岑團 黃照河 劉燕

【關(guān)鍵詞】 血管內(nèi)皮生長因子;血管生成;動脈粥樣硬化

中圖分類號：R543. 文獻標(biāo)志碼： DOI：10.3969/j.issn.10031383.2021.06.012

動脈粥樣硬化（atherosclerosis，AS）是冠心病、腦梗死、外周血管病的主要原因。AS的病理特征主要有脂質(zhì)沉著、炎癥反應(yīng)、平滑肌細(xì)胞增生及泡沫細(xì)胞形成和內(nèi)膜增厚等，其過程是受累動脈病變從內(nèi)膜開始，一般先有脂質(zhì)和復(fù)合糖類積聚、出血及血栓形成，進而纖維組織增生及鈣質(zhì)沉著，并有動脈中層的逐漸蛻變和鈣化，導(dǎo)致動脈壁增厚變硬、血管腔狹窄。AS是多因素共同作用引起的，發(fā)病機制復(fù)雜，目前尚未完全闡明。血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）是FERRARA等[1]1989年首次在以牛垂體濾泡細(xì)胞為條件的培養(yǎng)基中鑒定出來的一種促有絲分裂原，具有多種功能，對血管內(nèi)皮細(xì)胞具有獨特的特異性，主要調(diào)節(jié)人體血管的生理和病理形成過程。VEGF作為一種高度特異性的促血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子，能促進血管內(nèi)皮細(xì)胞分裂、增殖、遷移以及促進細(xì)胞外基質(zhì)變性、增加血管通透性，還具有促進炎癥反應(yīng)、抗凋亡等作用。研究發(fā)現(xiàn)[2]，動脈粥樣硬化斑塊一旦有新生血管形成，VEGF及其受體在動脈粥樣硬化斑塊內(nèi)則存在顯著表達，由此推測VEGF在動脈粥樣硬化斑塊的發(fā)生發(fā)展中起重要調(diào)節(jié)作用。因此，本文就VEGF對動脈粥樣硬化斑塊穩(wěn)定性的影響作一綜述。

1 VEGF的概述

1.1 VEGF的結(jié)構(gòu)

VEGF是一個家族，包括VEGFA、VEGFB、VEGFC、VEGFD、VEGFE和胎盤生長因子（placental growth factor，PGF）六種類型，主要由半胱氨酸組成，它們分子空間結(jié)構(gòu)相似，能與肝素結(jié)合，活性形式為蛋白二聚體。VEGF通常指VEGFA，分子結(jié)構(gòu)由2個相同亞基以二硫鍵共價連接，形成反平行同分異構(gòu)體的二聚體糖蛋白，分子量為46 kD，其基因位點在6p21.1號染色體上，全長28 kb，7個內(nèi)含子將8個外顯子區(qū)域隔開，編碼區(qū)跨度約為14 kb，每個位點都有其特定的功能，其中外顯子1是轉(zhuǎn)錄起始位點（TSS）和翻譯起始位點（ATG），外顯子6和7編碼肝素結(jié)合域，外顯子8是替代終止密碼子（TGA1和TGA2）[3]。在人體組織內(nèi)，由于mRNA對外顯子6、7、8中交替的5'和3'剪接位點的選擇性剪切，VEGFA可產(chǎn)生六種亞型結(jié)構(gòu)，包括VEGF121、VEGF145、VEGF165、VEGF183、VEGF189和VEGF206，其中VEGF165是主要的存在形式。VEGF121、VEGF145、VEGF165屬于分泌型可溶性蛋白，能形成具有活性的蛋白二聚體，通過旁分泌和自分泌方式作用于細(xì)胞表面相關(guān)受體來發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)，VEGF183、VEGF189和VEGF206屬于細(xì)胞膜結(jié)合型蛋白[4]。

1.2 VEGF的生物學(xué)效應(yīng)

血管內(nèi)皮生長因子受體（VEGFR）主要包括VEGFR1（flt1）、VEGFR2（flk1/KDR）、VEGFR3（flt4）三種類型，它們屬于受體酪氨酸激酶（receptors tyrosine kinase，RTK），由胞外配體結(jié)合區(qū)和胞質(zhì)區(qū)的Ig樣結(jié)構(gòu)域、跨膜結(jié)構(gòu)域和酪氨酸激酶（proteintyrosine kinases，PTK）結(jié)構(gòu)域3個部分組成，配體和受體結(jié)合后激活PTK，使RTK結(jié)構(gòu)域的酪氨酸殘基發(fā)生磷酸化，磷酸酪氨酸和周圍的氨基酸殘基構(gòu)成銜接分子的結(jié)合位點，繼而啟動細(xì)胞內(nèi)的信號傳導(dǎo)通路。在人體組織中，VEGFR1和VEGFR2主要在血管內(nèi)皮細(xì)胞表達，VEGFR3主要在淋巴內(nèi)皮細(xì)胞表達。此外，單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞、滋養(yǎng)層細(xì)胞和腎間質(zhì)細(xì)胞等也表達VEGFR1，造血干細(xì)胞及巨核細(xì)胞等也表達VEGFR2，二者都在腫瘤細(xì)胞高表達[5]。

血管新生來源于組織源性的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)，其中最重要的是VEGFVEGFR信號傳導(dǎo)通路，VEGF與其受體結(jié)合后激活PTK，引發(fā)一系列的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，在血管系統(tǒng)發(fā)育、重塑及成熟過程中起著非常重要的調(diào)控作用[6]。VEGF與其受體結(jié)合的親和力不同，VEGFA與VEGFR1結(jié)合力比VEGFR2強10倍，但血管生成中的主要信號轉(zhuǎn)導(dǎo)受體是VEGFR2，主要參與血管生成的調(diào)控，如腫瘤和糖尿病血管形成視網(wǎng)膜病變等。VEGFC、VEGFD與VEGFR3結(jié)合緊密，主要參與淋巴管生成的調(diào)控[7]。研究表明，VEGFA與VEGFR2結(jié)合后通過PLCγ1信號通路調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞的分裂和增殖，通過Src、FAK信號通路調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞的遷移，通過JAK2、Akt信號通路調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞的分裂、增殖、遷移及生存[8]。并且，VEGFA與其受體結(jié)合后，通過PI3K/Akt/mTOR信號通路增強內(nèi)皮細(xì)胞源性一氧化氮合成酶（nitrogen monoxide synthetase，eNOS）的活性，促進新生血管的重塑、成熟[9～10]。VEGFA與VEGFR1結(jié)合主要引起單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞的活化和遷移[11]。此外，VEGFA與VEGFR2結(jié)合可通過PI3K/Akt通路，提高抗凋亡蛋白Bcl2表達及降低凋亡蛋白Bad表達[12]。

2 VEGF與AS

2.1 VEGF與穩(wěn)定型動脈粥樣硬化斑塊

斑塊中血管生成不是動脈粥樣硬化形成的必要條件，可能是對動脈壁病理狀態(tài)的生理反應(yīng)。在正常的血管壁中，內(nèi)膜需氧是由氧氣經(jīng)管腔擴散而提供，而中膜和外膜則由脈管血管滋養(yǎng)，同時經(jīng)過一系列代謝清除廢物并維持血管代謝穩(wěn)態(tài)。當(dāng)內(nèi)膜形成動脈粥樣硬化斑塊時，內(nèi)膜變厚，內(nèi)膜深層與血管腔表面之間的距離增加，最終超過氧擴散閾值（250～500 mm），導(dǎo)致低氧張力引起氧氣供應(yīng)減少。并且，炎癥反應(yīng)會導(dǎo)致氧氣需求的增加，最終破壞了血氧供需之間的平衡，從而導(dǎo)致血管壁的局部缺氧[13]。冠狀動脈外膜由于具有營養(yǎng)血管而成為引起炎癥的原因，ITO等[14]評估了新鮮尸體附近心外膜脂肪組織的局部炎癥與冠狀動脈粥樣硬化之間的聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)在富含脂類的相鄰心外膜脂肪組織中可觀察到炎癥分子（即VEGFA和VEGFB）的表達高于貧脂病變。同時，活化的炎癥細(xì)胞可產(chǎn)生促血管生成因子，包括白介素8（interleukin 8，IL8）、缺氧誘導(dǎo)因子1a （hypoxia inducible factor1a，HIF1a）、E26轉(zhuǎn)錄因子1（Ets1）和VEGF等，它們也誘導(dǎo)斑塊內(nèi)血管生成[15]。有研究發(fā)現(xiàn)，VEGF、HIF1a和Ets1在斑塊深層共存，并且在同一細(xì)胞中（包括新生血管內(nèi)皮細(xì)胞、炎癥細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞）HIF1a/VEGF/Ets1級聯(lián)上調(diào)，說明動脈粥樣硬化中的缺氧誘導(dǎo)性血管生成因子可促進斑塊內(nèi)血管生成[16]。

缺氧和炎癥可以相互影響，兩種刺激都可能引發(fā)動脈粥樣硬化中的血管生成級聯(lián)反應(yīng)。在起始階段，VEGF表達水平的增加促進血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖，導(dǎo)致不成熟的新生血管。同時，基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）促進細(xì)胞外基質(zhì)的重塑，并增加細(xì)胞外基質(zhì)螯合VEGF的生物利用度。在新生血管的建立和灌注過程中，VEGF表達水平下降，緊接的是血小板衍生生長因子（platelet derived growth factor，PDGF）、血管生成素（Ang）和轉(zhuǎn)化生長因子β1（transforming growth factorβ1，TGFβ1）表達水平上升，從而募集周細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞到血管內(nèi)皮細(xì)胞周圍，促進基底膜形成，由此形成穩(wěn)定成熟的血管[17]。

在穩(wěn)定期斑塊中，VEGF和血管抑制因子之間的平衡處于良好的協(xié)調(diào)控制中，使血管增生維持在正常生理范圍內(nèi)。斑塊內(nèi)新生血管是抵抗缺氧的關(guān)鍵防御機制，同時有助于單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞逆向轉(zhuǎn)運膽固醇，是斑塊消退所必需的[18]。上述兩種機制均有利于血管內(nèi)膜的修復(fù)，隨著血管壁侵害的減少，血管壁功能的恢復(fù)，動脈粥樣硬化斑塊的發(fā)展便趨于穩(wěn)定狀態(tài)。

2.2 VEGF與不穩(wěn)定型動脈粥樣硬化斑塊

在進展期斑塊中，血管生成級聯(lián)反應(yīng)的失敗會導(dǎo)致病理性血管生成。目前研究發(fā)現(xiàn)，動脈粥樣硬化不穩(wěn)定斑塊的主要病理特征就是大量病理性新生血管形成[19]。這些新生血管通常發(fā)育不成熟，僅是由內(nèi)皮細(xì)胞圍成的簡單管道，缺乏周細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞等支撐細(xì)胞，沒有基底膜，也沒有感受血流或血壓的受體。而且，人動脈粥樣硬化斑塊中的新生血管結(jié)構(gòu)不完整，發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)皮細(xì)胞異常，出現(xiàn)膜泡、胞漿內(nèi)液泡，血管內(nèi)皮細(xì)胞之間開放連接且與基底膜分離。研究顯示，VEGF可破壞糖尿病伴動脈粥樣硬化的內(nèi)皮屏障和緊密連接完整性，導(dǎo)致細(xì)胞間間隙的形成，并且還可通過融合的單層顯著提高低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）滲透性[20]。因此，缺乏周細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞等支撐細(xì)胞可能是新生血管發(fā)育不成熟的重要原因。PELISEK等[2]對56例行頸動脈斑塊切除術(shù)（CEA）的高度頸動脈狹窄（>70%）患者進行研究，發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定斑塊中高表達的VEGF可能增加炎癥細(xì)胞的積累，低表達的血管生成素1（Ang1）和高水平的血管生成素2（Ang2）可能促進新生血管的通透性和不穩(wěn)定性。因此，斑塊內(nèi)新生血管發(fā)育不成熟的重要原因可能與相關(guān)因子及VEGF作用不協(xié)調(diào)有關(guān)。

VEGF可通過病理性血管新生和炎癥浸潤等機制促進斑塊的易損性和不穩(wěn)定性。病理性新生血管通常發(fā)育不成熟，其特征是結(jié)構(gòu)不完整、內(nèi)皮脆性大、通透性增加，這就為血脂沉積于斑塊提供了重要途徑。同時，VEGF與VEGFR1結(jié)合可介導(dǎo)單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞的趨化作用，使炎癥細(xì)胞、炎癥因子聚集在病變處，加劇斑塊內(nèi)的炎癥反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞進行缺氧誘導(dǎo)后炎癥表型增加，腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factorα，TNFα）、ICAM1、VCAM1、IL6和IL1β分泌增多，血管通透性增加，并促進炎癥細(xì)胞向炎癥區(qū)域遷移[21]。E選擇素是白細(xì)胞跨上皮遷移所必需的黏附分子，單獨的VEGF不能誘導(dǎo)ICAM1、VCAM1和E選擇素的表達，但它協(xié)同增強了TNFα誘導(dǎo)E選擇素的表達，而E選擇素的上調(diào)使內(nèi)皮細(xì)胞對細(xì)胞因子敏感，導(dǎo)致選擇性促炎反應(yīng)增強[22]。這些高表達的黏附分子（VCAM1、ICAM1和E選擇素）是單核/巨噬細(xì)胞向病變部位遷移的重要調(diào)節(jié)因素，從而形成了一個促進病變部位血管發(fā)生的正反饋調(diào)節(jié)機制。不成熟的病理性新生血管也易于紅細(xì)胞外滲導(dǎo)致斑塊內(nèi)出血，使斑塊增大，加重斑塊負(fù)荷，增加斑塊破裂的風(fēng)險，同時也提供紅細(xì)胞衍生的磷脂和游離膽固醇[23]。當(dāng)脆弱的斑塊內(nèi)毛細(xì)血管破裂時，可導(dǎo)致斑塊內(nèi)出血、氧化應(yīng)激、炎性反應(yīng)增強、缺氧加重等，特別是具有Hp22基因型的糖尿病患者受到的影響更大[24]。缺氧導(dǎo)致巨噬細(xì)胞的死亡和壞死核心的形成，巨噬細(xì)胞吞噬富含脂質(zhì)的碎片，變成泡沫細(xì)胞，最終擴大斑塊的脂質(zhì)核心。同時，研究發(fā)現(xiàn)VEGF能上調(diào)炎癥細(xì)胞表達MMP，使細(xì)胞外基質(zhì)降解，導(dǎo)致纖維帽變薄，最終引起斑塊破裂出血[25]。繼而激活組織因子（tissue factor，TF），通過TF途徑使表面形成血栓或刺激血管痙攣，引起冠脈完全阻塞，導(dǎo)致急性心肌梗死等嚴(yán)重的心血管事件。因此，從內(nèi)皮功能障礙到斑塊破裂出血，VEGF在動脈粥樣硬化的各個階段直接或間接地起重要作用。

3 總結(jié)和展望VEGF在動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展中具有雙重作用，既有利于血管內(nèi)膜的修復(fù)，又降低動脈粥樣硬化斑塊的穩(wěn)定性，只有深入研究VEGF在動脈粥樣硬化斑塊中的分子機制，才能正確評價VEGF對動脈粥樣硬化斑塊發(fā)生發(fā)展的作用。

參 考 文 獻

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（收稿日期：2020-11-19 修回日期：2020-12-04）

（編輯：潘明志）