血管紧张素II受体在肿瘤血管生成中的作用
【关键词】 血管紧张素II受体；血管紧张素II（AngII）；血管内皮生长因子（VEGF）、肿瘤血管生成（Angiogenesis）
0引言
无论是原发肿瘤还是转移肿瘤在生长扩散过程中都依赖血管生成。有大量证据表明肿瘤的生长和扩散与血管生成密切相关：①在肿瘤直径小于2mm时，肿瘤生长缓慢，原发肿瘤仅局部浸润，尚不发生转移，成为所谓的“潜伏期”。只有当肿瘤继续生长大于2mm，微血管逐渐形成，肿瘤实体随之迅速增大，进而发生扩散转移；②肿瘤实体内微血管的数量与肿瘤转移的潜能成正相关关系。③某些血管生成素和生成因子如VEGF、EGF和FGF通过促进血管生长大大增加肿瘤转移的几率；④血管抑制剂能抑制肿瘤在体内的生长和转移，但在体外培养时不能抑制肿瘤细胞的生长。基于以上事实，目前研究应用血管生成抑制剂以达到阻断肿瘤转移已成为一个热点。血管紧张素II（AngII）是一种多功能活性肽，它的一个重要功能是通过调节血管紧张度来调节血压和血流量。近年来国外许多研究表明血管紧张素II作为一种生长因子影响肿瘤血管生成，并发现与AngII特异结合的血管紧张素II受体在肿瘤的血管生成方面起着重要的作用[1]。
1血管紧张素II受体分类及分布
血管紧张素Ⅱ(AngII)受体主要分为AT1和AT2受体两个主要类型，随后又发现了AT3和AT4受体。目前了解较多的是AT1和AT2受体。AT1亚型又进一步分为AT1a和AT1b，两者有98％的氨基酸同源。AT1a受体占90％左右，对氯沙坦（Losartan）有很高的亲和力，是AngII作用于心血管系统的主要受体亚型，其基因位于3号常染色体上。AT1b主要位于胎盘、肺和肝脏组织中。人的AT2受体基因位于X染色体，并有92.6％的氨基酸与鼠相同，AT2受体与AT1受体仅32％～35％的氨基酸序列相同，主要集中在跨膜区域。AngII受体的密度和亚型分布具有组织特异性，AT1受体主要分布于肺、血管平滑肌、肝、肾、肾上腺，而AT2受体主要分布于胚胎组织、脑和生殖器官。
2肿瘤血管生成的定义和机制
2.1肿瘤血管生成定义肿瘤血管生成（Angiogenesis）指肿瘤细胞诱导的微血管持续、失控性生长和肿瘤血液循环建立的过程，包括毛细血管基底膜降解，血管内皮细胞迁移、增殖，形成管状结构，基底膜形成以及血液贯通诸多环节。尽管肿瘤细胞是分化不良的细胞，肿瘤组织也没有有序的结构，但从血管新生的观点来说，进展期的肿瘤应该被看作一个发育中的器官。血管新生在其过程中的作用和器官发生时同样重要。如果没有充足的血供，缺少生长所需的氧和其他营养成分，原发肿瘤很难长大超过1～2mm3。肿瘤的侵袭和转移都必须有肿瘤血管形成。
2.2肿瘤血管生成机制肿瘤的大小和发生部位不同，其新生血管的生成机制有所不同。①血管共选择（Vessel co?option）：血管共选择理论认为，肿瘤的最初生长依赖于周围原有血管系统获得血供，当肿瘤生长超过了1～2mm3时，既存的血供不足以满足肿瘤生长的需要，导致缺氧。缺氧刺激血管分支的产生，进一步诱导肿瘤内部新的血管生成，这已在肿瘤细胞的试验模型中得到证实。该现象同样也存在于肿瘤细胞的淋巴管道转移及生长过程中。②血管发生(Vasculogenesis)：胚胎血管生成学说表明，造血干细胞沿血管排列为血岛，血岛中心的细胞发育为血细胞，而血岛周围的细胞发展为内皮细胞。近期的肿瘤实验动物模型证明了类似的过程，即骨髓中的造血干细胞通过循环、积聚、融合形成新血管。血管发生对人类肿瘤的作用还不清楚,多数学者对此机制是否可以作为肿瘤的靶目标尚持保留态度。③血管生成激动剂(Angiogenesis stimuli)：血管生成的促进和抑制因素间的平衡遭到破坏时，将诱导血管生成的发生。缺氧(低氧分压)、癌基因激活、肿瘤抑癌基因失活等因素可以导致肿瘤状态的失衡。对于人类肿瘤，促进和抑制因素两种机制都在血管新生过程中发挥着重要作用。④缺氧(Hypoxia)：肿瘤生长依靠邻近血管，最终获得氧供，直到超过一定体积发生缺氧为止。继发缺氧可上调一系列促血管新生因子的表达来诱导肿瘤血管新生的发生，如DNA转录及稳定mRNA。缺氧诱导产生的转录因子HIF1a可继发调节DNA转录，这些因子是内皮细胞生长和存活的高度特异性因子，其中包括血管内皮生长因子（VEGF） 、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF） 、转化生长因子（TGF）和肿瘤坏死因子（TNF）。而VEGF和bFGF被认为是血管新生过程的最重要介质。VEGF(VEGF?A)可以诱导血管内皮细胞的增殖，促进新形成的血管内皮细胞的存活，并增加血管的渗透性。因此VEGF可以诱导纤维胶原的产生，支持血管外内皮细胞的生长，这可导致肿瘤的继发缺氧，缺氧反过来进一步诱导VEGF的产生。
3血管紧张素受体参与肿瘤血管生成
3.1肾素?血管紧张素系统（RAS）在肿瘤中的表达RAS包括血管紧张素原、血管紧张肽原酶、AngI、血管紧张素转化酶（ACE）、AngII和AngII受体等。近来一些研究揭示RAS局部表达于一些成分不同的癌细胞和组织中，这其中包括脑肿瘤、肺癌、胰腺癌、乳腺癌、前列腺癌、皮肤癌和子宫颈癌等。在人类恶性胶质瘤中，RAS表达的所有成分都能检测到，其中血管紧张素转化酶（ACE）主要在肿瘤的血管表达[2]。AT1R和AT2R mRNA在星形细胞瘤的细胞株中被检测到。值得注意的是AT1R在乳腺增生和导管原位癌（DISC）中过表达，但不表达于侵袭性的乳腺癌癌细胞中[3]。而另一种亚型AT2R，在正常乳腺导管中表达水平降低却在乳腺增生、导管原位癌和侵袭性的乳腺癌中是升高的[4]。另外AT1R在不同分化的皮肤鳞状上皮细胞癌中也呈过表达[5]。有研究提示，在人类宫颈癌和卵巢肿瘤细胞中，AT1R的过表达与肿瘤的侵袭力有关[6,7]。还有研究通过RT?PCR检测发现，在前列腺癌癌组织中AT1R mRNA 表达水平较正常前列腺组织升高[8]。上述关于肿瘤细胞中RAS和AT1R、 AT2R局部表达的研究数据表明，AngII及其受体在肿瘤发生发展中可能起着重要的作用。
3.2AT1R、AT2R在肿瘤生长和血管生成中的作用坎地沙坦（TCV116）是一种拮抗AT1R的长效降压药。研究显示坎地沙坦能显著减小同系基因型小鼠肉瘤的大小并显著降低肿瘤血管生成作用，还能减少种植了Lewis肺癌细胞小鼠的肺转移瘤的数目。同时在小鼠黑素瘤（B16?F1）同系基因型肿瘤和人前列腺癌、卵巢癌细胞异种移植模型中也观察到坎地沙坦（TCV116）能显著抑制肿瘤的生长和血管化作用[7?9]。Arrieta等[10]应用另一种AT1R拮抗药氯沙坦（Losartan），发现也能抑制一些生长因子如VEGF的生成，从而抑制鼠C6神经胶质瘤细胞的生长。AT2R在肿瘤生长和血管生成过程中所起的作用目前还不清楚。一项动物实验研究把雄性小鼠分为AT2R阴性组和野生型组，应用氧化偶氮甲烷诱导生成结肠肿瘤，结果发现AT2R阴性组小鼠被诱导的肿瘤的大小较野生型组显著减小，不过这种作用更多被认为是AT2R影响氧化偶氮甲烷代谢，而非直接影响癌细胞本身生长造成[11]。尽管如此，如果AT1R阻滞剂将来应用在抗癌治疗中的话，那么弄清AT2R在肿瘤进展和血管生成方面所起的具体作用也是一个不容忽视的问题。研究表明，通过阻断AT1R而抑制肿瘤生长和血管生成将来可能会成为一种行之有效的抗癌策略，检测AT1R在肿瘤内皮细胞中的表达情况可能会弄清其在肿瘤血管生成中所起的作用[12]。在大多数病理生理环境和一些研究血管生成的试验模型中，AT2R都表现着与AT1R亚型相对立的效应，因此我们可以假设阻断AT1R的同时会促使AT2R亚型的单独激活，这对肿瘤生长又会有一个间接的抑制作用。但也有研究报道AT2R能升高VEGF水平和刺激血管管腔形成从而促进肿瘤血管生成[13,14]，与AT1R作用相一致。因此，AT2R的激活对肿瘤血管生成是促进还是抑制目前还是一个尚待解决的问题。
3.3AngII和AT1R在肿瘤细胞微环境中的作用赘生细胞被它们所处的微环境所影响已得到了很好的证明。近来有动物实验研究显示宿主细胞上的AT1R能促进肿瘤的生长和血管生成，并且AT1aR在肿瘤周围的结缔组织中呈高表达。其中Fujita[15]等研究发现间质细胞上表达的AT1aR可通过诱导VEGF的合成而促进肿瘤的血管生成，并意外发现在肿瘤周围的与肿瘤相关的巨噬细胞中AT1aR呈高表达。这暗示AT1R可能在活体内参与炎症相关的肿瘤的血管生成。炎症在肿瘤发生、发展、血管生成及转移方面发挥着重要作用,而近来许多研究发现AngII在炎症的许多方面都发挥着重要作用。单核/巨噬细胞和肥大细胞可释放一些影响局部生成AngII产物的肽酶，如ACE和糜蛋白酶，而且在炎症区域可以检测到AT1R表达。此外，AT1R和AT2R还能调节来自血管和炎性细胞的炎症介质前体的合成。其中AT1R通过上调内皮黏附分子E?选择蛋白和P?选择蛋白、血管细胞黏附分子?1（VCAM?1）而在炎症进展过程中扮演一个重要角色[16]。从以上研究可以推测,应用AT1R阻滞剂不仅能抑制肿瘤生长和微血管生成，还能减少炎症细胞的浸润和肿瘤细胞的转移而在肿瘤微环境里发挥积极作用。
3.4肿瘤血管生成相关的血管紧张素受体信号通路在不同类型细胞内的相关AT1R和AT2R信号通路的激活一直是人们研究的热点,它们在肿瘤细胞的增殖、血管生成和炎症几个方面都有着潜在的作用。AT1R可通过促进内皮细胞以旁分泌方式上调VEGF水平来促血管生成,还能增加内皮细胞中VEGF2受体(VEGFR2)和血管生成素II的表达。在微血管内皮细胞中，AT1R可激活EGFR，从而上调VEGF和AngII的表达，AT2R亚型却可以通过抑制EGFR自磷酸化来抵消这些效果。另一方面，AT1R亚型还能通过激活磷酸肌醇?3激酶?Akt通路（PI?3K?Akt）上调survivin和抑制半胱天冬酶－3的活性，从而具有抗凋亡作用[17]。与此相反，AT2R能抑制VEGFR2诱导的Akt和内皮NO合酶（e?NOS）磷酸化，从而减少内皮细胞迁移和脉管形成[18]。上述研究提示AT1R和AT2R在VEGFR2通路中可能有双重作用，一方面调节VEGF和它的受体VEGFR2的表达水平，另一方面又能阻止VEGFR2活化胞内介质。
4结语
综上所述，血管生成是肿瘤生长和转移过程中的必需环节，而血管紧张素II及其受体参与并影响肿瘤生长、血管生成过程。血管紧张素II受体，主要是AT1R亚型，在肿瘤细胞、内皮细胞上可见表达并且在许多肿瘤组织中高表达。在炎症区域也可发现AT1R的表达并且它能上调VEGF水平，这暗示AngII及其受体在肿瘤血管生成方面可能发挥着重要作用。AT1R拮抗剂如坎地沙坦、氯沙坦等作为临床上一种有轻微副作用的抗高血压药物，在许多动物试验中业已证明能显著抑制肿瘤的血管形成。另外对在包括血管生成和组织重构的大多数病理生理情况下，有着与AT1R亚型相反效应的AT2R亚型在肿瘤中作用机制的深入研究也应该被重视。因此，深入研究了解血管紧张素II受体和肿瘤血管生成之间的关系可能会开辟一条抗癌的新途径。
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