果蝇prospero同源异形盒蛋白1与淋巴管形成

果蝇prospero同源异形盒蛋白1与淋巴管形成

96年，zinvivea等人首次从人类的drosophilati中分离。Prox-1是果蝇的同源异型盒基因prospero在哺乳动物中的同源框基因转录因子,是淋巴管系统早期萌芽的淋巴管内皮细胞亚群的标志物,与胚胎淋巴管芽的生长、延伸以及淋巴管内皮细胞的表型改变密切相关。人类Prox-1基因位于染色体lq32.2~lq32.3,长度约为40kb,至少含有5个外显子和4个内含子,编码分子质量为83kD(1D=1u)的Prox-1蛋白。Prox-1在不同物种中高度保守并且结构严密,人类Prox-1基因的DNA序列与鸡有89%同源性,其编码蛋白与鸡有94%一致性[7,8,9,10,11,12,13]。1prox-1在人胚胎、成人正常组织及组织中的表达虽然Prox-1可表达于多种组织的非内皮细胞(如晶状体、心脏、肝脏、胰腺和神经细胞等);但在内皮细胞中,它只特异性地表达于胚胎淋巴管以及成人正常和肿瘤组织内的淋巴管,因此可以作为一个淋巴管内皮细胞标志物,具有很好的特异性和灵敏度。研究认为,可以利用Prox-1定量标记、分析淋巴管形成的情况,简便、可靠,与免疫组化方法标记淋巴管形成的结果类似。Wilting等采用免疫荧光技术观察了Prox-1在人胚胎、成人正常组织及病理组织中淋巴管内皮细胞中的表达,发现19周时人胚胎组织中Prox-1与成纤维细胞生长因子受体-3(vascularendothelialgrowthfactorreceptor-3,VEGFR-3)共同表达于淋巴干和毛细淋巴管内皮细胞;而在成人血管瘤和淋巴血管瘤组织的淋巴管内皮细胞中,Prox-1与CD31共同表达,证实Prox-1是一种特异性高于VEGFR-3的淋巴管内皮细胞标志物。2prox-1与淋巴管内皮细胞增殖Prox-1在淋巴管内皮细胞发育过程中的分布模式与Sabin的淋巴管系统来源于静脉系统的学说正好吻合。1999年,Wigle等证实了Sabin提出的观点。他们发现小鼠胚胎第9.5天,发生前肢处开始出现散在的Prox-1阳性细胞。第10.5天,前主静脉一侧内皮细胞表达Prox-1,而另一侧不表达。Prox-1阳性细胞以出芽方式向头侧定向迁移,迁出的细胞表达LYVE-1(lymphaticvesselendothelialhyaluronanreceptor-1),VEGFR-3以及PECAM-1(platelet-endothelialcelladhesionmolecule-1)。第12.5天,前主静脉不再检测到Prox-1阳性细胞,迁出Prox-1阳性细胞后PECAM-1表达消失。随后,Prox-1阳性细胞构成淋巴囊,再由淋巴囊生长出毛细淋巴管网,并向头、颈、前肢和胸部延伸。第14.5天,各器官的淋巴管基本网建立。第15.5天,淋巴管遍布整个胚胎。在鸟类胚胎的淋巴管形成方面,Wilting等提出有两个来源,即淋巴囊深部的来自前、后主静脉,淋巴囊浅部的和皮肤淋巴管来自成淋巴管细胞(lymphangioblast),腰骶区的由Prox-1阳性毛细淋巴管网发育而成。Liersch等在小鼠胚胎观察到胚体形成后第14天出现血管,第18天出现Prox-1/LYVE-1阳性淋巴管;淋巴管位于血管附近,主要分布于胚体中央区,有的淋巴管与血管相连。这些有关胚胎淋巴管形成的研究促进了我们对于Prox-1与淋巴管关系的认识。研究显示,敲除小鼠Prox-1基因后,静脉内皮细胞无法向淋巴管内皮细胞定向分化,胚胎发育时以出芽方式自静脉内皮生成淋巴管的过程受阻,而且所有内皮细胞均不表达VEGFR-3或LYVE-1等淋巴管内皮细胞标志物,但并未影响血管形成过程。这表明在内皮细胞分化过程中,内皮细胞表达Prox-1将通过分裂、增殖、出芽而形成淋巴管内皮细胞亚群,也就是说内皮细胞表达Prox-1后,这些细胞将向淋巴管内皮方向分化。Hong等采用基因转染方法证实,Prox-1单一基因即可促进血管内皮细胞定向分化为淋巴管内皮细胞表型,是淋巴管生成调控机制中的关键因子;其后在对Kaposi’s肉瘤的研究中再次证实Prox-1是淋巴管发育的主要调控因子,故而称其为淋巴管生成过程中的“总开关”。Petrova等发现:即使是表型稳定的血管内皮细胞在过表达Prox-1的作用下也能被诱导生成淋巴管内皮细胞,从而认为在淋巴管生成过程中,Prox-1具有诱导淋巴内皮细胞增殖和决定淋巴管内皮细胞表型的作用。转录因子Prox-1通过与FGFR-3基因启动子结合促进其表达。在胚胎形成期间,Prox-1阳性的新形成的淋巴管中FGFR-3表达上调并发生转录,进一步促进淋巴内皮细胞增殖、迁移、分化及形成淋巴管网状结构。诱导人脐静脉内皮细胞表达Prox-1后发现,Prox-1上调细胞周期素蛋白El和E2、组蛋白H2B、增殖细胞核抗原PCNA、叶酸还原酶及VEGFR3的表达,同时抑制大约40%的血管内皮特异基因的表达。对淋巴管内皮细胞和血管内皮细胞进行差异基因表达分析时,发现受Prox-1调节的15个基因在培养的淋巴管内皮细胞和血管内皮细胞之间表达水平有差异,这提示Prox-1可能是淋巴管内皮细胞表型的主要调节因子。由此可见,转录因子Prox-1对淋巴管形成起决定作用,在淋巴管发育过程中是必需的,决定了淋巴管内皮细胞表型,是内皮细胞向淋巴管分化的主要调节因子。主静脉定向表达Prox-1将上调淋巴管特异基因如(VEGFR-3和LYVE-1)的表达。血管内皮细胞异位表达Prox-l也将诱异淋巴管特异基因的表达,而血管特异基因表达下调。白介素IL-3和IL-7可以诱导培养的血管内皮细胞表达Prox-1,但机制不明。目前诱导Prox-1表达的信号途径以及Prox-1调节内皮细胞出芽的机制尚不太明确。Cao等发现血小板衍生生长因子B(PDGF-B)通过激活Akt诱导内皮细胞抗凋亡信号,PDGF-B可能作为新生淋巴管的促存活因子起作用。PDGF-B诱导向淋巴管内皮细胞分化,而淋巴管的组装是通过Prox-1独立途径所介导。因此,Prox-1可能是对淋巴管生成很重要的早期转录因子。Prox-1可能促进淋巴管内皮细胞出芽、分支所需要的某些细胞黏附分子或金属蛋白酶表达上调,或参与维持淋巴管内皮细胞迁移、出芽的某些信号转导通路的活化。3新生淋巴管诱导肿瘤转移淋巴管新生(lymphangiogenesis)是指新淋巴管的形成。有研究者分别观察到外伤组织和肿瘤组织内存在着新生淋巴管,但不易与血管鉴别。由于缺少淋巴管内皮细胞特异性标志物,对淋巴管新生的研究远远滞后于血管新生(angiogenesis)。近年来,随着Prox-1,podoplanin,VEGFR-3及LYVE-1等特异性标志物的相继发现,对淋巴管新生的研究进展非常迅速,特别是胚胎和肿瘤的淋巴管新生以及内皮祖细胞与淋巴管新生的关系研究有助于揭示淋巴管来源、肿瘤淋巴管新生的意义以及内皮祖细胞参与淋巴管新生的机制,从而推动了淋巴管新生的相关研究。淋巴管新生可发生于正常发育的组织,也可出现在病理过程中,如炎症、淋巴水肿和肿瘤。目前研究证实多种疾病的关键病理进程均涉及淋巴管新生,尤其是恶性肿瘤的播散过程,淋巴管为多种恶性肿瘤提供转移通道。如在人类皮肤黑色素瘤和头颈部鳞状细胞癌中,淋巴管新生被证实是肿瘤淋巴结转移的危险预测因素。近年来研究发现,淋巴管具有主动介导肿瘤转移的作用。肿瘤相关的新生淋巴管的形态结构与正常组织的淋巴管明显不同,新生淋巴管仅由单层内皮细胞组成,基底膜不完整,管壁薄;在邻近较大的肿瘤细胞巢处,淋巴管因挤压而呈闭塞状,其他部位的淋巴管则呈扩张或极度扩张状态;内皮细胞间的连接由复杂型向简单型过渡,大量连接开放形成宽的内皮细胞间隙,且有部分内皮细胞被破坏,使肿瘤细胞易于进入淋巴管。同时淋巴管中的压力与组织液近似,淋巴管中无液体流动的机械力,肿瘤细胞进人淋巴管后生存率较高。淋巴液与组织液的成分基本相同,因此更有利于肿瘤细胞的存活、播散及转移。肿瘤相关淋巴管的这种结构既为早期肿瘤细胞生长提供了营养,又为晚期肿瘤细胞的侵入提供了条件。新生淋巴管可能通过以下机制促进肿瘤转移:(1)增加淋巴管密度从而增加肿瘤细胞与淋巴管的接触机会;(2)淋巴管内皮细胞表现为有利于肿瘤细胞转移的表型,如黏附分子表达上调,内皮细胞间隙增大,管腔扩大等;(3)新生淋巴管与形态及功能发生变化的原有淋巴管的协同作用可能促进肿瘤的转移。近年来,活化的肿瘤淋巴管新生及其在肿瘤转移中的作用已受到高度重视,研究重点在于淋巴管内皮细胞激活和增殖的分子机制。对淋巴管结构特点的深入认识,可以进一步明确肿瘤淋巴管转移的解剖学基础。而淋巴管内皮细胞特异性标志物Prox-1的发现,有助于鉴别淋巴管与血管。在肿瘤动物模型以及人类肿瘤内和肿瘤周围组织中均发现了新生淋巴管。现普遍认为,淋巴管新生对于促进肿瘤转移的作用是很明确的。4prox-1与lvd在多种类型的肿瘤中,淋巴管作为肿瘤转移的一个重要途径,是导致肿瘤患者死亡的原因之一,也是确定临床治疗方案和预测肿瘤患者预后的重要依据。淋巴道转移大多发生在肿瘤转移的初始阶段。目前已有一些关于肿瘤细胞如何诱导肿瘤相关的淋巴管生成,促进肿瘤的淋巴结转移及肿瘤细胞如何从原发肿瘤逃逸并如何侵入淋巴管的研究。免疫组织化学研究结果证实Prox-1主要分布在淋巴管内皮细胞核里,并且在一些肿瘤组织的内皮细胞中表达上调。研究发现大肠癌肿瘤组织中Prox-1基因的表达水平显著高于癌旁组织,而在对Prox-1与LVD的相关分析中发现Prox-1与LVD呈线性正相关,这些结果表明Prox-1在大肠癌肿瘤组织中过表达,与其淋巴管新生显著相关,Prox-1可能具有促进内皮细胞分化和淋巴管形成的作用,可以作为有效预测肿瘤淋巴道转移的关键因子,而且选择肿瘤交界部位组织进行Prox-1基因表达水平的检测具有临床意义。Prox-1和podoplanin在大肠癌中高表达,与癌旁组织相比差异有统计学意义,而且淋巴结转移与否也与二者表达水平相关,这表明Prox-1及podoplanin可能在肿瘤形成及转移过程中,刺激新的淋巴管形成,促进肿瘤淋巴结转移。近年来,对Prox-1和肿瘤淋巴道转移关系的研究有了很大进展。乳腺癌研究发现Prox-1在淋巴结阳性肿瘤组织中的表达水平显著高于淋巴结阴性及正常乳腺组织,这提示Prox-1阳性的肿瘤细胞更易于发生淋巴结转移。Agarwal等采用免疫组织化学技术对23例正常乳腺组织、7例囊性乳腺病、32例乳腺导管原位癌、50例侵袭性导管癌、5例侵袭性小叶癌检测,发现Prox-1主要表达于癌旁组织,与正常乳腺组织、囊性乳腺病和乳腺导管原位癌相比,乳腺癌组织内Prox-1表达下调,提示肿瘤细胞可能通过释放一些促淋巴管新生的细胞因子和趋化因子在肿瘤组织内形成新生淋巴管,并吸引肿瘤细胞向其转移扩散。Dadras等报道:Prox-1促进Kaposi’s肉瘤的侵袭和转移,淋巴管内皮标志基因podoplanin和VEGFR-3表达的高度上调是由转录因子Prox-1介导的。在动物模型试验中Prox-1的表达足以诱导小鼠移植瘤更具侵袭性,可深达肌层,而且在体外可以提高肿瘤细胞的侵袭速率。总之,这些结果表明,Prox-1在介导一些肿瘤(如Kaposi’s肉瘤)的侵袭性行为中起关键作用。Saharinen等认为Prox-1可以作为肿瘤治疗的靶基因。5prox-1在肿瘤中的转录作用淋巴管内皮细胞特异性标志物Prox-1在研究淋巴管新生对于肿瘤转移的价值方面具有重要意义,为肿瘤相关的淋巴管新生和肿瘤淋巴道转移机制提供了新的研究工具。Prox-