内抑素抗肿瘤作用研究进展
发表时间：2009-06-24 浏览次数：571次
作者：洪浩 陈飞虎 【关键词】 肿瘤 血管生成（angiogenesis）对于肿瘤的生长、侵袭和转移起到了十分重要的作用，它是肿瘤细胞营养、代谢、侵袭和转移的通道。血管生成是一个多因素调控、多步骤的复杂过程，受到“血管生成开关”系统精密调控，使促血管生成因子和抗血管生成因子保持平衡 ［1］ 。抗血管生成疗法抑制肿瘤赖以生存的供养血管，间接的阻止肿瘤的发展。内抑素（endostatin）是1997年O'Reilly等 ［2］ 在小鼠血管内皮瘤（EO-MA）细胞体外培养基中发现的一种物质，是一种强力内源性血管生成抑制因子，特异地作用于新生血管的内皮细胞，现就内抑素在抗肿瘤治疗方面的进展综述如下。 1 内抑素抗肿瘤作用的结构基础 1997年Q′Reilly等从小鼠的血管内皮瘤细胞株培养基中分离出内抑素 ［2］ 。对其氨基酸序列的分析表明它是不具有抑制血管生成活性的硫酸肝素糖蛋白（胶原Ⅹ、Ⅷ）的羟基末端水解产物，包括184个氨基酸，主要由β片与茎环组成，有两个α螺旋，其中含4个半胱氨酸，疏水氨基酸占40%，其分子折叠成球形结构，6个酸性氨基酸，29个碱性氨基酸，其中8个氨基酸残基组成碱性突出，与肝素有高度的亲和力，其分子量由还原性凝胶电泳测定为20ku ［3］ 。内抑素包含有锌结合位点，位于第1、3、11位的组氨酸和第76位的天冬氨酸，内抑素的N端环绕锌形成二聚体结构 ［4］ ，N端的锌结合位点与前体紧密相连，现已证明锌离子只参与内抑素的结构组成而并不是抗血管生成作用所必需 ［5，6］ 。免疫染色发现，内抑素位于内皮细胞和基底膜之间及内皮细胞间新形成的连接处 ［7］ 。内皮细胞上的受体glypican是一个亲和力较低的糖蛋白受体，其硫酸肝素粘多糖是内抑素结合的关键部位，反义试验研究表明glypican在介导内抑素活性方面至关重要 ［8］ 。
胶原Ⅹ、Ⅷ是由Peng等1994年首先报道的一种胶原样蛋白家族成员 ［9］ ，在胚胎和成年鼠的各种组织的基底膜上都存在，主要在一些厚度血管化的组织表达，参与血管周边基质的组装和结构 ［10］ ，由1315个氨基酸组成，包括1个25个氨基酸的信号肽;1个组织特异的N端非胶原蛋白特征结构域，在不同组织中长度不同;1个674个氨基酸组成的胶原蛋白特征结构域;C端的184个氨基酸组成的非胶原的特征结构域，内有4个保守的半胱氨酸，内抑素即位于此结构域。
2 内抑素的抗肿瘤作用及机制
2.1 内抑素的抗肿瘤作用 动物实验证实，系统地给予重组内抑素可显著抑制多种类型肿瘤的生长及其转移。O'Reilly ［2］ 证明内抑素对Lewis肺癌、T241纤维肉瘤、EOMA血管内皮瘤、B16F10黑色素瘤的体内生长均有抑制作用。内抑素皮下注射2.5mg/kg，每天1次，治疗15天，对Lewis肺癌的抑制率约为53%，在10mg/kg剂量下，肿瘤生长抑制率为97%，在20mg/kg时，几乎全部的肿瘤被抑制。而且在治疗中未发现有药物毒性的表现。在其他几种肿瘤模型中也观察到同样效果。另外发现给予每天0.3mg/kg皮下注射，可几乎全部抑制Lewis肺癌转移灶的生长。在Ye等 ［11］ 的人肿瘤裸鼠移植模型研究中，内抑素能明显抑制人滤泡性甲状腺癌的生长。Regulier等 ［12］ 同时给予荷瘤免疫缺陷小鼠静脉与肿瘤内注射含有内抑素基因的腺病毒质粒，发现外周血中有内抑素稳定的高浓度表达，且肿瘤体积明显变小，生存期延长。Ding等 ［13］ 给免疫缺陷小鼠乳腺癌内注射内抑素质粒，间隔7天再注射1次，在第1次注射后的第14天，小鼠肿瘤重量减轻至对照组的51%，且计算机图像分析显示肿瘤的血管密度显著降低，肿瘤细胞平均间距增宽以及凋亡指数也增加近1倍。在动物实验中，与不同的载体构建的重组内抑素质粒对多种肿瘤模型均有抑制作用。Sauter等 ［14］ 构建了含小鼠内抑素基因的重组腺病毒质粒，在体内试验中能抑制血管生长因子165诱导的血管形成。在裸鼠体内注射重组质粒可产生高水平的内抑素，血清中浓度为605～1740ng/ml，平均为936ng/ml。明显减少了JC乳癌和Lewis肺癌的生长速率和体积。另外在Lewis肺癌中注射重组质粒可彻底预防肺微小转移病灶的形成，免疫组化染色证明血管数量明显减少。Chen ［15］ 通过构建腺病毒载体AV3mEndo研究也发现，在小鼠中单独注射AV3mEndo可引起:（1）循环中内抑素水平升高、持续时间延长;（2）部分抑制VEGF诱导的血管生成;（3）在人结肠癌/肝转移小鼠模型中，延长生成期且在25%的小鼠中完全预防肿瘤的生长。研究还发现，如果同时对肿瘤进行化疗或放疗，较单一抗血管生成治疗的疗效好 ［12］ 。因为它们各自的靶点不同，前者为肿瘤细胞，后者是内皮细胞，但两者存在相互作用，抑制其中一种细胞，另一种细胞也会受到抑制。两者的协同作用不但可有效抑制肿瘤生长，减少耐药性的产生，对转移病灶和扩散也有较好的抑制作用。2.2 内抑素的作用机制 内抑素作用机制尚不清楚，根据其在抗肿瘤血管生成的作用，有学者认为内抑素通过抑制内皮细胞迁移、诱导其凋亡，而发挥作用;也有人认为内抑素是通过促进新生血管的内皮管腔的稳定和成熟而发挥抗血管生成作用 ［7］ 。支持以上假说的有内抑素能下调VEGF mRNA和蛋白的表达，减少VEGF诱导的一氧化氮的释放，从而抑制VEGF介导的内皮细胞迁移和血管形成 ［16］ 。内抑素可以通过对蛋白水解酶的影响引起灶性粘附和肌动蛋白张力纤维网的解离而发挥抗血管生成活性 ［17］ 。Johan等证明内抑素对正常、静止的脉管系统没有作用，而对肿瘤刺激后形成的血管才有抑制作用 ［18］ 。内抑素能通过与原肌凝蛋白发生作用，破坏微丝的完整性抑制内皮细胞的运动，诱导内皮细胞凋亡，最终抑制肿瘤的生长 ［19］ 。
3 内抑素抗肿瘤作用的临床试验研究
1999年9月内抑素进入Ⅰ期临床试验，目前已有学者报道了重组人内抑素的最大耐受剂量（MTD）、剂量限制性毒性（DLT）以及药代动力学的特点和疗效等指标 ［20］ 。在Ⅰ期临床试验中并未达到MTD也未观察到DLT，但试验表明血浆药物浓度时间曲线（AUC）、最大稳态浓度和剂量呈线性关系 ［21］ 。同时试验也表明了内抑素可以使大多数患者达到肿瘤稳定的效果且毒副反应很少。在给药模式上，近来有试验表明持续给药可能更为有效 ［22］ 。2002年10月内抑素进入Ⅱ期临床试验，该试验进一步考察了内抑素安全性、药代动力学和有效性。试验表明内抑素皮下给药毒性很小，对转移性神经内分泌肿瘤可能有效。
4 结语与展望
内抑素在体外及动物实验中已显示出高效的抑制血管内皮增殖和抗肿瘤作用，是目前公认的最有效的血管生成抑制剂。优点为直接作用于血管内皮细胞，不易产生耐药性，对正常组织的影响轻微等。但在目前，内抑素的抗肿瘤作用还只有动物实验的结果，在人体内能否如此有效尚有待验证。另外，人们还可能担心内抑素抗肿瘤血管治疗中存在的潜在问题，例如抗肿瘤血管再生治疗后创口是否不易愈合，心肌梗死患者心肌缺血是否会加重，妊娠期妇女使用是否影响胎儿发育等。关于内抑素抗肿瘤作用机制的研究也正在深入进行，还有许多的问题需要解答。
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作者单位:230022安徽合肥，安徽医科大学附属医院放疗科
