1. VEGF ailesi proteinleri
Vasküler Endotel Büyüme Faktörü (VEGF), yeni kan damarlarının oluşumunda önemli bir faktördür. VEGF, mevcut kan damarlarının yenilenmesini (anjiyogenez) veya yeni kan damarlarının oluşumunu (anjiyogenez) indükleyebilir ve bu nedenle embriyonik gelişim ve vasküler onarım için önemlidir. VEGF, katı tümörler tarafından büyümelerini desteklemek için de kullanılabilir. VEGF, tümör oluşumunda ve ilerlemesinde kritik bir rol oynar ve bu da onu kanser tedavileri için önemli bir hedef haline getirir. Çalışmalar, VEGF genindeki tek nükleotid polimorfizmlerinin (SNP'ler) meme kanseri, küçük hücreli olmayan akciğer kanseri, kolorektal kanser ve prostat kanseri dahil olmak üzere büyük katı tümörler için öngörücü ve prognostik belirteçler olduğunu göstermiştir. VEGF ailesi proteinleri arasında VEGF-A, VEGF-B, VEGF-C, VEGF-D, VEGF-E, VEGF-F, PIGF ve EG-VEGF bulunur. VEGF-A açık ara en etkili anjiyogenez indükleyicisidir, VEGF-E ise anjiyogenezin lokalize lezyonlarını indüklemeye daha fazla hedeflenmiştir.
2. VEGF ailesi protein reseptörleri
VEGF esas olarak anjiyogenezi düzenler ve reseptörlerine (VEGFR1, VEGFR2 ve VEGFR3) bağlanarak hücre içi sinyal yollarını aktive eder; VEGFR ve VEGF proteinleri bağlandıktan sonra hücre içi sinyal iletim bölgelerindeki tirozin fosforile olur, böylece hücre içi sinyal yolları aktive olur ve sonuçta vasküler endotel hücrelerinin büyümesi, çoğalması ve olgunlaşması ile yeni kan damarlarının oluşumu gerçekleşir.
Şekil 1. VEGF ailesinin farklı üyeleri farklı tipte VEGF reseptörlerine bağlanır [1]
VEGF ailesinin biyolojik aktivitesi iki tip reseptöre bağlanarak aracılık edilir: tirozin kinaz aktivitesi olan reseptörler ve tirozin kinaz aktivitesi olmayan reseptörler. Birinci tip reseptör, hücre dışı alanda yedi immünoglobulin benzeri alan, bir transmembran bölge ve bir kinaz ekleme alanı tarafından kesintiye uğratılan hücre içi bir konsensüs tirozin kinaz dizisinin varlığıyla karakterize edilen üç yapısal olarak ilişkili reseptörden oluşur. Öte yandan, kinaz aktivitesi olmayan reseptörler, aynı zamanda sinyal proteinleri için reseptör olan nörofilament protein-1 (NRP-1) ve nörofilament protein-2'dir (NRP-2).
2.1 Tirozin kinaz reseptörü
Tirozin kinaz reseptörleri (VEGFR'ler) VEGFR-1, VEGFR-2 ve VEGFR-3 olarak ayrılır. Dimerler şeklinde işlev görürler. VEGF tirozin kinaz reseptörlerine bağlandığında, hücre içi kinaz bölgesinin konformasyonu değişir ve substrat protein fosforilasyonunu katalize etmek için kinaz aktivitesi üretir ve nihayetinde sinyal moleküllerinin kaskad reaksiyonları yoluyla bir dizi biyolojik etkiye yol açar. VEGF ile VEGFR-1 arasındaki bağlanma gücü VEGFR-2'den 10 kat daha güçlüdür, ancak R1 aktivitesi daha zayıftır ve VEGFR-2 üzerinde negatif bir düzenleyici işlevi olduğu düşünülmektedir. Bu nedenle, VEGFR-2 fizyolojik etkiler üreten ana reseptördür.VEGFR-1 ve VEGFR-2 esas olarak tümör vasküler endotelinin yüzeyinde dağılmış olup tümör anjiyogenezini düzenler ve ayrıca makrofajlarda ve tümör hücrelerinde aşırı ifade edilir; VEGFR-3 esas olarak lenfatik endotelin yüzeyinde dağılmış olup tümör lenfatik damarlarının oluşumunu düzenler. Ek olarak, VEGFR ailesi yalnızca VEGF proteinine değil aynı zamanda nörotrofinler, integrinler ve kaderin gibi diğer proteinlere de bağlanabilir.
2.2 Nörosiliyer protein reseptörü
Nöropilinler (NRP'ler) NRP-1 ve NRP-2 olarak ayrılır. NRP'ler üç ekstraselüler alan içeren tek transmembran glikoproteinlerdir. Alan B, VEGF bağlanma bölgesidir ve alan A, alan B'nin VEGF'ye bağlanmasını teşvik eder. Alan C, bir heteropolimer oluşturmak için VEGFR-2'ye bağlanır. NRP'lerin tirozin kinaz aktivitesi yoktur ve esas olarak VEGF ve VEGFR-2'nin bağlanmasına yardımcı olurlar. NRP-1 esas olarak arteriyel endotel fonksiyonunun düzenlenmesine katılırken, NRP-2 esas olarak venöz ve lenfatik endotel fonksiyonunun düzenlenmesine katılır.
3. VEGF ailesi proteinlerinin işlevi
VEGF'ler, anjiyogenez, bakım ve oluşumda önemli fizyolojik işlevler gören oldukça spesifik vasküler endotelyal büyüme faktörleridir. Endotelyal hücre sağ kalımını, çoğalmasını, göçünü, vasküler çoğalmasını indükleyebilir ve vasküler geçirgenliği artırabilirler.
3.1. VEGF'nin farklı alt tiplerinin işlevleri
VEGF-A VEGF121'e bölünebilir、VEGF145、VEGF165、VEGF183、VEGF189veVEGF206. Günümüzde VEGF-A, bugüne kadarki en etkili vasküler büyüme indükleyici faktördür. VEGF165 ve VEGF121 çoğu dokuda ifade edilebilirken, VEGF206 normal dokularda neredeyse hiç ifade edilmez. VEGF-A, endotel hücreleri üzerinde özel olarak etki eden ve artan vasküler geçirgenliği aracılık etme, anjiyogenezi, anjiyogenezi ve endotel hücre büyümesini indükleme, hücre göçünü teşvik etme ve hücre apoptozunu engelleme gibi birden fazla işlevi olan glikozile edilmiş bir mitojendir. VEGF-A, hücre yüzey reseptörleri VEGFR1 ve VEGFR2'ye bağlanarak mevcut olanlardan yeni kan damarlarının büyümesini (anjiyogenez) aracılık eder. Bu iki reseptör farklı yollarla etki ederek endotel hücre çoğalmasını ve göçünü ve ayrıca tübüler yapıların oluşumunu teşvik eder.
VEGF-B Çoğu dokuda, özellikle kalpte, iskelet kasında ve pankreasta ifade edilir. VEGF-B, VEGF reseptörü 1'e (VEGF R1) bağlanır, ancak VEGF R2 veya VEGF R3'e bağlanmaz. VEGF-B ile VEGF R1 arasındaki bağlantının endotel hücrelerinde ürokinaz tipi plazminojen aktivatörü ve plazminojen aktivatör inhibitörü 1'in ifadesini ve aktivitesini düzenlediği gösterilmiştir. VEGF-B proteininin hidrolize formu ayrıca nöronal rehberlikte rol oynayan bir ligand olan nöroplazmin-1'e (NP-1) bağlanır. VEGF-B'nin yanı sıra NP-1'in PLGF-2, VEGF165 ve VEGF R1'e bağlandığı gösterilmiştir. VEGF-B, çeşitli nöron tiplerinde önemli bir rol oynar.İnme sırasında retina ve kortikal nöronların, amiyotrofik lateral skleroz gibi motor nöron hastalıklarında ise motor nöronların korunması açısından oldukça önemlidir.
Ana işlevi VEGF-C lenfanjiyogenezdir, esas olarak reseptörü VEGFR-3 aracılığıyla lenfatik endotel hücreleri üzerinde etki ederek onların hayatta kalmasını, büyümesini ve göçünü destekler. Çeşitli modellerde lenfatik damarlar için spesifik bir büyüme faktörüdür. VEGF-C ayrıca VEGF R2 ile etkileşim yoluyla fizyolojik ve tümör anjiyogenezini ve anjiyogenezisi indükler.
VEGF-D VEGF/PDGF ailesinin salgılanan bir glikoproteinidir. VEGF, sekiz korunmuş sistein kalıntısı tarafından sistin düğümü yapısının oluşumuyla karakterize edilen gelişim ve tümör büyümesi sırasında anjiyogenezi ve lenfanjiyogenezi düzenler. VEGF-C ve VEGF-D arasındaki amino asit (aa) dizisi özdeşliği %23'tür. Fare ve insan VEGF-D, türler arasında aktif olan ve işleme sırasında artırılmış afinite gösteren VEGFR3 için ligandlardır. İşlenmiş insan VEGF-D proteini ayrıca VEGF R2 için bir liganddır. VEGF R3, lenfatik endotel hücrelerinde güçlü bir şekilde ifade edilir ve lenfatik endotel hücrelerinin büyümesini ve farklılaşmasını düzenlemek için çok önemlidir. Hem VEGF-C hem de VEGF-D tümör lenfanjiyogenezini teşvik eder. VEGF reseptörleri üzerindeki aktiviteleriyle tutarlı olarak, VEGF-C ve VEGF-D'nin nöropiliproteinlere bağlanması, lenfanjiyogenezde VEGF R3 sinyallemesine katkıda bulunur. VEGF-D'nin çeşitli insan kanserlerinin tümör dokularında ve hasta serum örneklerinde aşırı ekspresyon gösterdiği doğrulanmıştır.
PGF (plasental büyüme faktörü) ve PlGF, VEGF R2/Flk-1/KDR yerine VEGF R1/Flt-1 üzerinden bağlanır ve sinyal verir, VEGF ise VEGF R1/Flt-1'e bağlanır ancak yalnızca anjiyojenik reseptör VEGF R2 üzerinden sinyal verir. Bu nedenle, PlGF ve VEGF, VEGF R1'e bağlanmak için rekabet eder ve yüksek PlGF, VEGF/VEGF R1 bağlanmasını önleyebilir ve VEGF/VEGF R2 aracılı anjiyogenezi teşvik edebilir. Ancak, PlGF (özellikle PlGF-1) ve VEGF'nin belirli formları dimerler oluşturabilir ve böylece VEGF'nin VEGF R2 üzerindeki anjiyojenik etkisini azaltabilir. PlGF, monosit aktivasyonunu, göçünü ve inflamatuar sitokinlerin ve VEGF'nin üretimini teşvik eder. Bu aktiviteler yara, kırık ve kalp onarımını teşvik eder, ancak aynı zamanda aktif orak hücre hastalığı ve aterosklerozda inflamasyona yol açar. PGF, trofoblast hücrelerinin büyümesinde ve farklılaşmasında rol oynar. Trofoblast hücreleri, özellikle ekstra trofoblast hücreleri, maternal arteri istila etmekten sorumludur. Plasental kan damarlarının normal gelişimi, embriyoların normal gelişimi için çok önemlidir. Normal fizyolojik koşullar altında, PGF kalp, akciğerler, tiroid ve iskelet kasları gibi diğer organlarda da düşük seviyelerde ifade edilir.
EG-VEGF，Endokrin bezinden türetilen vasküler endotelyal büyüme faktörü, motor protein 1 (PK1) olarak da bilinir, beş çift disülfür bağı oluşturabilen on korunmuş sistein kalıntısı içeren ortak bir yapısal motife sahip proteinler salgılayan motor protein ailesinin bir üyesidir. EG-VVEGF'nin gastrointestinal sistemde düz kas kasılmasını etkili bir şekilde uyardığı kanıtlanmıştır. Ek olarak, EG-VVEGF, belirli hücrelerde VEGF'ye benzer biyolojik aktivite gösteren dokuya özgü bir anjiyojenik faktördür. EG-VVEGF, kültürdeki endokrin bezlerinden türetilen endotelyal hücrelerin çoğalmasını ve göçünü indükler. EG-VGF, EG-VGF/PK1-R1 ve EG-VGF/PK2-R2 olmak üzere iki yakından ilişkili G proteinine bağlı reseptöre bağlanır ve bunları aktive eder.Reseptörlerin aktivasyonu fosfoinozitol dönüşümünü uyarır ve p44/p42 MAP kinaz sinyal yolunu aktive eder.
3.2 VEGF'nin farklı alt tiplerinin ifade bölgeleri
Tablo 1. Farklı alt tiplerde VEGF ekspresyonunun yerleri
| VEGF ailesi proteinlerinin alt tipleri | İfade sitesi |
| VEGF-A | Tüm vaskülarize dokular |
| VEGF-B | Erken embriyo, kalp, iskelet kası, damar düz kası, pankreas ve diğer dokular |
| VEGF-C | Erken embriyolar, kalp, böbrek, akciğer ve damar düz kas hücreleri vb. |
| VEGF-D | Erken embriyolar, kalp, akciğerler, iskelet kasları, ince bağırsak ve damar düz kas hücreleri vb. |
| VEGF-E | virüs |
| VEGF-F | yılan zehri |
| Domuzcuk | Plasenta ve diğer dokular |
| EG-VEGF | Endokrin bezi kaynakları (plasenta, testisler, yumurtalıklar, böbrek üstü bezleri ve diğer dokular) |
3.3 VEGF'nin hastalıklardaki rolü
VEGF ve Kanser
Günümüzde VEGF'nin tümör anjiyogenezini desteklemedeki rolü ve insan kanserinin patogenezi ile ilişkisi konusunda net araştırma sonuçları bulunmaktadır.
VEGF ve mRNA'sının yüksek ekspresyonu, özellikle tümör dokusunda bol vasküler proliferasyonun olduğu bölgelerde, çoğu malign tümörde gözlemlenebilir. Tümör hücreleri ve çevreleyen matris tarafından salgılanan VEGF, endotel hücre proliferasyonunu ve sağ kalımını uyararak yeni kan damarlarının oluşumuna yol açar. Yeni kan damarlarında yapısal anormallikler ve sızıntı olabilir ve invazivlik, vasküler yoğunluk, metastaz, tekrarlama ve prognoz ile ilişkilidir. Bu nedenle, VEGF'yi hedeflemek kanser tedavisi için potansiyel bir yaklaşımdır;
VEGF ayrıca lösemi gibi solid olmayan tümörler de dahil olmak üzere hemen hemen tüm tümörleri kapsayabilen geniş spektrumlu bir tümör biyobelirtecidir. Kemik iliği hematopoetik mekanizmalarındaki katılımı nedeniyle, hastalığın kendisi VEGF üretimini teşvik eder ve VEGF konsantrasyonundaki değişiklikler klinik tanı için referans değerine sahiptir. Bu, diğer tümör belirteçleriyle mümkün değildir.VEGF, tümör hücre kümelerinin katı tümörlere dönüşmesi sırasında, sıklıkla tümör Tis ve T1 evrelerinde büyük miktarlarda üretilmeye başlar. Bu, tümör taraması için en uygun dönemdir ve mevcut klinik yöntemlerle teşhis edilebilir. Ancak, diğer tümör belirteçleri çoğunlukla tümörün III ve IV evrelerinde üretilir ve erken tarama için çok az öneme sahiptir.
VEGF ve oftalmik hastalıklar
Klinik pratikte birçok neovasküler göz hastalığı, gözde VEGF'nin aşırı ekspresyonundan kaynaklanır ve bu da yeni kan damarlarının büyümesine yol açar ve bu da masif kanama, lif proliferasyonu, traksiyonel retina dekolmanı ve neovasküler glokom gibi ciddi komplikasyonlara neden olur. VEGF-R2'nin rekabetçi inhibisyonu, anjiyogenezi etkili bir şekilde inhibe edebilir ve mevcut neovaskülarizasyonun gerilemesini teşvik edebilir, vasküler sızıntının neden olduğu eksüdasyon, ödem ve inflamatuar reaksiyonları hafifletebilir ve böylece retina neovaskülarizasyonunun ilerlemesini yavaşlatabilir. Oftalmolojide, VEGF inhibe edici ilaçların kullanımı hastalıklı neovaskülarizasyonun büyümesini etkili bir şekilde engelleyebilir ve böylece oftalmik hastalıkları tedavi edebilir.
Ayrıca VEGF ailesinin lenfanjiyogenez, inflamatuvar yanıt, hematopoetik fonksiyon ve nöroprotektif etkilerle de ilişkili olduğu bilinmektedir.
4. VEGF ailesi proteinleri doğru şekilde nasıl seçilir?
4.1. Rekombinant insan VEGF165 ve rekombinant insan VEGF121
İnsan VEGF165 ve İnsan VEGF121, VEGF-A'nın en bol ifade edilen alt tipleridir. VEGF165, endotel hücre çoğalmasını, hayatta kalmasını, anjiyogenezisi teşvik edebilen ve vasküler geçirgenliği artırabilen güçlü bir anjiyojenik faktördür. VEGF121 ve VEGF165 benzer işlevlere sahiptir, ancak fark, VEGF121'in hücre yüzeyi heparan sülfat glikoproteinlerine (HSPG'ler) bağlanmaması ve esas olarak çözünür formunda bulunmasıdır. Ve VEGF165, NRP-1 ve NRP-2'ye bağlanma yeteneğine sahiptir, bu nedenle VEGF165 ayrıca anjiyogenezi düzenlemede, damarlardaki ve lenf damarlarındaki endotel hücrelerinin işlevini düzenlemede rol oynayabilir. Hem VEGF165 hem de VEGF121, endotel hücre çoğalmasını uyarabilir ve vasküler endotel hücre geçirgenliğinin artmasını sağlayabilir. Ancak VEGF165, reseptörlere bağlandıktan sonra öncelikle MEK ve ERK yollarını aktive ederek endotel hücre proliferasyonunu teşvik ederken, VEGF121'in vasküler geçirgenlik üzerinde VEGF165'e göre çok daha güçlü bir etkisi vardır.
4.2. Rekombinant insan VEGF-C ile rekombinant insan VEGF-D arasındaki fark
VEGF-D, VEGF-C'ye benzer şekilde işlev görür ve gelişim ve tümör büyümesi sırasında anjiyogenezi ve lenfanjiyogenezi düzenler. VEGF-C ile VEGF-D arasındaki amino asit (aa) dizisi özdeşliği %23'tür. VEGF-C, embriyonik lenfatik gelişim sırasında VEGF R3 için önemli bir ligand olmasına rağmen, VEGF-D, neonatal gelişim ve kemik büyümesi sırasında lenfatik damarların olgunlaşmasında en önemli rolü oynar. Her ikisi de tümör lenfanjiyogenezini destekler. VEGF reseptörleri üzerindeki aktiviteleri tutarlıdır.VEGF-C ve VEGF-D'nin nöropiliproteinlere bağlanması, lenfanjiyogenezde VEGF R3 sinyallemesini kolaylaştırırken, integrine bağlanması α 9 β 1 endotel hücre yapışmasını ve göçünü düzenler. Tümör hücrelerinde VEGF-C'nin aşırı ekspresyonu tümör lenfanjiyogenezini indükleyerek bölgesel lenf düğümlerine artan lenf akışına ve metastaza yol açabilir. Ayrıca VEGFR2 ile etkileşime girerek fizyolojik ve tümör içi neovaskülarizasyon ve anjiyogenezi indükler.
Tablo 2. VEGF Ailesi Protein Alt Tiplerindeki Farklılıklar
| Ürün Adı | Kedi | Alıcı | Rol |
| İnsan VEGF165 | VEGFR-1、VEGFR-2、NRP-1、NRP-2、HSPG'ler | Endotel hücre proliferasyonunu (öncelikli), sağ kalımı teşvik etmek, anjiyogenezi desteklemek ve vasküler geçirgenliği artırmak. | |
| İnsan VEGF121 | VEGFR-1、VEGFR-2 | Endotel hücre proliferasyonunu ve sağ kalımını teşvik etmek, anjiyogenezi desteklemek ve vasküler geçirgenliği artırmak (öncelikli). | |
| İnsan VEGF-C | VEGFR-2、VEGFR-3 NRP-1、NRP-2 | Tümör metastazıyla ilişkili lenf damarı oluşumunun indüklenmesi | |
| İnsan VEGF-D | VEGFR-2、VEGFR-3、 NRP-2 | Tümör metastazıyla ilişkili lenf damarı oluşumunun indüklenmesi | |
| İnsan EG-VEGF | PROKR1 | Endokrin bez endotel hücrelerinin çoğalmasını ve göçünü teşvik eder. |
5. Referanslar
[1]. Silvia Silva-Hucha,Angel M. Pastor,Sara Morcuende.Okülomotor Sistemin Motor Nöronları Üzerindeki Vasküler Endotel Büyüme Faktörünün Nöroprotektif Etkisi.Int. J. Mol. Sci. 2021, 22(2), 814.
6. İlgili ürünler
| Ürün Adı | Kedi | Özellikler |
| İnsan VEGF165 | 10μg/100μg/500μg | |
| İnsan VEGF121 | 10μg/100μg/500μg | |
| İnsan VEGF-C | 25μg/100μg/500μg | |
| İnsan VEGF-D | 25μg/100μg/500μg | |
| İnsan EG-VEGF | 5μg/100μg/500μg | |
| İnsan VEGFR2/KDR,mFc Etiketi | 25μg/100μg/500μg | |
| İnsan VEGFR2/KDR Proteini, His etiketi | 25μg/100μg/500μg |