0 引言

Del-1（developmental endothelial locus-1）最早被发现是一种在胚胎血管生成过程中由内皮细胞分泌的细胞外基质（extracellular matrix, ECM）蛋白，具有促进血管形成的作用^[1]。因其含有三个重复表皮生长因子（epidermal growth factor, EGF）样结构域和两个盘状结构I（discoidin-I）样结构域，Del-1又被称为EDIL3（epidermal growth factor-like repeats and discoidin I-like domains 3）。Del-1第二个EGF结构域（EGF2）包含一个可结合整合素的重要模体：精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（Arg-Gly-Asp, RGD）模体，两个盘状结构域则可结合磷脂酰丝氨酸，特殊的结构决定了Del-1在细胞微环境中发挥的功能，见图 1。

研究发现，在胚胎发育过程中由内皮细胞表达的Del-1在大部分健康成人组织内皮细胞中并不表达，只会在某些特定组织器官中表达，如大脑、眼、肺部、牙龈等^[2]，也发现Del-1在多种细胞间相互作用的过程中发挥重要作用，包括抑制炎性反应、协助吞噬作用、清除血小板微粒。更有研究证实多种肿瘤细胞及肿瘤相关的血管内皮细胞都可以表达Del-1，并发挥促肿瘤生长作用^[3-10]。

1 Del-1在细胞微环境中的功能及其结构基础

作为一种ECM蛋白，Del-1通过其RGD模体结构和盘状结构域在多种分子、多种细胞间相互作用中充当重要角色。

1.1 Del-1RGD模体结构介导促血管生成及抗炎作用

1.1.1 促血管生成

Del-1在最初的研究中就被证实是一种促血管生成因子，在细胞微环境中可以促进内皮细胞黏附、血管平滑肌细胞迁移增殖、激活抗凋亡通路，从而促进血管壁的形成和血管重塑。Del-1作为整合素的配体发挥促血管生成作用。整合素是主要结合ECM蛋白的跨膜黏附因子家族，在细胞黏附及迁移中起重要作用。Del-1的RGD模体是一种常见的整合素识别序列，是保证Del-1发挥功能的重要结构^[11]。

整合素α_vβ₃可以特异性识别RGD模体，在胚胎发育、肿瘤生长过程中有明确的血管生成作用^[12]。首先，Del-1通过RGD模体结合整合素α_vβ₃，可增强内皮细胞的黏附作用^[1]。另外，Del-1在自分泌和旁分泌过程中支持内皮细胞和血管平滑肌细胞的迁移和增殖^[1]。再者，Del-1可以避免由一系列因素包括TNFα/IFNγ、依托泊苷、失巢效应引起的内皮细胞凋亡，其抗凋亡作用也是Del-1作为α_vβ₃的配体介导的^[13]。

除了可以在正常胚胎发育过程中发挥血管生成作用外，Del-1对缺血组织的血管修复作用也被证实。内源性Del-1在缺血后肢、缺血心肌、缺血性脑卒中梗死灶周围皆表达上调。不论是通过蛋白质浸润移植物还是通过转基因技术，对缺血组织治疗性地给予Del-1可以增加血管形成、毛细血管密度、血管流量及肌肉功能^[13]。

类似于大多数促血管生成因子，Del-1在各种生理、病理缺血的组织中表达会上调，并且发挥血管生成的作用，是机体为了适应缺血、缺氧微环境而分泌的一种重要因子。

1.1.2 抗炎作用

Del-1的RGD模体还可以结合另一种整合素：淋巴细胞功能相关抗原-1（lymphocyte functionassociated antigen-1, LFA-1），发挥其内源性抗炎因子的作用。在损伤、感染或自身免疫系统异常反应等情况下，血液中的中性粒细胞通过迁移和募集，从血管中外渗至炎性组织中引起炎性反应。中性粒细胞的外渗作用依赖于复杂的黏附因子级联反应，主要通过白细胞整合素介导，包括LFA-1与细胞间黏附因子-1（intercellular adhesion molecules, ICAM-1）的相互作用。

大多数已知的白细胞黏附级联反应相关因子都起到了促进白细胞外渗的作用，而Del-1则被认为是一种黏附级联反应的内源性抑制因子^[14]。首先，Del-1可以结合整合素LFA-1，拮抗中性粒细胞上的LFA-1与内皮细胞上的ICAM-1相互作用，抑制依赖LFA-1的中性粒细胞募集；其次，Del-1还抑制依赖于ICAM-1的细胞因子（CXCL2、CCL3）的释放，抑制炎症细胞募集^[14-15]；再者，Del-1被证实为白介素17（interleukin 17, IL-17）表达的抑制剂。IL-17也是一种可以介导中性粒细胞募集的细胞因子，在牙周炎模型中，Del-1抑制IL-17的表达，同样可以抑制中性粒细胞的募集和相关的炎性反应介导病理反应^[16]。同时，在炎性反应组织中，Del-1与IL-17之间存在互反关系，IL-17可以通过调控一个重要的转录因子C/EBPβ（CCAAT/enhancer-binding protein β），下调内皮细胞对Del-1的表达^[17]。

事实上，多项研究证明，在不同组织器官的炎性反应中，Del-1都起到了内源性抗炎作用。除了牙周组织外，Del-1在中枢神经系统炎性反应、急性肺部炎性反应中也被证实对组织起保护作用^[18-20]。Del-1也可调节腺体炎性反应^[21]，Del-1对炎性反应中的肾上腺反应有保护作用，可以调节下丘脑-垂体-肾上腺轴应激反应的完整性，从而调节肾上腺在全身炎性反应综合征（systemic inflammatory response syndrome, SIRS）过程中的功能^[22]。

1.2 Del-1盘状结构域介导协助吞噬、微粒清除及保证胚胎正常发育

1.2.1 协助吞噬作用

凋亡细胞可将有害细胞内容物释放到微环境中，引起炎性反应和组织损伤，因而凋亡细胞被吞噬有利于机体的健康。专职吞噬细胞（巨噬细胞和未成熟树突细胞）或兼职吞噬细胞（如成纤维细胞和表皮细胞）可以吞噬凋亡细胞。巨噬细胞能选择性地吞噬凋亡细胞而非活细胞是因为可以识别凋亡细胞细胞膜表面的一种特殊信号分子——磷脂酰丝氨酸。在凋亡过程中，原本活细胞细胞膜内的磷脂酰丝氨酸会移位至细胞膜外，被称作磷脂酰丝氨酸的外化^[23]。

研究表明，Del-1的盘状结构域可识别磷脂酰丝氨酸从而结合凋亡细胞，成为凋亡细胞和巨噬细胞间的桥梁，促进吞噬作用^[24]。该研究还证明不是所有巨噬细胞都可以表达Del-1，巯基乙酸盐诱导的巨噬细胞不表达Del-1而胎肝及胸腺巨噬细胞则表达Del-1，可见Del-1在巨噬细胞中的表达具有特异性^[24]。另外，Del-1除了有前述促血管生成机制外，可能还可以通过吞噬凋亡内皮细胞的作用，促进新血管形成。

1.2.2 清除血小板微粒作用

血小板微粒（microparticle, MP）在细胞对活化作用产生反应时或在凋亡时释放的一种超微膜性囊泡。MP的形成伴随着磷脂酰丝氨酸的外化。在血小板中，MP的形成和磷脂酰丝氨酸外化的关系被深入研究，在活化血小板及MP上的磷脂酰丝氨酸在正常止血过程中发挥促凝作用^[25]。表达磷脂酰丝氨酸的MP会在循环中可不断生成及被清除^[25]。

Del-1可通过识别内皮细胞上的整合素及MP上的磷脂酰丝氨酸，成为两者间的桥梁，介导内皮组织对表达磷脂酰丝氨酸的血小板微粒的清除^[26]。但研究还表明，加入Del-1抗体只能在一定程度上抑制MP的摄取，而Del-1基因缺失小鼠的MP也在正常水平。鉴于相关研究证实，有诸多受体及调理素有清除MP的功能，单纯Del-1缺失不一定导致明显的凝血作用增强，Del-1缺失可能只在MP病理性增长时会表现出促凝血作用^[26]。

1.2.3 在胚胎发育过程中作用

研究证明，在非洲爪蟾蜍胚胎中，Del-1通过一定程度上阻碍BMP信号通路，促进了背部化的发育模式，而这一作用依赖于Del-1的盘状结构域^[27]。另外，同样是由盘状结构域介导，在神经外胚层的前端化过程中，Del-1可以有力地调控细胞内的Wnt信号通路^[27]。Del-1在前脑发育过程中可以干扰经典Wnt信号通路下游的β-catenin的聚集，而通过非经典Wnt信号通路相关的Ror-2旁路，Del-1也被证实在抑制经典Wnt信号通路过程中发挥重要作用^[27]。因此，Del-1作为 BMP和Wnt两种信号通路拮抗因素，在胚胎发育过程中发挥重要作用。

2 Del-1在肿瘤微环境中的作用 2.1 Del-1在肿瘤细胞中异常表达

目前研究显示，Del-1在肿瘤生长过程中，是被特殊表达释放至肿瘤微环境中的一种细胞因子。胚胎发育过程中由内皮细胞表达的Del-1在出生后就被沉默，只在某些特定组织器官中表达，但是在各种人类肿瘤细胞中却被再次激活产生。多项研究证实Del-1在不同肿瘤中皆有表达。有趣的是，与正常组织相比，Del-1在不同肿瘤中的表达情况各异。在胰腺癌^{[3, 4]}、肝细胞癌^[6]中均发现Del-1表达上调，在肺癌^[10]中则发现表达下调，即使同样是在大肠癌^[5]中，Del-1的表达也各不相同，见表 1。以上结果提示Del-1在肿瘤中的异常表达可能与组织器官类型或个体相关。

研究证实，肿瘤发生过程的微环境等因素会影响Del-1的表达。有证据显示血管内皮生长因子（vascular endothelial cell growth factor, VEGF）可以诱导Del-1的表达^[7]，另外，也有实验证实缺氧条件下，肿瘤细胞会表达更多的Del-1，这些现象都可以解释Del-1在肿瘤细胞生长过程中重新表达的原因。除了肿瘤衍生因子和缺氧条件，随后研究又发现，抑癌基因p53也被证实可以调节Del-1的转录^[28]。鉴于Del-1在不同肿瘤中的异常表达情况及VEGF、p53等因素在肿瘤研究中的重要地位，继续探究Del-1在不同肿瘤中的功能有助于进一步阐明肿瘤的病因学。

2.2 Del-1的促肿瘤血管生成作用

肿瘤进展过程中，无论是在原发部位还是继发部位，血管生成都是必不可少的重要环节。肿瘤在快速生长过程中，需要获得足够的营养和氧气，肿瘤为了维持生长，释放出多种生长因子和细胞因子改变其微环境，激活信号通路，致使微环境发挥促血管作用。研究证实，α_vβ₃受体在肿瘤血管形成过程中发挥重要作用^[12]。作为一种通过结合α_vβ₃发挥作用的促血管生成因子，在肿瘤进展过程中被释放至肿瘤微环境中，Del-1也是一种新型的促肿瘤生长因子，主要通过其激活的血管生成作用。首先，如前述内容，Del-1可以结合α_vβ₃，在多种肿瘤细胞生长过程中，促进血管生成，发挥其病理性血管生成作用。其次，实验证实Del-1在不同肿瘤细胞中都起到了抗内皮细胞凋亡的作用。在肝癌细胞中，Del-1结合α_vβ₃，通过FAK-Src-Akt信号的激活发挥其抗内皮细胞凋亡作用^[29]。Del-1通过介导抗凋亡蛋白——Bcl-2家族蛋白的变异表达，激活α_vβ₃对抗内皮细胞的凋亡^[4]。

2.3 Del-1促进肿瘤生长及转移

有研究报道，Del-1可能在肿瘤细胞生长过程中起重要作用。表达Del-1的人类骨肉瘤细胞和Lewis肺癌细胞形成的肿瘤体积是对照组的2到4倍^[4]。Del-1的表达下调可以抑制大肠癌的生长^[5]。不论是在肝癌还是在胰腺癌患者中，Del-1高表达的患者都提示预后不良^{[4, 29]}。以上证据说明Del-1对肿瘤增殖生长起到促进作用。

肿瘤的进展依赖于肿瘤微环境的改变，肿瘤在生长及转移过程中除了需要血管生成提供足够的营养物质，还需要多种生物学过程的实现。Del-1除了促进肿瘤血管生成外，在肿瘤微环境中可激活多种信号通路，实现这些生物学过程。首先，在肝癌细胞和胰腺癌细胞中都观察到，Del-1能显著促进失巢凋亡抵抗作用和锚着非依赖性肿瘤生长^{[4, 7]}。其次，Del-1可以诱导上皮间质转化（Epithelial-mesenchymal transition, EMT）这一肿瘤转移和复发中的重要因素，在肝癌的血管生成、转移及复发中发挥重要作用^[6]。其机制在于Del-1通过结合α_vβ₃介导ERK信号通路及TGF-β信号通路活化，其中，ERK是HCC生长的重要通路，TGF-β则可诱导EMT^[6]。作为外泌体中的蛋白，Del-1进一步被证实有助于肿瘤细胞的转移。外泌体被肿瘤释放到微环境中，携带相关分子，介导细胞间的联系，可以调节肿瘤生长、促进其转移，在肿瘤进展中发挥重要作用^[30]。从人膀胱癌细胞系中分离出来的外泌体包含Del-1，通过表皮生长因子受体（EGFR）信号通路可以促进血管生成及细胞转移^[9]。乳腺癌细胞分泌的细胞外囊泡上的Del-1通过结合整合素，激活FAK信号通路，也可介导乳腺癌细胞的转移^[8]，见图 2、表 1。

凭借在肿瘤微环境中激活多种信号通路，实现多种生物学过程，Del-1在肿瘤生长及转移过程中起到了促进作用，是一种重要的促癌因子。

3 展望

在肿瘤微环境研究中，与肿瘤的形成和生长相关的血管生成被广泛探讨，不只是因为其在肿瘤生长研究中的作用，也因为通过抑制血管生成对于抑制肿瘤生长这一理念的治疗性前景。以抑制VEGF为主的抗血管生成在肿瘤生长抑制中的作用被广泛研究，甚至已应用于临床并取得一定成效。但抗血管生成治疗存在耐药现象，甚至有可能导致肿瘤的进展，增加肿瘤转移及复发的可能^[31]，主要是由于应用抗血管生成治疗后肿瘤微环境的多种反应性改变导致的，如加重缺氧及增加促血管因子表达等。同时抗多种促血管生成因子的联合策略是其中一个克服耐药性的重要思路。Del-1作为一种新型的促血管生成因子，已被证实在肿瘤生长、发展过程中起到重要作用，是抗血管生成治疗的一个新靶点，其在抗肿瘤血管生成尤其是联合策略中的应用前景不容忽视。另外，由于研究证实Del-1在肿瘤转移中发挥重要作用，Del-1可有望成为监控肿瘤转移、评价癌症患者预后的新型生物标志物^{[8, 9]}。鉴于Del-1在生理、病理条件下的多种作用，其研究及应用前景十分值得期待。