1. Proteínas da família VEGF
O Fator de Crescimento Endotelial Vascular (VEGF) é um fator-chave na formação de novos vasos sanguíneos. O VEGF pode induzir a regeneração de vasos sanguíneos existentes (angiogênese) ou a formação de novos vasos sanguíneos (angiogênese) e, portanto, é essencial para o desenvolvimento embrionário e reparo vascular. O VEGF também pode ser usado por tumores sólidos para promover seu crescimento. O VEGF desempenha um papel crítico na tumorigênese e progressão, tornando-o um alvo-chave para tratamentos de câncer. Estudos mostraram que polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) no gene VEGF são marcadores preditivos e prognósticos para os principais tumores sólidos, incluindo câncer de mama, câncer de pulmão de células não pequenas, câncer colorretal e câncer de próstata. As proteínas da família VEGF incluem VEGF-A, VEGF-B, VEGF-C, VEGF-D, VEGF-E, VEGF-F, PIGF e EG-VEGF. O VEGF-A é de longe o indutor de angiogênese mais eficaz, enquanto o VEGF-E é mais direcionado para induzir lesões localizadas de angiogênese.
2. Receptores de proteínas da família VEGF
O VEGF regula principalmente a angiogênese e ativa as vias de sinalização intracelular ligando-se aos seus receptores (VEGFR1, VEGFR2 e VEGFR3); após as proteínas VEGFR e VEGF se ligarem, a tirosina em suas regiões de transdução de sinal intracelular é fosforilada, ativando assim as vias de sinalização intracelular, levando, em última análise, ao crescimento, proliferação e maturação das células endoteliais vasculares e à formação de novos vasos sanguíneos.
Figura 1. Diferentes membros da família VEGF se ligam a diferentes tipos de receptores VEGF [1]
A atividade biológica da família VEGF é mediada pela ligação a dois tipos de receptores: receptores com atividade de tirosina quinase e receptores sem atividade de tirosina quinase. O primeiro tipo de receptor consiste em três receptores estruturalmente relacionados, caracterizados pela presença de sete domínios semelhantes a imunoglobulinas no domínio extracelular, uma região transmembrana e uma sequência de tirosina quinase de consenso intracelular interrompida por um domínio de inserção de quinase. Por outro lado, os receptores sem atividade de quinase são a proteína do neurofilamento-1 (NRP-1) e a proteína do neurofilamento-2 (NRP-2), que também são receptores para proteínas de sinalização.
2.1 Receptor de tirosina quinase
Os receptores de tirosina quinase (VEGFRs) são divididos em VEGFR-1, VEGFR-2 e VEGFR-3. Eles funcionam na forma de dímeros. Quando o VEGF se liga aos receptores de tirosina quinase, a conformação da região da quinase intracelular muda, produzindo atividade de quinase para catalisar a fosforilação da proteína substrato, levando, em última análise, a uma série de efeitos biológicos por meio de reações em cascata de moléculas de sinalização. A força de ligação entre VEGF e VEGFR-1 é 10 vezes mais forte do que a do VEGFR-2, mas a atividade R1 é mais fraca e é considerada como tendo uma função reguladora negativa no VEGFR-2. Portanto, o VEGFR-2 é o principal receptor que produz efeitos fisiológicos.VEGFR-1 e VEGFR-2 são distribuídos principalmente na superfície do endotélio vascular tumoral, regulando a angiogênese tumoral, e também são superexpressos em macrófagos e células tumorais; VEGFR-3 é distribuído principalmente na superfície do endotélio linfático, regulando a geração de vasos linfáticos tumorais. Além disso, a família VEGFR pode se ligar não apenas à proteína VEGF, mas também a outras proteínas, como neurotrofinas, integrinas e caderina.
2.2 Receptor de proteína neurociliar
As neuropilinas (NRPs) são divididas em NRP-1 e NRP-2. As NRPs são glicoproteínas transmembrana únicas que contêm três domínios extracelulares. O domínio B é a região de ligação do VEGF, e o domínio A promove a ligação do domínio B ao VEGF. O domínio C se liga ao VEGFR-2 para formar um heteropolímero. As NRPs não têm atividade de tirosina quinase e auxiliam principalmente na ligação do VEGF e do VEGFR-2. A NRP-1 participa principalmente da regulação da função endotelial arterial, enquanto a NRP-2 participa principalmente da regulação da função endotelial venosa e linfática.
3. A função das proteínas da família VEGF
VEGFs são fatores de crescimento endotelial vascular altamente específicos que desempenham funções fisiológicas importantes na angiogênese, manutenção e geração. Eles podem induzir a sobrevivência, proliferação, migração, proliferação vascular de células endoteliais e aumentar a permeabilidade vascular.
3.1. As funções dos diferentes subtipos de VEGF
VEGF-A pode ser dividido em VEGF121、VEGF145、VEGF165、VEGF183、VEGF189eVEGF206. Atualmente, o VEGF-A é o fator indutor de crescimento vascular mais eficaz até o momento. O VEGF165 e o VEGF121 podem ser expressos na maioria dos tecidos, enquanto o VEGF206 quase não é expresso em tecidos normais. O VEGF-A é um mitógeno glicosilado que atua especificamente em células endoteliais e tem múltiplas funções, incluindo mediar o aumento da permeabilidade vascular, induzir angiogênese, angiogênese e crescimento de células endoteliais, promover a migração celular e inibir a apoptose celular. O VEGF-A media o crescimento de novos vasos sanguíneos a partir dos existentes (angiogênese) ligando-se aos receptores de superfície celular VEGFR1 e VEGFR2. Esses dois receptores atuam por diferentes vias, promovendo a proliferação e migração de células endoteliais, bem como a formação de estruturas tubulares.
VEGF-B é expresso na maioria dos tecidos, especialmente no coração, músculo esquelético e pâncreas. O VEGF-B se liga ao receptor VEGF 1 (VEGF R1), mas não ao VEGF R2 ou VEGF R3. A conexão entre VEGF-B e VEGF R1 em células endoteliais demonstrou regular a expressão e a atividade do ativador do plasminogênio tipo uroquinase e do inibidor do ativador do plasminogênio 1. A forma hidrolisada da proteína VEGF-B também se liga à neuroplasmina-1 (NP-1), que é um ligante envolvido na orientação neuronal. Além do VEGF-B, o NP-1 demonstrou se ligar ao PLGF-2, VEGF165 e VEGF R1. O VEGF-B desempenha um papel importante em vários tipos de neurônios.É muito importante para proteger os neurônios da retina e do córtex durante o acidente vascular cerebral, bem como os neurônios motores durante doenças do neurônio motor, como a esclerose lateral amiotrófica.
A principal função de VEGF-C é a linfangiogênese, que atua principalmente nas células endoteliais linfáticas por meio de seu receptor VEGFR-3, promovendo sua sobrevivência, crescimento e migração. É um fator de crescimento específico para vasos linfáticos em vários modelos. O VEGF-C também induz angiogênese fisiológica e tumoral e angiogênese por meio da interação com VEGF R2.
VEGF-D é uma glicoproteína secretada da família VEGF/PDGF. O VEGF regula a angiogênese e a linfangiogênese durante o desenvolvimento e o crescimento tumoral, que é caracterizado pela formação da estrutura do nó de cistina por oito resíduos de cisteína conservados. A identidade da sequência de aminoácidos (aa) entre VEGF-C e VEGF-D é de 23%. O VEGF-D de camundongo e humano são ligantes para VEGFR3, que são ativos entre espécies e exibem afinidade aumentada durante o processamento. A proteína VEGF-D humana processada também é um ligante para VEGF R2. O VEGF R3 é fortemente expresso em células endoteliais linfáticas e é crucial para regular o crescimento e a diferenciação de células endoteliais linfáticas. Tanto o VEGF-C quanto o VEGF-D promovem a linfangiogênese tumoral. Consistente com sua atividade nos receptores VEGF, a ligação do VEGF-C e VEGF-D às neuropiliproteínas contribui para a sinalização do VEGF R3 na linfangiogênese. Foi confirmado que o VEGF-D é superexpresso em tecidos tumorais e amostras de soro de pacientes com vários tipos de câncer humano.
PGF (fator de crescimento placentário) e PlGF se ligam e sinalizam através de VEGF R1/Flt-1 em vez de VEGF R2/Flk-1/KDR, enquanto VEGF se liga a VEGF R1/Flt-1, mas apenas sinaliza através do receptor angiogênico VEGF R2. Portanto, PlGF e VEGF competem pela ligação a VEGF R1, e PlGF alto pode impedir a ligação de VEGF/VEGF R1 e promover angiogênese mediada por VEGF/VEGF R2. No entanto, PlGF (especialmente PlGF-1) e certas formas de VEGF podem formar dímeros, reduzindo assim o efeito angiogênico de VEGF em VEGF R2. PlGF induz ativação de monócitos, migração e produção de citocinas inflamatórias e VEGF. Essas atividades promovem feridas, fraturas e reparo cardíaco, mas também levam à inflamação na anemia falciforme ativa e aterosclerose. PGF desempenha um papel no crescimento e diferenciação de células trofoblásticas. As células trofoblásticas, especialmente as células trofoblásticas extras, são responsáveis por invadir a artéria materna. O desenvolvimento normal dos vasos sanguíneos da placenta é crucial para o desenvolvimento normal dos embriões. Em condições fisiológicas normais, a PGF também é expressa em níveis baixos em outros órgãos, como o coração, os pulmões, a tireoide e os músculos esqueléticos.
EG-VEGF，O fator de crescimento endotelial vascular derivado de glândula endócrina, também conhecido como proteína motora 1 (PK1), é um membro da família de proteínas motoras, que secreta proteínas com um motivo estrutural comum contendo dez resíduos de cisteína conservados que podem formar cinco pares de ligações dissulfeto. Foi comprovado que o EG-VVEGF estimula efetivamente a contração do músculo liso no trato gastrointestinal. Além disso, o EG-VVEGF é um fator angiogênico específico do tecido que exibe atividade biológica semelhante ao VEGF em células específicas. O EG-VVEGF induz a proliferação e migração de células endoteliais derivadas de glândulas endócrinas em cultura. O EG-VGF se liga e ativa dois receptores acoplados à proteína G intimamente relacionados, a saber, EG-VGF/PK1-R1 e EG-VGF/PK2-R2.A ativação dos receptores estimula a renovação do fosfoinositol e ativa a via de sinalização da MAP quinase p44/p42.
3.2 Os locais de expressão dos diferentes subtipos de VEGF
Tabela 1. Locais de expressão do VEGF em diferentes subtipos
| Subtipos de proteínas da família VEGF | Site de expressão |
| VEGF-A | Todos os tecidos vascularizados |
| VEGF-B | Embrião inicial, coração, músculo esquelético, músculo liso vascular, pâncreas e outros tecidos |
| VEGF-C | Embriões precoces, coração, rim, pulmão e células musculares lisas vasculares, etc. |
| VEGF-D | Embriões iniciais, coração, pulmões, músculos esqueléticos, intestino delgado e células musculares lisas vasculares, etc. |
| VEGF-E | vírus |
| VEGF-F | veneno de cobra |
| PIGF | Placenta e outros tecidos |
| EG-VEGF | Fontes de glândulas endócrinas (placenta, testículos, ovários, glândulas supra-renais e outros tecidos) |
3.3 O papel do VEGF nas doenças
VEGF e Câncer
Atualmente, há resultados claros de pesquisas sobre o papel do VEGF na promoção da angiogênese tumoral e sua relação com a patogênese do câncer humano.
Alta expressão de VEGF e seu mRNA pode ser observada na maioria dos tumores malignos, especialmente em áreas com proliferação vascular abundante no tecido tumoral. O VEGF secretado por células tumorais e matriz circundante estimula a proliferação e sobrevivência de células endoteliais, levando à formação de novos vasos sanguíneos. Novos vasos sanguíneos podem ter anormalidades estruturais e vazamento, e estão associados à invasividade, densidade vascular, metástase, recorrência e prognóstico. Portanto, direcionar o VEGF é uma abordagem potencial para o tratamento do câncer;
O VEGF também é um biomarcador tumoral de amplo espectro que pode cobrir quase todos os tumores, incluindo tumores não sólidos, como a leucemia. Devido ao seu envolvimento nos mecanismos hematopoiéticos da medula óssea, a própria doença promove a produção de VEGF, e as alterações na concentração de VEGF têm valor de referência para o diagnóstico clínico. Isso não é possível com outros marcadores tumorais.O VEGF começa a ser produzido em grandes quantidades durante a transformação de aglomerados de células tumorais em tumores sólidos, frequentemente nas fases tumorais Tis e T1. Este é o período ideal para triagem de tumores e pode ser diagnosticado por meio de métodos clínicos existentes. No entanto, outros marcadores tumorais são produzidos principalmente nos estágios III e IV do tumor e têm pouca significância para triagem precoce.
VEGF e doenças oftálmicas
Muitas doenças oculares neovasculares na prática clínica são causadas pela superexpressão de VEGF no olho, o que leva ao crescimento de novos vasos sanguíneos, resultando em complicações graves, como sangramento maciço, proliferação de fibras, descolamento de retina tracional e glaucoma neovascular. A inibição competitiva do VEGF-R2 pode inibir efetivamente a angiogênese e promover a regressão da neovascularização existente, aliviar a exsudação, o edema e as reações inflamatórias causadas pelo vazamento vascular, retardando assim a progressão da neovascularização da retina. Na oftalmologia, o uso de medicamentos inibidores de VEGF pode bloquear efetivamente o crescimento da neovascularização doente, tratando assim as doenças oftálmicas.
Além disso, a família VEGF também está associada à linfangiogênese, resposta inflamatória, função hematopoiética e efeitos neuroprotetores.
4. Como escolher corretamente as proteínas da família VEGF?
4.1. VEGF165 humano recombinante e VEGF121 humano recombinante
O VEGF165 humano e o VEGF121 humano são os subtipos mais abundantemente expressos do VEGF-A. O VEGF165 é um potente fator angiogênico que pode estimular a proliferação de células endoteliais, sobrevivência, promover angiogênese e aumentar a permeabilidade vascular. O VEGF121 e o VEGF165 têm funções semelhantes, mas a diferença é que o VEGF121 não se liga às glicoproteínas de heparan sulfato da superfície celular (HSPGs) e existe principalmente em sua forma solúvel. E o VEGF165 tem a capacidade de se ligar ao NRP-1 e NRP-2, então o VEGF165 também pode desempenhar um papel na regulação da angiogênese, regulando a função das células endoteliais em veias e vasos linfáticos. Tanto o VEGF165 quanto o VEGF121 podem estimular a proliferação de células endoteliais e promover o aumento da permeabilidade das células endoteliais vasculares. Entretanto, após se ligar aos receptores, o VEGF165 ativa principalmente as vias MEK e ERK para promover a proliferação de células endoteliais, enquanto o VEGF121 tem um efeito muito mais forte na permeabilidade vascular do que o VEGF165.
4.2. A diferença entre VEGF-C humano recombinante e VEGF-D humano recombinante
O VEGF-D funciona de forma semelhante ao VEGF-C, regulando a angiogênese e a linfangiogênese durante o desenvolvimento e o crescimento do tumor. A identidade da sequência de aminoácidos (aa) entre o VEGF-C e o VEGF-D é de 23%. Embora o VEGF-C seja um ligante-chave para o VEGF R3 durante o desenvolvimento linfático embrionário, o VEGF-D desempenha um papel crucial na maturação dos vasos linfáticos durante o desenvolvimento neonatal e o crescimento ósseo. Ambos promovem a linfangiogênese tumoral. Sua atividade nos receptores VEGF é consistente.A ligação do VEGF-C e do VEGF-D às neuropiliproteínas facilita a sinalização do VEGF R3 na linfangiogênese, enquanto a ligação à integrina um 9 β 1 media a adesão e migração de células endoteliais. A superexpressão de VEGF-C em células tumorais pode induzir linfangiogênese tumoral, levando ao aumento do fluxo linfático e metástase para linfonodos regionais. Também induz neovascularização fisiológica e intratumoral e angiogênese pela interação com VEGFR2.
Tabela 2. Diferenças nos subtipos de proteínas da família VEGF
| Nome do produto | Gato | Receptor | Papel |
| VEGF165 humano | VEGFR-1、VEGFR-2、PNR-1、PNR-2、HSPGs | Estimular a proliferação de células endoteliais (prioridade), a sobrevivência, promover a angiogênese e aumentar a permeabilidade vascular. | |
| VEGF121 humano | VEGFR-1、VEGFR-2 | Estimular a proliferação de células endoteliais, a sobrevivência, promover a angiogênese e aumentar a permeabilidade vascular (prioridade). | |
| VEGF-C humano | VEGFR-2、VEGFR-3 PNR-1、PNR-2 | Induzindo a formação de vasos linfáticos, associada à metástase tumoral | |
| VEGF-D humano | VEGFR-2、VEGFR-3、 PNR-2 | Induzindo a formação de vasos linfáticos, associada à metástase tumoral | |
| EG-VEGF humano | PROKR1 | Promover a proliferação e migração de células endoteliais de glândulas endócrinas. |
5. Referências
[1]. Silvia Silva-Hucha,Angel M. Pastor,Sara Morcuende.Efeito neuroprotetor do fator de crescimento endotelial vascular em motoneurônios do sistema oculomotor.Int. J. Mol. Sci. 2021, 22(2), 814.
6. Produtos relacionados
| Nome do produto | Gato | Especificações |
| VEGF165 humano | 10μg/100μg/500μg | |
| VEGF121 humano | 10μg/100μg/500μg | |
| VEGF-C humano | 25μg/100μg/500μg | |
| VEGF-D humano | 25μg/100μg/500μg | |
| EG-VEGF humano | 5μg/100μg/500μg | |
| VEGFR2/KDR humano, etiqueta mFc | 25μg/100μg/500μg | |
| Proteína VEGFR2/KDR humana, etiqueta His | 25μg/100μg/500μg |