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恩度背景资料之二：

作者:佚名 来源:本站原创 点击数: 更新时间:2008年05月05日

恩度Endostatin 作用及细胞内信号传导过程：
恩度Endostatin是胶原XVⅢ的C末端片段，并已被证实有抑制病理性血管形成（比如迅速生长的肿瘤）的活性。在动物实验中，给荷瘤小鼠皮下注射恩度Endostatin可以节制肿瘤的生长，甚至有的小鼠被治愈。恩度Endostatin是第一个进入临床的补充内源性肿瘤血管生成抑制因子的药物。美
国EndostatinI期临床试验显示恩度Endostatin对人体没有毒性，现在正在进行Ⅱ临床试验。本文就恩度Endostatin的结构、抗血管作用机理、以及细胞内的信号传导途径等方面作了一个详尽的回顾，并提出β-catenin可能是恩度Endostatin发挥作用的一个潜在的靶点。 
恩度Endostatin是胶原XVⅢ的水解产物。胶原XVⅢ与胶原XV 同属一个胶原家族。他们都具有三螺旋的胶原区域，并且中间间隔有NC 区域。短链胶原XVⅢ和胶原XV主要分布在内皮或表皮细胞下的基底膜。胶原XV可以在骨骼细胞、心肌细胞周围检测到，而胶原XVⅢ在视网膜细胞的基底膜检测到。长链胶原XVⅢ主要在肝脏中表达。所有的毛细血管膜都含有胶原XVⅢ或胶原XV。胶原XV只存在于内皮细胞连续的毛细血管壁中，而胶原XVⅢ在内皮细胞不连续或特异性的内皮细胞（诸如肝窦和肾小球细胞）毛细血管壁中也有分布。
胶原XVⅢ基因敲除的小鼠可以存活，不会出现广泛的血管异常，却会出现玻璃样变血管吸收延迟及视网膜血管的异常增生。胶原XV基因敲除的小鼠会出现进行性骨肌炎和心血管缺陷，虽然血管的发育不会发生异常，但却会出现局部毛细血管的塌陷、内皮细胞的退行性变。因此，胶原XVⅢ与胶原XV在各种基底膜中都参与着重要的生理功能。
在结构上，恩度Endostatin折叠成紧密的球形，在分子表面有富含精氨酸的区域。这些精氨酸残基是endostatin与heparin/HS的结合位点。而且有可能，他们的结合对于Endostatin发挥抗血管生成的作用是至关重要的。Endostatin是通过各种蛋白酶（包括半胱氨酸蛋白酶、基质金属蛋白酶、丝氨酸蛋白酶等）对胶原XVⅢ进行水解产生的。当把重组Endostatin与以上蛋白酶一起孵化，发现基质金属蛋白酶对重组Endostatin无降解作用，而其他的蛋白酶则会使其降解。因此蛋白酶的作用主要是产生Endostatin，同时还可以对它的稳定性和活性起到调控作用。由胶原XVⅢ降解产生的Endostatin，存在于血管壁、血小板及血循环中。健康人的Endostatin血浆平均浓度为10-50ng/ml。
O’Reilly首先报道了恩度Endostatin可以通过抑制内皮细胞的增殖，来抑制裸鼠移植瘤的生长，并检测出移植瘤微血管密度有明显降低。后来很多人开始投入了Endostatin抑制肿瘤生长的研究。大多数试验都证实Endostatin对肿瘤的生长有抑制作用，并有实验证实Endostatin能抑制肿瘤的转移。Endostatin治疗可以减少异位脊髓移植小鼠的内皮先驱细胞（endothelial precursors）数量。而内皮先驱细胞是肿瘤的病理性血管生成的参与者。当Endostatin的连续滴注时可以抑制前面这些小鼠淋巴瘤的生长，且连续滴注的效果优于间断给药。此外一系列的恩度Endostatin与化疗、放疗、免疫治疗联用的实验都证实Endostatin与这些疗法有协同作用。很多研究都显示，许多疾病的发生都与内源性Endostatin的功能改变有关。例如Endostatin第104位的氨基酸发生点突变的人容易暨患前列腺癌。此外风湿性关节炎（RA）也是一个有病理性血管形成的疾玻Matsuno报道Endostatin基因治疗可以抑制小鼠RA的发展。
在O’Reilly发现恩度Endostatin可以抑制内皮细胞增生后，又有实验显示它还可以影响内皮细胞的迁移、调亡、蛋白酶活性以及血管的稳定性等等。其中Endostatin抑制内皮细胞迁移的作用曾被多个实验、多种模型反复证实。但是科学家们对Endostatin在内皮细胞上的受体众说纷纾Sasaki认为Endostatin的肝素结合能力对于它发挥血管生成抑制作用是十分重要的。因为，突变的Endostatin蛋白失去肝素结合能力就不能阻断生长因子诱导的鸡胚尿囊膜新生血管的形成。最近，Karumanchi报道了Endostatin能与一个不明受体高亲和力结合。而且它还能与HS proteoglyca glypican-1 and –4（在内皮细胞或肾小管细胞上表达）结合，虽然亲和力较低。αv /α5 整合素也被发现是恩度Endostatin结合蛋白。另外一个研究显示Endostatin还可以和tropomyosin 3结合。tropomyosin 3是一个细胞内actin相关蛋白家族的一员。用肽链干扰endostatin与tropomyosin-3的结合可以抑制和黑色素瘤小鼠发生肿瘤的转移。但是关于endostatin是否会直接作用于VEGF的受体，各实验的结果却不尽相同。这提示我们endostatin并不会直接干扰生长因子受体的功能。也有实验表明一种可溶性的基质蛋白fibulin-2也是一个亲和力很高的恩度endostatin结合蛋白。Endostatin还可以结合到基质金属蛋白酶-2( MMP-2)的活性部位上，从而降低MMP-2的活性，导致内皮细胞、肿瘤细胞侵袭能力的减弱。
实验显示恩度Endostatin对于不同内皮细胞的胞内信号传导途径的影响不尽相同。很难解释为什么Endostatin有如此多样有时又是非常显著的疗效，但毒性却如此之小，以及为什么它不会影响生理性的新生血管的形成。此外尽管它会抑制内皮细胞的迁移，却对长因子诱发细胞迁移的关键性信号传导途径没有影响。总的来说Endostatin对内皮细胞趋化的抑制作用的敏感性和特异性都很强。β-catenin是恩度Endostatin发挥这种作用的一个可能的靶点。β-catenin是一个多功能蛋白，它存在于内皮细胞的细胞连接处，同时它还是Wnt信号传导途径的组分。在细胞连接处，它和细胞粘附分子VE-cadherin一起组成多蛋白复合物。它联系着细胞连接与细胞骨架中的肌动蛋白。当有生长因子诸如VEGF或FGF-2存在的情况下β-Catenin会发生酪氨酸磷酸化，之后细胞连接松散，细胞活动能力加强。Endostatin也会引起β-Catenin的酪氨酸磷酸化。但是如果FGF-2、Endostatin同时存在，这种磷酸化作用就会受到抑制。β-catenin除了在细胞连接处，还存在于胞浆内，可以受到糖原合成酶3（GSK3）的作用发生丝氨酸磷酸化，而最终导致恩度Endostatin的迅速降解。但是如果GSK3的活性受到Wnt信号传导途径的影响或当integrinβ1和integrin连接酶（ILK）结合，β-catenin就会保持稳定，而且游离的β-catenin可以进入细胞核刺激一系列与血管生成相关的基因的表达，引起基质的降解、细胞的去分化、侵袭和迁移。最近Hanai的实验表明Endostatin可以降调节β-catenin对基因表达的调节作用，从而减少编码诸如cyclin D1的基因的表达。Hanai的另一个非洲爪蛙模型试验显示endostatin可能通过影响Wnt信号传导途径来发挥以上作用。如果让恩度Endostatin10–20mg/ml与人脐带静脉内皮细胞作用12小时，就会引起β-catenin的部分降解。这种降解与GSK3无关，考虑可能是溶酶体作用的结果。由此可见Endostatin靶向作用于β-catenin来抑制新生血管的形成，主要的作用途径有两个：1、通过阻断细胞连接处的β-catenin的作用来抑制内皮细胞的迁移；2、通过使胞浆中β-catenin降解，来干扰它对基因表达的调节作用。对静止的内皮细胞来说这两个作用都很温和，可是一但有促使血管生成的生长因子存在这两种作用就变得非常显著。 
自从1997年首次分离出Endostatin，它就一直是大家关注的焦点。虽然各种实验都显示出它对新生血管的形成有有很强的抑制作用，但是至今未发现明确的作用受体以及太多的信号传导途径都可能参与它的作用，而这些作用机制又有很多相互矛盾的地方。这些都阻
碍了恩度Endostatin实验研究的进一步发展。但是作者坚信这个神秘的蛋白是通过一种作用机制完成它对内皮细胞生理功能的影响。而且认为通过对于它的受体以及细胞内结合蛋白的分离和检测可以设计出更多的、更有效的蛋白，来纠正的血管生成异常性

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