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[中图分类号]R772.2[文献标识码]A[文章编号]1185―1672(2007)―06―0510―03 血管抑素(angiostatin，AS)是迄今发现的强的内源性血管生成抑制因子之一，它能特异性抑制内皮细胞的增殖和迁移，诱导细胞凋亡，从而抑制新生血管的形成。其在肿瘤血管治疗方面已取得较好实验结论。由于角膜新生血管形成和肿瘤诱导的新生血管形成由相同的生长因子所驱动，正因为此可将其用于角膜新生血管的治疗。本文就血管抑素的分子结构、功能及其抑制角膜新生血管的机制进行综述。
关键词 血管抑素；抑制机制；角膜新生血管
正常角膜组织没有血管，角膜无血管是维持其透明性和作为重要屈光介质的重要因素之一。这种特性有赖于角膜组织中数量足够和功能正常的血管抑制因子，而角膜新生血管形成是抗血管因子和促血管因子组成的分子网络表达失衡所致(即抑制血管因子不足或促进血管因子过多)，对角膜新生血管的发生具有重要的作用。随着分子生物学、分子免疫学、免疫组化和角膜生物分析等一些新技术的运用，加深了人们对角膜新生血管发生机制的认识，本文对AS抑制新生血管的机制进行综述。
1 AS的来源
As是1994年，由O’Reily等在Lewis小鼠肺癌的血清和尿液中分离出的一种分子量为38kD的蛋白质。来源于纤溶酶原的降解片断，含有78―440个氨基酸残基。在体外可由弹性蛋白酶、基质蛋白酶家族(MMP―3，MMP―7，MMP―9，MMP―12)对人纤溶酶原限制性酶解后产生，或由人前列腺癌细胞系(PC―3，DU―145，LN―cap)产生的丝氨酸蛋白酶对人纤溶酶原酶解后产生。在体内肿瘤细胞产生的粒细胞、巨噬细胞、集落刺激因子使肿瘤内白细胞浸润，巨噬细胞中的金属弹性蛋白酶(MME)功能上调，从而使MME体内裂解纤溶酶原产生AS；某些肿瘤分泌尿激酶(uPA)和硫巯基共体酶(FS―DS)直接裂解纤溶酶原也可产生AS。
2 AS的分子结构和功能
纤溶酶原有5个Kringle区，AS具有前4个Kringle区，即Kringle 1―4。这4个结构区具有很高的同源性，AS的Kringle 1―3三个区结合在一起形成一个三角形碗状结构，X―线衍射结构发现其立体结构呈“三角形的碗状”，3个可Kringle区组成“碗壁”，Kringle之间的连接部分形成碗底。不同的Kringle片断对内皮细胞增殖的抑制作用也不同。rK1-3、rK1-4、rK1对bFGF和VEGF诱导血管内皮细胞增殖的抑制作用的ED50分别为70nM、135nM和320nM，并呈剂量依赖性。rK1-3表现出最大抑制作用，对BCE细胞系的抑制作用最高可达95％，而rK4克隆产物无抑制作用，这说明在AS袢样结构中rK4不是功能必需的单位。rK2-3和rK2一样仅表现出弱的内皮细胞增殖抑制活性，分别为50％和40％，而小分子rK2+rK3片断协同可达95％抑制作用，提示rK3的抑制活性被rK2-3结构掩盖，其中rK2多肽链结构Gys169与rK3多肽链结构Gys297形成的袢样结构间二硫键在其中起主要作用。rK1、rK2-3，各自单独使用对BCE细胞系的最大抑制活性达65％和40％，而rK1+rK2-3，的抑制活性下降为40％，提示rK2-3，与rK1竞争内皮细胞上的结合位点。而完整的rK1-3，片断具有强抑制内皮细胞增殖作用。可以认为rK1和rK3是rK1-3达到最大抑制活性所必需的。而rK1-4中的rK4可能起到防止rK1-3，的过度抑制活性作用。在多肽链中临近半胱氨酸残基的赖氨酸残基作用机制尚不明确，但有实验表明rK3中的赖氨酸残基不影响抑制功能，提示赖氨酸不直接参与功能单位的组成，其功能结构有待于进一步研究。
3 角膜新生血管的机制的几种学说
3．1缺养学说该学说认为低氧张力可能在新生血管形成中很重要。在某些情况下组织缺氧伴随血管生成，实验发现。0％～75％氧气对角膜新生血管形成无明显，100％氧气组较其他组角膜新生血管形成降低10％～21％。同时，缺氧时乳酸盐，ADP等代谢产物堆积也促进角膜新生血管生长。
3．2炎症学说仓鼠颊囊异位角膜移植的连续形态学观察，首次推测角膜新生血管形成是炎症反应的一个表现，白细胞可能在角膜新生血管形成早期，形成期均存在。且在无炎症的情况下形成的角膜新生血管通过裂隙灯检查可证实以前有角膜炎症的存在。
3．3白细胞介导学说角膜新生血管的生长需有白细胞介导，依据如下，在大白鼠和大白兔已建立的各种不同的角膜新生血管模型中，白细胞先于血管侵犯角膜；白细胞侵犯的位置与血管侵犯的一致；新生血管侵袭的方向，涉及的基质位置和深度与白细胞浸润的类型完全一致；血管形成的数量与白细胞的浸润成正比；血管生成的启动与最初白细胞的浸润有关；角膜基质中白细胞数量减少时，角膜血管内生的范围也减少；新生血管形成的密度与白细胞浸润的程度直接相关；能促进白细胞浸润的物质也可加强角膜新生血管的形成。
3．4细胞外基质的作用整合素家族中(a∨β3岛和α∨β3)可促进血管内皮细胞的生长和增殖，还能降低细胞内p53的活性，从而促进血管形成；基质金属蛋白酶家族中胶原酶I(MMP―1)、MMP―3、MMP―7，可单独或协调一致地降解细胞外基质的大部分成分，促进新生血管形成。
3．5细胞因子平衡学说 角膜新生血管形成可能由血管生成抑制因子与促进因子的平衡失调而引起。VEGF、FGF、TGF―B和MMPS等促进因子与As、K5蛋白和内皮抑素等抑制因子之间失衡。
4 AS抑制血管形成的机制
4．1受体介导的抗血管生成作用细胞表面ATP合成酶研究发现As能直接结合到线粒体ATP合成酶。首先，内皮细胞表面的ATP合成酶在维持细胞内pH值起重要作用，AS能抑制质子泵，降低细胞内pH，触发内皮细胞凋亡；其次，AS通过与细胞表面ATP合成酶的α/β亚单位结合来抑制内皮细胞的增殖和迁移，从而发挥抗新生血管的作用。整合素(α∨β3，α∨β5)Take- hiko等发现，血纤维蛋白溶酶可与整合素(α∨β3结合，诱导内皮细胞的迁移；而AS虽可与aV岛结合，但不能诱导内皮细胞的迁移。而AS含RGD的肽(一种已知的α∨β3的配体及抑制剂)和丝氨酸蛋白酶的抑制剂，阻止了纤溶酶导致的细胞迁移。血管抑素结合蛋白(angiomotin)Troyanovsky等。报道了一种分布在内皮细胞表面的蛋白质angiomotin(AS的一种受体)，它的表达可引起细胞迁移的增加，对细胞运动有促进作用。然而，AS能抑制细胞迁移是通过抑制内皮上的angiomotin的活性而实现的。
4．2对血管生成的间接抑制作用
4．2．1抑制小窝蛋白―1(Caveolin―1)下调 已知Caveolin―1和Caveolin―2在体内外的血管内皮细胞中均有高表达。将促血管生成因子(VEGF、bFGF或肝细胞生长因子／扩散因子)用于人脐静脉内皮细胞系ECV 304，VEGF可选择性地减少caveolin―1的表达，表明caveolin―1表达的下调可能是内皮细胞增殖的一个重要步骤。而As可有效地抑制VEGF诱导的caveolin―1下调，从而抑制内皮细胞的增殖。
4．2．2抑制中性粒细胞迁移及其介导的血管生成作用 Benelli等发现，在白细胞减少的小鼠模型中，一些强的血管生成诱导剂不能发挥作用，表明中性粒细胞在血管生成中有重要作用。As可抑制中性粒细胞ATP合成酶和angiomotin的mRNA表达。体内，AS抑制血管生成时白细胞数量显著减少，并对脂多糖诱导的白细胞广泛浸润和血管生成有抑制作用。表明As能通过中性粒细胞间接地对血管生成起到抑制作用。
4．2．3选择性上调E选择素 E选择素一般表达于炎症部位的内皮细胞，主要介导白细胞在内皮细胞表面最初的滞留、滚动以及迁移。Luo等研究发现，重组AS可使增殖的内皮细胞中E选择素水平升高4～5倍，而对正常培养的细胞作用甚微或无此作用。
4．3信号转导途径诱导的细胞凋亡 Veitonmaki等报道，As可能通过三种信号转导途径使细胞凋亡：一是通过p53、Bax、tBid基因的活化介导细胞色素细胞进入胞质，导致细胞凋亡；二是通过Fasl mRNA的上调，细胞型Fas相关死亡域样白细胞介素-1β转换酶抑制蛋白(c―Flip)的下调和半胱天冬氨酸的活化，通过Fas途径介导的细胞凋亡；三是通过ATP触发的凋亡途径。
5 WTH2与角膜新生血管
As具有特异性和选择性抑制血管内皮细胞增殖的作用，其在肿瘤的抗血管治疗中已取得很大进展，进年来As在眼内新生血管疾病的作用受到人们重视。在化学烧伤、机械损伤、碱性成纤维细胞生长因子、血管内皮生长因子等诱导的多种新生血管动物模型中表现出了强大地抑制血管作用。角膜注射抗As抗体可使激光角膜切除术后的角膜新生血管与对照组相比显著增加。As能特异性抑制VEGF、FGF等促血管生长因子所诱导的内皮细胞增殖和迁移及其导致的角膜新生血管。Matthias Kirsch等研究表明As可下调VEGF的作用。关于As和VEGF的关系报道尚不一致，Matsumoto报道，AS能诱导小鼠的鳞状细胞癌细胞凋亡使肿瘤体积减小，但不影响VEGF、VEGF―R2的表达。Hajitou报道用重组腺病毒AS转染体外培养的小鼠胸主动脉，发现新生微血管形成被明显抑制，但VEGFmRNA水平没有明显下降，AS使乳腺癌体积减小同时观察到VEGF mRNA和蛋白水平下降，这种不同的结果可能和细胞的种类有关。
发现AS至今尚不足10年，但已引起了医学工作者极大的兴趣，对此蛋白及其相关蛋白的研究已有很大进步。但其抑制血管的机制仍需深入研究。由于其来源、人体剂量和毒副作用的问题，使它的临床运用受到限制。有研究表明内皮抑素和As因作用机制不同，联合使用对血管内皮细胞增殖的抑制活性是单独使用的16倍以上。但只是动物性结论，仍未人源化。
(编辑 侯惠民)
