УДК 616-006

ФАКТОР РОСТА ЭНДОТЕЛИЯ СОСУДОВ - КЛИНИЧЕСКИ ЗНАЧИМЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ПРИ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НОВООБРАЗОВАНИЯХ

© Е.С. Герштейн, Д.Н. Кушлинский, Л.В. Адамян, Н.А. Огнерубов

Ключевые слова: VEGF; VEGF-R; ангиогенез; опухоли; прогноз.

Представлены результаты собственных исследований и наиболее значимые данные литературы, свидетельствующие о том, что ключевой положительный регулятор неоангиогенеза - фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) - является клинически значимым прогностическим фактором при различных онкологических заболеваниях, а также мишенью современных таргетных препаратов с различным механизмом действия. Его роль в качестве серологического маркера для диагностики и мониторинга требует дальнейшего изучения.

Общие представления о регуляции ангиогенеза.

Ангиогенез - это процесс ответвления новых капиллярных отростков от уже существующих кровеносных сосудов. Этот комплексный процесс включает, по крайней мере, четыре стадии: протеолитическое разрушение базальной мембраны сосудов и межклеточного матрикса, миграцию и прикрепление эндотелиальных клеток, их пролиферацию и, наконец, формирование тубулярных структур .

В настоящее время большое внимание уделяется проблеме неоангиогенеза в злокачественных опухолях, т. к. уже не вызывает сомнения тот факт, что опухоль не может развиваться и расти без образования в ней разветвленной сети сосудов, обеспечивающих снабжение клеток кислородом и питательными веществами. Интерес к этой проблеме возник более 30 лет назад, однако до относительно недавнего времени основной характеристикой активности неоангиогенеза в опухолях являлась микроскопическая оценка плотности сосудов в опухолевой ткани (микрососудистой плотности). И лишь относительно недавно, в результате изучения молекулярных механизмов ангиогенеза, интенсивно развивавшегося в последние 10-15 лет, было продемонстрировано наличие целого ряда регуляторных ангиогенных и антиангиогенных факторов, динамический баланс которых и обеспечивает формирование и распространение новых сосудов внутри опухоли.

В регуляции ангиогенеза тем или иным образом участвуют многие известные факторы роста и цитоки-ны, такие как основные и кислые факторы роста фиб-робластов (оФРФ и кФРФ), эпидермальный фактор роста (ЭФР), а- и P-трансформирующие факторы роста (ТФР), тромбоцитарный фактор роста эндотелиальных клеток/тимидинфосфорилаза, фактор некроза опухолей, интерлейкины и др. Однако важнейшим положительным регулятором ангиогенеза бесспорно является фактор роста эндотелия сосудов (vascular endothelial growth factor - VEGF), называемый также фактором проницаемости сосудов. Уникальность этого белка заключается в том, что в отличие от всех других факторов роста, он митогенен только по отношению к эндотелиальным клеткам, хотя данные последних лет свидетельствуют о том, что возможно и аутокринное

воздействие VEGF на продуцирующие его опухолевые клетки.

VEGF - это гомодимерный, сильно гликозилиро-ванный белок с мол. массой 46-48 ^a, существующий, по крайней мере, в пяти изоформах, обладающих сходной биологической активностью, но существенно отличающихся по биологической доступности . Биологическая доступность VEGF во многом определяется размером молекулы и регулируется на генетическом уровне при альтернативном сплайсинге мРНК, а также эпигеномно при протеолитическом расщеплении синтезированных молекул с участием системы активации плазминогена. Ключевым регулятором роста кровеносных сосудов является VEGF A, тогда как VEGF С регулирует преимущественно лимфоангиогенез. Основными растворимыми формами VEGF А являются молекулы размером 121 и 165 аминокислотных остатков, они же являются и основными биологически активными формами VEGF. Считается, что в тканях основной изоформой VEGF является VEGF-165.

На поверхности эндотелиальных клеток имеется 3 рецептора для VEGF, являющихся типичными рецепторными тирозинкиназами. Рецептор VEGF 1 типа (VEGFR1) является продуктом гена flt-1, рецептор 2 типа (VEGFR2) получил название KDR и является человеческим гомологом продукта мышиного гена flk-1, и, наконец, рецептор 3 типа (VEGFR3) - продукт гена flt-4. В отличие от VEGFR1 и 2 он взаимодействует не с классическим VEGF (VEGF А), а с его гомологом -VEGF С. Все рецепторы представляют собой трансмембранные гликопротеиды с мол. массой 170235 ^a. Для эффективного связывания VEGF с рецепторами необходимо его взаимодействие с гепариноподобными компонентами внеклеточного матрикса.

Помимо общего для большинства рецепторных киназ митоген-активируемого протеинкиназного каскада, регулирующего экспрессию генов, связанных с пролиферацией, к числу важнейших генов, регулируемых VEGF в эндотелиальных клетках, относится протоонкоген c-ets-1, кодирующий транскрипционный фактор Ets-1. Исследования с использованием гибридизации in situ показали, что c-ets-1 экспрессируется в эндотелиальных клетках на ранних стадиях формирования кро-

веносных сосудов . Его продукт Ets-1 способствует проявлению ангиогенного фенотипа этих клеток, активируя транскрипцию генов и последующий синтез белков важнейших протеаз, расщепляющих внеклеточный матрикс (ВКМ), - активатора плазминогена урокиназ-ного типа, стромелизина, коллагеназы 1, ММР-1, 3 и 9, а также р2-интегрина . Эти эффекты достигают максимума через 2 часа после добавления VEGF (а также других ангиогенных факторов - кФРФ, оФРФ и ЭФР) и ингибируются антисмысловыми олигонуклеотидами к ets-1 . Активация протеаз имеет три важных для стимуляции ангиогенеза последствия: облегчает дезинтеграцию эндотелиальных клеток и их инвазию в базальный слой сосудов, генерирует продукты деградации ВКМ, способствующие хемотаксису эндотелиальных клеток, а также активирует и мобилизует находящиеся в ВКМ факторы роста .

Роль VEGF в регуляции ангиогенеза при раке молочной железы. Первые доказательства взаимосвязи экспрессии VEGF с активностью ангиогенеза в опухолях молочной железы были получены на клиническом материале и опубликованы в 1994-1995 гг. группой японских исследователей . В первом исследовании, проведенном иммуногистохимическим методом и включавшем 103 больных РМЖ, они показали, что плотность микрососудов и ее прирост, определяемые по иммунохимическому окрашиванию на антиген фактора VIII, достоверно выше в опухолях с интенсивным окрашиванием на VEGF, чем в опухолях со слабым окрашиванием. VEGF локализуется преимущественно в цитоплазме опухолевых клеток. В дальнейшем они расширили обследованную группу больных до 328 человек и, подтвердив вышеуказанные закономерности, показали также, что экспрессия VEGF коррелирует с экспрессией другого ангиогенного фактора - тромбо-цитарного фактора роста эндотелиальных клеток. Позднее эти авторы провели количественный иммуноферментный анализ содержания VEGF в тканях первичного РМЖ и показали, что концентрация VEGF в сильно васкуляризированных опухолях достоверно выше, чем в слабо васкуляризированных. При этом не было обнаружено взаимосвязи между тканевыми уровнями VEGF и двух других потенциально ангиогенных факторов - оФРФ и фактора роста гепатоцитов. Концентрация этих двух факторов не коррелировала также и с показателями плотности микрососудов.

Интересные данные были получены также . Используя иммуногистохимический метод, они сравнили экспрессию VEGF, его рецептора flt-1, также оФРФ и а- и P-ТФР в РМЖ и окружающей неизмененной ткани молочной железы. Оказалось, что из всех исследованных показателей только экспрессия VEGF существенно увеличена в опухолевых клетках по сравнению с нормальными. Увеличение экспрессии VEGF в ткани РМЖ по сравнению с неопухолевой тканью молочной железы было продемонстрировано также методами РНК-гибридизации . Все эти исследования послужили первыми свидетельствами в пользу важной роли VEGF в неоангиогенезе при РМЖ и его значения для роста опухолей. Для более прямого доказательства этой гипотезы требовались экспериментальные исследования, подтверждающие влияние VEGF, продуцируемого клетками РМЖ, на ангиогенез. Одним из первых подобных доказательств можно считать работу

H. Zhang et al. , в которой была осуществлена трансфекция гена VEGF-121 в клетки эстроген-

зависимой клеточной линии РМЖ MCF-7. Экспрессия и секреция VEGF трансфецированными клетками (V12) была подтверждена тремя независимыми методами: конкурентным радиорецепторным анализом,

стимуляцией роста эндотелиальных клеток человека in vitro и активацией ангиогенеза в роговице кролика. При трансплантации бестимусным мышам клетки клона V12 давали более васкуляризированные опухоли с более гетерогенным распределением сосудов, чем исходные клетки MCF-7. Скорость роста опухолей, возникших из клеток V12, была выше, чем у опухолей из исходной клеточной линии, при этом гормонозависи-мость клеток и их чувствительность к тамоксифену сохранялись. Таким образом, было показано, что клетки РМЖ, постоянно продуцирующие VEGF, обладают определенными ростовыми преимуществами.

Другим доказательством влияния VEGF на рост и метастазирование рака молочной железы являются опыты с антителами к этому фактору. Так, в опытах на мышах со спонтанным РМЖ, характеризующимся высокой частотой метастазирования в легкие, было показано , что поликлональные антитела к VEGF тормозят рост опухоли на 44 % и уменьшают количество и размер легочных метастазов на 73 и 84 %, соответственно.

Интересную модель для тестирования ангиогенного потенциала различных тканей молочной железы in vivo разработали H. Lichtenbeld et al. . Они помещали кусочки опухолевой и нормальной ткани молочной железы в камеру, образованную дорсальной складкой кожи у бестимусных мышей, и оценивали индукцию ангиогенеза. Было обнаружено, что все образцы РМЖ, а также ткани молочной железы с гиперплазией и апокринной метаплазией значительно активируют ангиогенез. Гистологически неизмененные участки тканей молочной железы больных РМЖ стимулировали ангиогенез в 66 % случаев, а ткани здоровой железы, полученные при косметических операциях, не влияли на ангиогенез. Во всех случаях индукция ангиогенеза происходила параллельно с продукцией VEGF клетками опухолей или молочной железы.

Классическая модель регуляции ангиогенеза в РМЖ (так же, как в любой другой опухоли) предусматривает наличие паракринной системы, в которой фактор роста (VEGF) продуцируется опухолевыми клетками, а его рецепторы, воспринимающие сигнал, находятся на клетках эндотелия сосудов. Существование подобной паракринной системы при РМЖ хорошо иллюстрируется данными L. Brown et al. , исследовавших методом РНК-гибридизации in situ образцы тканей 68 больных РМЖ и показавших, что в клетках инвазивной, метастатической и внутрипротоковой карциномы молочной железы отмечается выраженная экспрессия VEGF, а в клетках эндотелия сосудов, пронизывающих эти опухоли, - выраженная экспрессия VEGFR1 и VEGFR2. Аналогичные данные получены и

A. Kranz et al. , однако эти авторы обнаружили VEGFR2 также и на клетках эпителия протоков молочной железы. Имеются и другие свидетельства того, что на клетках РМЖ находятся рецепторы VEGF, причем уровень экспрессии VEGF и VEGFR2 коррелирует с индексом пролиферации опухолевых клеток, определяемым по экспрессии антигена Ki-67 . Показано , что как опухолевые, так и стромальные клетки, выделенные из первичных карцином молочной железы человека, продуцируют VEGF in vitro, и уровень его

продукции значительно выше, чем у соответствующих клеток, выделенных из нормальной молочной железы. При этом методом ПЦР анализа показано, что в опухолевых клетках преобладает VEGFR2, а в стромальных клетках экспрессируется только VEGFR1. Таким образом, помимо своей прямой функции - стимуляции не-оангиогенеза, VEGF при РМЖ может играть также и роль ауто/паракринного регулятора пролиферации опухолевых и/или стромальных клеток.

Предполагается, что VEGF может играть при РМЖ и еще одну роль: через рецепторы flt-1 он стимулирует миграцию в опухолевую ткань макрофагов, которые, в свою очередь, являются стимуляторами аниогенеза, т. к. синтезируют различные ангиогенные факторы, в т. ч. и сам VEGF. В частности, R. Leek et al. , исследовав образцы тканей 96 больных РМЖ, продемонстрировали положительную корреляцию между индексом инфильтрации опухолевой ткани макрофагами и уровнем экспрессии VEGF.

Секреция VEGF клетками РМЖ индуцируется различными внешними и внутренними факторами. P. Scott et al. , изучая влияние гипоксии, гипогликемии, кислотности, женских половых стероидных гормонов и витамина D на экспрессию 4-х основных изоформ VEGF культивируемыми клетками РМЖ с различным биологическим фенотипом, показали, что эти клетки существенно различаются как по базальной экспрессии мРНК VEGF, так и по ее чувствительности к различным стимулам. При этом самым мощным VEGF-индуцирующим стимулом для всех типов клеток оказалась гипоксия, а стероидные гормоны практически не влияли на экспрессию VEGF. R. Bos et al. показали, что в стимуляции неоангиогенеза под действием гипоксии важную роль играет HIF-1 - индуцируемый в условиях гипоксии транскрипционный фактор, высокий уровень которого в ткани РМЖ коррелирует с высоким индексом пролиферации, повышенной экспрессией VEGF и рецепторов эстрогенов (РЭ). Экспрессия HIF-1 и VEGF в клетках РМЖ не связана с уровнем экспрессии индуктора апоптоза р53. В то же время, ингибитор апоптоза bcl-2 усиливает стимулирующее действие гипоксии на синтез VEGF в клетках РМЖ . Гибридизационный анализ показал, что клоны клеток MCF-7, гиперэкспрессирующие bcl-2 и обладающие повышенным метастатическим потенциалом и устойчивостью к адриамицину, имеют более высокий уровень экспрессии мРНК наиболее ангиогенных изоформ VEGF - VEGF-121 и VEGF-165, - чем исходный клон MCF-7. В опытах in vivo bcl-2-трансфецированные клетки образовывали опухоли с большей степенью васкуляризации и большей экспрессией VEGF, чем исходные клетки.

С другой стороны, показано , что VEGF, являющийся фактором выживаемости для эндотелиальных клеток, не только стимулирует их пролиферацию, но и подавляет апоптоз, индуцируя экспрессию bcl-2. Интересно, что VEGF оказывал аналогичное действие и на клетки РМЖ, т. е. являлся антиапоптическим фактором не только для эндотелиальных, но и для собственно опухолевых клеток.

В регуляции экспрессии VEGF в клетках РМЖ участвуют различные факторы роста и сигнальные системы. В нескольких исследованиях, в частности, продемонстрирована важная роль семейства рецепторных тирозинкиназ erbB и некоторых их лигандов. Так, L. Yen et al. , исследовав панель клеточных линий

РМЖ со стабильной гиперэкспрессией безлигандного «рецептора-диспетчера» erbB-2, показали, что херегу-лин-Р1, взаимодействующий с рецепторами erbB-3 и erbB-4, индуцирует секрецию VEGF в большинстве исследованных линий клеток РМЖ, но не в клетках нормальной молочной железы. Базальная секреция VEGF была увеличена в клетках с повышенным уровнем erbB-2, а в клетках T47D с функционально инактивированным erbB-2 была снижена не только базальная секреция VEGF, но и ее индукция под действием хере-гулина. В дальнейшем было показано , что действие херегулина на синтез VEGF включает один из классических сигнальных путей с участием фосфати-дилинозитол 3-киназы и протеинкиназы В (Akt) с последующей индукцией транскрипционного фактора HIF-1, который и стимулирует экспрессию гена VEGF.

Регуляторами экспрессии VEGF в клетках рака молочной железы являются, по-видимому, и некоторые факторы роста семейства ТФР-р. Концентрации ТФР-P1 и VEGF в опухолях и сыворотке крови больных РМЖ положительно коррелировали между собой, а в опытах in vitro ТФР-Р[ индуцировал продукцию VEGF культивируемыми клетками MDA-MB-231 . В другом исследовании показано, что одновременная высокая экспрессия ТФР-р2 и его рецепторов характерна для опухолей с высокой плотностью микрососудов.

До настоящего времени спорным остается вопрос о гормональной регуляции синтеза VEGF в клетках РМЖ половыми стероидами, в особенности, эстрогенами. Хотя индукция эстрогенами VEGF-опосредованного ангиогенеза в эндометрии практически не вызывает сомнений , существование аналогичного механизма при раке молочной железы четко не доказано. J. Rujhola et al. на культуре клеток MCF-7 показали, что 17P- эстрадиол (Э2) вызывает двухфазное увеличение синтеза мРНК VEGF, сопровождающееся накоплением соответствующего белка в культуральной среде. Этот эффект блокировался чистым антиэстрогеном ICI 182.780, что предполагает участие в его реализации РЭ. В то же время такие классические антиэстрогены, как тамоксифен и торемифен, обладающие частичным эстрогенным эффектом, не только не тормозили VEGF-индуцирующий эффект Э2, но и сами по себе индуцировали синтез VEGF. Участие РЭ в регуляции синтеза VEGF в клетках РМЖ подтверждается и молекулярно-биологическими исследованиями S. Hyder et al. , продемонстрировавших, что в составе гена VEGF находятся две последовательности, гомологичные классическим эстроген-чувствительным элементам и специфически связывающие обе формы РЭ - РЭ-а и РЭ-р.

Тем не менее, характер действия эстрогенов и антиэстрогенов на синтез VEGF, по-видимому, зависит от типа клеток РМЖ. Так, J. Kurebayashi et al. описали клеточную линию РМЖ человека KPL-1, рост которой стимулировался ICI 182.780 и подавлялся Э2 в условиях in vivo. При этом Э2-пропионат подавлял ангиогенез и стимулировал апоптоз в опухолях, образованных клетками KPL-1. В условиях in vitro Э2 не влиял ни на синтез VEGF, ни на скорость пролиферации клеток. Интересно, что экспрессия VEGF в клетках KPL-1 индуцировалась ацетатом медроксипрогестерона.

Индуцирующий эффект прогестинов на синтез VEGF клетками РМЖ был отмечен также S. Hyder et al. . Исследуя линию клеток T47-D, они обнаружи-

ли, что прогестерон дозозависимым образом увеличивал уровень VEGF в культуральной среде в З-4 раза с максимальным эффектом при концентрации 10 нМ. При этом другие стероидные гормоны (эстрогены, андрогены и глюкокортикоиды) не влияли на продукцию VEGF, а эффект прогестинов не проявлялся на других клеточных линиях РМЖ - гормонозависимых MCF-7, ZR-75 и гормононезависимой MDA-MB^L Эффект прогестерона на клетки T47-D блокировался антипро-гестином RU-486, что предполагает участие классического рецепторного механизма. Интересно, что, по данным K. Heer et al. , уровень VEGF в сыворотке крови женщин достоверно снижен в лютеиновую фазу менструального цикла и находится в обратной зависимости от уровня прогестерона в сыворотке крови. Сыворотка крови, полученная в этот период, в меньшей степени стимулировала продукцию VEGF клетками MCF-7, чем сыворотка, полученная в первую фазу менструального цикла.

Интересные закономерности, касающиеся гормональной регуляции ангиогенеза в молочной железе, были продемонстрированы R. Greb et al. . Исследовав методом ПЦР-анализа экспрессию основных изоформ VEGF-А в опухолях и окружающих неизмененных тканях молочной железы 19 больных РМЖ, они обнаружили, что уровни экспрессии VEGF в неизмененной железе достоверно выше у больных в премено-паузе, чем у больных в постменопаузе, и достоверно снижаются с увеличением возраста больных. В то же время экспрессия VEGF в опухолевой ткани не зависела от возраста и менопаузного статуса больных. Авторы полагают, что в нормальной молочной железе ангиогенез находится под гормональным контролем, а при злокачественной трансформации этот контроль утрачивается.

Помимо наиболее известного и распространенного ангиогенного фактора VEGF-А, описанного выше, существует еще несколько членов семейства VEGF -VEGF-В, С и D. Наиболее четко определена к настоящему времени функция VEGF-С: считается, что он стимулирует лимфоангиогенез, взаимодействуя с рецепторами VEGF З типа (flt-4), расположенными на клетках эндотелия лимфатических сосудов. В экспериментальных исследованиях на бестимусных мышах с использованием нового маркера лимфатического эндотелия LYVE-1 показано, что гиперэкспрессия VEGF-С в клетках РМЖ существенно усиливает внутриопухо-левый лимфоангиогенез и стимулирует образование метастазов в регионарных лимфатических узлах и легких . Ранее J. Kurebayashi et al. методом ПЦР-анализа продемонстрировали, что в отличие от VEGF-А и В, присутствующих в ткани РМЖ независимо от его стадии, VEGF-С выявляется только в опухолях, метастазировавших в лимфатические узлы, а VEGF-D обнаружен только в воспалительном РМЖ. С другой стороны, по данным R. Valtola et al. , экспрессия рецептора VEGF-С действительно повышена в инвазивных и внутрипротоковых карциномах молочной железы по сравнению с нормальной молочной железой и фиброаденомами, но при этом повышенная экспрессия рецепторов VEGF З типа наблюдалась на клетках эндотелия кровеносных, а не лимфатических сосудов. В связи с этим авторы полагают, что VEGF-С, так же как и VEGF-А, является ангиогенным фактором преимущественно для кровеносных сосудов, хотя и не исключают его участия в регуляции лимфоангиогенеза.

В целом, роли лимфоангиогенеза и регулирующих его лиганд-рецепторных систем в процессах метастазиро-вания солидных опухолей и, в частности, РМЖ уделяется в последнее время все большее внимание .

Таким образом, VEGF играет при раке молочной железы важную и многообразную роль, стимулируя рост и распространение опухоли посредством комплексных паракринных и аутокринных воздействий как непосредственно на эндотелий кровеносных сосудов, так и на клетки опухолей и опухолевой стромы, инфильтрирующие опухоль макрофаги и клетки лимфатических сосудов. Все это позволяет рассматривать VEGF как весьма перспективный биологический маркер для прогноза РМЖ и одну из главных мишеней антиангиогенной противоопухолевой терапии.

Клиническое значение определения VEGF при раке молочной железы. Выше мы уже цитировали ряд работ, в которых на клиническом материале различными методами (иммуногистохимическими, иммунофер-ментными, гибридизационными) была продемонстрирована повышенная экспрессия VEGF в ткани рака молочной железы и ее взаимосвязь с традиционными показателями, характеризующими активность неоан-гиогенеза в опухолевой ткани. Всего, по результатам анализа базы данных Medline, исследование клинического значения тканевого уровня VEGF при РМЖ проводилось 14 группами исследователей. Следует еще раз отметить, что практически все исследователи, проводившие подобные сравнения, независимо от использовавшихся методов, отмечают увеличение экспрессии VEGF в ткани РМЖ по сравнению с окружающей гистологически неизмененной тканью молочной железы , а также с доброкачественными опухолями . Нет противоречий и в вопросе о прямой корреляции уровня экспрессии VEGF с активностью неоангиогенеза в опухолевой ткани.

Впервые неблагоприятное прогностическое значение высокой экспрессии VEGF при РМЖ было отмечено M. Toi et al. . Проанализировав ретроспективно результаты наблюдения за З28 больными, в опухолях которых иммуногистохимическим методом была оценена экспрессия VEGF, они показали, что при однофакторном анализе прогноз безрецидивной выживаемости у больных с VEGF-положительными опухолями достоверно хуже, чем у больных с VEGF-отрицательными опухолями. Значение VEGF для прогноза безре-цидивной выживаемости было продемонстрировано также M. Relf et al. , определявшими экспрессию соответствующей РНК в тканях опухолей 64 больных РМЖ. В то же время, по данным A. Obermair et al. , уровень VEGF, измеренный иммуноферментным методом, не оказывал существенного влияния на прогноз безрецидивной выживаемости обследованных ими 89 больных РМЖ.

Наиболее интересными следует признать исследования, в которых прогностическое значение VEGF оценивалось в различных клинических группах больных РМЖ с учетом проводимого лечения. Результаты такого детального анализа опубликованы двумя группами G. Gasparini et al. и B. Linderholm et al. . В работе 1997 г. G. Gasparini et al. представили результаты количественного иммунофермент-ного определения концентрации VEGF в цитозолях опухолей 260 больных РМЖ без метастазов в лимфатические узлы. Больные были прослежены в среднем в течение 66 месяцев. При этом VEGF в широком диапа-

зоне концентраций (от 5 до 6523 пг/мг белка) был обнаружен в 95 % опухолей. Его уровень не коррелировал с известными прогностическими факторами: возрастом и менопаузным статусом больных, гистологическим типом, размером и рецепторным статусом опухоли, однако оказался статистически достоверным фактором прогноза безрецидивной и общей выживаемости по результатам как однофакторного, так и многофакторного анализа. Таким образом, цитозольный уровень VEGF является показателем прогноза у больных ранними стадиями РМЖ, позволяющим формировать группу повышенного риска рецидивирования и метастазирования.

В последующей публикации этой группы авторов была проведена сравнительная оценка прогностического значения VEGF и другого ангиогенного фактора тимидинфосфорилазы (ТФ - тромбоцитарный фактор роста эндотелиальных клеток) у больных РМЖ с метастазами в лимфатические узлы, получавших химиотерапию по схеме СМР (137 больных) или гормонотерапию тамоксифеном (164 больных). Цитозольные концентрации VEGF были близкими в обеих группах. В группе больных, получавших тамоксифен, уровень VEGF положительно коррелировал с возрастом больных и находился в обратной зависимости от уровня рецепторов стероидных гормонов. В этой группе уровень VEGF, наряду с количеством пораженных лимфатических узлов и концентрациями РЭ и РП, оказался значимым независимым прогностическим фактором по результатам однофакторного и многофакторного анализа. Наилучших результатов от лечения тамоксифе-ном следует ожидать у больных с низким уровнем VEGF в опухоли и вовлечением в опухолевый процесс менее трех лимфатических узлов. Низкий уровень VEGF оказался независимым фактором благоприятного прогноза и в группе больных, получавших химиотерапию. В этой группе значимым прогностическим фактором является также ТФ, при этом прогноз благоприятен при высоком уровне этого белка.

В одном из последних исследований О. Оа8рагіпі й а1. в многофакторную модель прогноза у больных ранними стадиями РМЖ были включены также природные ингибиторы ангиогенеза - тромбоспондины 1 и 2, однако их вклад в предсказание безрецидивной и общей выживаемости не был статистически значимым.

Таким образом, по данным этой исследовательской группы, обобщенным в нескольких обзорных статьях , VEGF является наиболее перспективным в прогностическом плане показателем активности ангиогенеза при РМЖ. Его высокий уровень свидетельствует

о неблагоприятном прогнозе как при раннем, так и при распространенном РМЖ. Среди других регуляторов ангиогенеза определенный вклад в прогноз вносит только ТФ, причем его значение проявляется лишь при химиотерапии распространенного РМЖ.

Прогностическое значение VEGF при нераспространенном РМЖ исследовано и подтверждено также В. ЬішіегЬоїт й а1. . Они определили иммунофер-ментным методом содержание VEGF в цитозолях опухолей 525 больных без метастазов в лимфатических узлах (Т1.2К0М0), 500 из которых не получали никакого послеоперационного лечения. Медиана прослеженно-сти составила 46 месяцев. В отличие от ранее цитированных исследователей, они выявили прямую корреляцию между уровнем VEGF и размером опухоли, а также степенью ее злокачественности и обратную корре-

ляцию уровней VEGF и РЭ. Выживаемость больных с цитозольной концентрацией VEGF ниже медианного уровня (2,4 пг/мкг ДНК) была достоверно выше, чем у больных с более низким уровнем VEGF. При многофакторном анализе уровень VEGF оказался наиболее значимым независимым прогностическим фактором, превосходящим другие известные показатели. Достоверное снижение выживаемости при высоком уровне VEGF в опухоли обнаружено и в прогностически благоприятной группе РЭ-положительных больных.

По данным этих же авторов , высокий уровень VEGF имеет неблагоприятное прогностическое значение и при проведении больным ранними стадиями РМЖ локорегинальной лучевой терапии. Было обследовано З02 больных с медианой прослеженности 56 месяцев. VEGF оказался единственным независимым фактором прогноза общей выживаемости (относительный риск З,6) во всей группе, а также безрецидивной выживаемости - в наиболее прогностически благоприятных группах больных с маленькими опухолями (T1) и с РЭ-положительными опухолями. Авторы полагают, что высокий внутриопухолевый уровень VEGF может соответствовать радиорезистентному фенотипу и указывать на необходимость дополнительного системного лечения.

B. Linderholm et al. обследовали также группу из З62 больных РМЖ с метастазами в лимфатические узлы, 250 из которых получали адъювантную гормонотерапию и 112 - адъювантную химиотерапию. При однофакторном анализе VEGF оказался достоверным фактором прогноза безрецидивной и общей выживаемости во всей популяции больных, а также в группе, получавшей эндокринную терапию. В группе больных, получавших химиотерапию, уровень VEGF оказывал влияние только на общую выживаемость. При многофакторном анализе VEGF сохранял свое значение только для общей выживаемости.

Таким образом, эта группа исследователей также продемонстрировала прогностическую значимость VEGF для различных клинических групп больных РМЖ, что было обобщено в публикации 2000 г., включавшей данные о 8ЗЗ больных различными стадиями РМЖ . В этой работе была продемонстрирована также прогностическая значимость одновременного исследования VEGF и мутантного р5З. Относительный риск смерти возрастал в 2,7 раза в группе с высоким содержанием VEGF и положительным р5З и только в

1,7 в группах с одним из этих неблагоприятных факторов.

В кооперированном исследовании , включавшем суммарно 495 больных из двух различных клиник, на основании данных однофакторного и многофакторного анализа, включавшего наряду с традиционными показателями также ангиогенин, оФРФ и активаторы плазминогена, было показано, что VEGF является наиболее важным прогностическим параметром для больных РМЖ без метастазов в лимфатические узлы. А недавно еще одна группа исследователей ( подтвердила, что внутриопухолевый уровень VEGF вносит дополнительный вклад в т. н. Ноттингемский прогностический индекс, используемый для формирования групп повышенного риска среди больных ранними стадиями РМЖ.

Особое место занимает исследование J. Foekens et al. [б1], которые определяли иммуноферментным методом концентрацию VEGF в сохраненных экстрак-

тах 845 больных распространенным РМЖ с развившимся рецидивом заболевания. 618 из этих больных получали адъювантную послеоперационную гормонотерапию тамоксифеном, и 227 больных - послеоперационную химиотерапию. Оказалось, что цитозольная концентрация VEGF в опухолях больных, у которых рецидив возник в течение первого года наблюдения, достоверно выше, чем у больных с более длительным безрецидивным периодом. Отмечено также, что уровень VEGF в первичной опухоли выше у больных с первичным метастазированием во внутренние органы, чем у больных с метастазированием в кости и мягкие ткани. Высокий уровень VEGF, по данным одно- и многофакторного анализа, оказался независимым показателем низкой чувствительности как к тамоксифену, так и к химиотерапии.

В целом, в 1З из 14 работ, опубликованных 8 независимыми группами исследователей, продемонстрировано, что высокий уровень VEGF является независимым фактором неблагоприятного прогноза РМЖ на ранних стадиях и/или его низкой чувствительности к традиционным видам гормоно- или химиотерапии при распространенном процессе. В связи с этим предлагалось рассмотреть возможность включения в схемы адъювантной терапии больных с высокой внутриопу-холевой концентрацией VEGF различных антиангио-генных препаратов. Следует отметить, что единые методические подходы и критерии, определяющие больных с высоким уровнем VEGF, пока не разработаны, и для их создания потребуются дальнейшие кооперированные исследования.

Параллельно с исследованием клинического значения тканевого уровня VEGF при РМЖ изучается и вопрос о том, отражается ли повышенная экспрессия VEGF в опухоли на уровне этого белка в сыворотке/плазме крови и является ли концентрация циркулирующего VEGF адекватной характеристикой его содержания и активности ангиогенеза в опухоли. В 19961997 гг. были опубликованы первые работы, в которых было продемонстрировано повышение уровня VEGF в крови онкологических больных. Так, Y. Yamamoto et al. [б2], обследовав большую группу больных и доноров, в т. ч. 1З7 больных РМЖ, установили, что уровень VEGF в сыворотке крови 8,8 % больных РМЖ превышает установленный ими пороговый уровень 180 пг/мл. Сывороточный уровень VEGF при этом коррелировал с распространенностью процесса и с уровнем экспрессии VEGF в опухолевой ткани, а основной изоформой VEGF в сыворотке был VEGF-^5.

L. Dirix et al. [б3] обследовали группу из 1З2 больных метастатическим раком с различным первичным диагнозом. Повышенным они считали уровень VEGF, превышающий 95 % доверительный интервал контрольной группы и составляющий 500 пг/мл. VEGF был повышен у 57 % больных с нелеченным метастатическим раком, независимо от его локализации. На фоне лечения уровень VEGF возрастал у 2/З больных с прогрессированием заболевания и менее чем у 10 % пациентов с положительной динамикой.

P. Salven et al. [б4] также показали, что при различных типах опухолей (в т. ч. при РМЖ) сывороточный уровень VEGF при диссеминированном раке (171711 пг/мл; медиана - 214 пг/мл) достоверно выше, чем у здоровых доноров (1-177 пг/мл; медиана - 17 пг/мл) и у больных с локализованным процессом (8-664 пг/мл; медиана - 158 пг/мл). У 74 % нелеченных больных

диссеминированным раком уровень VEGF в сыворотке крови превышал 200 пг/мл, а на фоне успешного лечения - снижался. Аналогичные закономерности отмечены и A. Kraft et al. [б5]: по их данным, повышенный уровень VEGF отмечается в сыворотке 0-2G % больных с локализованным опухолевым процессом и 11-б5 % больных с метастатическим процессом. Однако следует отметить, что в этом исследовании уровни VEGF у здоровых доноров (З0-1752 пг/мл; медиана - 294 пг/мл; верхний 95 % доверительный интервал - 88З пг/мл) были существенно выше, чем у других авторов. В этом исследовании так же, как и в работе B. Zebrowski et al. [бб], продемонстрировано существенное увеличение концентрации VEGF в асцитических жидкостях у онкологических больных по сравнению с асцитом неопухолевого происхождения.

В более поздней работе P. Salven et al. [б7] представлены результаты определения концентрации VEGF в сыворотке крови 105 больных доброкачественными и злокачественными опухолями молочной железы. Показано, что уровни VEGF в сыворотке крови больных метастатическим РМЖ (7-1З47 пг/мл; медиана - 186 пг/мл) достоверно повышены по сравнению с больными доброкачественными опухолями (2-З28 пг/мл; медиана -57 пг/мл). Уровни VEGF у больных местнораспространенным РМЖ (11-5З9 пг/мл; медиана - 104 пг/мл) также выше, чем у больных доброкачественными опухолями, однако различие статистически недостоверно. У больных метастатическим раком, получающих специфическое лечение, уровень VEGF был достоверно ниже, чем у больных, получающих только симптоматическое лечение. Интересно также, что при местнораспространенном процессе уровень VEGF в сыворотке крови больных инвазивным протоковым раком (медиана - 107 пг/мл) был достоверно выше, чем у больных инвазивным дольковым раком (медиана - 44 пг/мл), причем у последних он был даже ниже, чем при доброкачественных опухолях. Это наблюдение хорошо согласуется с данными A. Lee et al. [б8], показавшими, что в ткани протокового РМЖ содержание мРНК и белка VEGF достоверно выше, чем в ткани долькового рака. При этом протоковый и дольковый рак не различались по плотности микрососудов, и только в протоковом раке отмечалась прямая корреляция между уровнем мРНК и белка VEGF и показателями плотности сосудов. Можно предполагать, что VEGF является регулятором ангиогенеза преимущественно в протоковом РМЖ.

Интересны сравнительные исследования, в которых одновременно определяли содержание/экспрессию VEGF в опухолевой ткани и сыворотке крови. G. Calla-gy et al. [б9], определявшие тканевую экспрессию VEGF иммуногистохимическим методом, пришли к выводу, что именно этот показатель, но не сывороточная концентрация VEGF, коррелирует с плотностью микрососудов и стадией РМЖ и является поэтому более надежным прогностическим фактором, чем уровень VEGF в сыворотке крови. Они не обнаружили также взаимосвязи уровня VEGF в сыворотке и его экспрессии в опухоли.

Наиболее репрезентативное сравнительное исследование проведено J. Adams et al. . Они определяли содержание VEGF в сыворотке и плазме крови и экспрессию VEGF в опухоли (иммуногистохимически) 201 больной локализованным и распространенным РМЖ, доброкачественными опухолями молочной же-

лезы и здоровых женщин. При метастатическом РМЖ отмечено достоверное повышение уровня VEGF как в плазме, так и в сыворотке крови по сравнению с нормой. Содержание VEGF в плазме крови при метастатическом РМЖ было достоверно повышено также по сравнению с больными доброкачественными опухолями и локализованным РМЖ. При локализованном РМЖ наблюдалось только увеличение уровня VEGF в плазме крови по сравнению с контролем. Авторы полагают, что измерение VEGF в плазме крови в большей степени отражает его продукцию опухолью, т. к. сывороточный VEGF имеет преимущественно тромбоци-тарное происхождение. Парадоксально, но наиболее высокие уровни VEGF в сыворотке и плазме крови были обнаружены у больных РМЖ, находящихся в ремиссии на фоне лечения тамоксифеном. Уровень циркулирующего VEGF не коррелировал ни с одним из известных клинико-патологических факторов, включая микрососудистую плотность и тканевую экспрессию УБОР.

Таким образом, до настоящего времени не доказана возможность использования показателей содержания VEGF в крови (как в сыворотке, так и в плазме) в качестве адекватной замены тканевой экспрессии этого белка при оценке активности ангиогенеза в РМЖ и прогнозировании исхода заболевания и эффективности терапии.

УЕСЕ-зависимый ангиогенез как мишень противоопухолевой терапии при раке молочной железы. Учитывая важнейшую роль ангиогенеза в поддержании роста и распространения РМЖ и ключевую роль VEGF в этом процессе, многие авторы уже довольно давно пришли к выводу, что целенаправленное подавление экспрессии VEGF и/или его эффектов может стать перспективным подходом к разработке новых схем адъювантной терапии этого заболевания . Было предложено использовать в качестве антиангио-генных агентов вещества, относительно неспецифически блокирующие взаимодействие различных факторов роста с тирозинкиназными рецепторами, в частности, менее токсичные аналоги сурамина. Предполагалось также, что антиангиогенные агенты могут быть особенно эффективны при комбинировании их с препаратами, активируемыми в условиях гипоксии, т. к. подавление ангиогенеза будет создавать благоприятные для активации этих препаратов условия. Особо подчеркивался тот факт, что чисто антиангиогенная терапия, скорее всего, приведет не к регрессии опухоли, а к остановке ее дальнейшего роста. В связи с этим указывалось на необходимость разработки клинических и биохимических критериев оценки эффективности антиан-гиогенных препаратов.

В настоящее время только в США клинические испытания, преимущественно I фазы, проходят более 20 препаратов, тем или иным образом воздействующих на ангиогенез . Среди них такие достаточно специфичные препараты как моноклональные антитела в УЕОР (ОепеІееИ) и его рецепторах (ІМС-1С11), ингибиторы внутренней тирозинкиназы рецептора VEGF (например, 7Б6474), блокаторы передачи митогенного сигнала VEGF (8Ш668 и 8Ш416), природные (Ыеоуа8-М) и синтетические (Магіта8Іа1;, Ргіпіта8Іа1;, ВМБ-275291, СОЬ-3) ингибиторы матриксных протеиназ, природные (ангиостатин и эндостатин) и синтетические (ТЫР-470) ингибиторы пролиферации или индукторы апоптоза (СотЬге8Іа1т) эндотелиальных клеток и

еще целый ряд препаратов с различным или неясным механизмом действия.

І Роїктап подразделяет антиангиогенные препараты на прямые и непрямые ингибиторы ангиогенеза. К прямым ингибиторам он относит вещества, непосредственно влияющие на эндотелиальные клетки. Это уже упоминавшиеся ангиостатин, эндостатин, ТЫР-470, СотЬ^аПп, а также такие природные ингибиторы ангиогенеза, как тромбоспондины, фактор пигментного эпителия. Характерной особенностью подобных препаратов является то, что они, как правило, не вызывают резистентность у эндотелиальных клеток и могут поэтому использоваться в течение длительного времени. К непрямым ингибиторам относят препараты, влияющие на продукцию ангиогенных факторов опухолевыми клетками или блокирующие действие этих факторов на той или иной стадии. Это моноклональные антитела или антисмысловые нуклеотиды к VEGF и его рецепторам. Поскольку действие непрямых ингибиторов непосредственно связано с опухолевой клеткой и ее способностью продуцировать ангиогенные факторы, вероятность возникновения резистентности к этим препаратам примерно такая же, как и для традиционных противоопухолевых агентов.

Интерес к антиангиогенной противоопухолевой терапии в настоящее время настолько велик, что количество публикаций, посвященных предклиническим и клиническим исследованиям в этой области, измеряется сотнями, поэтому в данном обзоре мы остановимся только на работах, непосредственно относящихся к РМЖ.

Наиболее продвинувшимся в клиническом плане является препарат с неизвестным механизмом антиан-гиогенного действия - талидомид. В 1970-х гг. он использовался в качестве седативного средства и был запрещен из-за своего побочного тератогенного действия, которое и было обусловлено его антиангиогенны-ми свойствами. В настоящее время предпринимаются попытки использовать агтиангиогенный потенциал талидомида при лечении злокачественных опухолей, и он проходит уже II фазу клинических испытаний . Среди 66 пациентов, включенных в данное исследование и получавших ежевечерне 100 мг талидомида, было 12 больных РМЖ. Объективной реакции на препарат у больных РМЖ отмечено не было, хотя частичный ответ или стабилизация наблюдались у 6 из 18 больных раком почки, включенных в то же исследование.

В то же время ранее в экспериментах по индукции ангиогенеза в роговице кролика под действием УЕОР-продуцирующего клона клеток МСР-7 было показано, что аналог талидомида линомид в дозе 1 00 мг/кг массы тела эффективно ингибирует этот процесс.

М. А8апо е1 а1. , показали, что анти-VEGF моноклональное антитело МУ833 подавляет рост ксе-нотрансплантатов РМЖ человека у бестимусых мышей. При этом, однако, ингибирующий эффект МУ833 не коррелировал ни с количеством VEGF, секретируе-мого опухолью, ни с экспрессией рецептора VEGF. В других экспериментах при трансплантации в подкожную дорсальную камеру бестимусных мышей сфероидов, сформированных клетками РМЖ линий МСР-7, 7Я-75 и БК-ВЯ-3, было показано, что моноклональное антитело к VEGF А.4.6.1 в ежедневной дозе 200 мкг существенно подавляет ангиогенную активность этих клеточных линий и усиливает противоопухолевую активность доксорубицина на этих моделях.

Значительная противоопухолевая активность на ксенографтах РМЖ отмечена и у низкомолекулярного специфического ингибитора тирозинкиназы рецепторов vEGF (как 1, так и 2 типа) - 7Б4190 . Однократное пероральное введение этого препарата в дозах, не оказывающих прямого антипролиферативного действия на опухолевые клетки, существенно подавляло рост сформировавшихся опухолей размером около 0,5 см3. Антиангиогенной активностью по отношению к ксенографтам РМЖ обладает еще один тирозинки-назный ингибитор - достаточно известный и проходящий уже клинические испытания препарат 7Б1839 (Іге88а), представляющий собой селективный ингибитор тирозинкиназы рецептора ЭФР . Предполагается, что этот препарат не воздействует напрямую на рецепторы VEGF, а подавляет индукцию синтеза VEGF под действием лигандов рецептора ЭФР. Аналогичным опосредованным действием на ангиогенез обладает, по-видимому, и другой блокатор ЭФР-зависимого пути передачи митогенного сигнала герцептин - гуманизированное моноклональное антитело к ЕгЬВ2/пеи .

Эффективными ингибиторами ангиогенеза являются также препараты, нарушающие функции микротрубочек. Так, еще в 1997 г. К1аиЬег N. еі а1. показали, что обладающие подобными свойствами 2-метоксиэстра-диол и таксол ингибируют VEGF индуцированный ангиогенез на 54 и 37 %, соответственно . При этом 2-метоксиэстрадиол подавлял рост РМЖ человека, имплантированного бестимусным мышам на 60 %. Антиангиогенные свойства таксола были продемонстрированы также Б. Ьаи е1 а1. на мышах с хорошо васкуляризированной трансгенной опухолью молочной железы МеЫ. Эффект проявлялся при нецитотоксиче-ских дозах таксола (3-6 мг/кг/день) и был связан с подавлением секреции VEGF.

Это свойство таксола было предложено использовать для оценки эффективности лечения больных метастатическим РМЖ . В их исследование было включено 14 больных, получавших монотерапию таксолом в дозе 175 мг/м2 в/в в течение трех курсов продолжительностью 21 день каждый. У всех больных иммуно-ферментным методом определяли сывороточный уровень VEGF до начала лечения и после каждого из 21дневных курсов. У 3 больных был отмечен частичный ответ на лечение, у 6 - стабилизация и у 5 - прогрессирование заболевания. Уровень VEGF в сыворотке до начала лечения был существенно повышен у 8 из 14 больных. Средний уровень VEGF снизился после лечения у больных с частичным эффектом и стабилизацией и достоверно не изменился у больных с прогрессированием. Более того, процент нормализации уровня VEGF или его снижения более чем на 50 % был достоверно выше у больных с частичным эффектом (5/9), чем у больных с прогрессированием (0/5). Авторы полагают, что стабилизирующий эффект таксола у больных распространенным РМЖ может быть связан с подавлением секреции VEGF и, соответственно, с торможением ангиогенеза.

В опубликованных экспериментах на иммуно-дефицитных мышах продемонстрирована возможность использования генной терапии для подавления ангиогенеза и торможения роста РМЖ. Мышам со сформировавшимися опухолями Мса-4 дважды с интервалом в 7 дней вводили внутрь опухоли плазмиду, содержащую ген природного ингибитора ангиогенеза эндостатина. Через 14 дней после первого введения обнаружено

снижение веса опухолей у подопытных мышей на 51 % по сравнению с контрольной группой. При этом наблюдалось увеличение расстояния между опухолевыми клетками и ближайшими сосудами, уменьшение общей плотности сосудов и усиление апоптоза в опухолях, содержащих и экспрессирующих ген эндостатина.

Другим генноинженерным подходом к антиангио-генной терапии РМЖ является использование анти-смысловой кДНК к VEGF. S.A. Im et al. трансфе-цировали клетки РМЖ человека линии MDA231-MB аденовирусным вектором, содержащим такую кДНК к VEGF-165 (Ad5CMV-alphaVEGF). В системе in vitro эта трансфекция приводила к снижению секреция VEGF без существенного влияния на рост клеток. Инъекция Ad5CMV-alphaVEGF in vivo в опухоли, образованные клетками MDA231-MB у бестимусных мышей, приводила к подавлению их роста, снижению экспрессии белка VEGF в опухолевой ткани и уменьшению микрососудистой плотности по сравнению с группой, которой вводили вектор, не содержащий анти-VEGF кДНК.

Таким образом, экспериментально доказана возможность использования различных видов прямой и непрямой антиангиогенной терапии в лечении больных РМЖ. К сожалению, ни один из этих методов еще не подтвердил своей эффективности в клинике. Более того, большинство авторов склоняются к тому, что антиангиогенная терапия (в особенности, прямая), являющаяся при больших опухолях преимущественно цитостатической, а не цитотоксической, должна использоваться не как самостоятельный метод лечения, а как важное дополнение к стандартным схемам терапии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Pintucci G., Bikfalvi A., Klein S., Rifkin D.B. Angiogenesis and the fibrinolytic system // Semin. Thromb. Hemost. 1996. V. 22. № 6. P. 517-524.

2. Ferrara N. The role of vascular endothelial growth factor in pathological angiogenesis // Breast Cancer Res. Treat. 1995. V. 36. № 2. P. 127137.

3. Vandenbunder B., Wernert N., Queva C., Desbiens X., Stehelin D. Does the transcription factor c-ets1 take part in the regulation of angiogenesis and tumor invasion? // Folia Biol. (Praha). 1994. V. 40. № 5. P. 301-313.

4. Sato Y. Transcription factor ETS-1 as a molecular target for angioge-nesis inhibition // Hum. Cell. 1998. V. 11. № 4. P. 207-214.

5. Iwasaka C., Tanaka K., Abe M., Sato Y. Ets-1 regulates angiogenesis by inducing the expression of urokinase-type plasminogen activator and matrix metalloproteinase-1 and the migration of vascular endothelial cells // J. Cell Physiol. 1996. V. 169. № 3. P. 522-531.

6. Mignatti P., Rifkin D.B. Plasminogen activators and matrix metallopro-teinases in angiogenesis // Enzyme Protein. 1996. V. 49. P. 117-137.

7. Toi M., Hoshina S., Takayanagi T., Tominaga T. Association of vascular endothelial growth factor expression with tumor angiogenesis and with early relapse in primary breast cancer // Jpn. J. Cancer Res. 1994. V. 85. № 10. P. 1045-1049.

8. Toi M., Inada K., Hoshina S., Suzuki H., Kondo S., Tominaga T. Vascular endothelial growth factor and platelet-derived endothelial cell growth factor are frequently coexpressed in highly vascularized human breast cancer // Clin. Cancer Res. 1995. V. 1. № 9. P. 961-964.

9. Toi M., Inada K., Suzuki H., Tominaga T. Tumor angiogenesis in breast cancer: its importance as a prognostic indicator and the association with vascular endothelial growth factor expression // Breast Cancer Res. Treat. 1995. V. 36. № 2. P. 193-204.

10. Toi M., Kondo S., Suzuki H., Yamamoto Y., Inada K., Imazawa T., Taniguchi T., Tominaga T. Quantitative analysis of vascular endothelial growth factor in primary breast cancer // Cancer. 1996. V. 77. № 6. P. 1101-1106.

11. Toi M., Yamamoto Y., Taniguchi T., Saji S., Hayashi K., Tominaga T. Regulation of endothelial growth factor expressions in breast cancer // Gan To Kagaku Ryoho. 1996. V. 23. Suppl. 1. P. 75-79.

12. Yoshiji H., Gomez D.E., Shibuya M., Thorgeirsson U.P. Expression of vascular endothelial growth factor, its receptor, and other angiogenic

factors in human breast cancer // Cancer Res. 1996. V. 56. № 9. P. 2013-2016.

13. Anan K., Morisaki T., Katano M., Ikubo A., Kitsuki H., Uchiyama A., Kuroki S., Tanaka M., Torisu M. Vascular endothelial growth factor and platelet-derived growth factor are potential angiogenic and metastatic factors in human breast cancer // Surgery. 1996. V. 119. № 3.

14. Anan K., Morisaki T., Katano M., Ikubo A., Tsukahara Y., Kojima M., Uchiyama A., Kuroki S., Torisu M., Tanaka M. Assessment of c-erbB2 and vascular endothelial growth factor mRNA expression in fine-needle aspirates from early breast carcinomas: pre-operative determination of malignant potential // Eur. J. Surg. Oncol. 1998. V. 24. № 1. P. 28-33.

15. Guidi A.J., Schnitt S.J., Fischer L., Tognazzi K., Harris J.R., Dvorak H.F., Brown L.F. Vascular permeability factor (vascular endothelial growth factor) expression and angiogenesis in patients with ductal carcinoma in situ of the breast // Cancer. 1997. V. 80. № 10. P. 1945-1953.

16. Zhang H.T., Craft P., Scott P.A., Ziche M., Weich H.A., Harris A.L., Bicknell R. Enhancement of tumor growth and vascular density by transfection of vascular endothelial cell growth factor into MCF-7 human breast carcinoma cells // J. Natl. Cancer Inst. 1995. V. 87. № 3. P. 213-219.

17. Wang G., Dong Z., Xu G., Yang Z., Shou C., WangN., Liu T. The effect of antibody against vascular endothelial growth factor on tumor growth and metastasis // J. Cancer Res. Clin. Oncol. 1998. V. 124. № 11. P. 615-620.

18. Wang G., Yang Z., Shou C. // Chung Hua Chung Liu Tsa Chih. 1997. V. 19. № 6. P. 407-409.

19. Lichtenbeld H.C., Barendsz-Janson A.F., van Essen H., Struijker Boudier H., Grifioen A.W., Hillen H.F. Angiogenic potential of malignant and non-malignant human breast tissues in an in vivo angiogenesis model // Int. J. Cancer. 1998. V. 77. № 3. P. 455-459.

20. Brown L.F., Guidi A.J., Schnitt S.J., Van De Water L., Iruela-Arispe M.L., Yeo T.K., Tognazzi K., Dvorak H.F. Vascular stroma formation in carcinoma in situ, invasive carcinoma, and metastatic carcinoma of the breast // Clin. Cancer Res. 1999. V. 5. № 5. P. 1041-1056.

21. Kranz A., Mattfeldt T., Waltenberger J. Molecular mediators of tumor angiogenesis: enhanced expression and activation of vascular endothelial growth factor receptor KDR in primary breast cancer // Int. J. Cancer. 1999. V. 84. № 3. P. 293-298.

22. Xie B., Tam N.N., Tsao S.W., Wong Y.C. Co-expression of vascular endothelial growth factor (VEGF) and its receptors (flk-1 and flt-1) in hormone-induced mammary cancer in the Noble rat // Br. J. Cancer.

1999. V. 81. № 8. P. 1335-1343.

23. Speirs V., Atkin S.L. Production of VEGF and expression of the VEGF receptors Flt-1 and KDR in primary cultures of epithelial and stromal cells derived from breast tumours // Br. J. Cancer. 1999. V. 80. № 5-6. P. 898-903.

24. Leek R.D., Hunt N.C., Landers R.J., Lewis C.E., Royds J.A., Harris A.L. Macrophage infiltration is associated with VEGF and EGFR expression in breast cancer // J. Pathol. 2000. V. 190. № 4. P. 430-436.

25. Scott P.A., Gleadle J.M., Bicknell R., Harris A.L. Role of the hypoxia sensing system, acidity and reproductive hormones in the variability of vascular endothelial growth factor induction in human breast carcinoma cell lines // Int. J. Cancer. 1998. V. 75. № 5. P. 706-712.

26. Bos R., Zhong H., Hanrahan C.F., Mommers E.C., Semenza G.L., Pinedo H.M., Abeloff M.D., Simons J.W., van Diest P.J., van der Wall

E. Levels of hypoxia-inducible factor-1 alpha during breast carcinogenesis // J. Natl. Cancer Inst. 2001. V. 93. № 4. P. 309-314.

27. Biroccio A., Candiloro A., Mottolese M., Sapora O., Albini A., Zupi G., Del Bufalo D. Bcl-2 overexpression and hypoxia synergistically act to modulate vascular endothelial growth factor expression and in vivo an-giogenesis in a breast carcinoma line // FASEB J. 2000. V. 14. № 5. P. 652-660.

28. Pidgeon G.P., Barr M.P., Harmey J.H., Foley D.A., Bouchier Hayes D.J. Vascular endothelial growth factor (VEGF) upregulates BCL-2 and inhibits apoptosis in human and murine mammary adenocarcinoma cells // Br. J. Cancer. 2001. V. 85. № 2. P. 273-278.

29. Yen L., You X.L., Al Moustafa A.E., Batist G., Hynes N.E., Mader S., Meloche S., Alaoui-Jamali M.A. Heregulin selectively upregulates vascular endothelial growth factor secretion in cancer cells and stimulates angiogenesis // Oncogene. 2000. V. 19. № 31. P. 3460-3469.

30. Laughner E., Taghavi P., Chiles K., Mahon P.C., Semenza G.L. HER2 (neu) signaling increases the rate of hypoxia-inducible factor 1alpha (HIF-1alpha) synthesis: novel mechanism for HIF-1-mediated vascular endothelial growth factor expression // Mol. Cell Biol. 2001. V. 21. № 12. P. 3995-4004.

31. Blancher C., Moore J. W., Robertson N., Harris A.L. Effects of ras and von Hippel-Lindau (VHL) Gene Mutations on Hypoxia-inducible Factor (HIF)-1alpha, HIF-2alpha, and Vascular Endothelial Growth Factor Expression and Their Regulation by the Phosphatidylinositol 3"-

Kinase/Akt Signaling Pathway // Cancer Res. 2001. V. 61. № 19. P. 7349-7355.

32. Donovan D., Harmey J.H., Toomey D., Osborne D.H., Redmond H.P., Bouchier-Hayes D.J. TGF beta-1 regulation of VEGF production by breast cancer cells // Ann. Surg. Oncol. 1997. V. 4. № 8. P. 621-627.

33. de Jong J.S., van Diest P.J., van der Valk P., Baak J.P. Expression of growth factors, growth inhibiting factors, and their receptors in invasive breast cancer. I: An inventory in search of autocrine and paracrine loops // J. Pathol. 1998. V. 184. № 1. P. 44-52.

34. de Jong J.S., van Diest P.J., van der Valk, P., Baak, J.P. Expression of growth factors, growth-inhibiting factors, and their receptors in invasive breast cancer. II: Correlations with proliferation and angiogenesis // J. Pathol. 1998. V. 184. № 1. P. 53-57.

35. De Jong J.S., van Diest P.J., van der Valk P., Baak J.P. Expression of growth factors, growth factor receptors and apoptosis related proteins in invasive breast cancer: relation to apoptotic rate // Breast Cancer Res. Treat. 2001. V. 66. № 3. P. 201-208.

36. Hyder S.M., Stancel G.M. Regulation of VEGF in the reproductive tract by sex-steroid hormones // Histol. Histopathol. 2000. V. 15. № 1. P. 325-234.

37. Ruohola J.K., Valve E.M., Karkkainen M.J., Joukov V., Alitalo K., Harkonen P.L. Vascular endothelial growth factors are differentially regulated by steroid hormones and antiestrogens in breast cancer cells // Mol. Cell Endocrinol. 1999. V. 149. № 1-2. P. 29-40.

38. Hyder S.M., Nawaz Z., Chiappetta C., Stancel G.M. Identification of functional estrogen response elements in the gene coding for the potent angiogenic factor vascular endothelial growth factor // Cancer Res. 2000. V. 60. № 12. P. 3183-3190.

39. Kurebayashi J., Kunisue H., Yamamoto S., Kurosumi M., Otsuki T., Sonoo H. Paradoxical hormone responses of KPL-1 breast cancer cells in vivo: a significant role of angiogenesis in tumor growth // Oncology. 2000. V. 59. № 2. P. 158-165.

40. Hyder S.M., Murthy L., Stancel G.M. Progestin regulation of vascular endothelial growth factor in human breast cancer cells // Cancer Res.

1998. V. 58. № 3. P. 392-395.

41. Hyder S.M., Chiappetta C., Stancel G.M. Pharmacological and endogenous progestins induce vascular endothelial growth factor expression in human breast cancer cells // Int. J. Cancer. 2001. V. 92. № 4. P. 469473.

42. Heer K., Kumar H., Speirs V., Greenman J., Drew P.J., Fox J.N., Carleton P.J., Monson J.R., Kerin M.J. Vascular endothelial growth factor in premenopausal women--indicator of the best time for breast cancer surgery? // Br. J. Cancer. 1998. V. 78. № 9. P. 1203-1207.

43. Greb R.R., Maier I., Wallwiener D., Kiesel L. Vascular endothelial growth factor A (VEGF-A) mRNA expression levels decrease after menopause in normal breast tissue but not in breast cancer lesions // Br. J. Cancer. 1999. V. 81. № 2. P. 225-231.

44. Skobe M., Hawighorst T., Jackson D.G., Prevo R., Janes L., Velasco P., Riccardi L., Alitalo K., Claffey K., DetmarM. Induction of tumor lymphangiogenesis by VEGF-C promotes breast cancer metastasis // Nat. Med. 2001. V. 7. № 2. P. 192-198.

45. Kurebayashi J., Otsuki T., Kunisue H., Mikami Y., Tanaka K., Yamamoto S., Sonoo H. Expression of vascular endothelial growth factor (VEGF) family members in breast cancer // Jpn. J. Cancer Res. 1999. V. 90. № 9. P. 977-981.

46. Valtola R., Salven P., Heikkila P., Taipale J., Joensuu H., Rehn M., Pihlajaniemi T., Weich H., deWaal R., Alitalo K. VEGFR-3 and its ligand VEGF-C are associated with angiogenesis in breast cancer // Am. J. Pathol. 1999. V. 154. № 5. P. 1381-1390.

47. Ohhashi T. // Nippon Geka Gakkai Zasshi. 2001. V. 102. № 6. P. 435-439.

48. Obermair A., Kucera E., Mayerhofer K., Speiser P., Seifert M., Czer-wenka K., Kaider A., Leodolter S., Kainz C., Zeillinger R. Vascular endothelial growth factor (VEGF) in human breast cancer: correlation with disease-free survival // Int. J. Cancer. 1997. V. 74. № 4. P. 455458.

49. Relf M., LeJeune S., Scott P.A., Fox S., Smith K., Leek R., Moghad-dam A., Whitehouse R., Bicknell R., Harris A.L. Expression of the angiogenic factors vascular endothelial cell growth factor, acidic and basic fibroblast growth factor, tumor growth factor beta-1, platelet-derived endothelial cell growth factor, placenta growth factor, and plei-otrophin in human primary breast cancer and its relation to angiogene-sis // Cancer Res. 1997. V. 57. № 5. P. 963-969.

50. Gasparini G., Toi M., Gion M., Verderio P., Dittadi R., Hanatani M., Matsubara I., Vinante O., Bonoldi E., Boracchi P., Gatti C., Suzuki H., Tominaga T. Prognostic significance of vascular endothelial growth factor protein in node-negative breast carcinoma // J. Natl. Cancer Inst.

1997. V. 89. № 2. P. 139-147.

51. Gasparini G., Toi M., Miceli R., Vermeulen P.B., Dittadi R., Bigan-zoli E., Morabito A., Fanelli M., Gatti C., Suzuki H., Tominaga T., Di-rix L.Y., Gion M. Clinical relevance of vascular endothelial growth factor and thymidine phosphorylase in patients with node-positive breast

cancer treated with either adjuvant chemotherapy or hormone therapy // Cancer J. Sci. Am. 1999. V. 5. № 2. P. 101-111.

52. Gasparini G. Prognostic value of vascular endothelial growth factor in breast cancer // Oncologist. 2000. V. 5. Suppl. 1. P. 37-44.

53. Gasparini G. Clinical significance of determination of surrogate markers of angiogenesis in breast cancer // Crit. Rev. Oncol. Hematol. 2001. V. 37. № 2. P. 97-114.

54. Gasparini G., ToiM., Biganzoli E., Dittadi R., Fanelli M., Morabito A., Boracchi P., Gion M. Thrombospondin-1 and -2 in node-negative breast cancer: correlation with angiogenic factors, p53, cathepsin D, hormone receptors and prognosis // Oncology. 2001. V. 60. № 1. P. 72-

55. Linderholm B., Tavelin B., Grankvist K., Henriksson R. Does vascular endothelial growth factor (VEGF) predict local relapse and survival in radiotherapy-treated node-negative breast cancer? // Br. J. Cancer.

1999. V. 81. № 4. P. 727-732.

56. Linderholm B., Lindh B., Tavelin B., Grankvist K., Henriksson R. p53 and vascular-endothelial-growth-factor (VEGF) expression predicts outcome in 833 patients with primary breast carcinoma // Int. J. Cancer.

2000. V. 89. № 1. P. 51 -62.

57. Linderholm B., Grankvist K., Wilking N., Johansson M., Tavelin B., Henriksson R. Correlation of vascular endothelial growth factor content with recurrences, survival, and first relapse site in primary nodepositive breast carcinoma after adjuvant treatment // J. Clin. Oncol.

2000. V. 18. № 7. P. 1423-1431.

58. Locopo N., Fanelli M., Gasparini G. Clinical significance of angiogenic factors in breast cancer // Breast Cancer Res. Treat. 1998. V. 52. № 1-3. P. 159-173.

59. Eppenberger U., Kueng W., Schlaeppi J.M., Roesel J.L., Benz C., Mueller H., Matter A., Zuber M., Luescher K., Litschgi M., SchmittM., Foekens J.A., Eppenberger-Castori S. Markers of tumor angiogenesis and proteolysis independently define high- and low-risk subsets of node-negative breast cancer patients // J. Clin. Oncol. 1998. V. 16. № 9. P. 3129-3136.

60. Coradini D., Boracchi P., Daidone M.G., Pellizzaro C., Miodini P., Ammatuna M., Tomasic G., Biganzoli E. Contribution of vascular endothelial growth factor to the Nottingham prognostic index in nodenegative breast cancer // Br. J. Cancer. 2001. V. 85. № 6. P. 795-797.

61. Foekens J.A., Peters H.A., Grebenchtchikov N., LookM.P., Meijer van Gelder M.E., Geurts Moespot A., van der Kwast T.H., Sweep C.G., Klijn J.G. High tumor levels of vascular endothelial growth factor predict poor response to systemic therapy in advanced breast cancer // Cancer Res. 2001. V. 61. № 14. P. 5407-5414.

62. Yamamoto Y., Toi M., Kondo S., Matsumoto T., Suzuki H., Kitamu-raM., Tsuruta K., Taniguchi T., Okamoto A., Mori T., YoshidaM., Ike-da T., Tominaga T. Concentrations of vascular endothelial growth factor in the sera of normal controls and cancer patients // Clin. Cancer Res. 1996. V. 2. № 5. P. 821-826.

63. Dirix L.Y., Vermeulen P.B., Pawinski A., Prove A., Benoy I., De Pooter C., Martin M., Van Oosterom A.T. Elevated levels of the angiogenic cytokines basic fibroblast growth factor and vascular endothelial growth factor in sera of cancer patients // Br. J. Cancer. 1997. V. 76. № 2. P. 238-243.

64. Salven P., Manpaa H., Orpana A., Alitalo K., Joensuu H. Serum vascular endothelial growth factor is often elevated in disseminated cancer // Clin. Cancer Res. 1997. V. 3. № 5. P. 647-651.

65. Kraft A., Weindel K., Ochs A., Marth C., Zmija J., Schumacher P., Unger C., Marme D., Gastl G. Vascular endothelial growth factor in the sera and effusions of patients with malignant and nonmalignant disease // Cancer. 1999. V. 85. № 1. P. 178-187.

66. Zebrowski B.K., Yano S., Liu W., Shaheen R.M., Hicklin D.J., Putnam J.B. Jr., Ellis L.M. Vascular endothelial growth factor levels and induction of permeability in malignant pleural effusions // Clin. Cancer Res. 1999. V. 5. № 11. P. 3364-3368.

67. Salven P., Perhoniemi V., Tykka H., Maenpaa H., Joensuu H. Serum VEGF levels in women with a benign breast tumor or breast cancer // Breast Cancer Res. Treat. 1999. V. 53. № 2. P. 161-166.

68. Lee A.H., Dublin E.A., Bobrow L.G., Poulsom R. Invasive lobular and invasive ductal carcinoma of the breast show distinct patterns of vascular endothelial growth factor expression and angiogenesis // J. Pathol.

1998. V. 185. № 4. P. 394-401.

69. Callagy G., Dimitriadis E., Harmey J., Bouchier-Hayes D., Leader M., Kay E. Immunohistochemical measurement of tumor vascular endothelial growth factor in breast cancer. A more reliable predictor of tumor stage than microvessel density or serum vascular endothelial growth factor // Appl. Immunohistochem. Molecul. Morphol. 2000. V. 8. № 2. P. 104-109.

70. Adams J., Carder P.J., Downey S., Forbes M.A., MacLennan K., Allgar V., Kaufman S., Hallam S., Bicknell R., Walker J.J., Cairnduff

F., Selby P.J., Perren T.J., Lansdown M., Banks R.E. Vascular endothelial growth factor (VEGF) in breast cancer: comparison of plasma, serum, and tissue VEGF and microvessel density and effects of tamoxifen // Cancer Res. 2000. V. 60. № 11. P. 2898-2905.

71. Harris A.L. Anti-angiogenesis therapy and strategies for integrating it with adjuvant therapy // Recent Results Cancer Res. 1998. V. 152. P. 341-352.

72. Harris A.L., Zhang H., Moghaddam A., Fox S., Scott P., Pattison A., Gatter K., Stratford I., Bicknell R. Breast cancer angiogenesis--new approaches to therapy via antiangiogenesis, hypoxic activated drugs, and vascular targeting // Breast Cancer Res. Treat. 1996. V. 38. № 1. P. 97108.

73. Kerbel R.S., Viloria Petit A., Klement G., Rak J. "Accidental" anti-angiogenic drugs. anti-oncogene directed signal transduction inhibitors and conventional chemotherapeutic agents as examples // Eur. J. Cancer. 2000. V. 36. № 10. P. 1248-1257.

74. Folkman J. Angiogenesis // Harrison’s Textbook of Internal Medicine, 15-th ed. / ed. by E. Braunwald, A.S. Fauci, D.L. Kasper, S.L. Hauser, D.L. Longo, J.L. Jameson. N. Y.: McGraw-Hill, 2001. P. 517-530.

75. Eisen T., Boshoff C., Mak I., Sapunar F., Vaughan M.M., Pyle L., Johnston S.R., Ahern R., Smith I.E., Gore M.E. Continuous low dose Thalidomide: a phase II study in advanced melanoma, renal cell, ovarian and breast cancer // Br. J. Cancer. 2000. V. 82. № 4. P. 812-817.

76. Ziche M., Donnini S., Morbidelli L., Parenti A., Gasparini G., Ledda F. Linomide blocks angiogenesis by breast carcinoma vascular endothelial growth factor transfectants // Br. J. Cancer. 1998. V. 77. № 7. P. 11231129.

77. Asano M., Yukita A., Suzuki H. Wide spectrum of antitumor activity of a neutralizing monoclonal antibody to human vascular endothelial growth factor // Jpn. J. Cancer Res. 1999. V. 90. № 1. P. 93-100.

78. Borgstrom P., Gold D.P., Hillan K.J., Ferrara N. Importance of VEGF for breast cancer angiogenesis in vivo: implications from intravital microscopy of combination treatments with an anti-VEGF neutralizing monoclonal antibody and doxorubicin // Anticancer Res. 1999. V. 19. № 5B. P. 4203-4214.

79. Wedge S.R., Ogilvie D.J., DukesM., Kendrew J., Curwen J.O., Henne-quin L.F., Thomas A.P., Stokes E.S., Curry B., Richmond G.H., Wadsworth P.F. ZD4190: an orally active inhibitor of vascular endothelial growth factor signaling with broad-spectrum antitumor efficacy // Cancer Res. 2000. V. 60. № 4. P. 970-975.

80. Ciardiello F., Caputo R., Bianco R. Damiano V., Fontanini G., Cucca-to S., De Placido S., Bianco A.R., Tortora G. Inhibition of growth factor production and angiogenesis in human cancer cells by ZD1839 (Iressa), a selective epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor // Clin. Cancer Res. 2001. V. 7. № 5. P. 1459-1465.

81. Kerbel R.S. Acquired resistance to the antitumor effect of epidermal growth factor receptor-blocking antibodies in vivo: a role for altered tumor angiogenesis // Cancer Res. 2001. V. 61. № 13. P. 5090-5101.

82. KlauberN., Parangi S., Flynn E., Hamel E., D"Amato R.J. Inhibition of angiogenesis and breast cancer in mice by the microtubule inhibitors 2-methoxyestradiol and taxol // Cancer Res. 1997. V. 57. № 1. P. 81-86.

83. Lau D.H., Xue L., Young L.J., Burke P.A., Cheung A.T. Paclitaxel (Taxol): an inhibitor of angiogenesis in a highly vascularized transgenic breast cancer // Cancer Biother. Radiopharm. 1999. V. 14. № 1. P. 31-36.

84. Lissoni P., Fugamalli E., Malugani F., Ardizzoia A., Secondino S., Tancini G., Gardani G.S. Chemotherapy and angiogenesis in advanced cancer: vascular endothelial growth factor (VEGF) decline as predictor of disease control during taxol therapy in metastatic breast cancer // Int. J. Biol. Markers. 2000. V. 15. № 4. P. 308-311.

85. Ding I., Sun J.Z., Fenton B., Liu W.M., Kimsely P., Okunieff P., Min W. Intratumoral administration of endostatin plasmid inhibits vascular growth and perfusion in MCa-4 murine mammary carcinomas // Cancer Res. 2001. V. 61. № 2. P. 526-531.

86. Jm S.A., Kim J.S., Gomez Manzano C., Fueyo J., Liu T.J., Cho M.S., Seong CM., Lee S.N., Hong Y.K., Yung W.K. Inhibition of breast cancer growth in vivo by antiangiogenesis gene therapy with adenovirus-mediated antisense-VEGF // Br. J. Cancer. 2001. V. 84. № 9. P. 12521257.

nocTynma b pegaKunro 16 Hoa6pa 2013 r.

Gershtein E.S., Kushlinskiy D.N., Adamyan L.V., Ogneru-bov N.A. VASCULAR ENDOTHELIAL GROWTH FACTOR-CLINICALLY VALUABLE MARKER IN MALIGNANT NEOPLASMS

Results of authors’ investigations and the most representative literature data indicating that the key positive neoangiogene-sis regulator - vascular endothelial growth factor (VEGF) - is a

clinically significant prognostic factor in various oncologic diseases, and molecular target for several modern drugs with different mechanisms of action are demonstrated. Its role as a serological factor for diagnostics and monitoring needs further investigation.

Key words: VEGF; VEGF-R; angiogenesis; tumors; prognosis.

Герштейн Елена Сергеевна, Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина РАМН, г. Москва, Российская Федерация, доктор биологических наук, профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории клинической биохимии НИИ клинической онкологии, е-mail: [email protected]

Gerstein Elena Sergeyevna, N.N. Blokhin Russian Oncologic Scientific Center RAMS, Moscow, Russian Federation, Doctor of Biology, Professor, Leading Research Worker of Clinical Bio-chemistry of SRI of Clinical Oncology Laboratory, е-mail: [email protected]

Кушлинский Дмитрий Николаевич, Российский научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. В.И. Кулакова, г. Москва, Российская Федерация, врач-онкогинеколог, e-mail: [email protected]

Kushlinskiy Dmitriy Nikolayevich, Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology named after V.I. Kulakov, Moscow, Russian Federation, Gynaecological Oncologist, e-mail: [email protected]

Адамян Лейла Владимировна, Российский научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им.

В.И. Кулакова, г. Москва, Российская Федерация, доктор медицинских наук, профессор, академик РАМН, зам. директора, e-mail: [email protected]

Adamyan Leyla Vladimirovna, Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology named after V.I. Kulakov, Moscow, Russian Federation, Doctor of Medicine, Professor, Academician of RAMS, Vice Director, e-mail: [email protected]

Огнерубов Николай Алексеевич, Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина, г. Тамбов, Российская Федерация, доктор медицинских наук, профессор, зав. кафедрой онкологии, оперативной хирургии и топографической анатомии, e-mail: [email protected]

Ognerubov Nikolay Alekseyevich, Tambov State University named after G.R. Derzhavin, Tambov, Russian Federation, Doctor of Medicine, Professor, Head of Oncology, Operative Surgery and Topographical Anatomy Department, e-mail: [email protected]

Оглавление

1. Регуляция неоангиогенеза

2. Опухолевый ангиогенез

Васкулоэндотелиальный фактор роста

. Васкулоэндотелиальный фактор роста С

. Васкулоэндотелиальный фактор роста D

. Рецепторы VEGF

. Фактор роста фибробластов

. Эпидермальный фактор роста

. Tрансформирующий фактор роста α

. Tрансформирующий фактор роста β

. Tромбоцитарный фактор роста

. Плацентарный фактор роста

. Фактор роста гепатоцитов

. Ангиогенин

. Ангиопоэтины-1 и -2

. Пигментный фактор эпителиального происхождения

. Оксид азота

. Матриксные металлопротеиназы

. Эндостатин

. Фактор стволовых клеток

. Фактор, ингибирующий лейкозные клетки

. Нейротропный фактор головного мозга

Сокращения раздела

EGF - эпидермальный фактор роста

FGF - фактор роста фибробластов

HGF - фактор роста гепатоцитов

IGF - инсулиноподобные факторы роста

ММРS - матриксные металлопротеиназы

PDGF - тромбоцитарный фактор роста

PLGF - плацентарный фактор роста

TGF - трансформирующие факторы роста

TIMP - ингибиторы

ММР SCF - фактор стволовых клеток

VEGF - васкулоэндотелиальный фактор роста

Факторы роста - полипептиды с молекулярной массой 5-50 кДа, объединенные в группу трофических регуляторных субстанций. Подобно гормонам, эти факторы обладают широким спектром биологического действия на многие клетки - стимулируют или ингибируют митогенез, хемотаксис, дифференцировку. В отличие от гормонов, факторы роста, как правило, продуцируются неспециализированными клетками, находящимися во всех тканях, и обладают эндокринным, паракринным и аутокринным действием. Эндокринные факторы вырабатываются и транспортируются к удаленным клеткам-мишеням через кровоток. Достигая своей «цели», они взаимодействуют со специализированными высокоаффинными рецепторами клеток-мишеней. Паракринные факторы отличаются тем, что распространяются путем диффузии. Рецепторы клеток-мишеней обычно расположены вблизи клеток-продуцентов. Аутокринные факторы оказывают воздействие на клетки, являющиеся непосредственным источником этих факторов. Большинство полипептидных факторов роста действует по паракринному или аутокринному типу. Однако отдельные факторы, такие как инсулиноподобный фактор роста (IGF) способны оказывать эндокринное действие.

Регуляция неоангиогенеза

Нормальное функционирование тканей зависит от регулярной доставки кислорода кровеносными сосудами. На понимании того, как формируются кровеносные сосуды, сфокусирована большая часть исследовательских усилий в последнее десятилетие. Васкулогенез у эмбрионов - это процесс, в результате которого кровеносные сосуды образуются de novo из предшественников эндотелиальных клеток. Ангиогенез - это процесс образования новых кровеносных сосудов из уже существующей сосудистой системы. Он играет важную роль в развитии, нормальном росте ткани, заживлении ран, репродуктивном цикле у женщин (развитие плаценты и желтого тела, овуляция) и также играет основную роль в различных заболеваниях. Особый интерес сфокусирован на росте опухолей. Именно формирование новой системы кровоснабжения позволяет опухоли расти. Этот процесс, описанный как опухолевый ангиогенез, также является неотъемлемой частью при распространении опухолевых клеток и росте метастазов. Процесс неоангиогенеза является необходимым для длительной адаптации тканей в условиях повреждения. При этом происходит частичное поступление факторов роста в кровь, что имеет диагностическое значение.

Выделяют следующие стадии неоангиогенеза:

1. увеличение проницаемости эндотелия и разрушение базальной мембраны;

2. миграция эндотелиальных клеток;

3. пролиферация эндотелиальных клеток;

4. «созревание» эндотелиальных клеток и ремоделирование сосудов.

Главным механизмом регуляции процессов неоангиогенеза является высвобождение ангиогенных факторов, источниками которых могут быть эндотелиальные и тучные клетки, макрофаги и др. Под действием ангиогенных факторов происходит активация эндотелиоцитов (преимущественно в посткапиллярных венулах) и миграция их за пределы базальной мембраны с формированием ответвлений основных сосудов. Предполагается, что в механизме миграции эндотелиоцитов большое значение играет активация экспрессии эндотелиальных молекул адгезии, например, Е-селектина. В стабильном состоянии эндотелиоциты не пролиферируют и лишь изредка (1 раз в 7-10 лет) делятся. Под действием ангиогенных факторов роста и цитокинов происходит активация пролиферации эндотелиоцитов, которая завершается ремоделированием сосуда, после чего вновь сформированный сосуд приобретает стабильное состояние.

Рост новых сосудов детерминирован балансом между его стимуляторами и ингибиторами. При низком значении соотношения стимуляторов к ингибиторам образования сосудов неоангиогенез блокируется или малоинтенсивен, напротив, при высоких значениях соотношения происходит активный запуск неоангиогенеза.

Стимуляторы неоангиогенеза: васкулоэндотелиальный фактор роста (VEGF), фактор роста фибробластов (FGF), ангиогенин, эпидермальный фактор роста (EGF), тромбоцитарный фактор роста (PDGF), трансформирующие факторы роста α (TGF-α) и β (TGF-β), инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF-1), NO, интерлейкин-8 и неспецифические факторы, такие, как матриксные металлопротеиназы (ММРs).

Ингибиторы неоангиогенеза: эндостатин, растворимые рецепторы VEGF (sVEGFR), тромбоспондин, ангиостатин (фрагмент плазминогена), вазостатин, рестин, ингибиторы ММР (TIMP-1, TIMP-2).

Опухолевый ангиогенез

В отличие от обычной, нормальной сосудистой сети, которая быстро созревает и стабилизируется, кровеносные сосуды опухоли имеют структурные и функциональные аномалии. В них нет перицитов - клеток, функционально связанных с сосудистым эндотелием и крайне важных для стабилизации и созревания сосудистых структур. Кроме того, сосудис1. 2. 3. 4. тая сеть опухоли имеет хаотическую организацию, с извитостью и повышенной проницаемостью сосудов, а ее выживание и пролиферация зависят от ростовых факторов. Эти сосудистые аномалии, которые в большей степени обусловлены избыточной продукцией ростовых факторов, формируют условия, благоприятные для роста опухоли.

Для раковых клеток характерно увеличение уровня стимуляторов неоангиогенеза. В отсутствие кровоснабжения опухоли получают кислород и питательные вещества путем диффузии и обычно не вырастают более 1-2 мм в диаметре. Начало ангиогенеза ведет к формированию нового кровоснабжения и облегчает быстрый рост и метастазирование опухоли, ставшей благодаря этому активной. Хотя в опухолевом ангиогенезе участвуют много ростовых факторов, установлено, что VEGF является самым мощным и доминирующим из них. Нарушение кровоснабжения опухоли может подавить ее последующий рост. Предполагается, что блокирование опухолевого роста возможно путем подавления образования и активности ростовых факторов ангиогенеза или непосредственным воздействием на вновь образованные, незрелые кровеносные сосуды. Такой способ воздействия на опухоль не вызывает ее эррадикации, а всего лишь ограничивает ее рост, переводя заболевание в вяло текущий хронический процесс. Анти-VEGF терапия подавляет рост новых опухолевых сосудов и вызывает обратное развитие недавно сформировавшегося сосудистого русла.

Васкулоэндотелиальный фактор роста (VEGF, VEGF A)

VEGF - гетеродимерный гликопротеиновый ростовой фактор, продуцируемый различными типами клеток. Идентифицированы, по крайней мере, 5 вариантов VEGF-А: VEGF 121 , VEGF 165 , VEGF 183 , VEGF 189 , VEGF 206 . Другие варианты VEGF обозначаются как VEGF-В, -С, -D. VEGF 165 является преобладающей формой для большинства тканей. Саркома Капоши экспрессирует VEGF 121 и VEGF 165. VEGF 121 и VEGF 165 являются растворимыми формами, тогда как VEGF 189 и VEGF 206 находятся в связанной форме с гепарин-содержащими протеогликанами мембраны. В отличие от других митогенов эндотелиальных клеток, таких как bFGF (основная форма) и PDGF, VEGF синтезируется как предшественник, содержащий 226 аминокислот.

VEGF - потенциальный митоген для эпителиальных клеток сосудов. Он оказывает сильное влияние на проницаемость сосудов, является мощным ангиогенным белком в различных экспериментальных системах, принимает участие в процессах неоваскуляризации в патологических ситуациях. Наблюдается синергизм действия между VEGF и bFGF на индукцию ангиогенеза. Из способности VEGF воздействовать на проницаемость сосудов следует возможность вовлечения этого ростового фактора в изменение функций гематоэнцефалического барьера в субнормальных и патологических условиях. VEGF-A также является причиной вазодиляции через NO-синтетазный путь в эндотелиальных клетках и может активировать миграцию моноцитов.

VEGF-A может определяться в плазме и сыворотке пациентов, но его уровень в сыворотке значительно выше. Чрезвычайно высокие уровни можно обнаружить в содержимом кист, образующихся у пациентов с опухолями головного мозга или в асцитной жидкости. Тромбоциты высвобождают VEGFA при агрегации и могут быть другим основным источником его для опухолевых клеток. Различные исследования показали, что ассоциация высокого уровня VEGF-A в сыворотке с плохим прогнозом у пациентов со злокачественными опухолями может коррелировать с повышенным содержанием тромбоцитов. Опухоли могут секретировать цитокины и факторы роста, которые стимулируют продукцию мегакариоцитов в костном мозге и повышают содержание тромбоцитов. Это, в свою очередь, может приводить к другому, непрямому усилению доставки VEGF-A к опухоли. Более того, VEGF-A вовлечен во множество других патологических процессов, ассоциированных с усилением ангиогенеза или увеличением проницаемости сосудов. Примерами, где VEGF-A играет важную роль, могут служить псориаз и ревматоидный артрит, а также синдром гиперстимуляции яичников. Диабетическая ретинопатия также ассоциирована с высокими внутриглазными уровнями VEGF-A, а ингибирование функции VEGFA может привести к бесплодию из-за блокировки функции желтого тела. Важность VEGF-A для роста опухоли была наглядно продемонстрирована с помощью VEGF рецепторов для блокировки пролиферации in vivo, а также блокирующих антител к VEGF или к одному из VEGF рецепторов. Вследствие этого интерференция с функцией VEGF-A стала основным интересом для разработки лекарственных препаратов, направленных на блокаду ангиогенеза и метастазирования. В настоящий момент более 110 фармацевтических компаний во всем мире вовлечены в разработку таких антагонистов. Их подходы включают антагонисты VEGF-A или его рецепторов, селективные ингибиторы тирозинкиназ. Адресность передачи сигналов VEGF может иметь очень важное терапевтическое значение для многих заболеваний и служить основой для разработки будущих (анти)ангиогенных методов лечения.

Васкулоэндотелиальный фактор роста С (VEGF-C)

VEGF-C принадлежит семейству VEGF. Показано, что он обладает ангиогенными и лимфангиогенными свойствами. Семейство VEGF и их рецепторов участвует в развитии и росте эндотелия сосудов. Два белка этого семейства, VEGF-C и -D, оказывают регуляторное влияние на эндотелиальные клетки лимфатических сосудов через рецептор VEGFR3, действуя как митогены.

Экспрессия VEGF-C ассоциирована с онкогематологическими заболеваниями. Экспрессия VEGF-C совместно со рецепторами способствует выживаемости и пролиферации опухолевых клеток. Повышенная экспрессия VEGF-C показана при злокачественных опухолях ЖКТ, где она коррелирует с инвазией, метастазами в лимфоузлы и снижением выживаемости.

Васкулоэндотелиальный фактор роста D (VEGF-D)

VEGF-D (также известен как c-fos-индуцируемый фактор, или FIGF) очень близок к VEGF-С. Он обладает структурной гомологией и рецепторной специфичностью сходной с VEGF-С, поэтому считается, что VEGF-D и VEGF-С можно выделить в подсемейство VEGF. VEGF-D изначально синтезируется в виде белка-предшественника, содержащего уникальные Nи С-терминальные пропептиды в дополнение к центральному рецептор-связывающему VEGF гомологичному домену (VHD). Nи С-терминальные пропептиды не были обнаружены у других членов семейства VEGF. Эти пропептиды протеолитически расщепляются во время биосинтеза, что приводит к формированию зрелой, секретируемой формы, состоящей из моновалентных димеров VHD.

Подобно VEGF-С, VEGF-D связывается на поверхности клеток с тирозинкиназным VEGF рецептором 2 (VEGF R2/Flk-1/KDR) и VEGFR3. Эти рецепторы локализованы на васкулярных и лимфатических эндотелиальных клетках и отвечают за ангиои лимфогенез. Зрелая форма VEGFD связывается с этими рецепторами с большей аффинностью, чем изначальная проформа VEGF-D. Показана экспрессия гена VEGF-D у развивающихся эмбрионов, особенно в легочной мезенхиме. VEGF-D также локализован в опухолевых клетках. В тканях взрослых людей мРНК VEGF-D экспрессируется в сердце, легких, скелетной мускулатуре и тонком кишечнике.

Рецепторы VEGF (sVEGFR-1, sVEGFR-2)

Многие рецепторы цитокинов существуют в растворимой форме, возникающей после их протеолитического расщепления и отделения от клеточной поверхности. Эти растворимые рецепторы способны связывать и нейтрализовывать цитокины в циркуляции. Существуют три рецептора для VEGF-A: VEGFR-1 (Flt-1), -2 (KDR) и -3 (Flt-4). Все они содержат семь Ig-подобных повторов во внеклеточных доменах. VEGFR1-R3 в основном экспрессируются в пролиферирующем эндотелии выстилки сосудов и/ или проникающих солидных опухолях. VEGFR2, однако, более широко представлен по сравнению с VEGFR1 и экспрессируется во всех эндотелиальных клетках сосудис того происхождения. VEGFR2 также присутствует в эндотелиальных и периваскулярных клетках капилляров в тонкой пластине семенных канальцев, клетках Лейдига и клетках Сертоли. VEGFR2 связывает VEGF-A, -C и -D. В отличие от VEGFR1, который связывает как PlGF, так и VEGF, с высокой афинностью, VEGFR2 связывает с высокой аффинностью только VEGF, но не PlGF.

Эти рецепторы играют важную роль в ангиогенезе. sVEGFR-1 является ингибитором этого процесса. Связываясь с VEGF, он препятствует взаимодействию VEGF с клетками-мишенями. Функциональная инактивация VEGFR2 антителами может нарушить процесс ангиогенеза и предотвратить инвазию опухолевых клеток. В эндотелиальных клетках сосудов ангиогенез, индуцированный белком HIV-1 Tat, опосредован VEGFR2. Tat специфически связывает и активирует VEGFR2. Tat-индуцированный ангиогенез ингибируется агентами, способными блокировать VEGFR2.

Фактор роста фибробластов (FGF)

В настоящее время семейство FGF включает 19 различных белков. Первоначально были охарактеризованы две формы: кислая (aFGF) и основная (bFGF).

a и bFGF являются продуктами различных генов и имеют до 53% гомологии. Молекула aFGF представлена простой полипептидной цепью с м.м. 16,8 кДа. М.м. различных форм bFGF колеблется от 16,8 до 25 кДа. Функциональных различий между формами bFGF не найдено.

Биологическая активность FGF разнообразна. Они являются митогенами для различных клеток нейроэктодермального и мезенхимального происхождения, потенциальными митогенами и стимуляторами ангиогенеза, поддерживают и стимулируют дифференцировку клеток различных нейрональных типов in vivo и in vitro. Помимо a и bFGF, семейство включает онкобелки int-2 (FGF-3) и hst (FGF-4), FGF-5, фактор роста кератиноцитов и фактор роста эндотелия сосудов. FGF-3 и -4 тесно взаимосвязаны с bFGF, который сам, вероятно, может быть потенциальным онкогеном. Клинические данные подтверждают роль bFGF в опухолевом неоангиогенезе. Так, повышение уровня этого фактора коррелирует со степенью агрессивности процесса при многих солидных опухолях, лейкозах, лимфомах у детей и у взрослых и может служить прогностическим фактором агрессивности опухолевого процесса. bFGF необходим для развития и поддержания сосудистой системы в течении эмбриогенеза, он также является основным ангиогенным фактором при раннем восстановлении, сердечно-сосудистых заболеваниях.

Эпидермальный фактор роста (EGF)

EGF - глобулярный белок с м.м. 6,4 кДа, состоящий из 53 аминокислотных остатков, который действует как сильный митоген на различные клетки эндодермального, эктодермального и мезодермального происхождения. EGF найден в крови, цереброспинальной жидкости, молоке, слюне, желудочном и панкреатическом соках. Фактор роста в моче, известный как урогастрон, также идентичен EGF. Основным местом синтеза EGF являются слюнные железы. EGF контролирует и стимулирует пролиферацию эпидермальных и эпителиальных клеток, включая фибробласты, почечный эпителий, глиальные клетки, клетки гранулезы яичников и тиреоидные клетки in vitro. EGF также стимулирует пролиферацию эмбриональных клеток и увеличение высвобождения кальция из костной ткани. Он способствует резорбции кости и является сильным хемоаттрактантом для фибробластов и эпителиальных клеток. EGF сам и в комбинации с другими цитокинами является важнейшим фактором, опосредующим процессы заживления ран и ангиогенеза. Он также действует как ингибитор секреции кислоты желудочного сока. В некоторых биологических жидкостях, таких как слюна, моча, желудочный сок, семенная жидкость и молоко, присутствуют высокие уровни EGF.

EGF играет важную роль в канцерогенезе. В определенных условиях он может вызывать малигнизацию клеток. EGF индуцирует протоонкогены c-fos и c-myc. Биологические эффекты иммунореактивного EGF близки к таковым у TGF-α. Важно отметить, что оба фактора связываются с одними и теми же рецепторами. Однако эффективность действия EGF на 50% выше, чем TGF-α.

Tрансформирующий фактор роста α (TGF-α)

Основным источником TGF-α являются карциномы. Макрофаги и кератиноциты (возможно, другие эпителиальные клетки) также секретируют TGF-α. TGF-α стимулирует фибробласты, развитие эндотелия. Является ангиогенным фактором. Как и EGF, TGF-α участвует в регуляции пролиферации клеток, а также в регуляции роста опухолевых клеток.

Tрансформирующий фактор роста β (TGF-β)

Семейство TGF-β включает группу гомологичных гетеродимерных белков TGFβ-1, -2, -3 и -4. Основной изоформой, секретируемой клетками иммунной системы, является TGF-β1. Все TGF-β состоят из 112 аминокислотных остатков. Структура TGF-β2 имеет 50% гомологию с TGF-β1 на протяжении первых 20 аминокислотных остатков и 85% - для фрагмента 21-36. Различий в функциональной активности между TGF-β1 и -β2 не обнаружено. TGF-β продуцируется многими типами клеток и тканей: активированными Т-лимфоцитами и макрофагами, тромбоцитами, почками, плацентой.

Фактор продуцируется в неактивной форме, содержащей наряду с основным димером фрагменты дополнительных цепей молекулы-предшественницы. Активация происходит в форме отщепления этих фрагментов с помощью протеиназ (плазмина, катепсина и др.). Мишенями TGF-β служат также разнообразные клетки, поскольку экспрессия его высокоаффинного рецептора широко распространена. При действии TGFβ на иммунную систему преобладают ингибирующие эффекты. Фактор подавляет гемопоэз, синтез воспалительных цитокинов, ответ лимфоцитов на IL-2, -4 и -7, формирование цитотоксических NKи Т-клеток. В то же время он усиливает синтез белков межклеточного матрикса, способствует заживлению ран, оказывает анаболическое действие.

В отношении полиморфоядерных лейкоцитов TGF-β выступает как антагонист воспалительных цитокинов. Выключение гена TGF-β приводит к развитию фатальной генерализованной воспалительной патологии, в основе которой лежит аутоиммунный процесс. Таким образом, он является элементом обратной регуляции иммунного ответа и, прежде всего, воспалительной реакции. В то же время TGF-β важен и для развития гуморального ответа: он переключает биосинтез иммуноглобулинов на IgA-изотип. Стимулирует ангиогенез. Уровень TGF-β в плазме крови положительно коррелирует с васкуляризацией опухоли.

Tромбоцитарный фактор роста (PDGF)

PDGF - один из потенциальных митогенных полипептидов, содержащихся в крови человека. Состоит из двух цепей: А и В, связанных в АА-, ВВ- и АВ-изоформы. Эти три изоформы отличаются как по функциональным свойствам, так и по способу секреции. Если АА- и АВ-формы быстро секретируются из клетки продуцента, то ВВ-форма остается в основном ассоциированной с продуцирующей клеткой. Только димерные формы PDGF могут связываться с рецепторами. Выделены два различных типа рецепторов. α-рецептор связывает или А- или B-полипептид, тогда как β-рецептор связывает только B-полипептид. Весь спектр биологических эффектов обусловлен этими тремя молекулами PDGF и двумя рецепторами, их различной экспрессией и сложными внутриклеточными механизмами регуляции их активности. Источником PDGF в сыворотке крови являются α-гранулы тромбоцитов, хотя макрофаги и клетки эндотелия также могут продуцировать этот фактор. На определенных стадиях клетки плаценты и клетки гладких мышц аорты новорожденного тоже служат источником PDGF.

Изоформа AA предпочтительно секретируется фибробластами, гладкомышечными клетками сосудов, остеобластами, астроцитами, клетками линий COLO (карциномы толстой кишки) и WLM (опухоли Вилма Wilm’s tumor). Синтез BB ассоциирован с макрофагами, клетками островков Лангерганса, не ангиогенным эпителием и SW (тироидная карцинома) клеточной линией. Среди клеток, продуцирующих обе цепи (A и B) известны нейроны, мезангиальные клетки почки, клеточные линии глиомы и мезотелиомы и тромбоциты. Начальные данные предполагали, что в тромбоцитах человека содержится примерно 70% PDGF-AB и 30% -BB. Однако в более поздних исследованиях было показано, что возможно содержание до 70% PDGF-AA, а полученные ранее данные являются артефактом. Тип секретируемого(ых) PDGF димера(ов) зависит от продуцируемой мРНК, а также на него могут влиять эффективность трансляции, секреция и внутриклеточная деградация.

Структурная идентичность В-цепи и протоонкогена с-sis свидетельствует о том, что PDGF может играть определенную роль в вирусиндуцированной злокачественной трансформации инфицированных клеток. PDGF участвует в регуляции процессов острого воспаления, заживления ран и образования рубца. PDGF, выделяющийся из альвеолярных макрофагов, участвует в развитии легочного фиброза. Установлено также, что с PDGF связано развитие атеросклероза, гломерулонефрита, миелофиброза и образование келоида. Как и EGF, PDGF индуцирует экспрессию протоонкогенов, таких как fos, myc и jun. PDGF также повсеместно присутствует в нейронах ЦНС, где, как предполагают, он играет важную роль в выживании и регенерации клеток, в опосредовании пролиферации и дифференцировки глиальных клеток

Плацентарный фактор роста (PlGF)

PlGF - гликопротеин c м.м. 46-50 кДа, относящийся к семейству VEGF (42% гомологии с VEGF). PlGF также гомологичен, хотя и более отдаленно, семейству факторов роста PDGF. Существуют две изоформы PlGF: -1 и -2, различающиеся наличием у PlGF-2 гепаринсвязывающегося домена. PlGF обеспечивает пролиферацию вневорсинчатого трофобласта. Как ясно из названия, PlGF был впервые идентифицирован при нормальных условиях в человеческой плаценте. Он экспрессируется и в других тканях, таких как капилляры и эндотелий пупочной вены, костный мозг, матка, NK-клетки и кератиноциты. PlGF также повышается при различных патологических состояниях, включая заживление ран и образование опухоли. По сравнению с VEGF, роль PlGF в образовании новых сосудов менее понятна. Он может увеличивать продолжительность жизни, рост и миграцию эндотелиальных клеток in vitro, и содействовать образованию сосудов на некоторых моделях in vivo . Активность PlGF может проявляться при прямом взаимодействии фактора с VEGFR1. Было сделано предположение, что VEGFR1 действует как резервуар для VEGF, и что PlGF, связываясь с рецептором, замещает VEGF, высвобождая его для активации VEGFR2. PlGF может синергично усиливать VEGF-индуцированный ангиогенез и проницаемость сосудов. Концентрация PlGF возрастает в 4 раза от конца первого к концу второго триместра физиологически протекающей беременности.

Фактор роста гепатоцитов (HGF)

HGF, также называемый рассеивающим фактором (SF), состоит из двух субьединиц, связанных дисульфидной связью: α (69 кДа) и β (34 кДа). HGF - мультифункциональный цитокин, действующий как митоген, что связано с его функцией в органогенезе и тканевой репарации. Он обладает способностью стимулировать формирование сосудов крови и клеточную пролиферацию, что предполагает его вовлеченность в злокачественный рост и метастазирование в легких, груди, поджелудочной железе, аденокарциномы, множественной миеломы и гепатоцеллюлярной карциномы. В опухолевых клетках рака груди HGF сильно индуцирует экспрессию bcl-x и, таким образом, ингибирует апоптоз. HGF постоянно продуцируется стромальными клетками костного мозга и стимулирует гемопоэз.

Ангиогенин (ANG)

ANG - это одноцепочечный негликозилированный полипептид с м.м. 14 кДа, который принадлежит семейству рибонуклеаз RISBASE (рибонуклеазы со специальными биологическими функциями). Молекулы этого семейства проявляют не только рибонуклеазную активность, но и оказывают специальные биологические воздействия. Последовательность ANG на 35% идентична с панкреатической рибонуклеазой. Показано, что на аминокислотном уровне ангиогенин человека на 75% идентичен ANG мыши и «работает» в мышиных системах. ANG экспрессируется эндотелиальными, гладкомышечными клетками, фибробластами, цилиндрическим эпителием кишечника, лимфоцитами, клетками первичной аденокарциномы, некоторыми линиями опухолевых клеток. Рецептор ангиогенина неизвестен. Предполагают, что актин, в качестве рецептора или связывающей молекулы, необходим для проявления действий ангиогенина.

Функционально, ANG чаще всего связан с процессом ангиогенеза. Считается, что первоначально он связывается с актином, а затем происходит диссоциация комплекса актин-ANG с последующей активацией тканевого активатора плазминогена. В результате образуется плазмин, способствующий деградации компонентов базальной мембраны, таких как ламинин и фибронектин. Деструкция базальной мембраны является необходимым предварительным условием для миграции эндотелиальных клеток в процессе неоваскуляризации. Хотя представляется, что ANG действует преимущественно вне сосудов или периваскулярно, циркулирующий ANG был выявлен в нормальной сыворотке в концентрациях порядка нг/мл. При патологических процессах повышенные уровни ANG выявлены у больных, страдающих раком поджелудочной железы и окклюзией артерии.

Ангиопоэтины-1 и -2 (Ang)

Ang-1 и -2 - гликопротеины, относящиеся к семейству факторов роста, регулируют развитие сосудистой ткани. Ang-1 состоит из 498 аминокислотных остатков, Ang-2 - из 467. АК последовательности Ang-1 и -2 на 60% идентичны. Оба Ang взаимодействуют с рецептором тирозинкиназы-2 (Tie-2), который предс тавлен преимущественно на эндотелиальных клетках. Однако существует, как минимум, три варианта альтернативного сплайсинга Ang-1, причем две альтернативные формы не способны активировать Tie-2. Таким образом, они выступают в качестве эндогенных супрессоров основной активной формы Ang-1. Кроме того, Ang-1 и -2 выступают как конкуренты по взаимодействию с рецептором Tie-2, поэтому Ang-2 в зависимости от типа клеток выступает либо супрессором, либо активатором Tie-2 рецептора.

Ang-1 и -2 активно экспрессируются у эмбриона, при быстром развитии сосудистой ткани. Делеция гена Ang-1 приводит к летальным последствиям у эмбриона из-за серьезных пороков в развитии сердца и сосудов. Хотя Ang-2 не играет столь значительную роль, как Ang-1, в формировании сосудистой системы эмбриона, но в его отсутствие тоже нарушается васкуляризация, что становится причиной ранней смерти. У взрослого организма Ang-1 синтезируется преимущественно эндотелиальными клетками, мегакариоцитами и тромбоцитами, а Ang-2 экспрессируется локально: яичниками, маткой, плацентой. Ang-1 регулирует развитие и ремоделирование кровеносных сосудов, повышает выживаемость эндотелиальных клеток. Выживаемос ть эндотелиальных клеток при взаимодействии Ang-1 с Tie-2 включает PI3K/AKT-механизм, а миграция клеток при том же взаимодействии (лиганд/рецептор) происходит при участии нескольких киназ (PI3K, PAK, FAK). Напротив, Ang-2, действуя в одиночку, инициирует гибель эндотелиальных клеток и регрессию сосуда, хотя синергично с VEGF он может способствовать формированию новых сосудов. Если Ang-1 действует синергично VEGF, его гиперпродукция приводит к повышенной васкуляризации тканей. Таким образом, Ang-1 и -2, как правило, выступают в качестве антагонистов, совместно регулирующих рос т сосудов.

Действие ангиопоэтинов не ограничено сосудистым эндотелием кровеносного русла - они могут принимать участие в формировании сосудов лимфоидной системы. Ang-1 обладает другими биологическими эффектами, например, усиливает адгезию и миграцию нейтрофилов и эозинофилов, регулирует проницаемость сосудистой стенки. Также Ang-1 может вызывать рост и выживаемость нервных клеток, регулирует организацию дендритных клеток. Повышенные уровни Ang-1 и -2 усиливают ангиогенез злокачественных образований. Высокие концентрации циркулирующего Ang-1 ассоциированы с гипертензией и онкологическими патологиями.

Пигментный фактор эпителиального происхождения (PEDF)

PEDF (м.м. 50 кДа, принадлежит семейству серпинов) впервые был идентифицирован как фактор, секретируемый клетками эпителия сетчатки и способствующий выживаемости нейронов in vitro и in vivo . С другой стороны, было показано, что PEDF обладает свойством индуцировать апоптоз клеток эндотелия капилляров, поддерживая тем самым бессосудистую природу сетчатки. При многих офтальмологических заболеваниях, характеризующихся нарушениями регуляции иннервации и микроциркуляторного русла сетчатки, PEDF является важным регулятором при глазных заболеваниях. Кроме того, показано, что PEDF обладает многофункциональной противоопухолевой активностью при экспериментальной нейробластоме, так как PEDF, продуцируемый шванновскими клетками, индуцирует дифференцированный, менее злокачественный фенотип в клетках нейробластомы, способствует дальнейшему росту и выживаемости шванновских клеток и ингибирует ангиогенез.

Оксид азота (NO)

Биологическое действие NO было общепризнано после идетификации его в качестве эндотелий-зависимого релаксирующего фактора (EDRF), ответственного за мощные вазодилатирующие свойства. С тех пор NO был определен как плейотропный биологический медиатор, регулирующий различные функции: от нервной деятельности до регуляции иммунной системы. Он является свободным радикалом с коротким временем полужизни in vivo около нескольких секунд. В связи с этим, уровень более стабильных NO-метаболитов, нитритов (NO 2-) и нитратов (NO 3-) используется для непрямого определения NO в биологических жидкостях. Примеры включают измененные уровни, ассоциированные с сепсисом, репродукцией, инфекциями, гипертензией, физическими нагрузками, диабетом 2 типа, гипоксией и раком.

NO образуется при окислении L-аргинина с участием NADPH. Окисление происходит при участии одной из трех изоформ ферментов семейства NO-синтазы (NOS) с образованием цитруллина. Члены семейства NOS включают нейрональную (nNOS/NOS1), эндотелиальную (eNOS/NOS3) и индуцибельную (iNOS/NOS2) NOсинтазы. Как это следует из названия, nNOS в большом количестве экспрессируется нейронами ЦНС и ПНС, а также встречается в клетках других тканей, включая миоциты скелетной мускулатуры, эпителиальные клетки легких и мастоциты кожи; eNOS экспрессируется эндотелием, а также может быть выявлена в нейронах, фибробластах кожи, кератиноцитах, фолликулярных клетках щитовидной железы, гепатоцитах и гладкомышечных клетках. iNOS экспрессируется в различных тканях, включая хондроциты, эпителиальные клетки, гепатоциты, глиальную ткань, и в различных типах клеток иммунной системы. В целом, экспрессия eNOS и nNOS происходит постоянно и регулируется Ca2+-зависимым кальмодулином, тогда как синтез iNOS индуцируется эндотоксином и воспалительными цитокинами, и относительно нечувствителен к действию Ca 2+.

Благодаря тому, что NO растворим в липидах, он не запасается, но синтезируется de novo и свободно диффундирует сквозь мембраны. Эффекты NO в клеткахмишенях опосредуются через различные механизмы. К примеру, NO-опосредованнная активация фермента гуанилил-циклазы (GC) катализирует формирование вторичного мессенджера 3’,5’-циклического гуанозин монофосфата (cGMP). cGMP вовлечен в ряд биологических функций, таких как регуляция сокращения гладкой мускулатуры, время жизни клеток, пролиферация, функция аксонов, пластичность синапсов, воспаление, ангиогенез и активность циклический нуклеотид-зависимых каналов. NO является также антиопухолевым и антимикробным агентом, благодаря механизмам конверсии в пероксинитрит (ONOO-), формированию S-нитрозотиолов и уменьшению запасов аргинина. Другая предполагаемая роль NO - угнетение митохондриального дыхания через ингибирование цитохромоксидазы. NO может также модифицировать активность белка посредством посттрансляционного нитрозилирования через присоединение его через тиоловую группу остатков цистеина.

Матриксные металлопротеиназы (MMPs)

MMPs человека представляют собою семейство матрикс-разрушающих ферментов. MMPs обладают деградирующей способнос тью в отношении почти всех компонентов внеклеточного матрикса, встречающихся в соединительных тканях (коллагена, фибронектина, ламинина, протеогликанов и др.). Помимо сходства на уровне аминокислотной последовательности, все ММР образуются из неактивных предшественников, которые превращаются в активные субстрат-деградирующие протеиназы под воздействием внеклеточных факторов. Источниками образования ММРs являются фибробласты, макрофаги, гладкомышечные клетки сосудистой стенки, нейтрофилы. Любая опухоль является мощным индуктором образования ММРs в клетках стромы. Способствуя инвазии опухолевого роста и метастазированию, ММРs в то же время являются мощными стимуляторами неоангиогенеза. Эндогенные и синтетические ингибиторы ММРs используются в качестве потенциальных противоопухолевых агентов, основное назначение которых - подавление неоангиогенеза.

Эндостатин

Биологически активный С-терминальный фрагмент коллагена VIII c м.м. 20 кДа. Относится к семейству коллагеноподобных белков. Для того, чтобы избежать избыточного роста сосудов в нормальных условиях, процессы образования новых и ремоделирования исходных сосудов находятся под контролем соответствующих факторов роста. В течение опухолевого ангиогенеза наблюдается проникновение сосудов внутрь растущей опухолевой массы. Эндостатин специфически ингибирует пролиферацию эндотелиальных клеток. Соответственно ингибирует ангиогенез и рост опухоли. В настоящее время проведение терапии с помощью эндостатина проходит первую фазу клинических испытаний.

Другие диагностически значимые факторы роста

Фактор стволовых клеток (SCF)

Продуцентами SCF являются костномозговые стромальные клетки, фибробласты, эндотелиальные клетки, клетки Сертоли. Его основные клетки-мишени - стволовые кроветворные клетки, ранние коммитированные предшественники клеток различных кроветворных рядов и тучные клетки. SCF активирует дифференцировку мультипотентных клеток предшественников синергично с IL-3, GM-CSF и IL-7 и эритропоэтином. Он участвует в поддержании пролиферации наиболее юных форм предшественников Т-лимфоцитов в тимусе. В отношении тучных клеток он является основным фактором роста и хемотаксическим агентом.

SCF имеет важное клиническое значение, являясь индуктором дифференцировки предшественников лимфоцитов и эритроцитов. Определение SCF представляет значительный интерес при лечении миелодиспластического синдрома и после трансплантации костного мозга.

Фактор, ингибирующий лейкозные клетки (LIF)

LIF усиливает пролиферацию предшественников гемопоэтических клеток. Было показано, что LIF вызывает развитие синдрома кахексии у раковых больных. Компонент рецептора LIF gp130 (СD130) входит в состав рецепторов для IL-6 и -11.

Нейротропный фактор головного мозга (BDNF)

Вместе с этим фактором в семейство входят фактор роста нервов, нейротропины-3 и -4. BDNF стимулирует рост нервной ткани, главным образом холинергических нейронов головного мозга. Показано, что BDNF воздействует на рост, метаболизм и внутреннюю структуру этих клеток. Главное предназначение нейротропных факторов - защита нейронов от апоптоза.

(Vascular Endothelial Growth Factor, VEGF)

Семейство сходных по структуре и функциям ростовых факторов. VEGF -А, первый из идентифицированных представителей, фигурировал как “васкулотропин” (vasculotropin , VAS ), или фактор сосудистой проницаемости (vascular permeability factor , VPF ). Позднее были открыты VEGF-B,

C, -D и PIGF (Placenta growth factor).

VEGFs представляют собой эндотелий-специфические полипептиды, секретируемые митогены, которые ускоряют рост сосудов, их пролиферацию и проницаемость. Экспрессия VEGFs стимулируется рядом воздействий, в частности, высокими дозами глюкозы. VEGFs играют патогенетическую роль в микроциркуляторной дисфункции, обусловленной гипергликемией. Трансдукторный механизм пострецепторных реакций VEGFs включает активацию фосфолипазы С; однако возможны пути реализации эффекта через DAG , независимо от синтеза продуктов арахидоновой кислоты.

1.1. ЭНДОТЕЛИАЛЬНЫЕ ФАКТОРЫ РОСТА СОСУДОВ. Изоформы. (Vascular Endothelial Growth Factors, VEGF-A, -B, -C, -D)

Структура. Общая характеристика.

VEGF -А. Из общего гена образуются четыре изоформы, различающиеся количеством включенных аминокислотных остатков: VEGF , VEGF , VEGF , VEGF с МВ от 14 до 42 кДа.

Изоформы обладают сходной биологической активностью, но различаются по аффинности к гепарину. Реализуют свою активность при взаимодействии с рецепторами VEGFR –1, VEGF -2 (РИС.).

VEGF -А обладает активностью ростового фактора клеток сосудистого эндотелия с плеотропными функциями: усиление миграции, пролиферация, образование трубчатых структур клетки. Благодаря уникальным функциям VEGF -А реализует корреляцию процессов проницаемости, воспаления, ангиогенеза. Экспрессия мРНК VEGF -А отмечена в сосудистых регионах и в яичниках на всех стадиях эмбриогенеза, в первую очередь, в клетках, подверженных капилляризации. Очевидно, фактор не синтезируется непосредственно в эндотелии и его влияние носит паракринный характер. Экспрессия VEGF -А индуцируется в макрофагах, Т-клетках, астроцитах, гладкомышечных клетках, кардиомиоцитах, эндотелии, кератиноцитах. Фактор экспрессируется рядом опухолей. Гипоксия служит одной из основных причин активации VEGF -А.

VEGF - B . Экспрессируется преимущественно в мозге, скелетных мышцах, почках. При коэкспрессии с VEGF -А могут образовываться А/В–гетеродимеры. В противоположность первому, экспрессия VEGF - B не индуцируется гипоксией. Отмечено участие VEGF - B в васкуляризации коронарных сосудов взрослого организма. Регулирует активность плазминогена в эндотелиальных клетках. Анализ времени полужизни мРНК VEGF - B свидетельствует скорее о хроническом, нежели остром типе регуляции. VEGF - B связывается только с VEGFR –1 рецептором.

VEGF -С (или VEGF - Related Factor , VRF , или VEGF -2). Экспрессируется во взрослых клетках сердца, плаценты, легких, почек, тонкого кишечника и яичников. В период эмбрионального развития отмечено его присутствие в мезенхиме мозга; играет роль в развитии венозной и лимфатической сосудистых систем. Реализует активность через взаимодействие с VEGFR –2 и - VEGFR –3 рецепторами. Экспрессия VEGF -С и рецептора flt -4 имеют отношение к первичному раку желудка (Liu et al . 2004). Антитела к фактору могут быть использованы для ангиогенного тестирования противоопухолевой терапии in vivo (Ran et al . 2003).

VEGF-D (или c-fos–Induced Growth Factor, FIGF). Экспрессируется в легких, сердце, тонком кишечнике взрослого организма; обладает умеренно митогенной активностью в отношении эндотелиальных клеток. Однако в полной мере функции формы VEGF - D остаются неизвестными. Активность фактора реализуется преимущественно через взаимодействие с VEGFR –2 и - VEGFR –3 рецепторами.

Рецепторы VEGFs . Три рецептора опосредуют эффекты семейства VEGFs : VEGFR –1 (flt -1); VEGFR –2 (KDR / flk -1); VEGFR –3 (flt -4). Каждый относится к классу III рецепторных тирозинкиназ, содержащих в своей структуре lgG -подобные экстрацеллюлярные мотивы и интрацеллюлярный тирозинкиназный домен. VEGFR –1 и VEGFR –2 экспрессируются в эндотелиальных клетках, участвуя в реализации ангиогенеза. VEGFR –2 рассматривается как маркер клеток гематопоэза. VEGFR –3 – специфический маркер эмбриональных прелимфатических сосудов; идентифицирован в некоторых опухолях.

РИС. VEGFs , рецепторы и основные эффекты.

Л И Г А Н Д Ы

VEGF-A VEGF-B PIGF VEGF-C VEGF-D

Р е ц е п т о р ы VEGFR-1 VEGFR-2 VEGFR-3

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ Р Е А К Ц И И

• Индукция tPA uPA

протеаз

• Морфогенез кровененосных сосудов

• Увеличение проницаемости сосудов

• Хемотаксис моноцитов и макрофагов

• Дифференцировка клеток сосудистого

эндотелия

• Митогенез: образование микротрубочек

• Маркировка стволовых

клеток гематопоэза

• Морфогенез лимфатических

сосудов

• Дифференцировка клеток лимфатического

эндотелия

• Хемотаксис эндотелиальных клеток

Новая информация о биологических и медицинских аспектах VEGFs .

• Ангиогенез и нейрогенез в развивающемся мозге регулируются при участии VEGFs и рецепторов, широко представленных в нейронах и сосудистом эндотелии (Emmanueli et al . 2003). Рецепторы типа flt -1 выявляются в гиппокампе, агранулярном кортексе и стриатуме; рецепторы типа flk -1 представлены повсеместно в неонатальных структурах головного мозга (Yang et al . 2003).
  • При нокауте VEGF и flt -1 и flk -1 рецепторов обнаруживается высокая летальность животных в эмбриональный период; на основании этих данных постулируются нейропротективные функции VEGFs , независимые от сосудистого компонента, играющие роль регулятора нейрогенеза у взрослых особей (Rosenstein et al . 2003; Khaibullina et al . 2004). Нейрогенез клеток гиппокампа, стимулируемый физическими упражнениями у крыс, и мнестические функции находятся в непосредственной связи с экспрессией VEGF (Fabel et al . 2003).
  • VEGF увеличивает ангиогенез в ишемизированных областях мозга и снижает неврологический дефицит; блокада VEGF специфическими антителами в острой фазе ишемического инсульта уменьшает проницаемость гематоэнцефалического барьера и увеличивает риск геморрагической трансформации (Zhang et al . 2000). Хроническая гипоперфузия тканей мозга крысы вызывает длительную экспрессию мРНК VEGF и самого пептида, которая коррелирует со стимулируемым ангиогенезом (Hai et al . 2003).
  • Кратковременная глобальная ишемия мозга приводят к увеличению уровня мРНК VEGF и VEGF у взрослых крыс в течение первых суток. Аналогичным образом гипоксическая ишемия мозга 10-дневных крыс приводит к быстрому увеличению VEGF в нейронах. Экспрессия VEGFs в обоих случаях сопряжена с активацией фактора HIF -1 alpha (Hypoxia - Inducible Factor - alpha ) (Pichiule et al . 2003; Mu et al . 2003).
  • VEGF стимулирует пролиферацию эндотелиальных клеток сосудов при механической травме спинного мозга; эти эффекты опосредованы экспрессией рецепторов Flk -1 и Ftl -1. Микроинъекции простагландина Е2 a стимулируют активность VEGF (Skold et al . 2000). Астроцитоз, активируемый при повреждениях клеток мозга, и последующие репаративные процессы сопровождаются экспрессией Глиального фибриллярного кислого белка (GFAP ); реактивный астроцитоз и стимулируемая экспрессия VEFG составляют последовательные этапы репаративного ангиогенеза (Salhina et al . 2000).
  • VEGF оказывается одним из факторов изменения проницаемости гемато- энцефалического барьера и развития отека мозга после его травмы. Ранняя инвазия VEGF - секретирующих нейтрофилов в паренхиму поврежденной зоны коррелирует с фазным нарушением проницаемости гематоэнцефалического барьера, предшествующей развитию отека (Chodobski et al . 2003). В первые 3 часа после контузии отмечается экспрессия VEGF в части астроцитов и активация рецептора KDD / fik -1 в эндотелиальных сосудистых клетках в поврежденной ткани; эти процессы, связанные с увеличением капиллярной проницаемости, ведут к отеку (Suzuki et al . 2003). Средства, способные заблокировать активность VEGFs и их рецепторы, представляют интерес для терапии отеков мозга (см. обзор Josko & Knefel , 2003 ).

• Установлено, что VEGF синтезируется в допаминергических нейронах стриатума крысы. Однократная болюсная инъекция VEGF в стриатум взрослых крыс стимулировала развитие сосудов; трансплантация 14-дневных клеток вентрального мезэнцефалона в предобработанный VEGF участок стриатума приводила к гомогенному прорастанию малых кровеносных сосудов. Результаты, полученные на модели патологии Паркинсона, свидетельствуют о возможности использования VEGF -экспрессирующих трансплантантов для улучшения функции мозга (Pitzer et al . 2003 ).
  • Способность VEGF влиять на ангиогенез объясняет его участие в развитии опухолей и метастазировании. Наряду с другими нейротрофическими ростовыми факторами (TGF - alpha , basic FGF , PD - ECGF ), VEGF связан с генезом некоторых видов карциномы (Hong et al . 2000) и опухолей простаты (Kollerman & Helpap , 2001). Увеличенный уровень VEGF в сыворотке крови может служить маркером опухолевого роста некоторых форм карциномы (Hayes et al . 2004). Молекулярный механизм функционирования VEGF связан со стимуляцией белка bcl -2 и торможением апоптического процесса в клетках аденокарциномы у мышей и человека (Pidgeon et al .2001).

1.2 ПЛАЦЕНТАРНЫЙ РОСТОВОЙ ФАКТОР

(Р lacental Growth Factor , PIGF )

МВ 29 кДа. Впервые выделен из культуры глиомных клеток. Экспрессируется в плаценте, аутокринно влияя на трофобласты, и в меньшей степени в сердце, в легких, в щитовидной железе. Гипоксия не стимулирует образование PIGF , однако, при гипоксии могут коэкспрессироваться гетеродимеры PIGF / VEGF -А. Повышенный уровень PIGF и рецептора flt -1 служат предикторами преэклампсии у беременных женщин (Levine et al . 2004). Изоформа PIGF - 2 (МВ 38 кДа) служит лигандом для рецептора VEGFR -1; в отличие от PIGF -1 содержит гепарин- связывающий домен.

№ 5 - 2015 г. 14.00.00 Медицинские науки (14.01.00 Клиническая медицина)

УДК 611-018.74

ФАКТОР РОСТА ЭНДОТЕЛИЯ СОСУДОВ:

БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ (ОБЗОР

ЛИТЕРАТУРЫ)

Н. Л. Светозарский1, А. А. Артифексова2, С. Н. Светозарский3

1ГБУЗ «Нижегородская областная клиническая больница им. Н.А. Семашко» (г. Нижний

Новгород)

2ГБУЗ НО «Медицинский информационно-аналитический центр» (г. Нижний Новгород) 3ФБУЗ «Приволжский окружной медицинский центр» Федерального медико-биологического агентства (г. Нижний Новгород)

В обзоре литературы представлены основные сведения о факторе роста эндотелия сосудов (vascular endothelial growth factor, VEGF) и сферах его клинического применения. Рассмотрены физиологические и патологические пути образования сосудов и факторы регуляции ангиогенеза. Описаны основные свойства VEGF и его рецепторов, их роль в регуляции сосудистого роста в норме и при развитии злокачественных новообразований и заболеваний сетчатки. Обобщены сведения о препаратах, ингибирующих VEGF-опосредованный ангиогенез. Указано несколько направлений дальнейшего развития антиангиогенной терапии.

Ключевые слова: ангиогенез, фактор роста эндотелия сосудов, антиангиогенная терапия, лечение рака, возрастная макулярная дегенерация.

Светозарский Николай Львович - кандидат медицинских наук, врач-уролог ГБУЗ «Нижегородская областная клиническая больница им. Н.А. Семашко», e-mail: [email protected]

Артифексова Анна Алексеевна - доктор медицинских наук, профессор, врач-методист ГБУЗ НО «Медицинский информационно-аналитический центр», e-mail: [email protected]

Светозарский Сергей Николаевич - врач-офтальмолог офтальмологического отделения ФБУЗ «Приволжский окружной медицинский центр», e-mail: [email protected]

Введение. Рост новых кровеносных сосудов, обеспечивающих транспорт питательных веществ и кислорода, представляет собой основу многих физиологических

и патологических процессов. Активный рост сосудов сопровождает, с одной стороны, нормальный рост и развитие организма в пре- и постнатальном периоде, заживление ран, развитие плаценты и желтого тела, и, с другой стороны, развитие раковых опухолей, ревматоидный артрит, ожирение, псориаз, бронхиальную астму, возрастную макулярную дегенерацию сетчатки (ВМД). Пониженная активность ангиогенеза отмечается в старости и при таких заболеваниях, как болезнь Альцгеймера, инсульт, атеросклероз периферических сосудов и др. . Попытки фармакологически активировать рост сосудов пока не принесли успеха. В то же время изучение механизмов регуляции ангиогенеза позволило за последнее десятилетие создать целый ряд лекарств, направленно блокирующих рост новообразованных сосудов . Многие из них вошли в состав первой и второй линий лечения почечно-клеточного рака, рака молочной железы и других локализаций, а также возрастных и сосудистых поражений сетчатки.

Механизмы роста сосудов. Существует несколько путей образования сосудов :

Васкулогенез - рост сосудов у эмбриона с дифференцировкой ангиобластов в эндотелиоциты (после рождения также имеется небольшое количество циркулирующих прогениторных клеток);

Ангиогенез - прорастание новых сосудов из уже имеющейся сети сосудов;

Инвагинация с разделением сосудистой стенки и образованием дочерних сосудов;

Сосудистое кооптирование - присвоение опухолью имеющихся сосудов;

Сосудистая или «васкулогенная» мимикрия - выстилка просвета сосуда клетками опухоли;

Дифференцировка опухолевых клеток в эндотелиоциты.

Отметим, что физиологичными являются первые три пути, последние специфичны для канцерогенеза. Ангиогенез - основной путь роста сосудов у человека после рождения. Он проходит в несколько стадий: активация эндотелиоцитов, синтез протеаз и растворение базальной мембраны, миграция эндотелиальных клеток к ангиогенному стимулу, пролиферация эндотелиоцитов и образование первичной сосудистой стенки, ремоделирование сосуда, формирование полноценной структуры сосудистой стенки .

В регуляции ангиогенеза принимают участие как активирующие, так и ингибирующие ангиогенные факторы , некоторые из которых приведены в табл. 1.

Таблица 1

Активирующие и ингибирующие факторы ангиогенеза

Факторы активации ангиогенеза

Ингибиторы ангиогенеза

Факторы роста: фактор

роста эндотелия сосудов

(vascular endothelial

growth factor, VEGF),

эпидермальный фактор

роста (EGF),

трансформирующие

факторы роста (TGF-a,

-ß), фактор роста

фибробластов (FGF), Растворимые рецепторы VEGF (sVEGFR)

тромбоцитарный фактор Ангиопоэтин-2

роста (PDGF), Вазостатин

инсулиноподобный Ангиостатин (фрагмент плазминогена)

фактор роста-1 (IGF-1), Эндостатин

плацентарный фактор Интерферон-a, -ß, -у

роста PlGF Интерлейкин-4, -12, -18

Ангиогенин Индуцибельный протеин-10

Ангиопоэтин-1 Тромбоспондин

Гормоны (лептин, Тромбоцитарный фактор-4

эритропоэтин) Ретиноиды

Колониестимулирующие Ингибиторы матриксных

факторы (G-CSF, металлопротеаз (TIMP-1, -2)

GM-CSF) Гормоны (пролактин)

Активаторы

плазминогена

Интерлейкин-8

Белки базальной

мембраны (интегрины,

кадгерины и др.)

Матриксные

металлопротеиназы

Большое значение в регуляции ангиогенеза играет фактор роста эндотелия сосудов VEGF (Vascular endothelial growth factor) и его рецепторы. Семейство молекул VEGF включает несколько факторов: VEGF-A, -B, -C, -D, -E, обнаруженный у Орф-вируса, и плацентарный фактор роста PlGF . VEGF-A, -B и PlGF - основные регуляторы роста кровеносных сосудов, VEGF-C и -D необходимы для формирования лимфатических сосудов .

VEGF-A, также называемый VEGF, является одним из наиболее хорошо изученных факторов ангиогенеза, который рассматривается в качестве точки приложения ряда новых лекарственных средств для лечения рака и заболеваний сетчатки . В этой связи особый интерес для практического врача представляет знакомство с основными биологическими свойствами VEGF и их клиническим применением.

Биологические свойства VEGF-A. Впервые выделил и дал соответствующее название молекуле VEGF Наполеон Феррара в 1989 году VEGF-A - гликопротеид с молекулярной массой около 45 кД. Идентифицирован ряд изоформ VEGF-А, в частности VEGF-121, -145, -162, -165, -165b, -183, -189, -206. Кроме аминокислотного состава они отличаются по способности связывать гепарин и проникать через биологические мембраны .

VEGF стимулирует пролиферацию клеток эндотелия сосудов, изолированных из артерий, вен и лимфатических сосудов in vitro . На многих моделях показано активирующее действие VEGF на ангиогенез in vivo . VEGF-A жизненно необходим для развития организма в эмбриональном и раннем постнатальном периодах. Инактивация одного аллеля VEGF-A приводит к гибели эмбриона при сроке 11-12 дней . Введение мышам ингибиторов VEGF в возрасте от 1-го до 8-ми дней приводит к остановке роста и летальному исходу . VEGF-A важен для эндохондрального роста кости, его

ингибирование вызывает обратимую остановку роста костного скелета . VEGF-A участвует в регуляции ангиогенеза в ходе менструального цикла . VEGF-A способствует выживанию клеток эндотелия in vitro и in vivo. Известно, что VEGF-A индуцирует выработку белков-ингибиторов апоптоза Bcl-2, A1 и сурвивина клетками эндотелия. Ингибирование VEGF в неонатальном периоде у мышей приводит к апоптозу и регрессу васкуляризации, в то время как у взрослых особей такого эффекта не обнаружено, что указывает на изменение функции VEGF в ходе онтогенеза. Введение VEGF приводит к быстрому кратковременному повышению проницаемости сосудов. Основной точкой приложения VEGF являются клетки эндотелия, но митогенные и другие его эффекты были изучены и на других клетках, в том числе нейронах, VEGF вызывает хемотаксис моноцитов . VEGF активирует экспрессию оксида азота, простациклина и других цитокинов, способствующих вазодилатации.

Рецепторы VEGF-А. Изучено 2 вида тирозинкиназных рецепторов к VEGF-А - VEGFR-1 и -2. Функционирование и сигнальные пути VEGFR-1 неодинаковы у эндотелиальных и других видов клеток, изменяются они и в процессе онтогенеза. VEGFR-1 связывает молекулы VEGF-А, -B и PIGF. VEGFR-1 опосредует такие немитогенные функции в клетках эндотелия, как высвобождение факторов роста, активацию матриксных металлопротеиназ (MMP-9). Кроме того, он участвует в регуляции гемопоэза и хемотаксисе моноцитов .

VEGFR-2 связывает VEGF-А с высокой афинностью, имеет сродство к VEGF-C и -D. Этот рецептор опосредует основные свойства VEGF-А - активацию ангиогенеза и повышение проницаемости эндотелия. При связывании с лигандом происходит димеризация и фосфорилирование рецептора, что активирует сигнальный путь митоза, хемотаксиса и повышения выживаемости . Интересно, что эффект от активации мембранного рецептора отличен от активации внутриклеточного рецептора. Так, артериальный морфогенез индуцируется лишь по сигнальному пути внутриклеточного VEGFR-2 .

Значение VEGF-А для роста опухоли. В отличие от нормального сосудистого русла сосуды опухоли обычно представляют собой неупорядоченную сеть взаимосвязанных, извилистых трубчатых структур с высокой проницаемостью. В этой сети трудно выделить артериолы и венулы, в структуре стенки не всегда определяются перициты и гладкомышечные клетки . Быстрый рост опухолевой ткани определяет ряд факторов развития гипоксии: несоответствие роста клеток опухоли и эндотелия, неупорядоченная сеть сосудов с низкой скоростью кровотока, высокое давление тканевой жидкости . При гипоксии повышается уровень гипоксия-индуцибельного фактора-1-альфа (HIF-1a), который активирует экспрессию VEGF. VEGF повышает проницаемость сосудов, ведет к дезорганизации сосудистой стенки, что усугубляет гипоксию и способствует распространению клеток опухоли и росту метастазов. Клетки эндотелия в опухолевом окружении меняют свои свойства и нередко приобретают устойчивость к ингибиторам ангиогенеза . VEGF может стимулировать васкулогенез в опухоли путем привлечения из костного мозга гемопоэтических и эндотелиальных клеток-предшественников .

Клетки многих опухолей секретируют VEGF-А in vitro. Высокие уровни VEGF в сыворотке крови были выявлены при раке молочной железы, колоректальном, немелкоклеточном раке легкого, почечно-клеточном раке, глиобластоме и других злокачественных новообразованиях .

Выживаемость пациентов с высоким уровнем VEGF значительно ниже, чем у больных с низкой экспрессией VEGF. Прогностическая ценность уровня VEGF в отношении развития метастазов составила 73 % независимо от поражения лимфатических узлов . Ряд исследований указывают на возможность использования уровня VEGF в качестве

маркера прогноза при раке легкого и предстательной железы (РПЖ) . Необходимо также отметить, что в мета-анализе, включавшем 12 исследований, прогностическая роль VEGF-А при РПЖ не подтвердилась .

Значение VEGF в развитии неоваскуляризации сетчатки глаза. Рост сосудов в сетчатке осуществляется двумя путями: посредством васкулогенеза и ангиогенеза . Экспрессия VEGF в пренатальном и раннем неонатальном периодах во многом определяет активность этих процессов и, как результат, нормальную васкуляризацию сетчатки . Наибольшие уровни VEGF в ткани сетчатки определяются на 1-й неделе постнатального развития. В дальнейшем уровень VEGF плавно снижается и определяется в основном парциальным давлением кислорода в крови . Гипероксия подавляет выработку VEGF, что приводит к апоптозу клеток эндотелия и запустеванию сосудов. В клинической практике гипероксия развивается при кислородной терапии у недоношенных детей. Недостаток VEGF в этой ситуации способствует развитию первой стадии ретинопатии недоношенных . Экспрессия генов VEGF активируется в условиях гипоксии, что объясняет повышенный уровень VEGF-А в ткани сетчатки при моделировании ишемических поражений сетчатки, а также в водянистой влаге и стекловидном теле у пациентов с диабетической пролиферативной ретинопатией . Ряд работ показали ведущую роль VEGF как активатора ангиогенеза при ишемических поражениях сетчатки и возрастной макулярной дегенерации .

VEGF как мишень антиангиогенной терапии и возможные механизмы резистентности. Об антиангиогенной терапии как о стратегия борьбы с ростом опухоли впервые заговорил Фолькман в 1971 году . Изучение ключевого регулятора ангиогенеза - VEGF и его рецепторов позволило начать разработку таргетных препаратов, избирательно воздействующих на те или иные звенья сигнального пути фактора роста эндотелия сосудов.

При блокировании сигнального пути VEGF разворачиваются сразу несколько механизмов торможения ангиогенеза . Во-первых, приостанавливается рост новых сосудов, и частично запустевают имеющиеся. Во-вторых, недостаток VEGF как фактора, способствующего выживанию клеток эндотелия, ведет к апоптозу клеток эндотелия сосудов опухоли. Кроме того, в отсутствие VEGF не происходит хемотаксиса эндотелиальных клеток-предшественников, способствующих васкуляризации опухоли. Введение ингибиторов фактора роста опосредованно приводит к вазоконстрикции.

Разработаны и применяются препараты, ингибирующие VEGF-опосредованный ангиогенез. По механизму действия их можно разделить на 3 группы: взаимодействующие с молекулой VEGF, с рецепторами VEGF и направленные на внутриклеточные сигнальные пути рецепторов VEGF. В табл. 2 суммированы основные сведения о современных анти-VEGF препаратах, применяемых для лечения рака и поражений сетчатки .

Таблица 2

Лекарственные препараты, ингибирующие VEGF-опосредованный ангиогенез

Лекарство Тип действующего вещества Точка приложения Применение

Бевацизумаб (авастин) Моноклональные человеческие антитела VEGF-A Распространенный колоректальный рак, распространенный неплоскоклеточный немелкоклеточный рак легких, распространенный рак молочной железы, рецидивирующая глиобластома, распространенный почечно-клеточный рак

Рамуцирумаб (Cyramza / цирамза) Моноклональные человеческие антитела VEGF-связывающий домен рецептора VEGFR-2 Распространенный немелкоклеточный рак легких, колоректальный рак, рак желудка

Сорафениб (нексавар) Белок-ингибитор тирозинкиназ Сигнальный путь рецепторов VEGFR-2 и тромбоцитарного фактора роста Распространенный почечно-и печеночно-клеточный рак

Сунитиниб (сутент) Ингибитор тирозинкиназ Сигнальный путь рецепторов VEGFR и тромбоцитарного фактора роста Распространенный почечно-клеточный рак

Пазопаниб (вотриент) Ингибитор тирозинкиназ Сигнальный путь рецепторов VEGFR и тромбоцитарного фактора роста Распространенный почечно-клеточный рак, распространенная саркома мягких тканей (кроме гастроинтестинальных стромальных опухолей и липосаркомы) у пациентов, ранее получавших химиотерапию

Вандетаниб (зактима, капрелса) Ингибитор тирозинкиназ Сигнальный путь рецепторов VEGFR и тромбоцитарного фактора роста Нерезектабельный местнораспространенный или метастатический медуллярный рак щитовидной железы

Афлиберцепт (Айлия / Eylea - раствор для интравитреальных инъекций;Залтрап) Рекомбинантный белок, внеклеточные домены рецепторов VEGFR-1 и -2 VEGF-A, -B, PlGF-1, -2 Айлия / Еу1еа: неоваскулярная форма ВМД, диабетический макулярный отек, макулярный отек вследствие окклюзий вен сетчатки. Залтрап: колоректальный рак

Регорафениб (Stivarga) Ингибитор тирозинкиназ Сигнальный путь рецепторов VEGFR Колоректальный рак; гастроинтестинальные стромальные опухоли

Акситиниб (Inlyta) Ингибитор тирозинкиназ Сигнальный путь рецепторов VEGFR-2 Распространенный почечно-клеточный рак

Пегаптаниб (макуген - раствор для интравитреальных инъекций) Пегилированный аптамер (олигонуклеотид) VEGF-165 Неоваскулярная форма ВМД

Ранибизумаб (луцентис) Моноклональные антитела к VEGF-A VEGF Неоваскулярная форма ВМД, диабетический макулярный отек, макулярный отек вследствие окклюзий вен сетчатки, миопическая хориоидальная неоваскуляризация

Рекомбинантный

Конберцепт внеклеточные VEGF-A, -B, -C, PlGF Неоваскулярная форма ВМД

домены рецепторов

Необходимо отметить, что при системном применении для этой группы лекарств характерны малое терапевтическое окно и высокая частота побочных эффектов. К последним относят артериальную гипертензию, сердечную недостаточность, протеинурию вследствие поражения почек, угнетение костного мозга, сыпь и сенсорную невропатию .

В лечении поражений сетчатки ингибиторы ангиогенеза показали высокую эффективность, заключающуюся в регрессе новообразованных сосудов и повышении остроты зрения . Применение данной группы препаратов в лечении рака позволяет добиться снижения темпов прогрессирования болезни, но приводит к увеличению выживаемости больных . Отчасти это связано с развитием механизмов резистентности в ткани опухоли. К ним относят гиперэкспрессию других факторов активации ангиогенеза в условиях гипоксии, усугубляемой введением ингибиторов VEGF. Некоторые клетки опухоли приобретают мутации, обусловливающие толерантность к гипоксии. Активируются другие типы роста сосудов, менее чувствительные к действию ингибиторов VEGF, - васкулогенез (из циркулирующих прогениторных клеток), инвагинация, сосудистое кооптирование, «васкулогенная» мимикрия, дифференцировка опухолевых клеток в эндотелиоциты .

Заключение. Изучение механизмов сосудистого роста позволили установить целый ряд активирующих и ингибирующих цитокинов, среди которых ведущую роль играет фактор роста эндотелия сосудов. Знание структуры его изоформ, рецепторов и сигнальных путей определило точки приложения для новой группы таргетных лекарственных средств - блокаторов ангиогенеза. Эти препараты рекомендованы к применению в онкологии, но их эффективность не всегда превосходит эффективность традиционных схем полихимиотерапии. В лечении поражений сетчатки ингибиторы ангиогенеза показали более значительный эффект, заключающийся в регрессе новообразованных сосудов и повышении остроты зрения. Предполагают несколько направлений дальнейшего развития антиангиогенной терапии. В ближайшее время это - оптимизация схем лечения - доз и длительности приема препаратов, выявление различий в механизме действия и клиническом эффекте ингибиторов тирозинкиназ и анти-VEGF антител. В долгосрочной перспективе - создание препаратов, направленных сразу на несколько ключевых регуляторов ангиогенеза, поиск механизмов, ограничивающих специфичные для онкогенеза пути роста сосудов - сосудистое кооптирование, «васкулогенную» мимикрию и дифференцировку опухолевых клеток в эндотелиоциты .

Список литературы

4. Carmeliet P. Molecular mechanisms and clinical applications of angiogenesis / Р. Carmeliet, R. K. Jain // Nature. - 2011. - Vol. 473 (7347). - P. 298-307.

5. Folkman J. Angiogenesis: an organizing principle for drug discovery? / J. Folkman //

6. Ferrara N. Vascular endothelial growth factor: basic science and clinical progress / N. Ferrara // Endocr. Rev. - 2004. - Vol. 25. - P. 581-611.

7. Роль VEGF в развитии неопластического ангиогенеза / В. П. Чехонин [и др.] // Вестн. РАМН. - 2012. - № 2. - С. 23-34.

8. Герштейн Е. С. Современные представления о механизмах передачи сигналов факторов роста как основа эффективной молекулярно-направленной противоопухолевой терапии / Е. С. Герштейн, Н. Е. Кушлинский // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. - 2007. - Т. 5, № 1. - С. 4-9.

9. Ferrara N. Pituitary follicular cells secrete a novel heparin-binding growth factor specific for vascular endothelial cells / N. Ferrara, W. J. Henzel // Biochem. Biophys. Res. Commun.

10. Structure-function analysis of VEGF receptor activation and the role of coreceptors

in angiogenic signaling / F. S. Grunewald // Biochimica et Biophysica Acta. - 2010.

11. Vascular endothelial growth factor is a secreted angiogenic mitogen / D. W. Leung // Science. - 1989. - Vol. 246 (4935). - P. 1306-9.

12. Heterozygous embryonic lethality induced by targeted inactivation of the VEGF gene / N. Ferrara // Nature. - 1996. - Vol. 380 (6573). - P. 439-42.

13. Redundant roles of VEGF-B and PlGF during selective VEGF-A blockade in mice / A. K. Malik // Blood. - 2006. - Vol. 107. - P. 550-7.

14. VEGF couples hypertrophic cartilage remodeling, ossification and angiogenesis during endochondral bone formation / H. P. Gerber // Nat. Med. - 1999. - N 5. - P. 623-8.

15. Ferrara N. VEGF-A: a critical regulator of blood vessel growth / N. Ferrara // Eur. Cytokine Netw. - 2009. - Vol. 20 (4). - P. 158-63.

16. Ferrara N. The biology of VEGF and its receptors / N. Ferrara, H. P. Gerber, J. LeCouter // Nat. Med. - 2003. - Vol. 9 (6). - P. 669-76.

17. Carmeliet P. VEGF receptor 2 endocytic trafficking regulates arterial morphogenesis / Р. Carmeliet, M. Simons // Dev. Cell. - 2010. - Vol. 18 (5). - P. 713-24.

18. Anti-Vascular Endothelial Growth Factor Therapy in Breast Cancer / А. А. Lanahan

19. Niu G. Vascular Endothelial Growth Factor as an Anti-angiogenic Target for Cancer Therapy / G. Niu, X. Chen // Current drug targets. - 2010. - Vol. 11 (8). - P. 1000-1017.

20. The multifaceted circulating endothelial cell in cancer: towards marker and target identification / F. Bertolini // Nat. Rev. Cancer. - 2006. - Vol. 6 (11). - P. 835-45.

21. Vascular and haematopoietic stem cells: novel targets for anti-angiogenesis therapy? / S. Rafii // Nat. Rev. Cancer. - 2002. - Vol. 2 (11). - P. 826-35.

22. Pivotal role of vascular endothelial growth factor pathway in tumor angiogenesis / S. H. Lee // Annals of Surgical Treatment and Research. - 2015. - Vol. 89 (1). - P. 1-8.

23. Vascular endothelial growth factor 189 mRNA isoform expression specifically correlates with tumor angiogenesis, patient survival, and postoperative relapse in non-small-cell lung cancer / А. Yuan // J. Clin. Oncol. - 2001. - Vol. 19 (2). - P. 432-41.

24. Wang K. Prognostic value of vascular endothelial growth factor expression in patients with prostate cancer: a systematic review with meta-analysis / K. Wang, H. L. Peng, L. K. Li // Asian Pac. J. Cancer Prev. - 2012. - Vol. 13 (11). - P. 5665-9.

25. Prognostic role of vascular endothelial growth factor in prostate cancer: a systematic review and meta-analysis / Z. Q. Liu // Int. J. Clin. Exp. Med. - 2015. - Vol. 8 (2).

Vol. 41 (5). - P. 1217-28.

Vol. 132 (8). - P. 1855-62.

// International J. of Molecular Sciences. - 2014. - Vol. 15 (12). - P. 23024-23041.

GROWTH PROMOTING FACTOR OF ENDOTHELIUM OF VESSELS: BIOLOGICAL PROPERTIES AND PRACTICAL VALUE (LITERATURE

N. L. SvetozarskiyL. A. A. Artifeksova2. S. N. Svetozarskiy3

1SBHE «Nizhny Novgorod regional hospital n. a. N. A. Semashko» (Nizhny Novgorod) 2SBHE NR «Medical information and analysis center» (Nizhny Novgorod) 3FBHE «Privolzhsky regional medical center» Federal Medical Biological Agency (Nizhny

The main data on growth promoting factor of endothelium of vessels are presented in the literature review (vascular endothelial growth factor, VEGF) and spheres of its clinical application. Physiological and pathological methods of vessels formation and factors of angiogenesis regulation are considered in the article. The main VEGF properties and its receptors, their role in regulation of vascular growth in norm are described and at development of malignant neoplasms and retina diseases. Data on the preparations inhibiting the VEGF-mediated angiogenesis are generalized. Some directions of further development of anti-angiogenic therapy are specified.

Keywords: angiogenesis, growth promoting factor of endothelium of vessels, anti-angiogenic therapy, cancer therapy, age macular degeneration.

Svetozarskiy Nikolay Lvovich - candidate of medical science, urologist at SBHE «Nizhny Novgorod regional hospital n. a. N. A. Semashko», e-mail: [email protected]

Artifeksova Anna Alekseevna - doctor of medical science, professor, doctor methodologist at SBHE NR «Medical information and analysis center», e-mail: [email protected]

Svetozarskiy Sergey Nikolaevich - ophthalmologist of ophthalmologic unit at FBHE «Privolzhsky regional medical center» Federal Medical Biological Agency, e-mail: [email protected]

List of the Literature:

1. Carmeliet P. Angiogenesis in health and disease / Р. Carmeliet // Nat. Med. - 2003. - N 9.

2. Ferrara N. Angiogenesis as a therapeutic target / N. Ferrara, R. S. Kerbel // Nature.

2005. - Vol. 438. - P. 967-974.

3. De Falco S. Antiangiogenesis therapy: an update after the first decade / S. De Falco // The Korean J. of Internal Medicine. - 2014. - N 29 (1). - P. 1-11.

4. Carmeliet P. Molecular mechanisms and clinical applications of angiogenesis / Р. Carmeliet,

R. K. Jain // Nature. - 2011. - Vol. 473 (7347). - P. 298-307.

Folkman J. Angiogenesis: an organizing principle for drug discovery? / J. Folkman //

Nature Reviews Drug Discovery. - 2007. - Vol. 6, N 4. - P. 273-286.

Ferrara N. Vascular endothelial growth factor: basic science and clinical progress / N.

Ferrara // Endocr. Rev. - 2004. - Vol. 25. - P. 581-611.

VEGF role in development of neoplastic angiogenesis / V. P. Chekhonin // Bulletin of the RAMS. - 2012. - N 2. - P. 23-34.

Gerstein E. S. Modern ideas of mechanisms of signaling of increase factors as a basis of the effective molecular targeted antitumoral therapy / E. S. Gerstein, N. E. Kushlinsky // Issues of biological, medical and pharmaceutical chemistry. - 2007. - Vol. 5, N 1. - P 4-9. Ferrara N. Pituitary follicular cells secrete a novel heparin-binding growth factor specific for vascular endothelial cells / N. Ferrara, W. J. Henzel // Biochem. Biophys. Res. Commun.

1989. - Vol. 161 (2). - P. 851-8.

Structure-function analysis of VEGF receptor activation and the role of coreceptors in angiogenic signaling / F. S. Grunewald // Biochimica et Biophysica Acta. - 2010.

Vol. 1804 (3). - P. 567-580.

Vascular endothelial growth factor is a secreted angiogenic mitogen / D. W. Leung // Science. - 1989. - Vol. 246 (4935). - P. 1306-9.

Heterozygous embryonic lethality induced by targeted inactivation of the VEGF gene / N. Ferrara // Nature. - 1996. - Vol. 380 (6573). - P. 439-42. Redundant roles of VEGF-B and PlGF during selective VEGF-A blockade in mice / A. K. Malik // Blood. - 2006. - Vol. 107. - P. 550-7.

VEGF couples hypertrophic cartilage remodeling, ossification and angiogenesis during endochondral bone formation / H. P. Gerber // Nat. Med. - 1999. - N 5. - P. 623-8.

Ferrara N. VEGF-A: a critical regulator of blood vessel growth / N. Ferrara // Eur. Cytokine Netw. - 2009. - Vol. 20 (4). - P. 158-63.

Ferrara N. The biology of VEGF and its receptors / N. Ferrara, H. P. Gerber, J. LeCouter // Nat. Med. - 2003. - Vol. 9 (6). - P. 669-76.

Carmeliet P. VEGF receptor 2 endocytic trafficking regulates arterial morphogenesis / P.

Carmeliet, M. Simons // Dev. Cell. - 2010. - Vol. 18 (5). - P. 713-24.

Anti-Vascular Endothelial Growth Factor Therapy in Breast Cancer / A. A. Lanahan

// International J. of Molecular Sciences. - 2014. - Vol. 15 (12). - P. 23024-23041.

Niu G. Vascular Endothelial Growth Factor as an Anti-angiogenic Target for Cancer

Therapy / G. Niu, X. Chen // Current drug targets. - 2010. - Vol. 11 (8). - P. 1000-1017.

The multifaceted circulating endothelial cell in cancer: towards marker and target

identification / F. Bertolini // Nat. Rev. Cancer. - 2006. - Vol. 6 (11). - P. 835-45.

Vascular and haematopoietic stem cells: novel targets for anti-angiogenesis therapy? / S.

Rafii // Nat. Rev. Cancer. - 2002. - Vol. 2 (11). - P. 826-35.

Pivotal role of vascular endothelial growth factor pathway in tumor angiogenesis / S. H.

Lee // Annals of Surgical Treatment and Research. - 2015. - Vol. 89 (1). - P. 1-8.

Vascular endothelial growth factor 189 mRNA isoform expression specifically correlates

with tumor angiogenesis, patient survival, and postoperative relapse in non-small-cell lung

cancer / A. Yuan // J. Clin. Oncol. - 2001. - Vol. 19 (2). - P. 432-41.

Wang K. Prognostic value of vascular endothelial growth factor expression in patients with

prostate cancer: a systematic review with meta-analysis / K. Wang, H. L. Peng, L. K. Li //

Asian Pac. J. Cancer Prev. - 2012. - Vol. 13 (11). - P. 5665-9.

Prognostic role of vascular endothelial growth factor in prostate cancer: a systematic

review and meta-analysis / Z. Q. Liu // Int. J. Clin. Exp. Med. - 2015. - Vol. 8 (2).

26. Hughes S. Vascularization of the human fetal retina: roles of vasculogenesis and angiogenesis / S. Hughes, H. Yang, T. Chan-Ling // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 2000.

Vol. 41 (5). - P. 1217-28.

27. Gariano R. F. Expression of angiogenesis-related genes during retinal development / R. F. Gariano, D. Hu, J. Helms // Gene Expr Patterns. - 2006. - Vol. 6 (2). - P. 187-92.

28. Vascular Endothelial Growth Factor in Eye Disease / J. S. Penn // Progress in retinal and eye research. - 2008. - Vol. 27 (4). - P. 331-371.

29. West H. Stabilization of the retinal vascular network by reciprocal feedback between blood vessels and astrocytes / Н. West, W. D. Richardson, M. Fruttiger // Development. - 2005.

Vol. 132 (8). - P. 1855-62.

30. Diabetic Retinopathy: Vascular and Inflammatory Disease / F. Semeraro // J. of Diabetes Research. - 2015. - Vol. 2015. - P. 582060.

31. Chong V. Biological, preclinical and clinical characteristics of inhibitors of vascular endothelial growth factors / V. Chong // Ophthalmologica. - 2012. - Vol. 227. Suppl. 1.

32. Folkman J. Tumor angiogenesis: therapeutic implications / J. Folkman // N. Engl. J. Med.

1971. - Vol. 285 (21). - P. 1182-6.

33. Anti-VEGF treatment for myopic choroid neovascularization: from molecular characterization to update on clinical application / Y. Zhang // Drug Design, Development and Therapy. - 2015. - N 9. - P. 3413-3421.

34. Lu X. Profile of conbercept in the treatment of neovascular age-related macular degeneration / X. Lu, X. Sun // Drug Design, Development and Therapy. - 2015. - N 9.

35. Multicenter phase II study of Apatinib in non-triple-negative metastatic breast cancer / X. Hu // BMC Cancer. - 2014. - Vol. 14. - P. 820.

36. Ciombor K. K. Aflibercept / K. K. Ciombor, J. Berlin, E. Chan // Clinical cancer research: an official journal of the American Association for Cancer Research. - 2013. - Vol. 19 (8).

37. Anti-Vascular Endothelial Growth Factor Therapy in Breast Cancer / Т. В. Kristensen

// International J. of Molecular Sciences. - 2014. - Vol. 15 (12). - P. 23024-23041.

38. Guidelines for the management of neovascular age-related macular degeneration by the European Society of Retina Specialists (EURETINA) / U. Schmidt-Erfurth // The British J. of Ophthalmology. - 2014. - Vol. 98 (9). - P. 1144-1167.

1 Михайлов В.Ю. 1 Понукалин А.Н. 1 Никитина В.В. 1 Занкина О.В. 1 Леонова М.Л. 1

1 ГОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздравсоцразвития России», Саратов

На основе анализа отечественной и зарубежной литературы, посвященной изучению фактора роста эндотелия сосудов (ФРЭС), показана его ведущая роль в процессах регуляции ангиогенеза, изменении баланса ангиогенных и антиангиогенных факторов гипоксии и «включении» ангиогенеза при различных заболеваниях. Экспрессия ФРЭС имеет место при злокачественных новообразованиях и участвует в биологии опухоль-трансформированных тканей. Увеличение экспрессии ФРЭС в опухолевой ткани сопровождается подъемом уровня белка в сыворотке крови у больных с раком почки и с немышечно-инвазивным раком мочевого пузыря, что может быть рекомендовано в качестве прогностического маркера в выявлении рецидива заболевания.

фактор роста эндотелия сосудов

ангиогенез

злокачественные новообразования

рак почки

немышечно-инвазивный рак мочевого пузыря

1. Алексеев Б.Я., Калпинский А.С. Новые возможности таргетной терапии метастатического рака почки // Онкоурология. – 2009. – №3. – С. 8–12.

2. Андреева Ю.Ю. Морфологические и молекулярно-биологические факторы прогноза рака мочевого пузыря: автореф. дис. … д-ра. мед. наук. – М., 2009. – 45 c.

3. Данильченко Д.И. Клиническая оценка и внедрение новых малоинвазивных методов диагностики рака мочевого пузыря: автореф. дис. … д-ра мед. наук: 14.00.40. – СПб, 2008. – 38 с.

4. Кадагидзе З.Г., Шелепова В.М. Опухолевые маркеры в современной клинической практике // Вест. Моск. Онкол. Общ. – 2007. – №1. – С. 56–9.

5. Карякин О.Б., Попов А.М. Эффективность сунитиниба у больных диссеминированным почечно-клеточным раком // Онкоурология. – 2008. – №1. – С. 25–28.

6. Кушлинский Н.Е., Герштейн Е. С. Биологические маркеры опухолей в клинике – достижения, проблемы, перспективы // Молекулярная медицина. – 2008. – №3. – С. 48–55.

7. Кушлинский Н.Е., Герштейн Е.С., Любимова Н.В. Биологические маркеры опухолей: методические аспекты и клиническое применение // Вестник Московского онкологического общества. – 2007. – №1. – С. 5–7.

8. Молекулярно-генетические нарушения в гене VHL и метилирование некоторых генов – супрессоров в спорадических светлоклеточных карциномах почки / Д.С. Михайленко, М.В. Григорьева, В.В. Землякова и др. // Онкоурология. – 2010. – №2. – С. 32–36.

9. Михайленко Д.С. Немцова М.В. Молекулярно-генетические маркеры рака почки // Российский онкологический журнал. – 2007. – №4. – С. 48–51.

10. Регуляция ангиогенеза при злокачественных новобразованиях почки и мочевого пузыря / Л.В. Спирина, И.В. Кондакова, Е.А. Усынин и др. // Сибирский онкологический журнал. – 2008. – №4. – С. 65–70.

11. Степанова Е.В., Барышников А.Ю., Личиницер М.Р. Оценка ангиогенеза опухолей человека // Успехи современной биологии. – 2000. – Т. 120(6). – C. 599–604.

12. Трапезникова М.Ф., Глыбин П.А., Морозов А.П. Ангиогенные факторы при почечно-клеточном раке // Онкоурология. – 2008. – №5. – С. 82–87.

13. Фактор роста эндотелия сосудов и его рецептор 2-го типа в сыворотке крови, опухоли и паренхиме почки больных почечно-клеточным раком / М.Ф. Трапезникова, П.В. Глыбин, В.Г. Туманян и др. // Урология. – 2010. – №4. – С. 3–7.

14. Фильченков А.А. Терапевтический потенциал ингибиторов ангиогенеза // Онкология. – 2007. – №9. – С. 321–328.

15. Шахпазян Н.К. Значение онкомаркеров, факторов роста, ангиогенеза и апоптоза в диагностике поверхностного рака мочевого пузыря: автореф. дис. … канд. мед. наук. – Саратов, 2010. – 20 с.

16. Angiogenesis and other markers for prediction of survival in metastatic renal cell carcinoma / F.I. Alamdari, T. Rasmuson, K. Grankvist et al. // Scand J Urol Nephrol. – 2007. – Vol. 41(1). – P. 5–9.

17. Molecular mechanism of tumor vascularization / P. Auguste, S. Lemire, F. Larrieu-Lahargue et al. // Crit. Rev. Oncol. Hematol. – 2005. – Vol. 54(1). – P. 53–61.

18. High-grade clear cell renal cell carcinoma has a higher angiogenic activity than low-grade renal cell carcinoma based on histomorphological quantification and qRT-PCR mRNA expression profile / M.M. Baldewijns, V.L. Thijssen, G.G. Van den Eynden et al. // Br J Cancer – 2007. – Vol. 96(12). – P. 1888–95.

19. Present strategies in the treatment of metastatic renal cell carcinoma: an update on molecular targeting agents /J. Bellmunt, C. Montagut, S. Albiol et al. // BJU Int. – 2007. – Vol. 99. – P. 274–280.

20. Serum levels of vascular endothelial growth factor as a prognostic factor in bladder cancer / S. Bernardini, S. Fauconnet, E. Chabannes et al. // J. Urol. – 2001. – Vol. 166. – P. 1275–1279.

21. Bicknell R., Harris A.L. Novel angiogenic signaling pathways and vascular targets // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. – 2004. – Vol. 44. – P. 219–238.

22. Predicting Recurrence and Progression of Noninvasive Papillary Bladder Cancer at Initial Presentation Based on Quantitative Gene Expression Profiles / M. Birkhahn, A.P. Mitra, A.J. Williams et al. // Eur Urol. – 2010. – Vol. 57. – P. 12–20.

23. Cao Y. Tumor angiogenesis and therapy // Biomed. Pharmacother. – 2005. – Vol. 59. – P. 340–343.

24. Carmeliet P. Angiogenesis in life, disease and medicine // Nature. – 2005. – Vol. 438. – P. 932–936.

25. Carmeliet P. Mechanisms of angiogenesis and arteriogenesis // Nature medicine. – 2000. – Vol. 6. – P. 389–395.

26. Carmeliet P., Jain R.K. Angiogenesis in cancer and other diseases. // Nature. – 2000. – Vol. 407. – P. 249–257.

27. Clinical factors associated with outcome in patients with metastatic clearcell renal cell carcinoma treated with vascular endothelial growth factor-targeted therapy / T.K. Choueiri, J.A. Garcia, P. Elson et al. // Cancer. – 2007. – Vol. 110. – P. 543–50.

28. Role of cytokeratins, nuclear matrix proteins, Lewis antigen and epidermal growth factor receptor in human bladder tumors / A. Di Carlo, D. Terracciano, A. Mariano et al. // Int. J. Oncol. – 2003. – Vol. 23(3). – P. 757–762.

29. Prognostic significance of vascular endothelial growth factor expression in clear cell renal cell carcinoma / G. Djordjevic, V. Mozetic, D.V. Mozetic et al. // Pathol Res Pract. – 2007. – Vol. 203(2). – P. 99–106.

30. Dhanabal M., Sethuraman N. Endogenous angiogenesis inhibitors as therapeutic agents: historical perspectives and future direction // Recent Patients Anticancer Drug Discov. – 2006. – Vol. 1(2). – P. 223–236.

31. Dor Y., Porat R., Keshet E. Vascular endothelial growth factor and vascular adjustments to perturbations in oxygen homeostasis // Am J Physiol Cell Physiol. – 2001. – Vol. 280(6). – P. 1367–74.

32. Dvorak H.F. Tumors: wounds that do not heal. Similarities between tumor stroma generation and wound healing // N Engl J Med 1986. Vol. 315. P. 1650-9.

33. Dvorak H.F. Vascular permeability factor/vascular endothelial growth factor: a critical cytokine in tumor angiogenesis and a potential target for diagnosis and therapy // J. Clin. Oncol. – 2002. – Vol. 20. – P. 4368–80.

34. Angiogenesis in cancer: molecular mechanism, clinical impact / M.E. Einchorn, A. Kleespies, M.K. Angele et al. // Langenbecks Arch. Surg. – 2007. – Vol. 392 (2). – P. 371–379.

35. Phase III trial of bevacizumab plus interferon alfa–2a in patients with metastatic renal cell carcinoma (AVOREN): Final analysis of overall survival / В. Escudier, J. Bellmunt, S. Negrie et al. // J Clin Oncol. – 2010. – Vol. 28. – P. 2144–50.

36. Rapamycin inhibits in vitro growth and release of angiogenetic factors in human bladder cancer / G. Fechner, K. Classen, D. Schmidt et al. // Urology. – 2009. – Vol. 73(3). – P. 665–668.

37. Ferrara N. Role of vascular endothelial growth factor in regulation of physiological angiogenesis // Am. J. Physiol. Cell Physiol. – 2001. – Vol. 280. – P. 1358–1366.

38. Ferrara N., Gerber H.P., Le Couter J. The biology of VEGF and its receptors // Nat Med. – 2003. – Vol. 9. − P. 669–76.

39. Ferrara N., Keyt B. Vascular endothelial growth factor: basic biology and clinical implications // EXS. – 1997. – Vol. 79. – P. 209–32.

40. Figg W.D., Folкman J.E. Angiogenesis: An Integrative Approach From Science To Medicine. Edited by New York, «Random House». – 2008. – P. 601.

41. Folkman J. A new link in ovarian cancer angiogenesis: lysophosphatidic acid and vascular endothelial growth factor expression // J Natl Cancer Inst. – 2001. – Vol. 93(10). – P. 734–735.

42. Folkman J. Angiogenesis in cancer, vascular, rheumatoid and other disease // Nat Med. – 1995. – Vol. 1(1). – P. 27–31.

43. Folkman J. Anti-angiogenesis: new concept for therapy of solid tumors // Ann. Surg. – 1972. – Vol. 175 (3). – P. 409–416.

44. Folkman J. Clinical applications of research on angiogenesis // New England Journal of Medicine. – 1995. – Vol. 333(26). – P. 1757–1763.

45. Folkman J. Role of angiogenesis in tumor growth and metastasis // Semin. Oncol. – 2002. – Vol. 29. – P. 15–18.

46. Folkman J. Tumor angiogenesis: therapeutic implications // N. Engl. J. Med. – 1971. – Vol. 285. – P. 1182–1186.

47. Folkman J. What is the evidence that tumors are angiogenesis dependent? Edited by © «Oxford University Press». – 1990. – P. 4–7.

48. Folkman J., Klagsburn M. Angiogenic factors // Science. – 1987. – Vol. 235. – P. 442–7.

49. Furcht L.T. Critical factors controlling angiogenesis: cell products, cell matrix, and growth factors // Lab Invest. – 1986. – Vol. 55(5). – P. 505–9.

50. Grosjean J., Kiriakidis S., Reilly K. et al. Vascular endothelial growth factor signalling in endothelial cell survival: a role for NFkappaB // Biochem Biophys Res Commun. – 2006. – Vol. 340. – P. 984–994.

51. Hanna S.C., Heathcote S.A., Kim W.Y. mTOR pathway in renal cell carcinoma // Expert Rev Anticancer Ther. – 2008. – Vol. 8. – P. 283–92.

52. Harper J., Moses M.A. Molecular regulation of tumor angiogenesis: mechanism and therapeutic implication // EXS. – 2006. – Vol. 96. – P. 223–268.

53. Vessel cooption, regression, and growth in tumors mediated by angiopoietins and VEGF / J. Holash, P.C. Maisonpierre, D. Compton et al. // Science. – 1999. – Vol. 284. – P. 1994–8.

54. Concentration of vascular endothelial growth factor(VEGF) in the serum of patients with malignant bone tumors / G. Holzer, A. Obermair, M. Koschat et al. // Med Pediatr Oncol. – 2001. – Р. 601–4.

55. The prognostic value of angiogenesis factor expression for predicting recurrence and metastasis оf bladder cancer after neoadjuvant chemotherapy and radical cystectomy / K. Inoue, J.W. Slaton, T. Karashima et al. // Clin. Cancer. Res. – 2000. – Vol. 6. – P. 4866–4873.

56. Izzi L., Attisano L. Ubiquitin-dependent regulation of TGF-β signaling in cancer // Neopalasia. – 2006. – Vol. 8. – P. 677–688.

57. Different isoform patterns for vascular endothelial growth factor between clear cell and papillary renal cell carcinoma / J. Jacobsen, K. Grankvist, T. Rasmuson et. al. //Br. J. Urol. Int. – 2006. – Vol. 97(5). – P. 1102–1108.

58. Activations of HIF-α ubiquitination by a reconstituted von Hippel-Lindau (VHL) tumor supressor complex / T. Kamura, S. Sato, K. Iwai et al. // Proc. Natl. Acad. Sci USA. – 2000. – Vol. 97. – P. 10430–10435.

59. Kaya M., Wada Т., Akatsuka Т. et al. Vascular endothelial growth factor expression in untreated osteosarcoma is predictive of pulmonary metastasis and poor prognosis // Clin Cancer Res. – 2000. – Vol. 6. – P. 572–577.

60. Kerbel R, Folkman J. Clinical translation of angiogenesis inhibitors // Nat Rev Cancer. – 2002. – Vol. 2. – P. 727–739.

61. Using tumor markers to predict the survival of patients with metastatic renal cell carcinoma / H.L. Kim, D. Seligson, X. Liu et al. // J. Urol. – 2005. – Vol. 173. – P. 1496–1501.

62. Kirstein M.N., Moore M.M., Dudek A.Z. Review of selected patients for cancer therapy targerting tumor angiogenesis // Recent Patients Anticancer Drug Discov. – 2006. – Vol. 1(2). – P. 153–161.

63. Renal cell carcinoma: new frontiers in staging, prognostication and targeted molecular therapy / J.S. Lam, O. Shvarts, J.T. Leppert et al. // J Urol. – 2005. – Vol. 173. – P. 1853–62.

64. Regulation of Notch 1 and Dll4 by vascular endothelial growth factor in arterial endothelial cells: implications for modulating arteriogenesis and angiogenesis / Z.L. Liu, T. Shirakawa, Y. Li et al. // Mol. Cell. Biol. – 2003. – Vol. 23. – P. 14–25.

65. Maxwell P.H., Pugh C.W., Ratcliffe P.J. Activation of the HIF pathway in cancer // Curr Opin Genet Dev. – 2001. – Vol. 11. – P. 293–9.

66. McMahon G. VEGF receptor signaling in tumor angiogenesis // The Oncologist. – 2000. – Vol. 5(11). – P. 3–10.

67. Prognostic role of Fuhrman grade and vascular endothelial growth factor in pT1a clear cell carcinoma in partial nephrectomy specimens / D. Minardi, G. Lucarini, R. Mazzucchelli et al. // J Urology. – 2005. – Vol. 174(4). – P. 1208–12.

68. Expression of cyclooxogenase -2 in renal cell carcinoma: correlation with tumor cell proliferation, apoptosis, angiogenesis, expression of matrix metalloproteinase-2, and survival / Y. Miyta, S. Koga, S. Kanda et al. // Clin. Cancer Res. – 2003. – Vol. 9. – P. 1741–1749.

69. Alteration of the vascular endothelial growth factor and angiopoietins-1 and -2 pathways in transitional cell carcinomas of the urinary bladder associated with tumor progression / T. Quentin, T. Schlott, M. Korabiowska et al. // Anticancer Res. – 2004. – Vol. 24(5A). – P. 2745–56.

70. Papetti M., Herman I.M. Mechanisms of normal and tumor-derived angiogenesis / Am J Physiol Cell Physiol. – 2002. – Vol. 282(5). – P. 947–70.

71. Expression of vascular endothelial growth factor in renal cell carcinomas / V. Paradis, N.B. Lagha, L. Zeimoura et.al. //Virchows Arch. – 2000. – Vol. 436(4). мP. 351–6.

72. Parton M., Gore M., Eisen T. Role of cytokine therapy in 2006 and beyond for metastatic renal cell cancer // J Clin Oncol. – 2006. – Vol. 24. – P. 5584–92.

73. Patel P.H., Chadalavada R.S.V., Chaganti R.S.K. et al. Targeting von Hippel-Lindau pathway in renal cell carcinoma // Clin. Cancer Res. – 2006. – Vol. 12(24). – P. 7215–7220.

74. VEGF and VEGFR-1 are coexpressed by epithelial and stromal cells of renal cell carcinoma / J. Rivet, S. Mourah, H. Murata et al. // Cancer. – 2008. – Vol. 112(2). P. 433–42.

75. Tumor-specific urinary matrix metalloproteinase fingerprinting: identification of high molecular weight urinary matrix metalloproteinase species / R. Roy, G. Louis, K.R. Loughlin et al. // Clinical Cancer Research. – 2008. – Vol. 14(20). – P. 6610–6617.

76. Increased serum levels of vascular endothelial growth factor in patients with renal cell carcinoma / K. Sato, N. Tsuchiya, R. Sasaki et al. // Jpn J. Cancer Res. – 1999. – Vol. 90 (8). – P. 874–879.

77. Serum levels of vascular endothelial growth factor (VEGF) and endostatin in renal cell carcinoma patients compared to a control group / L. Schips, O. Dalpiaz, K. Lipsky et al. // Eur. Urol. – 2007. – Vol. 51 (1). – P. 168–173.

78. Tung-Ping Poon R., Sheung- Tat F., Wong J. Clinical implications of circulating angiogenic factors in cancer patients // J Clin One. – 2001. – Vol. 4. – P. 1207–1225.

78. Angiogenesis in renal cell carcinoma: Evaluation of microvessel density, vascular endothelial growth factor and matrix metalloproteinases / X. Zhang, M. Yamashita, H. Uetsuki et al. // Int J Urol. – 2002. – Vol. 9(9). – P. 509–14.

За последние годы в литературе появились многочисленные исследования, посвященные изучению фактора роста эндотелия сосудов (ФРЭС) при диагностике различных заболеваний . ФРЭС -
димер, гепарин-связывающий белок, с молекулярной массой 34-42 кДа. ФРЭС выделил в 1989 году Наполеон Феррара и в настоящее время установлен ген, отвечающий за синтез данного белка . ФРЭС, взаимодействуя с двумя близкими по строению мембранными тирозинкиназными рецепторами (рецепторы ФРЭС-1 и ФРЭС-2), активирует их и запускает сигнальный каскад процессов, стимулирующих рост и пролиферацию клеток эндотелия .

За последние 10 лет начато активное изучение роли ангиогенеза в развитии целого ряда заболеваний. Ангиогенез отнесен к типовым процессам, приводящим к образованию новых кровеносных сосудов от существующей сосудистой сети . Он необходим для нормального роста эмбриональных и постнатальных тканей, пролиферации эндометрия, созревания в яичнике фолликула и желтого тела, заживления ран, образования коллатеральных сосудов, стимулированных ишемией . Образование кровеносных сосудов определяется двумя процессами: васкулогенезом и ангиогенезом. Васкулогенез означает дифференцировку ангиобластов (предшественников эндотелиальных клеток) у эмбрионов в кровяных островках, которые после слияния формируют сердечно-сосудистую систему или васкуляризируют эндодермальные органы . Ангиогенез включает в себя пролиферацию и миграцию эндотелиальных клеток в первичных васкулярных структурах и способствует васкуляризации эктодермальных и мезенхимных органов, реконструкции капиллярной сети . В процессе ангиогенеза эндотелиальные клетки начинают делиться (скорость удвоения их популяции возрастает почти в 100 раз), образуя эндотелиальную почку, которая прорывает базальную мембрану и внедряется в соединительную ткань. Активацию эндотелиальных клеток обеспечивают факторы роста, которые образуются в самих эндотелиальных клетках, а также компоненты внеклеточного матрикса . Прекращение действия этих факторов возвращает эндотелиальные клетки в состояние покоя .

Основным стимулом активации ангиогенеза при физиологических и патологических состояниях является недостаток кислорода . Известно, что гипоксия способствует накоплению индуцируемых гипоксией факторов - HIF (HIF-1α и HIF-1β) . Эти факторы проникают в ядро клетки, связываются с соответствующим HIF-ответственным участком и изменяют транскрипцию многих генов, в том числе генов фактора роста эндотелия сосудов . В результате возникает увеличение экспрессии проангиогенных факторов, включая ФРЭС и факторы роста фибробластов . Существует ряд клеток, способных повышать уровень ФРЭС «in vitro» во время гипоксии. К ним относятся фибробласты, миоциты гладкой и поперечнополосатой мускулатуры, пигментный эпителий сетчатки, астроциты и эндотелиальные клетки, а также некоторые опухолевые клетки . В тот момент, когда действие проангиогенных факторов превышает действие антиангиогенных, эндотелиальные клетки переходят из обычного дремлющего состояния в активное и происходит «включение ангиогенеза» .

В настоящее время выявлены и активаторы, и ингибиторы ангиогенеза, которые прямо или опосредованно активируют и подавляют пролиферацию эндотелиальных клеток и рост сосудов . Регуляция ангиогенеза представляет собой динамический процесс взаимодействия ингибиторов и активаторов.

Важное значение после «включения ангиогенеза» имеет разрыв базальных мембран и внеклеточного матрикса, главным образом, в результате повышения активности матричных металлопротеиназ (ММП) .

ММП играют важную роль в процессе ангиогенеза. Они относятся к семейству Zn 2 +- и Са 2 +-зависимых эндопептидаз, участвующих в ремоделировании соединительной ткани посредством разрушения ее органических компонентов при физиологических значениях рН. Свое название ММП получили за способность специфически гидролизовать основные белки межклеточного матрикса .

Эти изменения матрикса способствуют миграции эндотелиальных клеток во внесосудистое пространство и активному протеолизу межклеточного матрикса . В результате происходит организация эндотелиальных клеток в трубочки с просветом и образуется новая капиллярная сеть. Процесс роста капилляров продолжается, пока не будет достигнута достаточная близость с клеткой. Затем ангиогенез вступает в фазу покоя (за исключением ангиогенных циклов в женской репродуктивной системе). Каждое увеличение тканевой массы сопровождается неоваскуляризацией, что поддерживает адекватную сосудистую плотность .

В процессе развития злокачественных новообразований после достижении опухолевого образования диаметра 2-4 мм ее дальнейший рост требует образования сети капилляров из эндотелиальных клеток, выстилающих мелкие венулы При наличии устойчивого баланса между ангиогенными и антиангиогенными факторами опухолевые клетки могут оставаться на длительный промежуток времени в неактивном состоянии. Опухолевый рост начинается в результате преобладания активности факторов ангиогенеза . Формирующаяся в процессе опухолевого роста капиллярная сеть заметно отличается от нормальной по морфологическому строению. Формирование сосудов в опухолях происходит на фоне извращенной митогенной стимуляции и измененного экстрацеллюлярного матрикса. Это приводит к развитию неполноценных сосудов преимущественно капиллярного типа, имеющих нередко прерывистую базальную мембрану и нарушенную эндотелиальную выстилку. Эндотелий может замещаться опухолевыми клетками, а иногда и вовсе отсутствовать . Первоначально сосудистая сеть возникает в прилежащих к опухоли тканях, что впоследствии обеспечивает замещение их клетками опухоли .

В серии экспериментальных и клинических исследований установлено, что при активации опухолевого роста усиливается экспрессия ФРЭС и остальных факторов роста (фактор роста фибробластов, эпидермальный фактор роста, трансформирующий фактор роста-α). Это обеспечивает развитие и формирование сосудистого русла опухоли, что способствует ее метастазированию .

В настоящее время начато исследование концентрации факторов роста в сыворотке крови при различных заболеваниях. В последнее десятилетие установлено, что активация ангиогенеза сопровождает целый ряд заболеваний: ревматоидный артрит, атеросклеротическое поражение сосудистого русла и др. . Наибольший интерес представляет оценка количественного содержания основного из них, ФРЭС, в сыворотке крови при злокачественных новообразованиях. Считается, что определение в сыворотке крови ФРЭС у онкологических больных может быть применено для оценки эффективности проводимой терапии, прежде всего таргетной, в динамике лечения, предоставлять прогностическую информацию, в качестве дополнительного исследования, использованного в дифференциальной диагностике .

Так, за последние годы проведен целый ряд исследований по изучению экспрессии ФРЭС в клетках опухолевой ткани и в сыворотке крови у больных раком молочной железы, легкого, простаты, остеосар-
комы .

Важной ступенью в понимании путей развития рака почки (РП) стало признание ФРЭС как главного регулятора опухолевого ангиогенеза . Опухоли почки неоднородны по своему составу и представлены несколькими видами наследственных форм почечно-клеточных карцином . К ним относятся светлоклеточная почечно-клеточная карцинома (von Hippel-Lindau syndrome), наследственная папиллярная карцинома почки, хромофобная почечно-клеточная карцинома (Birt-Hogg-Dube syndrome) . В канцерогенезе светлоклеточных карцином наиболее характерным событием является инактивация гена VHL (von Hippel-Lindau syndrome), в результате чего происходит аномальная продукция многих факторов роста, в том числе молекул, способствующих увеличенному ангиогенезу. Белок VHL входит в состав E3-убиквитинлигазы, которая в условиях нормальной оксигенации способствует присоединению убиквитина к транскриптомным факторам (hipoxia-inducible factor -
HIF-1α, HIF-2α, HIF-3α) . В условиях гипоксии VHL-комплекс в составе E3-убиквитинлигазы не связывается с транскриптомными факторами. Соответственно факторы HIF-1α и HIF-1β накапливаются в клетках. И этот комплекс проникает в ядро, связывается с соответствующим HIF-ответственным участком и изменяет транскрипцию многих генов, в том числе гена, ответственного за экспрессию ФРЭС-A и других факторов ангиогенеза. Таким образом, мутация в гене VHL приводит к накоплению факторов, стимулирующих ангиогенез .

Известно, что ФРЭС не выявлен в здоровой ткани почки, однако увеличенная экспрессия белка имеет место при всех разновидностях опухолей почек. Плотность микрососудов, совместно с уровнем экспрессии матриксной металлопротеиназы-2, указывают на опухоли больших размеров более 7 см .

Установлено, что у больных РП имеет место достоверное увеличение содержания ФРЭС в сыворотке крови по сравнению с практически здоровыми лицами. Уровень ФРЭС сыворотки, полученной из вен почек, пораженных опухолью, достоверно отличался от уровня ФРЭС сыворотки, полученной из контралатеральных почек. Кроме того, уровень ФРЭС в сыворотке достоверно менялся после нефрэктомии . Уровень ФРЭС в сыворотке был связан с объемом опухоли почки и наличием метастазов. Также установлено, что при уровне сывороточного ФРЭС выше 100 пг/мл чувствительность этого теста при РП составляет 80 %, а специфичность ‒ 72,7 %, поэтому определение сывороточного ФРЭС может рассматриваться в качестве возможного маркера РП . В ряде исследований показано, что изменение уровня ФРЭС не может быть использовано в качестве независимого прогностического маркера при РП. Также установлено, что определение уровня ФРЭС в сыворотке крови может иметь диагностическое значение при выявлении больных с быстрым прогрессированием заболевания . В работах М.Ф. Трапезниковой, П.В. Глыбина, Н.Е. Кушлинского и др. (2009) отмечено, что в опухолевой ткани при РП имеют место более высокие уровни ФРЭС по сравнению с неизменённой тканью почки. При этом уровень ФРЭС в опухоли достоверно повышался при снижении степени дифференцировки рака и увеличении стадии заболевания .

Исследования клинико-диагностического значения изменения уровня ФРЭС в сыворотке крови у больных РП продолжаются в связи появлением новых методов таргетной терапии.

В ходе молекулярно-генетических исследований выделены потенциальные мишени для противоопухолевого воздействия, ассоциированные с инактивацией гена VHL, гиперпродукцией HIF или активацией сигнального пути P3IK-АКТ-mТOR, которые регулируют процессы неоангиогенеза в опухолевой ткани: ФРЭС, фактор роста тромбоцитов (ТФР), тирозинкиназные рецепторы к ростовым факторам (ФРЭСR, ТФРR), а также сигнальный белок mTOR . Доказана эффективность при почечно-клеточных опухолях 6 таргетных агентов, воздействующих на данные мишени: моноклональных антител к ФРЭС (бевацизумаб), ингибиторов ФРЭСR (сунитиниб, сорафениб, пазопаниб), ингибиторов mTOR (темсиролимус, эверолимус). Каждому препарату приписывается своя лечебная
ниша .

Однако до настоящего времени оптимальный режим таргетной терапии распространенного РП не определен. Более того первые результаты применения в клинической практике указанной принципиально отличающейся группы препаратов при лечении больных РП привели к появлению новых прикладных проблем. Так, не установлены особенности таргетной терапии больных с таргет-рефрактерными опухолями и «неподходящих» пациентов, которые не были включены в клинические испытания. Не определены показания к паллиативной нефрэктомии и таргетному лечению, основные маркеры эффективности проводимого лечения .

Развитие рака мочевого пузыря (РМП) также связывают с выявлением у больных целого ряда генетических факторов риска. Установлено, что для начала развития раковой опухоли мочевого пузыря необходимо наличие генетической мутации, определяющей возможность неконтролируемого деления клеток уротелия. Специфичными для РМП мутациями являются: активация онкогена HRAS1, инактивация супрессорного гена RB1, повреждения генов, регулирующих пролиферацию (CDKN2A и INK4B), повреждение антионкогена р53, инактивация гена «mismatch» репарации ДНК , делеция гена р16, микросателлитная нестабильность локуса 9р, делеция гена ТР53, мутация в 7-м экзоне гена FGFR3 . Подтверждением распространенного мнения о том, что РМП ‒ это болезнь всей слизистой, является высокая частота встречаемости многих из вышеперечисленных мутаций у одного и того же пациента не только в опухолевой ткани, но и в нормальном уротелии .

В настоящее время выделены наиболее значимые факторы ангиогенеза при РМП, для которых выявлены корреляции с клинико-морфологическими признаками заболевания и его исходом . К ним относятся плотность микрососудов, факторы, индуцируемые гипоксией (ФРЭС и другие) . Основным фактором активации опухолевого ангиогенеза при РМП также считается ФРЭС . В исследовании Шахпазян Н.К. (2010) установлено, что у больных немышечно-инвазивным РМП (НМИРМП) повышение уровня ФРЭС в сыворотке крови связано с активацией процесса опухолевого роста . Исследование уровня ФРЭС у больных РМП является целесообразным, так как его уровень коррелирует с плотностью микрососудов в опухолевой ткани . ФРЭС относят к прогностическим факторам при РМП . По мере увеличения проницаемости сосудов, а следственно, и увеличении инвазивности и способности к метастазированию опухоли, уровень ФРЭС значительно повышается и в сыворотке крови больных инвазиным РМП . Определение его уровня в сыворотке крови на дооперационном этапе может быть прогностическим маркером для оценки риска развития рецидива при инвазивном РМП после цистэктомии . Количественное определение уровня ФРЭС также помогает диагностировать метастазы опухоли (при концентрации в крови > 400 пг/мл) .

Несмотря на большое чисто исследований, клинико-диагностическое значение исследования ФРЭС в сыворотке крови у больных с опухолевыми заболеваниями почек и мочевого пузыря не определено .

В проводимых с 2009 года исследованиях содержания ФРЭС в сыворотке крови в лаборатории ЦНИЛ ГОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздравсоцразвития России» показано, что исследования содержания ФРЭС в сыворотке крови могут быть предложены в качестве лабораторных предикторов и критериев прогноза начальных этапов формирования атеросклеротического поражения сосудистого русла, а также у пациентов с онкоурологическими заболеваниями (РП и НМИРМП) для оценки активности опухолевого роста и в диагностике рецидива.

Представленный анализ отечественной и зарубежной литературы, собственные результаты исследования являются основанием для широкого применения количественного определения ФРЭС в сыворотке крови в практике работы клинико-диагностических лабораторий. Данный показатель можно отнести к основным биомаркерам, характеризующим процессы включения «ангиогенеза» при различных заболеваниях. У больных РП и НМИРМП подъем содержания ФРЭС в сыворотке крови можно считать подтверждающим показателем рецидива заболевания.

Рецензенты:

Карякина Е.В., д.м.н., профессор, в.н.с. отдела лабораторной и функциональной диагностики ФГУ «СарНИИТО» Минздравсоцразвития России, г. Саратов;

Конопацкова О.М., д.м.н., профессор кафедры факультетской хирургии и онкологии им. С.Р. Миртворцева ГОУ ВПО Саратовского ГМУ им. В.И. Разумовского Минздравразвития России, г. Саратов.

Работа поступила в редакцию 26.08.2011.

Библиографическая ссылка

Захарова Н.Б., Дурнов Д.А., Михайлов В.Ю., Понукалин А.Н., Никитина В.В., Занкина О.В., Леонова М.Л. ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФАКТОРА РОСТА ЭНДОТЕЛИЯ СОСУДОВ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ // Фундаментальные исследования. – 2011. – № 11-1. – С. 215-220;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=28979 (дата обращения: 05.01.2020). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»