2．VEGF受体类型：VEGF只有与其特异性受体结合后才 能发挥生物学功能。目前，已鉴定并克隆出3种受体，
即VEGF受体l (VEGFR-1，又称flt-1)、VEGF受体2
(VEGFR-2，又称flk-1或KDR)及VEGF受体3 (VEGFR-3又称flt-4), 均属酪氨酸激酶受体，称为Flt 家族。前两种受体一般只表达于血管内皮细胞表面， 但偶尔在其它类型细胞，如肿瘤细胞中也有表达；
细胞和间质构成，后者主要包括血管、淋巴管、结
缔组织、炎细胞及细胞外基质等成分。其中血管和
结缔组织起营养、支持瘤细胞的作用。
肿瘤内的新生血管和淋巴管分别通过血管生
成(angiogenesis)和淋巴管生成(1ymphangiogenesis)
实现的，并在肿瘤的生长和扩散(侵袭和转移)中起 重要作用。
已有研究证明，肿瘤血管生成活跃程度
分别由206、189、165、145和121个氨基酸组成。其中
以VEGF165最具特征性，其次是VEGF121二者均为可溶性
分泌蛋白，扩散力强，易于到达靶细胞。
生长因子(placentor
growth factor，PIGF)，VEGF-B(VEGF相关因子，
家族成员。 Ets-1与新血管形成：血管周围基膜的分解和内皮细 胞本身的迁移力是血管生成的两个关键因素。前者主 要与MMPl有关，后者则主要与Ets-1有关。
已发现的4种典型的血管生长因子aFGF、bFGF、 VEGF及EGF都能调节人脐静脉内皮细胞(HUVECs)、
ECV-304细胞以及人网膜微血管内皮细胞中的ets-1
肿瘤血管生成的分子机制 及常用研究方法
肿瘤血管生成的分子机制及常用研究方法
主要内容: 第一节 肿瘤血管生成的基本过程 第二节 肿瘤微血管形态和生物学特性 第三节 肿瘤血管生成的调控机制
第四节 抗血管生成疗法在肿瘤治疗中的应用
第五节 肿瘤血管生成常用研究方法
人体肿瘤大部分为实体瘤。实体瘤瘤组织由瘤


二. 血管生成抑制因子
（一）大分子蛋白前体酶解片段


(二)细胞因子
（三）丝氨酸蛋白酶抑制剂


（四）组织金属蛋白酶抑制剂
（五）抑癌基因
肿瘤血管生成受多种血管生成因子(angiogenic factors)和血管生成抑制物(angiogenesis inhibitors) 的调控。肿瘤细胞、内皮细胞和巨噬细胞受缺氧刺
5. MMPs激活与癌的浸润和转移：多数癌组织中潜
在型MMP-2的激活程度是癌发生转移的重要指标。
因此检测癌组织内MMP-2活化酶MT-MMP对癌的治疗
具有重要意义。
(三) Ets家族成员
Ets原癌基因于1983年分别在不同的实验室中分离
成功。迄今发现至少有Ets-1、Ets-2等11种Ets基因
②血管部位细胞外基质改变、基底膜降解， 内皮细胞芽生、增殖和迁移； ③新生内皮细胞索形成管 状毛细血管襻及管腔； ④新生血管管腔的贯通。
(二)肿瘤血管生成的过程 1．肿瘤生长的阶段性
①无血管期(avascular
(prevascular phase)
phase)或称血管前期
肿瘤直径不超过1～2mm
②血管期(vascular phase)
肿瘤迅速生长并发生转移
2.肿瘤血管的起源 肿瘤中的血管可能有3种来源：
①血管生成:以两种方式发生,一是肿瘤细胞团先处于
无血管期生长，后因缺氧而产生大量血管生成因子， 从而诱导血管生成；另一种是瘤细胞先依赖宿主组织 已存在的血管生长，继而出现瘤内血管消退，然后再 因缺氧诱导血管生成因子作用而发生血管生成。
→新生毛细血管形成并连通。
第二节
肿瘤微血管形态和生物学特性
肿瘤微血管不仅在形态上不同于正常血管，而且
在生物学功能上也有其特殊性。
一．肿瘤微血管形态表现 肿瘤组织内新生的微血管一般遍布整个肿瘤组织， 但分布上并不均一。血管生成最活跃、微血管密度最 高的区域被称为所谓“血管热点区”(hot spots)，
②血管套叠性生长
③内皮祖细胞(endot helial progenitor cell ,EPC) EPC 为 血管内皮细胞的前体细胞,参与胚胎的血管生成,也称 为成血管细胞。EPC 主要来源于骨髓, 表达CD133 、 CD34和VEGFR2。 3．肿瘤血管生成的过程 瘤细胞和巨噬细胞→血管生成因子(VEGF) 等→小血 管或毛细血管伸展→内皮细胞迁移形成毛细血管芽
目前发现ECM糖蛋白有10余种，如层粘连蛋白、纤维
粘连蛋白(fibronectin，FN)等。其中FN主要分布于皮
肤、肌腱、血管壁和骨基质等组织。
多数ECM糖蛋白具有粘附功能，这种功能的发挥
与其分子内部含有的某些特殊的蛋白片段有关，通过
这些片段，ECM糖蛋白就可以与细胞及ECM其它成分结
合，参与细胞的粘附、迁移、生长和分化。
肿瘤细胞可直接与血管管腔相连。
肿瘤血管的结构缺陷是这些血管具有高通透性的
结构基础，也是肿瘤转移途径之一。不同类型肿瘤间 质血管没有本质区别，但在形态和数量上却有不同。
生长活跃的恶性肿瘤常富于血管。如内分泌肿
瘤、肾癌、骨肉瘤、绒毛膜癌、破骨细胞瘤、胶质
母细胞瘤和肝细胞癌等。
不同肿瘤血管的形态又有一定的差异，如胶质
4.MMPs在不同癌组织中的表达：人类癌组织种类繁多，
研究癌细胞所产生的各种MMPs分子的特点及其在各种
癌组织中的分布情况，对了解癌的浸润和转移过程有
重要意义。已有资料表明，不同种类的癌细胞所表达
的MMPs分子种类和表达量也不相同。例如:
乳腺癌:MMP-7，-8及-13表达量明显高于正常
乳腺组织。
(二) 细胞外基质与基质金属蛋白酶
1.细胞外基质：人体各种组织均由细胞外基质
(extra cellular matrix，ECM)构成支架，根据其
分布部位、组成成分及功能的不同可将其分为基
膜(BM)和间质结缔组织两大类。 ECM成分由4大家族组成：胶原蛋白、蛋白多 糖、弹性蛋白、ECM糖蛋白。
对组织病理分级、放射治疗以及在预后判断
上都有重要的评估价值。
第一节
肿瘤血管生成的基本过程
一、血管生成现象 1945年Algire提出了“肿瘤血管生成(tumor
angiogenesis)”或“血管新生化(neovasclarzation)”概
念。对血管生成重要性的认识，特别是提出“肿
瘤生长依赖于血管生成”观点，始于1971年
而且能促进内皮细胞产生并调节纤溶酶原激活物
及其抑制因子；增加血管通透性等特性，在血管
生成中发挥重要作用。
VEGF在几乎所有的人体肿瘤和肿瘤细胞株中皆 有过表达。VEGF及其受体在肿瘤中的表达常与肿 瘤分化程度密切相关。大多数实体瘤VEGF基因均 有过表达，VEGF165 、VEGF121两种VEGF最常见。
2. 基质金属蛋白酶的家族成员：随着现代基础医 学科学理论和实验技术的飞速发展，大量的MMPs被
发现、分离、纯化及测序。它们广泛地分布于动植
物界，几乎能降解所有生物体内的ECM成分。到目
前为止，MMPs家族至少包含20种酶，而且其新成员
仍在继续增加。
3. 基质金属蛋白酶的促新血管形成作用：电镜观察
显示，新的毛细血管围成环状及新合成的细胞外基
质成分沉积、铺垫后，血管环前端新合成的BM就开
始了MMPs所介导的蛋白水解过程，内皮细胞迁移将
始于局部水解，形成一个新的毛细血管芽，随后又 经历了一系列细胞外蛋白水解酶的活化与抑制的动 态循环。体外细胞培养发现，当将人脐静脉内皮细 胞培养于BM样物质上时，内皮细胞很快排成直线， 围成管状，编织成血管网。
Folkman对肿瘤血管生成的研究报道。
血管生成是指活体组织在已存在的微血管
床上芽生出新的以毛细血管为主的血管系统的
过程。有别于胚胎时期由早期内皮细胞分化形
成新血管的过程即血管形成(vasculogenesis) 。
二．肿瘤血管生成的基本过程
(一)血管生成的基本步骤：
①血管生成因子的产生过多使之与抑制因子失衡， 导致内皮细胞激活，产生血管生成表型；
子。 离体条件下，葡萄糖缺乏亦是VEGF表达的诱因。
VEGF在肿瘤坏死灶周边常呈强表达。
肿瘤中诱生型一氧化氮合酶(iNOS)表达水平常
与VEGF呈正相关，NO与VEGF之间具有相互调节作用。
多种癌基因的激活通过上调VEGF表达而诱导血管 生成，失活的抑癌基因(如突变型p53基因)也参与了 VEGF介导的血管生成过程。
这也是进行肿瘤微血管密度测定的选择区域。很多肿
瘤的微血管新生主要分布在肿瘤生长活跃的边缘。
肿瘤的新生血管分布上常常无规律，分支紊乱， 管腔不规则，表现为狭窄、扩张或扭曲。新生血管呈
血窦状、条索状，管壁薄，甚至仅有一层内皮细胞；
或管壁很厚，但结构上仍然不完善。内皮细胞比较幼
稚，细胞间常有裂隙，且缺乏基底膜，有时血管外的
在VEGF家族中，VEGF-C和VEG-D既可诱导血管生
成，又可诱导淋巴管生成。已有研究报道，人体多 种肿瘤细胞高表达VEGF-C。体内转基因实验也证实， 肿瘤细胞VEGF-C的高表达能选择性地诱导肿瘤组织 淋巴管生成。
肿瘤组织中的VEGF-C和VEGF-D还来源于浸润的巨
噬细胞。
缺氧是许多细胞系产生VEGF的一个强烈的诱导因
VEGF-related factor，VRF)，VEGF-C(VEGF相关蛋 白，VEGF-related protein，VRP)，以及VEGF-D／ FIGF和VEGF-E等成员，它们共同构成VEGF家族。 VEGF主要由血管周围的细胞产生，并通过旁分泌机 制作用于内皮细胞，在促进血管形成、抑制内皮细胞 的凋亡及提高血管通透性等方面发挥重要作用。