂指引出芽生长的方向。
VEGF R-3，即flt-4 三者均属酪氨酸激酶受体 VEGF R-2是早期成血管细胞发育所必需，取出该基因的胚胎不仅 成血管细胞缺失，造血肝细胞也缺失。 VEGF R-1的作用则稍后，使成血管细胞组织成血管。
Flt只在肿瘤细胞内皮细胞上表达，在肿瘤细胞 中表达不明显。 KDR不仅在肿瘤血管内皮细胞上表达，而且在肿 瘤细胞中也表达。
血管新生与疾病
Angiogenesis and Diseases
肿瘤和缺血性疾病严重危害人类健康
肿瘤的生长和转移是一个依赖于血管的过程，当肿 瘤体积超过1mm3～2mm3时，维持其生长靠新生血管的生 成。因而以新生血管为靶点对肿瘤进行生物治疗成为近 年来的研究热点。 同时治疗性血管新生为缺血性疾病的攻克带来 了新的希望。
血管系统形成有2个主要过程
Vasculogenesis —血管形成或称血管发生
主要发生在胚胎早期，由成血管细胞成长，是血管从无到有的过程。 Angiogenesis—血管新生
在原有毛细血管与（或）微静脉基础上通过血管内皮细胞增殖和迁移，从先 前存在的血管处以芽生或非芽生（或称套叠）的形式生成新的毛细血管。是血 管从少到多的过程 文献所指的血管生成实际上主要是指血管新生
3）PF4可能与bFGF形成复合物，并抑制bFGF的二聚 体形成。
当然，血管新生的调控除了受上述诱导 剂、抑制剂的作用外，还有很多因素如细胞 微环境的改变（如缺氧、pH、NO）、癌基因 （c-ras）的激活、抑癌基因的突变（p53） 均可通过影响VEGF的表达而调控血管新生。
四、血管新生与疾病的发生和防治
4.凝血敏感蛋白-1（TSP-1）
（血小板凝集素）
TSP-1存在于血小板α 颗粒中的糖蛋 白。是一种内源性血管新生抑制剂，能够 阻断血管生长因子诱导的毛细血管内皮细 胞的增殖、迁移和管腔形成。同时能加强 平滑肌细胞对PDGF所引起的增殖和迁移反 应。
5.血小板因子-4（PF-4）
PF-4来自血小板。实验证明，PF-4能与氨基葡萄 糖基结合，阻碍bFGF与受体结合，从而抑制血管新 生。其可能途径为： 1）PF4直接与bFGF竞争硫酸肝素，而硫酸肝素维持 bFGF 的活性非常重要。 2）PF4直接与bFGF的受体结合，在受体水平与bFGF 竞争。
1.血管内皮细胞生长因子（VEGF）

1983年首先由Senger等在豚鼠肿瘤腹腔渗液中以及多种肿瘤细胞培养上清液中发 现使豚鼠血管通透性升高的因子，称之为血管通透性因子(vascular penitreit factor,VPF)。 1989年，Gospodarwiz等从垂体滤泡细胞培养上清液中分离出一种特异性的促进 血管内皮细胞有丝分裂的因子，取名为VEGF。 现已证实血管内皮生长因子与以前发现的VPF是同一蛋白质，均由两条相对分子 量为24000碱性糖蛋白单链的同源二聚体。
1.血管新生抑制素（angiostatin)
1994年由O’Reilly M S 首先发现，是纤溶酶原的降解 片断，是纤溶酶原98~440氨基酸残基片断，也是纤溶酶原 N段片断。某些蛋白水解酶（如弹性蛋白水解酶）在体外 与纤溶酶原或纤溶酶作用即可产生血管新生抑制素。
血管新生抑制素能特异性的抑制内皮细胞增殖，可选 择性的调控E-选择素的表达，从而抑制内皮细胞增殖。

分类
VEGF121 VEGF165 VEGFA VEGFB 促进血管内皮细胞 有丝分裂，增加血 管内皮通透性
VEGF189
VEGF206
仅增加血管 内皮通透性
VEGF
VEGFC
VEGFD VEGFE
4种VEGF是由同一基因转录后Байду номын сангаас不同 VEGF mRNA拼接方式的产物，因此， 各种VEGF有相同的抗原决定簇， VEGF抗体与各型VEGF均结合
三、血管新生的调控
Hanahan、Folkman和Peper等提出了血管新生的平衡学说，即 正常情况下血管新生的诱导和抑制处于平衡状态，一旦此平衡 打破就会激活血管系统发芽长出新生血管 o O`Reilly提出血管新生受到促进血管生成因子和抑制血管 生成因子调控，这两种因子的平衡使血管处于正常的生长状态 。
angiostatin
2.内皮细胞抑制素（endostatin）
endostatin是胶原XVIII 的C端片段，相对分子质量为20 000，是胶原XVIII在某些酶的作用下裂解生成，体内产生机 制不清。 内皮细胞抑制素可与细胞表面的硫酸类肝素硫酸盐蛋 白多糖结合，通过与bFGF的竞争，干扰有丝分裂的生长因子 信号，从而达到抑制细胞增殖的作用。对内皮细胞增殖的作 用较专一，且较血管生成抑制素强。 此外，它能促进内皮细胞凋亡。
主要内容
概念
血管新生的分期与方式
血管新生的调控
血管新生与疾病的发生和防治
一、概念

在个体发育和器官组织的形成过程中,必有微血管形成 ,这些微血管按器官组织的功能不同,形成具有一定形状的三 维结构,这就是器官组织的微血管血液注系统—微循环单位 (microcirculatory unit).
内皮细胞和内皮前体细胞产生。 Ang有两个亚型，即Ang-1（促进血管生成）和Ang-2（抑制血管生成）。 Tie-2是Ang-1和Ang-2的共同受体。Ang-1 与Tie-2 结合后，趋化局部间质细胞， 诱导间质细胞分化为血管周细胞和平滑肌细胞，刺激基质沉积而形成血管。 Ang-2是Ang-1的竞争性抑制物。
bFGF（碱性成纤维细胞生长因子）
—研究的最多，分子量为18000的碱性多肽 ，对内皮细胞有趋化性，直接
刺激内皮细胞释放基底膜降解酶，并刺激内皮细胞的迁移和增殖，形成新血管 。
bFGF
硫酸 肝素
bFGF与肝素结合，免受其被破坏
3.促血管生成素和血管生成素
促血管生成素(angiopoietin,Ang)—是一种糖蛋白，相对分子量为70000，由血管
二、血管新生的分期与方式 （一）分期
1. 初期 许多体内外的刺激使得促血管生成因子分泌增加，在局 部积聚，诱导血管新生。能引起这一变化的刺激有血管损伤、创伤、 缺氧、肿瘤生长、局部炎症反应和某些细胞因子。 2. 增生侵入期 蛋白酶降解细胞外基质(extracellular matrix ECM),松解内皮细胞与周围组织的粘附，内皮细胞增生、迁移和浸 润。
去除2条染色体中的一条VEGF基因，则胚鼠会死 于宫内，2条VEGF基因都去除，则出现更早期的血管 发育障碍。 早期胚胎发育时，VEGF受体所受的刺激可能来 自母体的VEGF获VEGF类的其他因子。
2.成纤维细胞生长因子
（fibroblast growth factor,FGF）
FGF家族目前具有22个成员，对成纤维细胞、内皮细 胞、平滑肌细胞等多种细胞发生作用，促进细胞生长、 增殖、迁移和分化。
缺氧 缺氧诱导因子（HIF-1） VEGF基因转录
(HIF-1:hypoxia inducible factor-1)
有人推测暖箱中早产儿氧中毒时的视网膜血管异常增生，可能是 发生在出暖箱后（停止输氧），相对缺氧，VEGF分泌增多所促成的。
VEGF受体
目前发现的有三种：
VEGF R-1，即Flt-1(fms-like tyrosine kinase-1,VEGFR-1) VEGF R-2, 即KDR(kinase domain region,VEGFR-2)
（二）血管新生抑制因子
成年机体的血管新生不如胚胎普遍，血管新生的速度在生理状态下也远比 病理状态下慢（如肿瘤时），这与体内存在血管新生抑制因子有关。
血管新生抑制素（angiostatin)、内皮细胞抑制素（endostatin) 组织金属蛋白酶抑制剂（tissue inhibitor of metalloproteinase,TIMP) 软骨源性抑制剂(cartilage derived inhibitor,CDI) 凝血敏感蛋白-1(thrombospodin-1,TSF-1) 血小板因子-4(platelete fact-4) 干扰素诱导蛋白-10(interferone inducible protein-10,IP-10) 迁移抑制因子(migration inhibitor factor,MIG)
o
（一）血管新生诱导因子
分类 多肽类
诱导剂名称 VEGF/VPF, bFGF, PDGF, Angiogenin, Angiopoietin TGFα、β ， G-CSF/GM-CSF, IL-1 等
低分子质量非肽类
未定性因子
趋化因子， 脂类等
肝素， 铜离子络合物等
Angiogenin-血管生成素； Angiopoietin-促血管生成素； G-CSF-粒细胞 集落刺激因子； GM-CSF –粒细胞巨噬细胞集落刺激因子
血管新生性疾病主要是指与微血管异常生长相关的疾病，表 现为血管新生过度、缺陷或抑制。
肿瘤、糖尿病、视网膜病、血管瘤、牛皮癣、类风湿性关 炎、月经失调等血管异常增生的疾病。
节
冠心病、心肌梗死后、脑梗塞后、血管闭塞性血栓性脉管炎等 血管新生抑制的疾病。 上述疾病的中心发病环节均为血管新生调节障碍，故治疗时均 要针对血管新生，对血管异常增生疾病治疗要抗血管新生，对血 管新生抑制的疾病治疗要促血管新生 。
3.组织金属蛋白酶抑制剂（TIMP）
TIMP能抑制组织金属蛋白酶（matrix metallo proteinase，MMP）。 MMP是内皮细胞分泌的，它能使内皮细胞迁移，新血管生成。当MMP被TIMP抑制 后血管新生即被抑制。所以近年来在脏器炎症纤维化和肿瘤的研究中，试图激活 TIMP，使MMP抑制，血管生成阻断，炎症纤维化中止，肿瘤缩小。
Tie-2受体主要在胚胎中表达，去除该基因， 可见卵黄囊腔肿大，被主动脉破损、心肌小梁 缺如、脑内大小血管几乎一样粗（提示芽生式 新生受抑制）、神经外培层的血管芽生式长入 受抑制。
血管生成素(angiogenin)
一种相对分子质量141000碱性单链多肽，James 1983 年从腺癌细胞系培养液中提取并纯化，在实验中 表现出强烈的刺激血管新生作用。可由正常细胞、淋巴 细胞和肝细胞生成。是一种非血管内皮细胞源性有丝分 裂原。 特点：不与肝素结合 体内低剂量即可表现出强烈的刺激绒毛膜尿囊膜 （CAM）和兔角膜血管生成活性。
（二）血管新生的方式
2.非芽生式 原有的毛细血管被横贯血管的间质突起纵向一分为二，成为 两条新的毛细血管,在此之前，被分割的毛细血管常发生内皮细胞 增生，管腔变大。 另一种血管生长方式称套入式血管新生，已有的毛细血管呈 柱状插入管腔，不需要内皮细胞出芽，在管腔内形成套入式的血 管新生。 血管网络形成时，这两种血管新生方式同时发生，脑血管发 育以芽生方式生长为主，肺血管增生以非芽生方式生长为主。
+
+/- , a + ? ? +,b +/- , a +/- ,b + ?
？
+/- , a + ? ? ? +,c +/+ + +
？
? +/ ?,b ? ? ? + ? ? ? ?
地鼠颊囊
角膜,CAM ? 角膜,CAM 角膜,CAM 肿瘤,角膜,CAM抑制 角膜,CAM 角膜,CAM ? 角膜 Matrigel*