腫瘤淋巴管生成及其調(diào)控機(jī)制研究進(jìn)展

馬宏民

惡性腫瘤對人體健康危害極大，腫瘤細(xì)胞通過其無限制生長、浸潤轉(zhuǎn)移、分泌有害細(xì)胞因子及不受免疫攻擊而使機(jī)體致病。在浸潤轉(zhuǎn)移過程中，微脈管系統(tǒng)的作用不容忽視。以往對腫瘤微血管的研究已比較深入，近年來隨著淋巴內(nèi)皮細(xì)胞特異性標(biāo)記物的發(fā)現(xiàn)和對淋巴管生成的分子機(jī)制的研究，腫瘤淋巴管生成的調(diào)控機(jī)制及其與淋巴道轉(zhuǎn)移的關(guān)系已成為繼腫瘤血管生成機(jī)制之后的又一熱點。本文就腫瘤淋巴管生成及其調(diào)控機(jī)制的研究作一綜述。

1 腫瘤淋巴管的形成過程

淋巴管包括淋巴干、集合淋巴管和毛細(xì)淋巴管，其內(nèi)皮通常只有一層內(nèi)皮細(xì)胞，有較大的細(xì)胞間隙，在維持血漿的容積、防止組織壓升高和免疫系統(tǒng)的功能中起重要的作用。近來研究證實毛細(xì)淋巴管同樣可由淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞分化而成，腫瘤在生長過程中淋巴管形成方式與毛細(xì)血管基本相似，即在已有淋巴管的基礎(chǔ)上，以出芽方式生長。新生淋巴管與新生微血管相比比較穩(wěn)定，出芽少，相互吻合少，不易回縮，并且在大小和形式上變化也少。在創(chuàng)傷愈合的急、慢性炎癥中可見廣泛的淋巴管再生。既往的研究一般認(rèn)為腫瘤組織中不存在淋巴管[1]，此種情況難以解釋腫瘤的淋巴道轉(zhuǎn)移。最近的研究表明，在腫瘤組織及腫瘤周圍包膜區(qū)存在集束狀或分散的淋巴管，這種淋巴管的分布更為密集，與腫瘤發(fā)生密切相關(guān)[2]。

淋巴管可為腫瘤生長提供營養(yǎng)物質(zhì)，特別在轉(zhuǎn)移瘤生長早期，其營養(yǎng)物質(zhì)的提供主要靠彌散方式及微淋巴結(jié)、新生淋巴管通過擴(kuò)張的形式提供，直到腫瘤長到1～2 mm時腫瘤血管的營養(yǎng)物質(zhì)的提供才十分必要。如乳腺癌組織內(nèi)存在淋巴管，可協(xié)助血流中的氧、養(yǎng)分和其它淋巴成分的擴(kuò)散，從而支持腫瘤的生長。同時微淋巴管是腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的重要途徑，Akagi等[3]認(rèn)為腫瘤發(fā)生轉(zhuǎn)移時可能涉及兩個途徑：一方面腫瘤細(xì)胞通過血液循環(huán)到達(dá)淋巴結(jié)并在淋巴結(jié)中被捕獲，也就是說在血液和淋巴循環(huán)的交叉點上實現(xiàn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。另一方面是腫瘤通過侵入淋巴管實現(xiàn)的，由于腫瘤的新生淋巴管缺乏連續(xù)的基底膜，內(nèi)皮細(xì)胞間連接較疏松，有較大的間隙，并且腫瘤內(nèi)的淋巴管較密集，管腔擴(kuò)張，腫瘤細(xì)胞容易沿著這些間隙進(jìn)入淋巴管，隨淋巴液流動或進(jìn)入血液至其它部位形成轉(zhuǎn)移灶。

2 腫瘤淋巴管的標(biāo)記物

腫瘤淋巴管生成在腫瘤轉(zhuǎn)移過程中起重要作用。長期以來，由于存在技術(shù)上的困難，與血管相比，人們對淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞的生物學(xué)特性了解較少。早期對淋巴管的鑒別主要依靠形態(tài)學(xué)特性和特殊的染色程序，不利于淋巴管的鑒別，其主要原因是缺乏淋巴管內(nèi)皮特異性標(biāo)志物。后者是區(qū)分淋巴管內(nèi)皮與血管內(nèi)皮的重要標(biāo)志。目前已發(fā)現(xiàn)了多種淋巴管內(nèi)皮特異性標(biāo)志物，為研究淋巴管在腫瘤生物學(xué)中的作用創(chuàng)造了重要條件，其大致可分為以下幾類：

2.1 VEGFR-3 血管內(nèi)皮生長因子受體-3（VEGFR-3）是第一個被發(fā)現(xiàn)的淋巴管內(nèi)皮標(biāo)記物。1996年Joukov報道VEGFR-3僅表達(dá)于成人淋巴管內(nèi)皮中，為淋巴管特異標(biāo)記。其后有人研究證明VEGFR-3能嚴(yán)格區(qū)分微淋巴管與微血管。最近有研究顯示體外培養(yǎng)條件下，VEGFR-3可促進(jìn)淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞增殖和移動，同時抑制其凋亡。但人們亦發(fā)現(xiàn)VEGFR-3不僅表達(dá)于淋巴管內(nèi)皮，而且也表達(dá)于某些腫瘤的微血管內(nèi)皮及腫瘤細(xì)胞中，因此VEGFR-3能否作為一種特異性的腫瘤微淋巴管標(biāo)記物仍待研究[3-5]。

2.2 LYVE-1 淋巴管內(nèi)皮透明質(zhì)酸受體-1（LYVE-1）是CD44糖蛋白的同系化合物，被認(rèn)為是目前特異性最強(qiáng)的淋巴管內(nèi)皮標(biāo)志物之一。其均勻分布于淋巴管內(nèi)外腔面，起到從組織攝取透明質(zhì)酸鹽并轉(zhuǎn)運至淋巴液的作用，LYVE-1可特異性表達(dá)于不同組織來源的淋巴管的內(nèi)皮細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，與血管內(nèi)皮標(biāo)志物CD34、vWF無共表達(dá)，而是與其它淋巴管內(nèi)皮標(biāo)志物如PROX-1在淋巴管內(nèi)皮上共表達(dá)。LYVE-1作為淋巴管內(nèi)皮標(biāo)志物，已證明腫瘤細(xì)胞可以通過表達(dá)淋巴管生成的調(diào)控因子VEGF-C和VEGF-D誘導(dǎo)淋巴管生成。然而，在不同類型的組織，甚至同一類型組織中LYVE-1的表達(dá)并不完全一致，尚需進(jìn)一步的研究[6]。

2.3 Podoplanin 是一種腎小球足狀突細(xì)胞粘蛋白，Breiteneder Geleff等于1999年首次報道它僅表達(dá)于淋巴管內(nèi)皮，其后有學(xué)者用抗Podoplanin免疫組化技術(shù)標(biāo)記微淋巴管獲得成功。目前已成為一種新的淋巴管內(nèi)皮標(biāo)記物，它主要表達(dá)于小淋巴管，而不表達(dá)于具平滑肌結(jié)構(gòu)的大淋巴管，尚未見到Podoplanin表達(dá)于血管的報道，因此利用Podoplanin進(jìn)行淋巴管鑒定有助于促進(jìn)腫瘤更廣泛的研究[7]。

2.4 Prox-1 是同源異型盒轉(zhuǎn)錄因子基因產(chǎn)物，它與胚胎淋巴管芽的生長、延伸及淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞的表型改變密切相關(guān)?，F(xiàn)已證實Prox-1可表達(dá)于多種非內(nèi)皮細(xì)胞（晶狀體、心臟、肝臟、胰腺、神經(jīng)系統(tǒng)），其在內(nèi)皮細(xì)胞中僅特異性地表達(dá)于胚胎淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞及成人正常組織及腫瘤內(nèi)的淋巴管[8]，但亦有研究顯示Prox-1在正常胰腺中強(qiáng)表達(dá)，而在惡性胰腺腫瘤組織中表達(dá)減弱。

2.5 Desmoplakin 橋粒蛋白是一種新的淋巴管內(nèi)皮標(biāo)記物，通過結(jié)合VIII因子免疫組化檢測，可見Desmoplakin并不表達(dá)于血管內(nèi)皮，超微結(jié)構(gòu)顯示Desmoplakin陽性區(qū)域呈現(xiàn)淋巴管結(jié)構(gòu)特征，因此可將Desmoplakin視為區(qū)分血管與淋巴管的特異標(biāo)記物[9]。

3 腫瘤淋巴管的調(diào)控機(jī)制

3.1 VEGF家族 血管內(nèi)皮生長因子-C（VEGF-C）和血管內(nèi)皮生長因子-D（VEGF-D）是VEGF家族的新成員，被稱為淋巴管生長因子。近年來研究發(fā)現(xiàn)VEGF-C/VEGF-D可誘導(dǎo)實體瘤內(nèi)或瘤周的淋巴管生成和/或淋巴管擴(kuò)張，與惡性腫瘤的淋巴道轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。

VEGF-C最初由Joukov等在前列腺腺癌細(xì)胞株的上清液中發(fā)現(xiàn)和分離，VEGF-C表達(dá)、腫瘤淋巴管生成和區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移之間的相關(guān)性最近有許多報道[10]。VEGF-C可促進(jìn)腫瘤淋巴管的生成及腫瘤細(xì)胞向區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，腫瘤細(xì)胞分泌出VEGF-C無活性的前蛋白，此蛋白通過絲氨酸蛋白纖溶酶作用去掉C端和N端后形成活性形式，這種被激活的VEGF-C蛋白與較特異表達(dá)于淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞上的受體VEGFR-3結(jié)合，誘導(dǎo)VEGFR-3酪氨酸激酶磷酸化，通過淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞增生，引起淋巴管增生或擴(kuò)張。Matsumoto等[11]發(fā)現(xiàn)VEGF-C過表達(dá)極大提高原發(fā)性腫瘤的發(fā)生的危險性。Mandrioto等[12]將處于Rip調(diào)控下的VEGF-C定向表達(dá)于內(nèi)分泌胰腺的β細(xì)胞中，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因小鼠的Langerhans結(jié)周圍形成廣泛的淋巴管網(wǎng)絡(luò)。在形成的腫瘤周圍形成豐富的淋巴管，并經(jīng)常發(fā)生胰腺淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，這說明VEGF-C誘導(dǎo)的淋巴管生成可以介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。

VEGF-D也是VEGF家族成員之一，又稱c-fos誘導(dǎo)的生長因子，VEGF-D可能是腫瘤組織在缺氧或組織內(nèi)壓力增高的情況下分泌的，VEGF-D可結(jié)合VEGFR-2，促進(jìn)腫瘤的血管內(nèi)皮細(xì)胞的增長及有絲分裂，而且可結(jié)合VEGFR-3，促進(jìn)腫瘤淋巴管增生，以抗VEGF-D的抗體可以阻斷VEGF-D促進(jìn)血管及淋巴管增生的作用[13]。Yasuoka等[14]發(fā)現(xiàn)VEGF-D與淋巴管生成關(guān)系密切，VEGF-D表達(dá)有助于提高組織中淋巴管密度，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤的生長、遷移。

在體外，VEGF-C/VEGF-D還是淋巴管和血管內(nèi)皮細(xì)胞的促細(xì)胞絲分裂劑。前者的表達(dá)被一系列生長因子和大量炎癥介質(zhì)所誘導(dǎo)，但不被缺氧所誘導(dǎo)；而后者被轉(zhuǎn)錄因子cfos、AP-1和依賴于鈣粘蛋白的細(xì)胞間連接所傳達(dá)的信號所誘導(dǎo)[15]。最近的動物實驗和人類遺傳性淋巴水腫的基因缺失分析結(jié)果顯示，VEGF-C/VEGF-D/VEGFR-3信號系統(tǒng)能夠促進(jìn)胚胎發(fā)育期、腫瘤內(nèi)部及其周圍的淋巴管過度增生和新生淋巴管的形成。因此，控制此通道可以抑制或刺激諸如淋巴水腫、腫瘤和感染性疾病中淋巴管的生長。

3.2 纖維細(xì)胞生長因子 研究表明在角膜中，低濃度的堿性纖維細(xì)胞生長因子bFGF可以優(yōu)先誘導(dǎo)淋巴管生成，而且bFGF作用后2周，新生的毛細(xì)血管已經(jīng)開始退化，但淋巴管仍保持完整，至少持續(xù)6周，有的甚至可以持續(xù)1年。Chang等[16]以不同濃度的FGFP-2刺激鼠角膜，發(fā)現(xiàn)12.5 ng/ml FGF-2是最適宜的濃度，且認(rèn)為FGFR-2是通過刺激VEGF-C，VEGF-D的表達(dá)來促進(jìn)淋巴管生成的。

3.3 VEGF-A 在炎癥病理狀態(tài)下VEGF-A可以通過VEGF-C間接刺激淋巴管生成。近來有研究認(rèn)為VEGF-A具有體外刺激內(nèi)皮細(xì)胞存活的潛能，Hirakawa在轉(zhuǎn)基因小鼠中發(fā)現(xiàn)VEGF-A不僅能促進(jìn)皮膚腫瘤的形成，而且通過VEGFR-2導(dǎo)致了淋巴管增生，揭示了VEGF-A有促進(jìn)淋巴管生成的潛能[17]。使用VEGFTrap選擇性地阻斷內(nèi)源性VEGF-A和PIGF，可導(dǎo)致炎性角膜中VEGF-A可以與EGFR-1結(jié)合，聚集的巨噬細(xì)胞分泌VEGF-C和VEGF-D，間接促進(jìn)淋巴管生成。

3.4 黏附分子 Crnic等[18]研究顯示神經(jīng)細(xì)胞黏附分子（neural cell adhesion molecule，NCAM） 缺陷的 Rip1Tag2 轉(zhuǎn)基因鼠的腫瘤中，VEGF-C和VEGF-D的表達(dá)上調(diào)且伴隨著淋巴管生成的增加。這提示NCAM功能的喪失可導(dǎo)致VEGF-C、VEGF-D介導(dǎo)的淋巴管生成，致使腫瘤的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。Vlahakis等[19]研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染整合素α9β1的鼠胚胎纖維細(xì)胞和人結(jié)腸癌細(xì)胞系在VEGF-C、VEGF-D的作用下，以劑量依賴方式發(fā)生黏附和/或遷移，并且該現(xiàn)象能夠被α9β1的功能性抗體阻斷。在固相結(jié)合實驗中，重組的VEGF-C、VEGF-D可以與純化的α9β1以劑量依賴和陽離子依賴的方式結(jié)合，提示VEGF-C、VEGF-D是α9β1的配體。

總之，淋巴管系統(tǒng)參與腫瘤生長與轉(zhuǎn)移，利用特異敏感的淋巴管標(biāo)記分子有助于腫瘤轉(zhuǎn)移的早期診斷。以早期淋巴道轉(zhuǎn)移為主的腫瘤為研究對象，深入探討腫瘤淋巴管生成的分子調(diào)控機(jī)制，將成為繼血管生成機(jī)制研究之后的另一重要領(lǐng)域。同時在此基礎(chǔ)上將抗淋巴管形成作為新的腫瘤治療的方向，通過抑制腫瘤淋巴管生成、阻礙腫瘤的生長，有望開拓一條腫瘤治療的新途徑，具有較強(qiáng)的現(xiàn)實意義。

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