血管生成是机体在原有血管网络基础上新生血管的动态过程,通过内皮细胞增殖、迁移、管腔形成及成熟等步骤,支撑胚胎发育、组织修复等生理功能。该过程受促血管生成因子(如 VEGF 家族)与抗血管生成因子的精密调控,失衡可能引发肿瘤、眼底病变等疾病。
在 VEGF 家族中,VEGF165 作为 VEGF-A 的主要剪接异构体,是生理与病理血管生成的核心调控者。自 1989 年 VEGF 蛋白被分离后,研究证实其在血管内皮细胞激活、新生血管出芽及网络成熟中承担 “核心驱动” 角色,尤其在肿瘤血管生成的 “开关激活” 中,表达水平与血管生成效率显著相关。
VEGF165 源于 VEGF-A 基因(定位于 6p21.3)的选择性剪接。该基因含 8 个外显子,通过剪切组合产生多种异构体,VEGF165 因保留完整的肝素结合域与受体结合域,成为功能最核心的亚型。
其分子由 165 个氨基酸组成,分子量约 45kDa,呈反向平行同型二聚体结构。N 端的受体结合域确保与 VEGFR-1、VEGFR-2 特异性结合;C 端的肝素结合域使其兼具可溶性与基质锚定能力,可在血管生成部位形成稳定浓度梯度,精准调控内皮细胞行为,这一特性使其区别于仅可溶性的 VEGF121 和主要锚定于基质的 VEGF189。
VEGF165 在正常组织中呈基础表达,代谢活跃的肺、肾、心肌等器官含量较高,维持血管通透性与内皮稳态。胚胎发育阶段,在肢芽、神经管等血管形成关键区高表达,驱动原始血管网络构建;创伤修复时,创口周围细胞快速上调其表达,诱导肉芽组织血管新生。
与其他异构体相比,VEGF165 的表达具有 “按需调控” 特性:正常状态下维持低水平,肿瘤、糖尿病视网膜病变等病理状态中显著升高,成为连接生理与病理血管生成的关键分子。
VEGF165 通过与 VEGFR 家族(VEGFR-1、VEGFR-2、VEGFR-3)结合发挥功能,以 VEGFR-2 为主要受体。VEGFR 均为酪氨酸激酶受体,含胞外 7 个免疫球蛋白样结构域(配体结合)、跨膜区及胞内酪氨酸激酶结构域(信号传导)。
VEGF165 的二聚体结构可识别 VEGFR-2 胞外 D2 与 D3 结构域,触发受体二聚化与胞内酪氨酸磷酸化,启动血管内皮细胞增殖与迁移。与 VEGFR-1 的结合亲和力更高但信号传导弱,主要通过竞争性结合调节 VEGFR-2 激活强度,避免血管生成过度。
VEGF165 与 VEGFR-2 结合后激活多条通路:
PI3K/AKT 通路:促进内皮细胞存活,减少新生血管中的细胞死亡;
ERK1/2 通路:驱动内皮细胞增殖与迁移,是血管出芽时 “尖端细胞” 延伸的核心动力;
p38 MAPK 通路:增加血管通透性,促进营养与免疫细胞转运;
Src 家族激酶通路:调控内皮细胞骨架重排,支撑细胞迁移。
这些通路协同作用,既启动内皮细胞增殖分化,又协调细胞间相互作用,形成完整新生血管。
肿瘤细胞的快速增殖依赖新生血管,通过大量分泌 VEGF165 打破促 / 抗血管生成因子平衡,激活 “血管生成开关”。其通过两种机制促进肿瘤血管增殖:低浓度时以 “出芽机制” 为主,引导尖端细胞从原有血管壁出芽并向肿瘤迁移;高浓度时启动 “套叠机制”,通过血管内部折叠分隔形成新血管腔,快速扩大网络。两种机制的切换由局部浓度调控,共同加速肿瘤血管扩张。
VEGF165 诱导的肿瘤血管具有结构紊乱(壁薄、分支杂乱)、通透性高(内皮连接疏松)、成熟度低(缺乏周细胞)等特点。这些特征虽为肿瘤提供营养,却因血流紊乱导致微环境缺氧与酸中毒,进一步刺激 VEGF165 过量分泌,形成恶性循环。
临床研究显示,肿瘤组织中 VEGF165 表达水平与微血管密度、侵袭性及转移能力正相关,高表达患者无病生存期更短,可作为肿瘤预后评估的潜在标志物。
VEGF165 的核心作用使其成为重要治疗靶点,已开发多类药物:
单克隆抗体:如贝伐珠单抗,结合 VEGF165 的受体结合域,阻断其与 VEGFR-2 作用,广泛用于结直肠癌、肺癌等治疗;
酪氨酸激酶抑制剂:如舒尼替尼,抑制 VEGFR-2 的胞内激酶活性,阻断信号传导,用于肾癌、肝癌等;
融合蛋白:如阿柏西普,模拟 VEGFR 胞外域竞争性结合 VEGF165,改善眼底新生血管疾病患者视力;
双特异性抗体:如 PD-L1/VEGF165 双抗,同时阻断血管生成与免疫抑制,展现协同抗肿瘤效应。
这些药物虽有效,但面临耐药性(如 VEGFR 突变)及高血压、伤口愈合延迟等不良反应,未来需通过特异性抑制剂与靶向递送技术提升疗效、降低毒性。
VEGF165 以独特分子结构与功能特性,在血管生成调控中居核心地位。其与 VEGFR-2 的相互作用及下游信号网络,是血管内皮细胞行为与血管网络形成的关键驱动;在肿瘤中,其过量表达是血管异常增生的核心机制。
随着研究深入,靶向 VEGF165 的治疗已从非特异性抑制迈向精准调控。未来结合新型递送系统与联合治疗策略,有望进一步拓展其在血管生成相关疾病中的应用价值,为疾病治疗提供更高效的方案。