果蠅prospero同源異形盒蛋白1與淋巴管形成

果蠅prospero同源異形盒蛋白1與淋巴管形成

96年，zinvivea等人首次從人類的drosophilati中分離。Prox-1是果蠅的同源異型盒基因prospero在哺乳動(dòng)物中的同源框基因轉(zhuǎn)錄因子,是淋巴管系統(tǒng)早期萌芽的淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞亞群的標(biāo)志物,與胚胎淋巴管芽的生長(zhǎng)、延伸以及淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞的表型改變密切相關(guān)。人類Prox-1基因位于染色體lq32.2~lq32.3,長(zhǎng)度約為40kb,至少含有5個(gè)外顯子和4個(gè)內(nèi)含子,編碼分子質(zhì)量為83kD(1D=1u)的Prox-1蛋白。Prox-1在不同物種中高度保守并且結(jié)構(gòu)嚴(yán)密,人類Prox-1基因的DNA序列與雞有89%同源性,其編碼蛋白與雞有94%一致性[7,8,9,10,11,12,13]。1prox-1在人胚胎、成人正常組織及組織中的表達(dá)雖然Prox-1可表達(dá)于多種組織的非內(nèi)皮細(xì)胞(如晶狀體、心臟、肝臟、胰腺和神經(jīng)細(xì)胞等);但在內(nèi)皮細(xì)胞中,它只特異性地表達(dá)于胚胎淋巴管以及成人正常和腫瘤組織內(nèi)的淋巴管,因此可以作為一個(gè)淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物,具有很好的特異性和靈敏度。研究認(rèn)為,可以利用Prox-1定量標(biāo)記、分析淋巴管形成的情況,簡(jiǎn)便、可靠,與免疫組化方法標(biāo)記淋巴管形成的結(jié)果類似。Wilting等采用免疫熒光技術(shù)觀察了Prox-1在人胚胎、成人正常組織及病理組織中淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞中的表達(dá),發(fā)現(xiàn)19周時(shí)人胚胎組織中Prox-1與成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體-3(vascularendothelialgrowthfactorreceptor-3,VEGFR-3)共同表達(dá)于淋巴干和毛細(xì)淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞;而在成人血管瘤和淋巴血管瘤組織的淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞中,Prox-1與CD31共同表達(dá),證實(shí)Prox-1是一種特異性高于VEGFR-3的淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物。2prox-1與淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞增殖Prox-1在淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)育過程中的分布模式與Sabin的淋巴管系統(tǒng)來源于靜脈系統(tǒng)的學(xué)說正好吻合。1999年,Wigle等證實(shí)了Sabin提出的觀點(diǎn)。他們發(fā)現(xiàn)小鼠胚胎第9.5天,發(fā)生前肢處開始出現(xiàn)散在的Prox-1陽性細(xì)胞。第10.5天,前主靜脈一側(cè)內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)Prox-1,而另一側(cè)不表達(dá)。Prox-1陽性細(xì)胞以出芽方式向頭側(cè)定向遷移,遷出的細(xì)胞表達(dá)LYVE-1(lymphaticvesselendothelialhyaluronanreceptor-1),VEGFR-3以及PECAM-1(platelet-endothelialcelladhesionmolecule-1)。第12.5天,前主靜脈不再檢測(cè)到Prox-1陽性細(xì)胞,遷出Prox-1陽性細(xì)胞后PECAM-1表達(dá)消失。隨后,Prox-1陽性細(xì)胞構(gòu)成淋巴囊,再由淋巴囊生長(zhǎng)出毛細(xì)淋巴管網(wǎng),并向頭、頸、前肢和胸部延伸。第14.5天,各器官的淋巴管基本網(wǎng)建立。第15.5天,淋巴管遍布整個(gè)胚胎。在鳥類胚胎的淋巴管形成方面,Wilting等提出有兩個(gè)來源,即淋巴囊深部的來自前、后主靜脈,淋巴囊淺部的和皮膚淋巴管來自成淋巴管細(xì)胞(lymphangioblast),腰骶區(qū)的由Prox-1陽性毛細(xì)淋巴管網(wǎng)發(fā)育而成。Liersch等在小鼠胚胎觀察到胚體形成后第14天出現(xiàn)血管,第18天出現(xiàn)Prox-1/LYVE-1陽性淋巴管;淋巴管位于血管附近,主要分布于胚體中央?yún)^(qū),有的淋巴管與血管相連。這些有關(guān)胚胎淋巴管形成的研究促進(jìn)了我們對(duì)于Prox-1與淋巴管關(guān)系的認(rèn)識(shí)。研究顯示,敲除小鼠Prox-1基因后,靜脈內(nèi)皮細(xì)胞無法向淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞定向分化,胚胎發(fā)育時(shí)以出芽方式自靜脈內(nèi)皮生成淋巴管的過程受阻,而且所有內(nèi)皮細(xì)胞均不表達(dá)VEGFR-3或LYVE-1等淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物,但并未影響血管形成過程。這表明在內(nèi)皮細(xì)胞分化過程中,內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)Prox-1將通過分裂、增殖、出芽而形成淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞亞群,也就是說內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)Prox-1后,這些細(xì)胞將向淋巴管內(nèi)皮方向分化。Hong等采用基因轉(zhuǎn)染方法證實(shí),Prox-1單一基因即可促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞定向分化為淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞表型,是淋巴管生成調(diào)控機(jī)制中的關(guān)鍵因子;其后在對(duì)Kaposi’s肉瘤的研究中再次證實(shí)Prox-1是淋巴管發(fā)育的主要調(diào)控因子,故而稱其為淋巴管生成過程中的“總開關(guān)”。Petrova等發(fā)現(xiàn):即使是表型穩(wěn)定的血管內(nèi)皮細(xì)胞在過表達(dá)Prox-1的作用下也能被誘導(dǎo)生成淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞,從而認(rèn)為在淋巴管生成過程中,Prox-1具有誘導(dǎo)淋巴內(nèi)皮細(xì)胞增殖和決定淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞表型的作用。轉(zhuǎn)錄因子Prox-1通過與FGFR-3基因啟動(dòng)子結(jié)合促進(jìn)其表達(dá)。在胚胎形成期間,Prox-1陽性的新形成的淋巴管中FGFR-3表達(dá)上調(diào)并發(fā)生轉(zhuǎn)錄,進(jìn)一步促進(jìn)淋巴內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移、分化及形成淋巴管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。誘導(dǎo)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)Prox-1后發(fā)現(xiàn),Prox-1上調(diào)細(xì)胞周期素蛋白El和E2、組蛋白H2B、增殖細(xì)胞核抗原PCNA、葉酸還原酶及VEGFR3的表達(dá),同時(shí)抑制大約40%的血管內(nèi)皮特異基因的表達(dá)。對(duì)淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)行差異基因表達(dá)分析時(shí),發(fā)現(xiàn)受Prox-1調(diào)節(jié)的15個(gè)基因在培養(yǎng)的淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞之間表達(dá)水平有差異,這提示Prox-1可能是淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞表型的主要調(diào)節(jié)因子。由此可見,轉(zhuǎn)錄因子Prox-1對(duì)淋巴管形成起決定作用,在淋巴管發(fā)育過程中是必需的,決定了淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞表型,是內(nèi)皮細(xì)胞向淋巴管分化的主要調(diào)節(jié)因子。主靜脈定向表達(dá)Prox-1將上調(diào)淋巴管特異基因如(VEGFR-3和LYVE-1)的表達(dá)。血管內(nèi)皮細(xì)胞異位表達(dá)Prox-l也將誘異淋巴管特異基因的表達(dá),而血管特異基因表達(dá)下調(diào)。白介素IL-3和IL-7可以誘導(dǎo)培養(yǎng)的血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)Prox-1,但機(jī)制不明。目前誘導(dǎo)Prox-1表達(dá)的信號(hào)途徑以及Prox-1調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞出芽的機(jī)制尚不太明確。Cao等發(fā)現(xiàn)血小板衍生生長(zhǎng)因子B(PDGF-B)通過激活A(yù)kt誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞抗凋亡信號(hào),PDGF-B可能作為新生淋巴管的促存活因子起作用。PDGF-B誘導(dǎo)向淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞分化,而淋巴管的組裝是通過Prox-1獨(dú)立途徑所介導(dǎo)。因此,Prox-1可能是對(duì)淋巴管生成很重要的早期轉(zhuǎn)錄因子。Prox-1可能促進(jìn)淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞出芽、分支所需要的某些細(xì)胞黏附分子或金屬蛋白酶表達(dá)上調(diào),或參與維持淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞遷移、出芽的某些信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的活化。3新生淋巴管誘導(dǎo)腫瘤轉(zhuǎn)移淋巴管新生(lymphangiogenesis)是指新淋巴管的形成。有研究者分別觀察到外傷組織和腫瘤組織內(nèi)存在著新生淋巴管,但不易與血管鑒別。由于缺少淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞特異性標(biāo)志物,對(duì)淋巴管新生的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于血管新生(angiogenesis)。近年來,隨著Prox-1,podoplanin,VEGFR-3及LYVE-1等特異性標(biāo)志物的相繼發(fā)現(xiàn),對(duì)淋巴管新生的研究進(jìn)展非常迅速,特別是胚胎和腫瘤的淋巴管新生以及內(nèi)皮祖細(xì)胞與淋巴管新生的關(guān)系研究有助于揭示淋巴管來源、腫瘤淋巴管新生的意義以及內(nèi)皮祖細(xì)胞參與淋巴管新生的機(jī)制,從而推動(dòng)了淋巴管新生的相關(guān)研究。淋巴管新生可發(fā)生于正常發(fā)育的組織,也可出現(xiàn)在病理過程中,如炎癥、淋巴水腫和腫瘤。目前研究證實(shí)多種疾病的關(guān)鍵病理進(jìn)程均涉及淋巴管新生,尤其是惡性腫瘤的播散過程,淋巴管為多種惡性腫瘤提供轉(zhuǎn)移通道。如在人類皮膚黑色素瘤和頭頸部鱗狀細(xì)胞癌中,淋巴管新生被證實(shí)是腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的危險(xiǎn)預(yù)測(cè)因素。近年來研究發(fā)現(xiàn),淋巴管具有主動(dòng)介導(dǎo)腫瘤轉(zhuǎn)移的作用。腫瘤相關(guān)的新生淋巴管的形態(tài)結(jié)構(gòu)與正常組織的淋巴管明顯不同,新生淋巴管僅由單層內(nèi)皮細(xì)胞組成,基底膜不完整,管壁薄;在鄰近較大的腫瘤細(xì)胞巢處,淋巴管因擠壓而呈閉塞狀,其他部位的淋巴管則呈擴(kuò)張或極度擴(kuò)張狀態(tài);內(nèi)皮細(xì)胞間的連接由復(fù)雜型向簡(jiǎn)單型過渡,大量連接開放形成寬的內(nèi)皮細(xì)胞間隙,且有部分內(nèi)皮細(xì)胞被破壞,使腫瘤細(xì)胞易于進(jìn)入淋巴管。同時(shí)淋巴管中的壓力與組織液近似,淋巴管中無液體流動(dòng)的機(jī)械力,腫瘤細(xì)胞進(jìn)人淋巴管后生存率較高。淋巴液與組織液的成分基本相同,因此更有利于腫瘤細(xì)胞的存活、播散及轉(zhuǎn)移。腫瘤相關(guān)淋巴管的這種結(jié)構(gòu)既為早期腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)提供了營(yíng)養(yǎng),又為晚期腫瘤細(xì)胞的侵入提供了條件。新生淋巴管可能通過以下機(jī)制促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移:(1)增加淋巴管密度從而增加腫瘤細(xì)胞與淋巴管的接觸機(jī)會(huì);(2)淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞表現(xiàn)為有利于腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的表型,如黏附分子表達(dá)上調(diào),內(nèi)皮細(xì)胞間隙增大,管腔擴(kuò)大等;(3)新生淋巴管與形態(tài)及功能發(fā)生變化的原有淋巴管的協(xié)同作用可能促進(jìn)腫瘤的轉(zhuǎn)移。近年來,活化的腫瘤淋巴管新生及其在腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用已受到高度重視,研究重點(diǎn)在于淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞激活和增殖的分子機(jī)制。對(duì)淋巴管結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的深入認(rèn)識(shí),可以進(jìn)一步明確腫瘤淋巴管轉(zhuǎn)移的解剖學(xué)基礎(chǔ)。而淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞特異性標(biāo)志物Prox-1的發(fā)現(xiàn),有助于鑒別淋巴管與血管。在腫瘤動(dòng)物模型以及人類腫瘤內(nèi)和腫瘤周圍組織中均發(fā)現(xiàn)了新生淋巴管。現(xiàn)普遍認(rèn)為,淋巴管新生對(duì)于促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移的作用是很明確的。4prox-1與lvd在多種類型的腫瘤中,淋巴管作為腫瘤轉(zhuǎn)移的一個(gè)重要途徑,是導(dǎo)致腫瘤患者死亡的原因之一,也是確定臨床治療方案和預(yù)測(cè)腫瘤患者預(yù)后的重要依據(jù)。淋巴道轉(zhuǎn)移大多發(fā)生在腫瘤轉(zhuǎn)移的初始階段。目前已有一些關(guān)于腫瘤細(xì)胞如何誘導(dǎo)腫瘤相關(guān)的淋巴管生成,促進(jìn)腫瘤的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及腫瘤細(xì)胞如何從原發(fā)腫瘤逃逸并如何侵入淋巴管的研究。免疫組織化學(xué)研究結(jié)果證實(shí)Prox-1主要分布在淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞核里,并且在一些腫瘤組織的內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)。研究發(fā)現(xiàn)大腸癌腫瘤組織中Prox-1基因的表達(dá)水平顯著高于癌旁組織,而在對(duì)Prox-1與LVD的相關(guān)分析中發(fā)現(xiàn)Prox-1與LVD呈線性正相關(guān),這些結(jié)果表明Prox-1在大腸癌腫瘤組織中過表達(dá),與其淋巴管新生顯著相關(guān),Prox-1可能具有促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞分化和淋巴管形成的作用,可以作為有效預(yù)測(cè)腫瘤淋巴道轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵因子,而且選擇腫瘤交界部位組織進(jìn)行Prox-1基因表達(dá)水平的檢測(cè)具有臨床意義。Prox-1和podoplanin在大腸癌中高表達(dá),與癌旁組織相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,而且淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與否也與二者表達(dá)水平相關(guān),這表明Prox-1及podoplanin可能在腫瘤形成及轉(zhuǎn)移過程中,刺激新的淋巴管形成,促進(jìn)腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。近年來,對(duì)Prox-1和腫瘤淋巴道轉(zhuǎn)移關(guān)系的研究有了很大進(jìn)展。乳腺癌研究發(fā)現(xiàn)Prox-1在淋巴結(jié)陽性腫瘤組織中的表達(dá)水平顯著高于淋巴結(jié)陰性及正常乳腺組織,這提示Prox-1陽性的腫瘤細(xì)胞更易于發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。Agarwal等采用免疫組織化學(xué)技術(shù)對(duì)23例正常乳腺組織、7例囊性乳腺病、32例乳腺導(dǎo)管原位癌、50例侵襲性導(dǎo)管癌、5例侵襲性小葉癌檢測(cè),發(fā)現(xiàn)Prox-1主要表達(dá)于癌旁組織,與正常乳腺組織、囊性乳腺病和乳腺導(dǎo)管原位癌相比,乳腺癌組織內(nèi)Prox-1表達(dá)下調(diào),提示腫瘤細(xì)胞可能通過釋放一些促淋巴管新生的細(xì)胞因子和趨化因子在腫瘤組織內(nèi)形成新生淋巴管,并吸引腫瘤細(xì)胞向其轉(zhuǎn)移擴(kuò)散。Dadras等報(bào)道:Prox-1促進(jìn)Kaposi’s肉瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移,淋巴管內(nèi)皮標(biāo)志基因podoplanin和VEGFR-3表達(dá)的高度上調(diào)是由轉(zhuǎn)錄因子Prox-1介導(dǎo)的。在動(dòng)物模型試驗(yàn)中Prox-1的表達(dá)足以誘導(dǎo)小鼠移植瘤更具侵襲性,可深達(dá)肌層,而且在體外可以提高腫瘤細(xì)胞的侵襲速率?？傊?這些結(jié)果表明,Prox-1在介導(dǎo)一些腫瘤(如Kaposi’s肉瘤)的侵襲性行為中起關(guān)鍵作用。Saharinen等認(rèn)為Prox-1可以作為腫瘤治療的靶基因。5prox-1在腫瘤中的轉(zhuǎn)錄作用淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞特異性標(biāo)志物Prox-1在研究淋巴管新生對(duì)于腫瘤轉(zhuǎn)移的價(jià)值方面具有重要意義,為腫瘤相關(guān)的淋巴管新生和腫瘤淋巴道轉(zhuǎn)移機(jī)制提供了新的研究工具。Prox-