2022年6月29日讀畢需時 4 分鐘

簡介血管內皮細胞生長因子(VEGF)功能與癌症關係

已更新：2024年5月2日

圖一、VEGF與VEGFR結合後，透過不同分子途徑活化血管新生

簡介血管內皮細胞生長因子(VEGF)功能與癌症關係

血管內皮生長因子(Vascular endothelial growth factor, VEGF)，在更早期的名稱為血管通透因子(Vascular permeability factor, VPF)。其主要功能為，結合血管內皮細胞上的受體(VEGF receptor, VEGFR)，進而激活胞內酪氨酸激酶，啟動下游訊息分子(圖一)，進而活化血管新生(Angiogenesis, 圖二)[1]。

圖二、血管新生的過程

當血氧不足時(如缺氧的情況下)，血管新生也是其中一個重要恢復氧氣供應的生理機制，VEGF在正常的生理功能中，主要在胚胎發育過程中、組織受傷後修復以及運動受傷後血管阻塞時幫助血管的新生或重建[1]。

哺乳類的VEGF家族蛋白(VEGF family)有六種，包含：VEGF-A、VEGF-B (VEGF-B167及VEGF-B186)、VEGF-C、VEGF-D及VEGF-E，其分子量從35到44 KDa，而VEGF的受體也有三個型態，包含：VEGFR1、VEGFR2及VEGFR3，不同的VEGF與不同的VEGFR結合的組合，會導致不同的生理功能，其功能入下圖(圖三)[2]：

圖三、不同VEGF與不同VEGFR結合後產生不同生理功能

VEGF為高度保留的同源二具體醣蛋白。兩條分子量為24 KDa的單鏈，單鏈之間以二硫鍵形成二聚體[1]。在VEGF基因轉錄成mRNA後，會透過splicing產生不同的蛋白型式，例如VEGF-A有8個exon，透過splicing至少產生VEGF121、VEGF145、VEGF165、VEGF183、VEGF189及VEGF206六種以上的組合(圖四)，每一中組合有不等的活性及與受體的親和力[1]。

圖四、VEGF透過splicing產生不同的蛋白型式

然而，當VEGF過度表達時也會導致疾病的產生，例如：

(1)視網膜的黃斑部病變

當隨著年齡老化，眼睛的脈絡膜血管會逐漸硬化，同時光線對黃斑部的慢性傷害，導致視網膜與脈絡膜代謝功能失調，當黃斑部病變嚴重時，功能不良的間膜將無法抵擋脈絡膜的血管往視網膜增生，因而導致嚴重視力喪失(圖五)[3]。

圖五、視網膜的黃斑部病變

(2)幫助癌細胞生長及轉移

「血管新生」（angiogenesis）是人體一種正常的生理現象。當組織中需要血管時，有一些促使血管新生的因子的分泌量會增加，以造就新血管的生長機會。例如傷口在癒合前，就需要新生血管來供應氧氣和養分，讓傷口的細胞得以存活。然而血管新生和癌細胞的生長亦有重大關係。在腫瘤剛形成時，大小在1-2 mm，癌細胞只需直接吸收周遭環境的養份即可存活；然而一旦大小超過3 mm，就必須靠新生血管來供應養份。此時癌細胞本身或周圍的結締組織，會分泌許多促使血管新生的物質，例如血管內皮細胞生長因子（VEGF)，這些物質會活化血管內皮細胞，形成新的微血管，刺激周遭血管往腫瘤的部位進行血管來支持快速生長所需的養分供應，同時腫瘤也會透過這些血管，進入血液循環當中，轉移到近端或遠端組織器官中(圖六)[4]。

腫瘤內新生的血管系統和正常組織大不相同，這些血管彎彎曲曲異常混亂，沒有任何規則可循。有些分支直徑太粗，有些則細到毫無功能；有些血管管壁孔隙太多，造成腫瘤組織間的液壓過高，導致水腫。血管內的血液流速也很怪異，有些流動快速，有些則血流遲滯。這些種種異常的情形，造成腫瘤內微環境狀況特殊，同時也使得腫瘤的治療窒礙難行。例如，無血管或血流遲滯的區域藥物很難或無法到達，且該區域組織容易缺氧及酸化，而缺氧會導致血管新生促進因子分泌量增加，造成腫瘤增生，並使癌細胞更易轉移；相反的，免疫細胞在缺氧及酸性的環境中，會因許多的生化反應無法作用，而很難進行殺死腫瘤細胞的防禦作用。再者，新生的易漏血管會造成的體液蓄積，使癌細胞更有機會流入血管而轉移到身體的其他部位。