1. VEGF 家族蛋白

血管內皮生長因子（VEGF）是新血管形成的關鍵因子。 VEGF 可以誘導現有血管的再生（血管生成）或新血管的形成（血管生成），因此對胚胎髮育和血管修復至關重要。實體腫瘤也可以利用VEGF來促進其生長。 VEGF 在腫瘤發生和發展中起著關鍵作用，使其成為癌症治療的關鍵目標。研究表明，VEGF基因中的單核苷酸多態性（SNP）是主要實體腫瘤的預測和預後標誌，包括乳腺癌、非小細胞肺癌、結直腸癌和前列腺癌。 VEGF 家族蛋白包括 VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E、VEGF-F、PIGF 和 EG-VEGF。 VEGF-A是迄今為止最有效的血管生成誘導劑，而VEGF-E更具針對性，可誘導局部病變的血管生成。

2. VEGF 家族蛋白受體

VEGF主要透過與其受體（VEGFR1、VEGFR2和VEGFR3）結合來調控血管生成並活化細胞內訊號路徑； VEGFR和VEGF蛋白結合後，其胞內訊號傳導區域的酪胺酸會被磷酸化，活化胞內訊號通路，最終導致血管內皮細胞的生長、增殖和成熟，以及新生血管的形成。

圖 1. VEGF 家族的不同成員與不同類型的 VEGF 受體結合 ^[1]

VEGF家族的生物活性是透過與兩種類型的受體結合來介導的：具有酪胺酸激酶活性的受體和不具有酪胺酸激酶活性的受體。第一類受體由三種結構相關的受體組成，其特徵是存在細胞外結構域中的七個免疫球蛋白樣結構域、一個跨膜區和一個被激酶插入結構域打斷的細胞內共識酪氨酸激酶序列。另一方面，不具有激酶活性的受體是神經絲蛋白-1（NRP-1）和神經絲蛋白-2（NRP-2），它們也是訊號蛋白的受體。

2.1 酪胺酸激酶受體

酪胺酸激酶受體（VEGFR）分為VEGFR-1、VEGFR-2和VEGFR-3。它們以二聚體的形式發揮作用。當VEGF與酪胺酸激酶受體結合後，胞內激酶區域構象發生改變，產生激酶活性，催化底物蛋白磷酸化，最終透過訊號分子的級聯反應產生一系列生物效應。 VEGF與VEGFR-1的結合強度比與VEGFR-2的結合強度強10倍，但R1活性較弱，被認為對VEGFR-2具有負調控作用。因此VEGFR-2是產生生理效應的主要受體。VEGFR-1和VEGFR-2主要分佈在腫瘤血管內皮表面，調節腫瘤血管生成，在巨噬細胞和腫瘤細胞中也存在過度表現； VEGFR-3主要分佈在淋巴管內皮表面，調節腫瘤淋巴管的生成。此外，VEGFR家族不僅可以與VEGF蛋白結合，還可以與其他蛋白質如神經營養因子、整合素和鈣黏蛋白結合。

2.2 神經纖毛蛋白受體

神經纖毛蛋白（NRP）分為NRP-1和NRP-2。 NRP 是單次跨膜糖蛋白，含有三個胞外結構域。結構域 B 是 VEGF 結合區，結構域 A 促進結構域 B 與 VEGF 結合。域 C 與 VEGFR-2 結合形成異質聚合物。 NRP 沒有酪胺酸激酶活性，主要協助 VEGF 和 VEGFR-2 的結合。 NRP-1主要參與動脈內皮功能的調節，而NRP-2主要參與靜脈和淋巴管內皮功能的調節。

3. VEGF 家族蛋白的功能

VEGF是一種高度特異性的血管內皮生長因子，在血管生成、維持和生成中發揮重要的生理功能。它們可以誘導內皮細胞存活、增殖、遷移、血管增殖並增加血管通透性。

3.1. VEGF 不同亞型的功能

血管內皮生長因子 可分為 VEGF121、血管內皮生長因子145、血管內皮生長因子165、血管內皮生長因子183、血管內皮生長因子189和VEGF206。目前，VEGF-A是迄今為止最有效的血管生長誘導因子。 VEGF165和VEGF121在大多數組織中均可表達，而VEGF206在正常組織中幾乎不表達。 VEGF-A是一種糖基化的絲裂原，特異性作用於內皮細胞，具有多種功能，包括介導血管通透性增加，誘導血管生成，血管生成和內皮細胞生長，促進細胞遷移，抑制細胞凋亡。 VEGF-A 透過與細胞表面受體 VEGFR1 和 VEGFR2 結合來介導現有血管中新血管的生長（血管生成）。這兩種受體透過不同的途徑作用，促進內皮細胞增生和遷移，以及管狀結構的形成。

血管內皮生長因子 在大多數組織中表達，尤其是在心臟、骨骼肌和胰腺中。 VEGF-B 與 VEGF 受體 1 (VEGF R1) 結合，但不與 VEGF R2 或 VEGF R3 結合。已證明內皮細胞上的 VEGF-B 與 VEGF R1 之間的聯繫能夠調節尿激酶型纖溶酶原激活劑和纖溶酶原激活劑抑製劑 1 的表達和活性。除了 VEGF-B，NP-1 也被證實可以與 PLGF-2、VEGF165 和 VEGF R1 結合。 VEGF-B 在幾種類型的神經元中發揮重要作用。對於保護中風時的視網膜和皮質神經元，以及保護肌萎縮側索硬化症等運動神經元疾病時的運動神經元非常重要。

主要功能 血管內皮生長因子C 是淋巴管生成，主要透過其受體VEGFR-3作用於淋巴管內皮細胞，促進其存活、生長和遷移。它是各種模型中淋巴管的特定生長因子。 VEGF-C也透過與VEGF R2相互作用誘導生理性和腫瘤性血管生成和血管生成。

血管內皮生長因子 是 VEGF/PDGF 家族的分泌性糖蛋白。 VEGF在發育和腫瘤生長過程中調節血管生成和淋巴管生成，其特徵是由八個保守的半胱氨酸殘基形成胱氨酸節點結構。 VEGF-C和VEGF-D之間的胺基酸（aa）序列同一性為23％。小鼠和人類 VEGF-D 是 VEGFR3 的配體，在不同物種之間活躍，並在加工過程中表現出增強的親和力。加工後的人類 VEGF-D 蛋白也是 VEGF R2 的配體。 VEGF R3 在淋巴管內皮細胞中有強烈表達，對調節淋巴管內皮細胞的生長和分化至關重要。 VEGF-C和VEGF-D均促進腫瘤淋巴管生成。與它們對 VEGF 受體的活性一致，VEGF-C 和 VEGF-D 與神經纖維蛋白的結合有助於淋巴管生成中的 VEGF R3 訊號傳導。已證實VEGF-D在多種人類癌症的腫瘤組織和患者血清樣本中過度表現。

前列腺素F (胎盤生長因子) 和 PlGF 通過 VEGF R1/Flt-1 而不是 VEGF R2/Flk-1/KDR 結合併發出信號，而 VEGF 與 VEGF R1/Flt-1 結合但僅通過血管生成受體 VEGF R2 發出信號。因此，PlGF和VEGF競爭與VEGF R1結合，高PlGF可以阻止VEGF/VEGF R1結合並促進VEGF/VEGF R2介導的血管生成。然而，PlGF（特別是PlGF-1）和某些形式的VEGF可以形成二聚體，從而降低VEGF對VEGF R2的血管生成作用。 PlGF誘導單核細胞活化、遷移以及發炎細胞激素和 VEGF 的產生。這些活動促進傷口、骨折和心臟的修復，但也會導致活動性鐮狀細胞疾病和動脈粥狀硬化的發炎。 PGF在滋養層細胞的生長和分化中發揮作用。滋養細胞，特別是滋養細胞外細胞，負責侵入母體動脈。胎盤血管的正常發育對胚胎的正常發育至關重要。在正常生理條件下，PGF 也在心臟、肺、甲狀腺和骨骼肌等其他器官中以低水平表達。

EG一VEGF，內分泌腺來源的血管內皮生長因子，也稱為運動蛋白 1 (PK1)，是運動蛋白家族的成員，其分泌具有共同結構基序的蛋白質，該結構基序含有十個保守的半胱氨酸殘基，可形成五對二硫鍵。 EG-VVEGF已被證明能有效刺激胃腸道平滑肌收縮。此外，EG-VVEGF是一種組織特異性血管生成因子，在特定細胞上表現出與 VEGF 相似的生物活性。 EG-VVEGF誘導培養的內分泌腺內皮細胞的增生和遷移。 EG-VGF 與兩種密切相關的 G 蛋白偶聯受體結合併激活它們，即 EG-VGF/PK1-R1 和 EG-VGF/PK2-R2。受體的活化會刺激磷酸肌醇的周轉並活化 p44/p42 MAP 激酶訊號路徑。

3.2 VEGF不同亞型的表現部位

表 1. 不同亞型中 VEGF 的表現部位

VEGF 家族蛋白的亞型	表達位點
血管內皮生長因子	所有血管組織
血管內皮生長因子	早期胚胎、心臟、骨骼肌、血管平滑肌、胰臟等組織
血管內皮生長因子C	早期胚胎、心臟、腎臟、肺臟、血管平滑肌細胞等
血管內皮生長因子	早期胚胎、心臟、肺、骨骼肌、小腸、血管平滑肌細胞等
血管內皮生長因子	病毒
血管內皮生長因子	蛇毒
豬隻生長因子	胎盤和其他組織
EG一VEGF	內分泌腺來源（胎盤、睪丸、卵巢、腎上腺和其他組織）

3.3 VEGF在疾病中的作用

VEGF 與癌症

目前關於VEGF促進腫瘤血管生成的作用及其與人類癌症發病機制的關係已有明確的研究成果。

VEGF及其mRNA在大多數惡性腫瘤中均有高表達，尤其在腫瘤組織中血管增生豐富的區域。腫瘤細胞和周圍基質分泌的VEGF會刺激內皮細胞增生和存活，導致新血管的形成。新生血管可能有結構異常、滲漏等，與腫瘤的侵襲性、血管密度、轉移、復發及預後有關。因此，針對 VEGF 是治療癌症的潛在方法；

VEGF也是一種廣譜腫瘤生物標記物，幾乎可以覆蓋所有腫瘤，包括白血病等非實體腫瘤。由於此疾病涉及骨髓造血機制，本身促進VEGF的產生，VEGF濃度的變化對於臨床診斷有參考價值。這是其他腫瘤標記無法做到的。VEGF在腫瘤細胞簇轉化為實體腫瘤過程中開始大量產生，常在腫瘤的Tis期和T1期。此時期為腫瘤篩檢的最佳時期，透過現有的臨床手段即可進行診斷。但其他腫瘤標記多在腫瘤III、IV期產生，對於早期篩檢意義不大。

VEGF 與眼科疾病

臨床上許多新生血管性眼疾都是由於眼內VEGF過度表現，導致新生血管生長，產生大量出血、纖維增生、牽拉性視網膜剝離、新生血管性青光眼等嚴重併發症所致。競爭性抑制VEGF-R2可有效抑制血管生成並促進已存在的新生血管消退，減輕血管滲漏引起的滲出、水腫及發炎反應，減緩視網膜新生血管的進展。在眼科方面，利用VEGF抑制藥物可以有效阻斷病變新生血管的生長，進而治療眼科疾病。

此外，VEGF家族也與淋巴管生成、發炎反應、造血功能和神經保護作用有關。

4. 如何正確選擇VEGF家族蛋白？

4.1.重組人 VEGF165 和重組人 VEGF121

人類 VEGF165 和人類 VEGF121 是 VEGF-A 表現最豐富的亞型。 VEGF165 是一種有效的血管生成因子，可刺激內皮細胞增殖、存活、促進血管生成並增加血管通透性。 VEGF121與VEGF165具有相似的功能，但不同之處在於VEGF121不與細胞表面硫酸肝素糖蛋白（HSPG）結合，主要以可溶性形式存在。而且VEGF165具有與NRP-1和NRP-2結合的能力，因此VEGF165還可以起到調控血管生成的作用，調節靜脈、淋巴管內皮細胞的功能。 VEGF165和VEGF121均能刺激內皮細胞增殖，促進血管內皮細胞通透性增加。但VEGF165與受體結合後主要活化MEK和ERK通路，促進內皮細胞增殖，而VEGF121對血管通透性的影響比VEGF165強得多。

4.2.重組人VEGF-C與重組人VEGF-D的區別

VEGF-D 的功能與 VEGF-C 類似，在發育和腫瘤生長過程中調節血管生成和淋巴管生成。 VEGF-C和VEGF-D之間的胺基酸（aa）序列同一性為23％。儘管 VEGF-C 是胚胎淋巴管發育過程中 VEGF R3 的關鍵配體，但 VEGF-D 在新生兒發育和骨骼生長過程中淋巴管的成熟中起著至關重要的作用。兩者都促進腫瘤淋巴管生成。它們對 VEGF 受體的活性是一致的。VEGF-C 和 VEGF-D 與神經纖維蛋白的結合促進淋巴管生成中的 VEGF R3 訊號傳導，而與整合素的結合 α 9 β 1 介導內皮細胞黏附和遷移。腫瘤細胞中VEGF-C的過度表現可誘導腫瘤淋巴管生成，導致淋巴液流增加並轉移到區域淋巴結。它還透過與 VEGFR2 相互作用誘導生理性和腫瘤內新血管形成和血管生成。

表 2. VEGF 家族蛋白亞型的差異

產品名稱	貓	受體	角色
人類 VEGF165	91502ES	血管內皮生長因子受體-1、血管內皮生長因子受體-2、NRP-1、NRP-2、人類前列腺素	刺激內皮細胞增生（優先）、存活，促進血管生成，增加血管通透性。
人類 VEGF121	91503ES	血管內皮生長因子受體-1、血管內皮生長因子受體-2	刺激內皮細胞增生、存活，促進血管生成，增加血管通透性（優先）。
人類 VEGF-C	95332ES	血管內皮生長因子受體-2、血管內皮生長因子受體3 NRP-1、NRP-2	誘導淋巴管形成，與腫瘤轉移有關
人類血管內皮生長因子-D	91501ES	血管內皮生長因子受體-2、血管內皮生長因子受體3、 NRP-2	誘導淋巴管形成，與腫瘤轉移有關
人類EG-VEGF	91504ES	前體1	促進內分泌腺內皮細胞的增生和遷移。

5. 參考

[1]。 Silvia Silva-Hucha、Angel M. Pastor、Sara Morcuende。 J. Mol.科學。 2021, 22(2), 814。

6. 相關產品

產品名稱	貓	規格
人類 VEGF165	91502ES	10微克/100微克/500微克
人類 VEGF121	91503ES	10微克/100微克/500微克
人類 VEGF-C	95332ES	25微克/100微克/500微克
人類血管內皮生長因子-D	91501ES	25微克/100微克/500微克
人類EG-VEGF	91504ES	5微克/100微克/500微克
人類 VEGFR2/KDR,mFc 標籤	93104ES	25微克/100微克/500微克
人類 VEGFR2/KDR 蛋白, His 標籤	93281ES	25微克/100微克/500微克