血管内皮生长因子与肝再生

　　摘要：肝细胞再生是受多因素调控的精细过程，血管形成是肝再生的基本条件，而该过程由大量促血管生长因子和抗血管生长因子共同来调节，在所有的调节因子中，血管内皮生长因子即血管通透性因子最重要，它调控血管形成的作用强、特异性高，促进肝窦内皮细胞的增殖分裂，启动血管再生，从而促进肝再生。本文以血管内皮生长因子与肝细胞再生的关系作一综述。

　　关键词：血管内皮生长因子；肝再生；肝窦内皮细胞

　　肝再生包括肝细胞分裂和肝内血管的形成。肝在遭受损伤或部分肝切除后，肝表现出显著的增殖能力，这主要是由于肝实质细胞具有很强的再生能力。正常肝组织表达较低的VEGF在肝再生过程明显增加，现已证明VEGF是唯一对血管形成具有特异性的重要生长因子，其他生长因子如成纤维细胞生长因子、血小板衍生性生长因子等能作用于包括血管内皮细胞在内的多种细胞，但不具特异性。

　　一、血管内皮生长因子（VEGF）

　　1.VEGF的基本概述

　　血管内皮生长因子（VEGF），亦称作血管通透因子（VPF），是高度保守的同源二聚体糖蛋白。人的VEGF基因位于染色体的6p21.3，编码VEGF的基因长14kb，由8个外显子和7个内含子交替组成。VEGF基因经过转录水平的剪切，可以产生VEGF206、VEGF189、VEGF165、VEGF123、VEGF121等至少5种不同的转录子。

　　不同的异构体在生物学特性上是有差异的，最重要的一个特征就是它们与肝素的亲和力不同，这与外显子6和7的表达有关。由于外显子6和7的缺乏，使得VEGF121成为一种完全分泌型的蛋白质；外显子7的存在使得VEGF165成为一种部分分泌型、部分结合型的蛋白质；它们的主要生物学效应是与内皮细胞表面的特异性受体结合，促进血管内皮细胞发生分裂及增殖。而VEGF189和VEGF206均为结合型蛋白，与硫酸肝素有着很强的亲和力，它们存在于血管外的基质中，主要的生物学效应是通过增加血管内皮细胞的间隙，从而增加血管通透性，促进血管外基质的降解，与VEGF121及VEGF165协同作用诱导新生血管的形成。

　　VEGF与其三种酪氨酸激酶受体（Flt1、Flk1、Flt4）的特定组合相结合才能发挥生物学效应。目前已在血管内皮细胞膜发现两种具有与VEGF高度特异结合的受体：flt1和flk1；另外flt4，其跨膜蛋白胞外区有7个类似免疫球蛋白功能区，VEGF对flt4特异性不高。

　　2.VEGF的调节

　　（1）缺氧，缺氧是VEGF最强烈的诱导剂。Levy等发现缺氧可通过控制基因转录，上调VEGF基因表达，转录和转录水平后对VEGFmRNA表达的调节；同时，发现低氧可增加VEGFmRNA的生物半衰期，因此VEGFmRNA明显增加。另外，缺氧情况下，细胞会产生缺氧诱导因子（HIF-1），并与VEGF基因上的增强子片段结合位点结合，该片段与缺氧时VEGF基因转录率增加有关。HIF-1与相应的DNA结合，进而激活了HIF-1a羧基端转录活性区，这些变化增加了HIF-1a羧基端与核磷酸蛋白（P300/CBP-CH1）的结合力，后者是HIF-1调控DNA的重要信号传导蛋白，将转录信号传给VEGF，开始发挥其转录活性。

　　（2）细胞因子VEGF基因的转录可受多种细胞因子的调控。血小板源生长因子（PDGF）、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）、胰岛素样生长因子、角化细胞生长因子、表皮生长因子、转化生长因子（TGF）、IL-1、IL-6等可以上调VEGFmRNA的表达或诱导VEGF蛋白的释放，而肿瘤坏死因子-α（TNF-α）使VEGF受体mRNA表达减少，具有抗血管生成的作用。

　　3.VEGF的分布

　　VEGF在正常成人和动物中一般表达水平较低，一些代谢旺盛、血供丰富的正常组织（如：肺、肾、肾上腺、心、卵巢等）VEGF表达水平略高，在一些病理情况下可以过度表达。Berse等发现在正常肝组织中VEGF表达很低，而肝受损后表达明显增加。以前认为Fit.1和KDR高度选择性地在血管内皮细胞表达，但近年来，Bussolino等报告在一些非内皮细胞的组织细胞中也有表达。

　　二、肝再生

　　正常生理状态下，成熟的肝细胞处于高度分化静息状态的G。期，细胞的分裂指数极低（约十万分之一）。在某些病理生理情况下（如损伤包括部分切除），会迅速表现其强大的增殖和自我调控能力，当达到损伤或切除前的肝细胞数量或体积，然后重新进入损伤前细胞G。期的静息平衡状态。由于血管形成是肝脏发生发育、创伤的愈合、功能恢复的先决条件，血管再生是肝再生的一个重要组成部分，研究表明内源性及外源性VEGF能促进肝血窦内皮细胞（SEC）的增殖分裂，重建肝血窦，启动血管再生.因此，VEGF在肝再生过程中有非常重要的作用。

　　三、血管内皮生长因子与肝再生的联系

　　肝再生与肝血窦的重构密切相关，而肝血窦的重构涉及到血管内皮细胞及其它细胞的分裂增殖，已经证明血管内皮细胞的分裂增殖必须由VEGF的刺激才能起始，VEGF是唯一对血管形成具有特异性的重要生长因子。因此，VEGF在许多病变引起的肝再生中有不可替代的作用。

　　有研究者在肝部分切除模型中发现，由于肝细胞数量急剧减少，各种反馈信号刺激处于G0期的肝细胞进行增殖，残肝细胞通过细胞增殖由基本不生长状态转变为快速生长状态，首先形成由10～14个肝细胞组成的无血管肝细胞团，一段时间后有肝星型细胞侵入，随后有孔内皮细胞入侵，通过这种方式重建肝血管网。由一些病变引起的肝损伤或部分肝切除后，肝血管系统的构造和功能发生改变，导致肝血流也发生了改变，造成肝细胞缺血缺氧，强烈诱导VEGF基因表达，VEGFmRNA显著增加。肝细胞大量增殖过程中，分泌了肝窦内皮细胞（SEC）分裂增殖所需要的大部分VEGF，SEC达到增殖高峰后，其表面的VEGF受体上调。VEGF与受体相结合，促使肝血窦内皮细胞及其他基质细胞分裂、增殖、迁移到新分裂形成的肝细胞团中，导致毛细血管丛的形成和肝血窦的重构，最终完成肝脏的再生。

　　Funyu和Taniguehi等分别在原代培养的肝窦内皮细胞（SEC）和PHx术前都注射了外源性的VEGF，观察到肝细胞和肝窦内皮细胞的再生活性显著提高，并且呈剂量依赖性，试验还观察到两种细胞增殖达到高峰的时间不同，这与上述观点一致。Wang等发现SEC再生前血浆中有VEGF水平的增加，也提示了SEC的增值与VEGF有密切联系。Shimizu等的试验证明VEGF由再生的肝实质细胞分泌的，通过旁分泌机制刺激肝窦内皮细胞（SEC）的增殖，诱导组织胶原酶、血纤维蛋白酶原的激活，增加肝窦血管通透性，当SEC达到增值高峰后，肝窦内皮细胞表面的Fit-1和Fik-1表达增加；而非实质细胞分泌的VEGF促进血管内皮细胞的增殖，不能刺激SEC的增殖。另外，Boros和yang等研究发现，VEGF呈双峰表达，早期位于Kupffer细胞，上调表达的VEGF可通过诱导flk-1表达而活化Kupffer细胞，促进血管内皮细胞的增殖；晚期表达于肝细胞胞浆刺激肝窦内皮细胞的增殖，同时增加肝窦血管通透性。有研究者在试验中观察到：flt-1早期表达于肝细胞和SEC胞浆，在SEC增殖的高峰时相点，flt-1特异性表达于SEC，VEGF可能通过上调SEC表面flt-1的表达而促进SEC增殖，分化及形成新生的肝窦结，还证明了肝移植冷保存延长冷保存时间会使flt-1的表达减弱，这可能与SEC的再生延迟有关。

　　实际上，VEGF与内皮细胞上的三种受体高效、特异的结合发挥生物学效应，要先经过磷酸化、继而经过酶解反应生成二脂酰甘油，导致激活蛋白激酶C，以及大量Ca离子内流，造成内皮细胞分裂增生，血管内皮通透性增加以及其它细胞外形发生皱折、细胞内肌动蛋白重组。VEGF还可以促进缺血区侧枝的建立，增加缺血组织的血供，改善其功能。

　　另外，有人还认为VEGF可能通过促进与再生修复有关的胶原纤维的增生，上调Bcl-2和flt-1的表达，下调Cleaved Caspase-3的表达而特异性抑制SEC的凋亡，维持存活，促进SEC的再生提前，并且SEC通过形成新生肝窦为再生的肝细胞提供营养级细胞因子，因此，肝切除后，肝细胞与SEC存在交互促生长作用，这与上述的观点一致。机体可精确感知再生肝的大小，适时停止肝再生。

　　四、结语

　　VEGF能诱导新生血管生成，改善组织器官微循环和代谢，残余肝细胞再生不充分是当前重型肝炎死亡的主要原因，研究VEGF在肝再生中的关系具有重要的临床意义。通过人工诱导VEGFmRNA和VEGF的表达，促进肝血窦的重构，以利于肝细胞再生，对于肝细胞移植的存活及增生有重要的意义。但肝再生是受多因素调控的复杂过程，不能由某单一因素决定的，目前关于VEGF与肝再生的报道较少，并且大部分资料来源于部分肝叶切除动物模型，还不能确切指导临床运用。因此，该方面的研究有很可观的发展前景。

　　卜舒