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結直腸癌淋巴管生成與淋巴轉移的研究進展*

2012-04-18 03:53周松濤高峰張鑫徐明任彥武
結直腸肛門外科 2012年5期
關鍵詞:淋巴管淋巴內皮細胞

周松濤 高峰 張鑫 徐明 任彥武

(1甘肅中醫(yī)學院 甘肅蘭州 730000;2蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院肛腸外科 甘肅蘭州 730050)

近年來,隨著人民生活水平的不斷提高,飲食習慣和飲食結構的改變以及人口老齡化,我國結直腸癌的發(fā)病率和死亡率均保持上升趨勢。臨床上有無淋巴結轉移是決定結直腸癌患者病理分期、治療及預后評判的關鍵因素。結直腸癌淋巴管生成在淋巴結轉移中的作用已得到證實,但是其具體機制和過程還有待進一步研究。

1 淋巴管的結構特征

淋巴管系統(tǒng)歸屬于循環(huán)系統(tǒng),毛細淋巴管除上皮、牙釉質、角膜、晶狀體、軟骨、脊髓和腦等處無其分布外,幾乎遍布于全身各處[1]。與血管相比 ,淋巴管的管壁更薄 ,內皮通常只有一層內皮細胞組成,細胞連接較疏松 ,有較大的間隙 ,而且沒有連續(xù)的基底膜,管腔寬大,形狀不規(guī)則[2]。使腫瘤細胞容易穿過管壁進入管腔。因為淋巴管于全身廣泛的分布成為癌細胞轉移的路線。腫瘤轉移是一個復雜多步驟的過程,主要包括瘤細胞脫離原發(fā)灶、穿越基底膜、進入血管和淋巴管、穿出脈管進入組織形成轉移灶或經過淋巴網(wǎng)進入淋巴結,由癌細胞的微小轉移發(fā)展成腫瘤轉移[3]。

2 淋巴管生成調節(jié)因子及其發(fā)生機制

2.1 淋巴管內皮細胞的生成 Oliver等[4]發(fā)現(xiàn)在小鼠胚胎形成的8.5d,淋巴管內皮透明質酸受體1(LYVE-1)和血管內皮生長因子受體3(VEGFR-3)首先表達于將要生成淋巴管的附近血管,LYVE-1是淋巴管內皮細胞及巨噬細胞表面特異性膜蛋白,為淋巴管內皮透明質酸的特異性受體。VEGFR-3是第一個被發(fā)現(xiàn)的淋巴管內皮標志物,是酪氨酸激酶受體家族,為高度糖基化的單鏈跨膜糖蛋白。Francois等[5]在小鼠實驗中發(fā)現(xiàn)在胚胎形成后的第9天有SOX18在將要生成淋巴管的附近血管中極化表達,做為一個分子開關誘導淋巴管內皮細胞的分化。SOX18歸屬于SOX(SRY_related HMG_box)基因家族,是一類編碼轉錄因子的基因,其產物具有一個HMG基序保守區(qū),參與諸如性別決定、骨組織的發(fā)育、血細胞生成、神經系統(tǒng)的發(fā)育、晶狀體的發(fā)育等多種早期胚胎發(fā)育過程。SOX18直接激活轉錄果蠅 prospero同源異形盒蛋白-l(Prox-1)基因,Prox-1基因編碼產生 Prox-1,Prox-1是淋巴管系統(tǒng)早期萌芽的淋巴管內皮細胞亞群的標志物,在胚胎期誘導淋巴管芽的生長、延伸以及淋巴管內皮細胞的表型改變。Wigle等[6]于小鼠胚胎第9.5d,發(fā)現(xiàn)前肢處開始出現(xiàn)散在的Prox-1陽性細胞。第10.5d,前主靜脈一側內皮細胞表達Prox-1,而另一側不表達。Prox-1陽性細胞以出芽方式向頭側定向遷移,遷出的細胞表達 LYVE-1、VEGFR-3誘導淋巴管的生成。此外另一個轉錄因子核荷爾蒙受體COUP-TFII也已被證明是調節(jié)Prox-1表達必不可少的調節(jié)因素,于將要生成淋巴管的附近血管中表達[7]。SOX18、COUP-TFII、Prox-1表達于將要生成淋巴管的附近血管促進形成淋巴管內皮細胞的先驅細胞。先驅細胞分層形成淋巴囊,主要的淋巴管叢在小鼠胚胎形成的11.5d出現(xiàn)[8]。

2.2 淋巴管網(wǎng)絡的形成 Kukk等[9]在小鼠實驗中發(fā)現(xiàn),血管內皮生長因-C(VEGF-C)以旁分泌的方式作用于淋巴內皮細胞,可以選擇性地調節(jié)淋巴細胞存活,促進淋巴內皮細胞增生、遷移,形成管腔樣結構。實驗證明中斷爪蟾蝌蚪和斑馬魚VEGF-C的生成,可引起淋巴內皮細胞形成淋巴叢的障礙[10、11]。VEGFR-3是一種酪氨酸激酶受體,在淋巴內皮細胞分化前在血液中高表達,VEGF-C和VEGF-D能夠與表達于淋巴管內皮細胞的受體VEGFR-3結合并使其活化,將信號跨膜傳入細胞內,產生生物學效應,導淋巴管內皮細胞肌動蛋白的重組,刺激內皮細胞增生[12]。VEGF-C/VEGFR-3信號是誘導淋巴內皮細胞的增殖、遷移、生長,調控淋巴管網(wǎng)絡形成的重要因素[13]。

Yuan等[14]在純合子NRP-2突變小鼠中發(fā)現(xiàn)小淋巴管和毛細淋巴管缺乏或數(shù)量明顯減少,但血管系統(tǒng)和集合淋巴管發(fā)育正常,說明NRP-2選擇性的調節(jié)胚胎淋巴管發(fā)育。NRP-2是跨膜糖蛋白NRPs家族中的一員,是VEGF-C的一個輔助復合受體,在循環(huán)系統(tǒng)中只在靜脈和淋巴管的內皮細胞中表達。Karpanen等[15]發(fā)現(xiàn) VEGF-C 和 VEGF-D 都結合Nrp-2,這一結合和 VEGFR-3誘導 VEGF-C/VEGFR-3信號機制相同。這一研究表明Nrp-2和VEGFR-3可共同提高淋巴管內皮細胞同VEGF-C親和力,促進淋巴管網(wǎng)絡的形成。

3 腫瘤淋巴管生成的因素

1996年,第一個淋巴管生成因子VEGF-C被確定[16]。Skobe等[17]發(fā)現(xiàn)在乳腺癌裸鼠模型中過度表達的VEGF-C可以明顯的促進淋巴管生成,增加區(qū)域淋巴結和肺部的轉移。發(fā)生機制是VEGF-C的高表達能誘導腫瘤相關的淋巴管擴張,進而促進腫瘤細胞進入淋巴管。Tammela等[18]進一步證實VEGF-C能促進腫瘤淋巴生成,還發(fā)現(xiàn)VEGF-C能引起血管內皮細胞之間的間隙擴大,使腫瘤細胞更容易進入血管內。研究證明VEGF-C的表達與食管癌、胃癌及乳腺癌的淋巴結轉移及預后密切相關[19]。

Achen等[20]發(fā)現(xiàn)另一個與 VEGF-C結構相似的淋巴管生長因子 VEGF-D也能與 VEGFR-3結合,刺激淋巴管的生成。Rutanen等[21]在動物實驗中發(fā)現(xiàn)成熟的VEGF-C和VEGF-D也可結合VEGFR-2,促進血管的生成。Schimanski等[22]在實驗中發(fā)現(xiàn)VEGF-C和VEGF-D在胃癌患者切除的腫瘤組織的表達水平與淋巴結轉移率、病理分期和術后復發(fā)率呈正相關。VEGF家族的另一成員VEGF-A在胚胎期淋巴管生成時不發(fā)揮作用,但Hirakawa等[23]在實驗中發(fā)現(xiàn),過度表達VEGF-A的轉基因小鼠與對照組在相同的致癌因素下,皮膚癌病理分期、淋巴管生成、區(qū)域和遠處的淋巴結轉移率明顯升高。

最近研究證實了一些其他因子也能誘導腫瘤淋巴管的生成,成纖維細胞生長因子-2(FGF-2)能調控VEGF-C和VEGF-D在腫瘤細胞中的表達進而誘導淋巴管的生成及淋巴結轉移,同時發(fā)現(xiàn)其在腫瘤細胞中高表達[24]。肝細胞生長因子(HGF)通過激活VEGFR-3誘導癌周淋巴管的生成及淋巴結的轉移,其在腫瘤細胞中呈高表達[25]。類胰島素生長因子-1,2(IGF-1,IGF-2)通過調控 VEGF在胃癌細胞MKN45中的表達誘導癌組織的淋巴管生成[26]。在腫瘤發(fā)生時淋巴管內皮細胞合成血管生成素-2(Ang-2)明顯增高,Ang-2的表達與黑色素瘤患者淋巴管生成及病情進展呈正相關[27]。實驗證明血小板源性生長因子-BB(PDGF-BB)在小鼠纖維肉瘤細胞中表達誘導腫瘤內淋巴管生成并促進淋巴結的轉移[28]。內皮素-1(ET-1)能增強 VEGF-A/C 和VEGFR-3的表達進而誘導腫瘤淋巴管的形成[29]。

4 結直腸癌淋巴管生成與淋巴結轉移的關系

淋巴道轉移是結直腸癌轉移的主要途徑,而腫瘤淋巴結轉移則是重要的預后指標,研究結直腸癌轉移中與淋巴管生成的作用有助于尋找抗腫瘤治療的新靶點。淋巴管的密度的增加引起腫瘤細胞與淋巴管的接觸機會增高;新生的淋巴管內皮細胞間隙增大;結構與功能發(fā)生變化的原有淋巴管和新生淋巴管協(xié)同促進轉移脈管系統(tǒng)形成等是引起腫瘤淋巴結轉移的機制。目前對瘤周增生淋巴管在淋巴結轉移中的價值較肯定,但對腫瘤細胞能否通過瘤內受損淋巴管轉移至區(qū)域淋巴結尚不明確,對腫瘤內LVD是否具有功能尚存在爭議。徐繼業(yè)等[30]研究70例結直腸癌患者手術切除的標本時發(fā)現(xiàn)VEGF-C的表達與淋巴結轉移有關,而與患者的年齡、性別、癌的大體形態(tài)以及浸潤深度等因素無關,VEGF-C的表達與瘤周的淋巴管密度有關,而與瘤內的淋巴管密度無統(tǒng)計學意義。認為VEGF-C可能促進結直腸癌淋巴道轉移的重要因素之一,VEGF-C這一作用有可能是通過促進瘤周淋巴管增生并促使其擴張實現(xiàn)癌細胞淋巴道轉移的。Skobe等[17]認為過度表達VEGF-C的腫瘤中??梢婇_放淋巴管,其內常伴有腫瘤細胞,而瘤周淋巴管則明顯增粗,并且其淋巴管可侵入到腫瘤中央部位,能明顯增加淋巴結的轉移率。Von Marschall等[31]在胰腺癌裸鼠模型實驗中發(fā)現(xiàn),在腫瘤組織過度表達VEGF-C/VEGF-D能引起瘤內淋巴管生成及淋巴結轉移增加。Kojima等[32]在65例結直腸癌T1期行根治性切除患者實驗中發(fā)現(xiàn),隨著癌組織的VEGF-C表達的升高淋巴結轉移也明顯升高,而VEGF-C、VEGF-A的表達與腫瘤的浸潤深度無關。Kazama等[33]發(fā)現(xiàn)結直腸癌淋巴結轉移率、微淋巴管密度、Duke分期和腫瘤分化類型與VEGF-C的表達有關,而與VEGF-D的表達無關。

5 結語及展望

抑制腫瘤血管新生是當前治療腫瘤的最重要策略中的一種,抗淋巴管新生與抗血管新生治療相比也有相似的優(yōu)點:可用于多種腫瘤;針對遺傳穩(wěn)定性的內皮細胞不易產生耐藥性,副作用??;可聯(lián)合化療。靶向治療藥物目前已經越來越受到關注,通過抑制腫瘤血管生成來治療轉移性結直腸癌的VEGF-A單抗貝伐單抗(avastin)已經獲得美國FDA的審批用于治療轉移性/復發(fā)性結直腸癌。大多數(shù)學者認為新的淋巴管形成與腫瘤的轉移、預后密切相關。VEGF-C、VEGF-D、VEGFR-3、Prox-1、LYVE-1、Podoplanin等參與新的淋巴管生長、形成,可作為腫瘤的轉移和預后的標志物。而它們發(fā)生機制的每一個環(huán)節(jié)都可能成為控制腫瘤生長、轉移以及治療腫瘤的理想靶點,通過抑制這些信號通路傳導,達到抗腫瘤淋巴轉移的目的。雖然在腫瘤淋巴管生成與腫瘤淋巴轉移中還有許多問題尚未明確,但隨著研究的不斷深入,抗腫瘤新生淋巴管治療有望成為結直腸癌生物治療的新模式,具有良好的臨床應用前景,將提高結直腸癌的整體治療水平。

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