1. پروتئین های خانواده VEGF

فاکتور رشد اندوتلیال عروقی (VEGF) یک عامل کلیدی در تشکیل عروق خونی جدید است. VEGF می تواند باعث بازسازی رگ های خونی موجود (رگ زایی) یا تشکیل رگ های خونی جدید (رگ زایی) شود و بنابراین کلید رشد جنینی و ترمیم عروق است. VEGF همچنین می تواند توسط تومورهای جامد برای تقویت رشد آنها استفاده شود. VEGF نقش مهمی در تومورزایی و پیشرفت دارد و آن را به یک هدف کلیدی برای درمان سرطان تبدیل می‌کند. مطالعات نشان داده‌اند که پلی‌مورفیسم‌های تک نوکلئوتیدی (SNPs) در ژن VEGF، نشانگرهای پیش‌بینی‌کننده و پیش‌آگهی برای تومورهای جامد اصلی، از جمله سرطان سینه، سرطان ریه سلول‌های غیرکوچک، سرطان کولورکتال و سرطان پروستات هستند. پروتئین های خانواده VEGF شامل VEGF-A، VEGF-B، VEGF-C، VEGF-D، VEGF-E، VEGF-F، PIGF و EG-VEGF هستند. VEGF-A تا حد زیادی موثرترین القا کننده رگ زایی است، در حالی که VEGF-E بیشتر برای القای ضایعات موضعی رگ زایی مورد هدف قرار می گیرد.

2. گیرنده های پروتئین خانواده VEGF

VEGF عمدتاً رگ زایی را تنظیم می کند و مسیرهای سیگنال دهی داخل سلولی را با اتصال به گیرنده های خود (VEGFR1، VEGFR2 و VEGFR3) فعال می کند. پس از اتصال پروتئین های VEGFR و VEGF، تیروزین در نواحی انتقال سیگنال درون سلولی آنها فسفریله می شود و در نتیجه مسیرهای سیگنال دهی داخل سلولی فعال می شود و در نهایت منجر به رشد، تکثیر و بلوغ سلول های اندوتلیال عروقی و تشکیل رگ های خونی جدید می شود.

شکل 1. اعضای مختلف خانواده VEGF به انواع مختلف گیرنده های VEGF متصل می شوند. ^[1]

فعالیت بیولوژیکی خانواده VEGF با اتصال به دو نوع گیرنده انجام می شود: گیرنده های با فعالیت تیروزین کیناز و گیرنده های بدون فعالیت تیروزین کیناز. اولین نوع گیرنده شامل سه گیرنده از نظر ساختاری مرتبط است که با حضور هفت حوزه شبیه ایمونوگلوبولین در حوزه خارج سلولی، یک ناحیه گذر غشایی و یک توالی تیروزین کیناز اجماع درون سلولی که توسط یک دامنه درج کیناز قطع می‌شود، مشخص می‌شود. از طرف دیگر، گیرنده های بدون فعالیت کیناز عبارتند از پروتئین نوروفیلامنت 1 (NRP-1) و نوروفیلامنت پروتئین-2 (NRP-2) که گیرنده هایی برای پروتئین های سیگنال دهی نیز هستند.

2.1 گیرنده تیروزین کیناز

گیرنده های تیروزین کیناز (VEGFRs) به VEGFR-1، VEGFR-2 و VEGFR-3 تقسیم می شوند. آنها به شکل دایمر عمل می کنند. هنگامی که VEGF به گیرنده‌های تیروزین کیناز متصل می‌شود، ترکیب ناحیه کیناز درون سلولی تغییر می‌کند و فعالیت کیناز را برای کاتالیز فسفوریلاسیون پروتئین سوبسترا تولید می‌کند که در نهایت منجر به یک سری اثرات بیولوژیکی از طریق واکنش‌های آبشاری مولکول‌های سیگنال‌دهنده می‌شود. قدرت اتصال بین VEGF و VEGFR-1 10 برابر قوی تر از VEGFR-2 است، اما فعالیت R1 ضعیف تر است و در نظر گرفته می شود که عملکرد تنظیمی منفی روی VEGFR-2 دارد. بنابراین، VEGFR-2 گیرنده اصلی است که اثرات فیزیولوژیکی ایجاد می کند.VEGFR-1 و VEGFR-2 عمدتاً در سطح اندوتلیوم عروقی تومور توزیع می شوند و رگزایی تومور را تنظیم می کنند و همچنین در ماکروفاژها و سلول های تومور بیش از حد بیان می شوند. VEGFR-3 عمدتاً در سطح اندوتلیوم لنفاوی توزیع می شود و تولید عروق لنفاوی تومور را تنظیم می کند. علاوه بر این، خانواده VEGFR می تواند نه تنها به پروتئین VEGF بلکه به پروتئین های دیگر مانند نوروتروفین ها، اینتگرین ها و کادرین متصل شود.

2.2 گیرنده پروتئین عصبی عصبی

نوروپیلین ها (NRPs) به NRP-1 و NRP-2 تقسیم می شوند. NRP ها گلیکوپروتئین های تک غشایی هستند که شامل سه حوزه خارج سلولی هستند. دامنه B ناحیه اتصال VEGF است و دامنه A اتصال دامنه B به VEGF را ترویج می کند. دامنه C به VEGFR-2 متصل می شود تا یک هتروپلیمر تشکیل دهد. NRP ها فعالیت تیروزین کیناز ندارند و عمدتاً به اتصال VEGF و VEGFR-2 کمک می کنند. NRP-1 عمدتاً در تنظیم عملکرد اندوتلیال شریانی شرکت می کند، در حالی که NRP-2 عمدتاً در تنظیم عملکرد اندوتلیال وریدی و لنفاوی شرکت می کند.

3. عملکرد پروتئین های خانواده VEGF

VEGFها فاکتورهای رشد اندوتلیال عروقی بسیار اختصاصی هستند که عملکردهای فیزیولوژیکی مهمی در رگزایی، نگهداری و تولید دارند. آنها می توانند بقای سلول های اندوتلیال، تکثیر، مهاجرت، تکثیر عروقی و افزایش نفوذپذیری عروق را القا کنند.

3.1. عملکرد انواع مختلف VEGF

VEGF-A را می توان به VEGF121 تقسیم کرد،VEGF145،VEGF165،VEGF183،VEGF189和VEGF206. در حال حاضر، VEGF-A موثرترین عامل القا کننده رشد عروقی تا به امروز است. VEGF165 و VEGF121 را می توان در اکثر بافت ها بیان کرد، در حالی که VEGF206 تقریباً در بافت های طبیعی بیان نمی شود. VEGF-A یک میتوژن گلیکوزیله است که به طور خاص روی سلول های اندوتلیال عمل می کند و عملکردهای متعددی از جمله واسطه افزایش نفوذپذیری عروقی، القای رگ زایی، رگزایی و رشد سلول های اندوتلیال، ترویج مهاجرت سلولی و مهار آپوپتوز سلولی دارد. VEGF-A با اتصال به گیرنده های سطح سلولی VEGFR1 و VEGFR2 باعث رشد رگ های خونی جدید از رگ های موجود (رگ زایی) می شود. این دو گیرنده از طریق مسیرهای مختلف عمل می کنند و باعث تکثیر و مهاجرت سلول های اندوتلیال و همچنین تشکیل ساختارهای لوله ای می شوند.

VEGF-B در بیشتر بافت ها، به ویژه در قلب، ماهیچه های اسکلتی و پانکراس بیان می شود. VEGF-B به گیرنده VEGF 1 (VEGF R1) متصل می شود، اما نه به VEGF R2 یا VEGF R3. ارتباط بین VEGF-B و VEGF R1 روی سلول های اندوتلیال نشان داده شده است که بیان و فعالیت فعال کننده پلاسمینوژن نوع اوروکیناز و مهارکننده فعال کننده پلاسمینوژن 1 را تنظیم می کند. شکل هیدرولیز شده پروتئین VEGF-B همچنین به نوروپلاسمین-1 (NP-1)، که یک لیگاند دخیل در نورون است، متصل می شود. علاوه بر VEGF-B، NP-1 به PLGF-2، VEGF165 و VEGF R1 متصل می شود. VEGF-B نقش مهمی در چندین نوع نورون دارد.برای محافظت از نورون های شبکیه و قشر مغز در هنگام سکته مغزی و همچنین نورون های حرکتی در هنگام بیماری های نورون حرکتی مانند اسکلروز جانبی آمیوتروفیک بسیار مهم است.

عملکرد اصلی از VEGF-C لنفانژیوژنز است که عمدتاً از طریق گیرنده VEGFR-3 روی سلول‌های اندوتلیال لنفاوی اثر می‌کند و باعث بقا، رشد و مهاجرت آنها می‌شود. این یک فاکتور رشد خاص برای عروق لنفاوی در مدل های مختلف است. VEGF-C همچنین از طریق تعامل با VEGF R2 باعث رگزایی و رگزایی فیزیولوژیکی و تومور می شود.

VEGF-D یک گلیکوپروتئین ترشح شده از خانواده VEGF/PDGF است. VEGF رگ زایی و لنفانژیوژنز را در طول رشد و رشد تومور تنظیم می کند که با تشکیل ساختار گره سیستین توسط هشت باقیمانده سیستئین حفظ شده مشخص می شود. هویت توالی اسید آمینه (aa) بین VEGF-C و VEGF-D 23٪ است. VEGF-D موش و انسان لیگاندهایی برای VEGFR3 هستند که بین گونه‌ها فعال هستند و در طول پردازش میل ترکیبی بیشتری از خود نشان می‌دهند. پروتئین VEGF-D فرآوری شده انسانی نیز یک لیگاند برای VEGF R2 است. VEGF R3 به شدت در سلول های اندوتلیال لنفاوی بیان می شود و برای تنظیم رشد و تمایز سلول های اندوتلیال لنفاوی بسیار مهم است. هر دو VEGF-C و VEGF-D باعث افزایش لنفانژیوژنز تومور می شوند. مطابق با فعالیت آنها بر روی گیرنده های VEGF، اتصال VEGF-C و VEGF-D به نوروپیلیپروتئین ها به سیگنال دهی VEGF R3 در لنفانژیوژنز کمک می کند. تایید شده است که VEGF-D در بافت های تومور و نمونه های سرم بیماران چندین سرطان انسانی بیان می شود.

PGF (فاکتور رشد جفت) و PlGF به جای VEGF R2/Flk-1/KDR از طریق VEGF R1/Flt-1 متصل می شوند و سیگنال می دهند، در حالی که VEGF به VEGF R1/Flt-1 متصل می شود اما فقط از طریق گیرنده رگ زایی VEGF R2 سیگنال می دهد. بنابراین، PlGF و VEGF برای اتصال به VEGF R1 با هم رقابت می‌کنند، و PlGF بالا می‌تواند از اتصال VEGF/VEGF R1 جلوگیری کند و رگ‌زایی با واسطه VEGF/VEGF R2 را ارتقا دهد. با این حال، PlGF (به ویژه PlGF-1) و اشکال خاصی از VEGF می توانند دایمر تشکیل دهند، در نتیجه اثر رگ زایی VEGF بر روی VEGF R2 کاهش می یابد. PlGF باعث فعال شدن مونوسیت ها، مهاجرت و تولید سیتوکین های التهابی و VEGF می شود. این فعالیت ها باعث بهبود زخم، شکستگی و ترمیم قلب می شود، اما همچنین منجر به التهاب در بیماری سلول داسی شکل فعال و آترواسکلروز می شود. PGF در رشد و تمایز سلول های تروفوبلاست نقش دارد. سلول های تروفوبلاست، به ویژه سلول های تروفوبلاست اضافی، مسئول حمله به شریان مادر هستند. رشد طبیعی عروق خونی جفت برای رشد طبیعی جنین بسیار مهم است. در شرایط فیزیولوژیکی طبیعی، PGF در سایر اندام ها مانند قلب، ریه ها، تیروئید و ماهیچه های اسکلتی نیز در سطوح پایین بیان می شود.

EG-VEGF،فاکتور رشد اندوتلیال عروقی مشتق از غدد درون ریز، همچنین به عنوان پروتئین موتور 1 (PK1) شناخته می شود، عضوی از خانواده پروتئین های حرکتی است که پروتئین هایی با یک موتیف ساختاری مشترک حاوی ده باقیمانده سیستئین حفظ شده ترشح می کند که می تواند پنج جفت پیوند دی سولفیدی را تشکیل دهد. ثابت شده است که EG-VVEGF به طور موثر انقباض عضلات صاف در دستگاه گوارش را تحریک می کند. علاوه بر این، EG-VVEGF یک عامل رگ زایی خاص بافتی است که فعالیت بیولوژیکی مشابه VEGF را بر روی سلول های خاص نشان می دهد. EG-VVEGF باعث تکثیر و مهاجرت سلول های اندوتلیال مشتق شده از غدد درون ریز در کشت می شود. EG-VGF به دو گیرنده مرتبط با پروتئین G متصل می شود و آنها را فعال می کند، یعنی EG-VGF/PK1-R1 و EG-VGF/PK2-R2.فعال شدن گیرنده ها، گردش فسفوئینوزیتول را تحریک می کند و مسیر سیگنالینگ MAP کیناز p44/p42 را فعال می کند.

3.2 محل های بیان انواع مختلف VEGF

جدول 1. مکان های بیان VEGF در زیرگروه های مختلف

زیرگروه های پروتئین های خانواده VEGF	سایت بیان
VEGF-A	تمام بافت های عروقی
VEGF-B	جنین اولیه، قلب، ماهیچه اسکلتی، ماهیچه صاف عروق، پانکراس و سایر بافت ها
VEGF-C	جنین های اولیه، سلول های ماهیچه صاف قلب، کلیه، ریه و عروق و غیره
VEGF-D	جنین های اولیه، قلب، ریه ها، عضلات اسکلتی، روده کوچک و سلول های ماهیچه صاف عروق و غیره
VEGF-E	ویروس
VEGF-F	زهر مار
PIGF	جفت و سایر بافت ها
EG-VEGF	منابع غدد درون ریز (جفت، بیضه ها، تخمدان ها، غدد فوق کلیوی و سایر بافت ها)

3.3 نقش VEGF در بیماری ها

VEGF و سرطان

در حال حاضر، نتایج تحقیقات واضحی در مورد نقش VEGF در ترویج رگزایی تومور و ارتباط آن با پاتوژنز سرطان انسان وجود دارد.

بیان بالای VEGF و mRNA آن را می توان در اکثر تومورهای بدخیم، به ویژه در مناطقی با تکثیر عروقی فراوان در بافت تومور مشاهده کرد. VEGF ترشح شده توسط سلول های تومور و ماتریکس اطراف آن، تکثیر و بقای سلول های اندوتلیال را تحریک می کند و منجر به تشکیل رگ های خونی جدید می شود. عروق خونی جدید ممکن است ناهنجاری های ساختاری و نشت داشته باشند و با تهاجمی بودن، تراکم عروقی، متاستاز، عود و پیش آگهی همراه هستند. بنابراین، هدف قرار دادن VEGF یک رویکرد بالقوه برای درمان سرطان است.

VEGF همچنین یک بیومارکر تومور وسیع الطیف است که می تواند تقریباً همه تومورها از جمله تومورهای غیر جامد مانند لوسمی را پوشش دهد. این بیماری به دلیل دخالت آن در مکانیسم های خونساز مغز استخوان، تولید VEGF را افزایش می دهد و تغییرات در غلظت VEGF دارای ارزش مرجع برای تشخیص بالینی است. این کار با سایر مارکرهای تومور امکان پذیر نیست.VEGF در طول تبدیل خوشه های سلولی تومور به تومورهای جامد، اغلب در فازهای Tis و T1 تومور، در مقادیر زیادی شروع به تولید می کند. این دوره بهینه برای غربالگری تومور است و از طریق روش های بالینی موجود قابل تشخیص است. با این حال، سایر مارکرهای تومور عمدتاً در مراحل III و IV تومور تولید می شوند و اهمیت کمی برای غربالگری اولیه دارند.

VEGF و بیماری های چشمی

بسیاری از بیماری‌های چشمی نئوواسکولار در عمل بالینی ناشی از بیان بیش از حد VEGF در چشم است که منجر به رشد رگ‌های خونی جدید می‌شود و در نتیجه عوارض شدیدی مانند خونریزی شدید، تکثیر فیبر، جداشدگی کششی شبکیه و گلوکوم نئوواسکولار ایجاد می‌شود. مهار رقابتی VEGF-R2 می‌تواند به طور موثری رگ‌زایی را مهار کند و باعث افزایش پسرفت نئوواسکولاریزاسیون موجود شود، ترشح، ادم و واکنش‌های التهابی ناشی از نشت عروقی را کاهش دهد و در نتیجه پیشرفت نئوواسکولاریزاسیون شبکیه را کاهش دهد. در چشم‌پزشکی، استفاده از داروهای مهارکننده VEGF می‌تواند به طور مؤثری رشد نئوواسکولاریزاسیون بیمار را مسدود کند و در نتیجه بیماری‌های چشمی را درمان کند.

علاوه بر این، خانواده VEGF همچنین با لنفانژیوژنز، پاسخ التهابی، عملکرد خونساز و اثرات محافظتی عصبی همراه است.

4. چگونه پروتئین های خانواده VEGF را به درستی انتخاب کنیم؟

4.1. VEGF165 انسان نوترکیب و VEGF121 انسانی نوترکیب

Human VEGF165 و Human VEGF121 زیرگروه‌های VEGF-A هستند که به‌وفور بیان می‌شوند. VEGF165 یک عامل رگ زایی قوی است که می تواند تکثیر سلول های اندوتلیال، بقا، ترویج رگ زایی و افزایش نفوذپذیری عروق را تحریک کند. VEGF121 و VEGF165 عملکردهای مشابهی دارند، اما تفاوت این است که VEGF121 به گلیکوپروتئین های هپاران سولفات سطح سلول (HSPGs) متصل نمی شود و عمدتاً به شکل محلول خود وجود دارد. و VEGF165 توانایی اتصال به NRP-1 و NRP-2 را دارد، بنابراین VEGF165 همچنین می تواند در تنظیم رگ زایی، تنظیم عملکرد سلول های اندوتلیال در وریدها و عروق لنفاوی نقش داشته باشد. هر دو VEGF165 و VEGF121 می‌توانند تکثیر سلول‌های اندوتلیال را تحریک کرده و نفوذپذیری سلول‌های اندوتلیال عروقی را افزایش دهند. با این حال، پس از اتصال به گیرنده‌ها، VEGF165 در درجه اول مسیرهای MEK و ERK را برای ترویج تکثیر سلول‌های اندوتلیال فعال می‌کند، در حالی که VEGF121 تأثیر بسیار قوی‌تری بر نفوذپذیری عروقی نسبت به VEGF165 دارد.

4.2. تفاوت بین VEGF-C نوترکیب انسانی و VEGF-D نوترکیب انسانی

عملکرد VEGF-D مشابه VEGF-C است و رگزایی و لنفانژیوژنز را در طول رشد و رشد تومور تنظیم می کند. هویت توالی اسید آمینه (aa) بین VEGF-C و VEGF-D 23٪ است. اگرچه VEGF-C یک لیگاند کلیدی برای VEGF R3 در طول رشد لنفاوی جنینی است، VEGF-D بیشترین نقش را در بلوغ عروق لنفاوی در طول رشد نوزاد و رشد استخوان ایفا می کند. هر دو لنفانژیوژنز تومور را ترویج می کنند. فعالیت آنها بر روی گیرنده های VEGF ثابت است.اتصال VEGF-C و VEGF-D به نوروپیلیپروتئین ها سیگنال دهی VEGF R3 را در لنفانژیوژنز تسهیل می کند، در حالی که اتصال به اینتگرین α 9 β 1 واسطه چسبندگی و مهاجرت سلول های اندوتلیال است. بیان بیش از حد VEGF-C در سلول های تومور می تواند لنفانژیوژنز تومور را القا کند و منجر به افزایش جریان لنفاوی و متاستاز به غدد لنفاوی منطقه شود. همچنین با تعامل با VEGFR2 باعث ایجاد نئوواسکولاریزاسیون فیزیولوژیکی و داخل توموری و رگزایی می شود.

جدول 2. تفاوت در زیرگروه های پروتئین خانواده VEGF

نام محصول	گربه	گیرنده	نقش
انسان VEGF165	91502ES	VEGFR-1،VEGFR-2،NRP-1،NRP-2،HSPG ها	تحریک تکثیر سلول های اندوتلیال (اولویت)، بقا، ترویج رگزایی و افزایش نفوذپذیری عروق.
انسان VEGF121	91503ES	VEGFR-1،VEGFR-2	تحریک تکثیر سلول های اندوتلیال، بقا، ترویج رگ زایی و افزایش نفوذپذیری عروقی (اولویت).
VEGF-C انسانی	95332ES	VEGFR-2،VEGFR-3 NRP-1،NRP-2	القای تشکیل عروق لنفاوی، همراه با متاستاز تومور
انسان VEGF-D	91501ES	VEGFR-2،VEGFR-3، NRP-2	القای تشکیل عروق لنفاوی، همراه با متاستاز تومور
EG-VEGF انسان	91504ES	PROKR1	ترویج تکثیر و مهاجرت سلول های اندوتلیال غدد درون ریز.

5. مراجع

[1]. Silvia Silva-Hucha، Angel M. Pastor، Sara Morcuende. اثر محافظتی عصبی فاکتور رشد اندوتلیال عروقی بر نورون های حرکتی سیستم چشمی حرکتی. جی. مول. علمی 2021، 22 (2)، 814.

6. محصولات مرتبط

نام محصول	گربه	مشخصات
انسان VEGF165	91502ES	10μg/100μg/500μg
انسان VEGF121	91503ES	10μg/100μg/500μg
VEGF-C انسانی	95332ES	25μg/100μg/500μg
انسان VEGF-D	91501ES	25μg/100μg/500μg
EG-VEGF انسان	91504ES	5μg/100μg/500μg
VEGFR2/KDR انسانی، برچسب mFc	93104ES	25μg/100μg/500μg
پروتئین VEGFR2/KDR انسانی، برچسب او	93281ES	25μg/100μg/500μg