表皮生長因子樣結(jié)構(gòu)域7在血管生成中的作用＊

閻海萍，趙 映

血管結(jié)構(gòu)包括動脈、靜脈和毛細(xì)血管，它能夠為細(xì)胞輸送氧氣、營養(yǎng)成分，同時清除代謝產(chǎn)物。研究已證實在血管形成過程中起重要調(diào)節(jié)作用的系列細(xì)胞因子和信號通路如VEGF、FGF2，對血管內(nèi)皮細(xì)胞分化和小管形成起重要作用，Notch通路則是此過程中起重要調(diào)控作用的信號通路［1，2］。miRNA在血管結(jié)構(gòu)發(fā)育和重塑中也發(fā)揮重要作用，如miRNA126在內(nèi)皮細(xì)胞和血管組織中高表達(dá)，從而抑制MAPK通路和P13K通路，促進(jìn)VEGF、FGF2表達(dá)［3，4］。

此外，還有一種在血管發(fā)育中起重要作用的因子是表皮生長因子樣結(jié)構(gòu)域7（epidermal growth factor-like protein 7，EGFL7）。不同于其他分泌型血管分子，EGFL7主要表達(dá)并作用于內(nèi)皮細(xì)胞［5］，該文重點闡述EGFL7在血管發(fā)育及血管修復(fù)過程中的作用。

1EGFL7基因和蛋白結(jié)構(gòu)

EGFL7，又稱VE-statin。基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)，鼠和人EGFL7基因分別位于染色體2，9上。鼠基因跨度11．5kb， 包含11個外顯子和一個 miR126，miR126位于外顯子 7，8 之間［6］。 其啟動子片段，約長 5．4 kb，位于EGFL7轉(zhuǎn)錄起始段，包含2個進(jìn)化轉(zhuǎn)化片段，該片段有相同的Ets結(jié)合位點。通過轉(zhuǎn)基因鼠模型發(fā)現(xiàn)，在胚胎期及成熟期Ets結(jié)合位點能促使EGFL7基因在內(nèi)皮上表達(dá)，這是因為Ets結(jié)合位點能與Ets轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，促使內(nèi)皮相關(guān)受體如VEGF 受體 2、Tie2 和 Notch4 表達(dá)［7-9］。 此外，EGFL7啟動子還包括一個GATA2轉(zhuǎn)錄因子，該轉(zhuǎn)錄因子可以控制EGFL7的基因表達(dá)［10］，而Ets和GATA2結(jié)合位點在早期血管內(nèi)皮發(fā)育相關(guān)的許多基因上都存在。EGFL7蛋白序列包括一個假定的氨基終止信號肽片段、一個EMI樣片段及兩個EGF樣片段，EGF樣片段可以在腺體中轉(zhuǎn)化從而結(jié)合Notch，并能與 Ca 離子相互作用［11，12］。

2 EGFL7內(nèi)皮表達(dá)

研究發(fā)現(xiàn)EGFL7僅在內(nèi)皮細(xì)胞上表達(dá)，而其他分泌型細(xì)胞因子VEGF，F(xiàn)GF2在巨噬細(xì)胞、表皮細(xì)胞和主動脈平滑肌細(xì)胞等均可表達(dá)。EGFL7在胚胎期增殖的內(nèi)皮細(xì)胞及生理性、病理性血管新生時期的內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)明顯增加?；A(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)，在胚胎期及血管生成的早期就可監(jiān)測到EGFL7 mRNA，在血管生成晚期仍可檢測到EGFL7，但主要是在心血管系統(tǒng)中［12］。在很多成熟組織中雖然可檢測到EGFL7表達(dá)，但相比胚胎時期，EGFL7的表達(dá)水平是降低的。但在受孕的子宮中EGFL7的表達(dá)增加，而且在內(nèi)皮增殖期增高水平是僅次于血管受損時EGFL7的表達(dá)水平。研究提示，EGFL7在生理和病理條件下的內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)水平不同，發(fā)揮的生物學(xué)作用也不盡相同，在炎癥條件下EGFL7表達(dá)水平較正常環(huán)境中明顯增加［13］。在祖細(xì)胞群、平滑肌細(xì)胞、成年人神經(jīng)源細(xì)胞中也可檢測到EGFL7少量表達(dá)［14］。而VEGF則可在巨噬細(xì)胞、主動脈平滑肌細(xì)胞上表達(dá)，F(xiàn)GF2表達(dá)更為廣泛。類似于EGFL7這一獨特表達(dá)特點的內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物還有Vegfr2，它也是在增殖期的內(nèi)皮上高表達(dá)［15］。

3 生理條件下EGFL7在血管生成中的作用及調(diào)控機(jī)制

3.1 生理條件下EGFL7在血管生成中的作用EGFL7在血管新生中發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，研究認(rèn)為EGFL7能促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖遷移。在人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中，EGFL7基因敲除后內(nèi)皮細(xì)胞遷移、增殖及血管新生受到抑制［16］。EGFL7之所以能促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞遷移這是因為它作為一種趨化劑能促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞黏附，但這種趨化能力相對較弱。EGFL7還可通過重塑內(nèi)皮細(xì)胞外基質(zhì)促使內(nèi)皮細(xì)胞遷移。EGFL7分泌并沉積于細(xì)胞外基質(zhì)，與整合素αvβ3相互作用促進(jìn)血管生成［17］，此外它還可調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)通透性從而促使內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生遷移侵入。EGFL7也能刺激組胚干細(xì)胞增殖，但卻抑制成人神經(jīng)干細(xì)胞的增殖，提示EGFL7可能會影響細(xì)胞分化成不同類型［18］?；A(chǔ)實驗證實，EGFL7能促使血管內(nèi)皮發(fā)育，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)當(dāng)EGFL7敲除后出現(xiàn)外周水腫、出血、循環(huán)發(fā)育缺陷，這是因為EGFL7在血管發(fā)育過程中具有調(diào)節(jié)血小管生成的作用［19］。過表達(dá)EGFL7鼠也會出現(xiàn)血管結(jié)構(gòu)的異常及重塑?？傊珽GFL7在正常血管發(fā)育中起著重要調(diào)節(jié)作用，主要是通過促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞遷移、增殖、黏附及侵入發(fā)揮作用。而當(dāng)EGFL7異常表達(dá)時，則可出現(xiàn)異常的血管結(jié)構(gòu)、重塑，破壞內(nèi)皮穩(wěn)態(tài)。

3.2 EGFL7與Notch信號通路在過表達(dá)EGFL7鼠模型的內(nèi)皮細(xì)胞中，學(xué)者Nichol發(fā)現(xiàn)EGFL7可通過調(diào)控Notch細(xì)胞信號通路發(fā)揮調(diào)節(jié)血管生成的生物學(xué)作用。EGFL7過表達(dá)后與內(nèi)皮細(xì)胞上Notch受體結(jié)合，降低Notch目標(biāo)靶基因表達(dá)從而誘導(dǎo)血管生成［20］。在EGFL7敲除的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中觀察到內(nèi)皮細(xì)胞遷移、增殖受到抑制，同樣在內(nèi)皮細(xì)胞中當(dāng)Notch細(xì)胞信號通路被激活，也可出現(xiàn)細(xì)胞遷移增殖受到抑制。這是因為EGFL7能與內(nèi)皮細(xì)胞Notch受體Notch1和Notch4及配體DLL4結(jié)合，當(dāng)EGFL7過表達(dá)時就可抑制Notch配體及受體介導(dǎo)的Notch通路的激活［21］。研究還發(fā)現(xiàn)，在血管發(fā)育過程中EGFL7受到miR126的調(diào)控，當(dāng)選擇性敲除miR126后，實驗鼠出現(xiàn)水腫、血管發(fā)育遲緩甚至胚胎死亡，此項研究結(jié)果與EGFL7基因敲除鼠模型的結(jié)論是相似的［22］。

4 炎癥/缺氧條件下EGFL7在血管生成中的作用及調(diào)控機(jī)制

4.1 炎癥/缺氧條件下EGFL7在血管生成中的作用EGFL7在血管受損或炎癥反應(yīng)中也發(fā)揮調(diào)控作用，它可作為保護(hù)因子對抗血管炎性刺激和缺氧后損傷。研究發(fā)現(xiàn)鼠動脈受到炎性刺激后EGFL7表達(dá)一過性增高，從而促進(jìn)內(nèi)皮新生血管的形成。這是因為EGFL7可調(diào)控炎性反應(yīng)并激活內(nèi)皮細(xì)胞的增殖［23］。當(dāng)血管內(nèi)皮受到炎癥刺激時，激活的內(nèi)皮細(xì)胞作為炎性反應(yīng)過程的始動環(huán)節(jié)能刺激前炎性細(xì)胞因子如 ICAM1、VCAM1、E-選擇素表達(dá)增加，并促使它們聚集黏附在內(nèi)皮細(xì)胞表面，從而使血液中免疫細(xì)胞透過內(nèi)皮層向組織趨化［24］。通常在生理狀態(tài)下內(nèi)皮處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)炎癥刺激后內(nèi)皮細(xì)胞被激活，而這一過程依賴于某些特定細(xì)胞因子如EGFL7的調(diào)控作用。EGFL7在胚胎期及成年人內(nèi)皮細(xì)胞上表達(dá)，它可以編碼一種特定蛋白來抑制平滑肌細(xì)胞遷移，調(diào)控組織及血管內(nèi)皮的生成，對正常血管腔的形成起到重要調(diào)控作用［25，26］。

血管損傷常伴有組織缺氧，因此缺氧也可使EGFL7表達(dá)升高。鼠在缺氧條件下EGFL7表達(dá)增高從而刺激血管新生。相反當(dāng)鼠給予氧刺激時，EGFL7表達(dá)下降。這是因為EGFL7基因啟動子區(qū)域包括一缺氧誘導(dǎo)因子1α結(jié)合片段，該片段作為轉(zhuǎn)錄因子可以激活EGFL7啟動子，從而誘導(dǎo)EGFL7基因表達(dá)［27］。當(dāng)內(nèi)皮細(xì)胞EGFL7表達(dá)增多時，細(xì)胞色素C釋放減少，從而抑制半胱氨酸蛋白酶3的激活，最終對抗缺氧所致的細(xì)胞凋亡。

4.2 EGFL7與NF-κB信號通路EGFL7之所以能調(diào)控炎性過程主要是通過NF-κB信號通路來發(fā)揮作用。在TNFα/LPS誘導(dǎo)鼠炎癥模型中，內(nèi)皮細(xì)胞EGFL7表達(dá)增高，但LPS相比TNFα對EGFL7表達(dá)的刺激作用相對有限［28］。EGFL7在炎性反應(yīng)中可下調(diào)白細(xì)胞黏附因子ICAM1、VCAM1、E選擇素的表達(dá)，而EGFL7之所以能調(diào)控這些黏附因子的表達(dá)主要是通過NF-κB途徑和MEK/Erk旁路來阻止蛋白酶體介導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞 IkBα 的降解［29，30］。 因此，EGFL7可通過抑制NF-κB信號通路的激活及損傷后ICAM1等細(xì)胞黏附因子的表達(dá)，對血管及內(nèi)皮起到保護(hù)作用。

在缺氧條件下EGFL7同樣能抑制NF-κB信號通路的激活及細(xì)胞黏附因子的表達(dá)。在人冠狀動脈內(nèi)皮細(xì)胞缺氧再灌注損傷或鈣調(diào)磷酸酶抑制條件下，ICAM1 等表達(dá)下降［31］。因此，EGFL7 在炎癥或缺氧損傷等病理條件下可調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞被激活、內(nèi)皮細(xì)胞相關(guān)炎性黏附因子表達(dá)以及促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的存活。

總之，EGFL7作為一種分泌型蛋白在內(nèi)皮細(xì)胞上表達(dá)并作用于內(nèi)皮細(xì)胞，在生理或病理狀態(tài)下均可發(fā)揮調(diào)控內(nèi)皮和血管生成的生物學(xué)作用。EGFL7之所以能發(fā)揮作用主要是通過介導(dǎo)系列內(nèi)皮相關(guān)的細(xì)胞信號通路。而EGFL7在調(diào)控內(nèi)皮功能及其促進(jìn)血管生成中的作用目前在腫瘤方面研究較多，其機(jī)制主要認(rèn)為高表達(dá)EGFL7可通過自分泌/旁分泌方式參與腫瘤轉(zhuǎn)移過程，而阻斷腫瘤新生血管EGFL7的表達(dá)有助于抑制腫瘤的生長轉(zhuǎn)移［32］。因此EGFL7有望成為治療癌癥或血管疾病的潛力制劑。