Heparin Affin Regulatory Peptide Binds to Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) and Inhibits VEGF-induced Angiogenesis

肝素結合調控縮氨酸結合到血管內皮成長因子並抑制血管內皮成長因子

所導致的血管新生機制

Oncogene 2004, 23:1745–1753

演講者：葉承昀     講評老師：周楠華 教授

簡介：

腫瘤在生長到0.2～0.3公分時會因為擴散作用所提供的養分以不足維持腫瘤的生長，故腫瘤細胞會分泌出一些因子，啟動血管新生(angiogenesis)的機制。血管新生一般是血管內皮細胞接受到因子，如血管內皮成長因子(vascular endothelial growth factor-VEGF)等活化後，內皮細胞會破壞並越過基質(matrix)，而後慢慢形成血管。heparin affin regulatory peptide (HARP) 最初是在腦部組織所萃取出來的，是一個能與肝素(heparin)結合的分子，且能夠調控細胞的分裂及分化。過去的研究發現，HARP能夠促使血管新生的發生。然而在作者的研究中卻發現到，HARP能夠抑制血管內皮成長因子與內皮細胞的血管內皮成長因子接受體(VEGF receptor)結合，進而減緩由內皮細胞生長因子所調控的血管新生的發生。

實驗與結果：

        首先作者利用人類臍靜脈內皮細胞(human umbilical vein endothelial cell – HUVEC)發現到HARP會抑制血管內皮成長因子所造成的細胞增生及管狀結構(tube formation)之發生(圖一)；另外在也在動物模式上看到HARP會抑制細胞滲透(infiltration)的現象。

作者猜測是否HARP會抑制血管內皮成長因子與其接受體的結合，導致血管內皮成長因子無法對內皮細胞發揮功能。於是作者利用人類臍靜脈內皮細胞以競爭親和力結合分析(Competitive Affinity-binding Assay)來證明說HARP似乎能讓血管內皮成長因子與其接受體的結合比率下降。然而為避免內皮細胞所擁有的其他不確定因素所干擾，作者利用固態配體結合分析(Solid-phase Ligand-binding Assay)再次證明HARP能阻止血管內皮成長因子與接受體的結合。

        接著作者想知道HARP的哪個區域對於影響血管內皮成長因子與其接受體結合是最重要的，作者製造五個變異的HARP。結果發現到HARP的b-sheet是最重要的部位，當b-sheet被去除或是只改變一個重要的氨基酸，都會影響到HARP的功能(圖二)。

討論：

        對於作者的實驗結果與其他研究不同的情況，作者認為或許是因為彼此所使用的培養方式或者細胞的來源不同所導致。而有些抗血管新生的藥物可能也會因為被身體的酵素切割後，反而擁有促進血管新生的能力。

        在過去的研究也發現到含有thrombosopondin type 1 repeat (TSR-1)的物質會因為TSR-1阻止血管內皮成長因子與其接受體的結合而導致抗血管新生的發生。作者發現到HARP的b-sheet相當相似於TSR-1，也就表示說HARP可能因為這個因素，所以本身應該是一個抗血管新生的物質。

圖(一) 白色柱狀圖表示沒有加入血管內皮成長因子，黑色柱狀圖表示有加入血管內皮成長因子。可得知HARP會抑制血管內皮成長因子所造成的細胞增生及管狀結構的發生。

圖(二) 當HARP的b-sheet突變後，與血管內皮成長因子的結合力就下降。

參考文獻：

Rauvala, H. (1989). Embo J, 8, 2933-41.

Heroult, M., Bernard-Pierrot, I., Delbe, J., Hamma-Kourbali, Y., Katsoris, P., Barritault, D., Papadimitriou, E., Plouet, J. & Courty, J. (2004). Oncogene, 23, 1745-53.