Slit是在果蠅中樞神經系統中發現的一類分泌型糖蛋白,Robo(Roundabout)蛋白為其受體。Slit-Robo信號在神經軸突導向、炎癥反應、腫瘤轉移以及血管生成等方面有著重要作用。Slit2是Slit蛋白家族的一個亞型,其在血管生成方面的作用受到廣泛關注,且其對血管生成方面是促進還是抑制作用仍具爭議。了解Slit2-Robo信號在眼底及其他血管生成的研究進展,可為探究其機制以及尋找治療眼底新生血管的新靶點提供線索。
引用本文: 蔣少秋, 劉丹寧, 周希瑗. Slit2-Robo信號在眼底及全身血管生成的研究進展. 中華眼底病雜志, 2018, 34(3): 308-311. doi: 10.3760/cma.j.issn.1005-1015.2018.03.026 復制
血管生成是指從已有的毛細血管或毛細血管后靜脈發展而形成新的血管,涉及多種細胞以及多種分子參與。眼底新生血管性疾病如脈絡膜新生血管(CNV)、增生性糖尿病視網膜病變(PDR)、早產兒視網膜病變(ROP)目前主要采用抗血管內皮生長因子(VEGF)藥物、光動力療法等進行治療,其在取得顯著療效的同時,亦有一定不足,提示欲更好地治療眼底新生血管,仍需致力于尋找新的治療靶點。Slit2是Slit蛋白家族的一個亞型,其在眼部及其他血管生成方面的作用仍具爭議。本文就Slit2-Robo信號在眼部及其他血管生成方面的研究進行綜述,旨在為探索其在血管生成方面的機制以及尋找治療眼底新生血管疾病的新靶點奠定基礎。
1 Slit2-Robo信號結構及功能
1.1 信號結構
Slit為最初在果蠅中樞神經系統中發現的一類分泌型糖蛋白[1],在哺乳動物中一共有3個亞型,分別為Slit1、Slit2、Slit3。Slit2與另外兩個亞型一樣,在胞外域N端有4個重復的亮氨酸重復序列,為與受體結合并轉導下游信號的主要結構域。另外,Slit還包含1個G樣層粘連蛋白結構域、若干表皮生長因子樣重復序列和C端的半胱氨酸結域。Slit2常易裂解為與受體能夠牢固結合的Slit2-N,以及易于擴散的Slit2-C[1]。此外,細胞膜表面的硫酸乙酰肝素對Slit2與受體的結合密切相關[2]。
Robo(Roundabout)蛋白為Slit受體,表達于神經系統,腎,肺,乳腺,結腸等眾多組織器官細胞膜。其在脊椎動物中共有4種亞型。Robo1~Robo3的結構高度保守,在胞外,有著相同的細胞黏附分子蛋白結構域,主要由以下結構組成:5個或4個免疫球蛋白樣(Ig)結構域,3個Ⅲ型纖維粘連蛋白(FN Ⅲ)結構域;而Robo4的結構較特殊,在胞外僅有2個Ig重復序列和2個FN Ⅲ重復序列。在胞內,Robo蛋白有4個保守的線性結構域,分別為CC0,CC1,CC2,CC3,被認為是Robo蛋白與胞內蛋白結合的位點[3]。
1.2 信號功能
Slit2-Robo信號在中樞神經系統中能夠阻止神經元軸突跨越中線,或阻止已經跨越中線的軸突再反復跨越[1],除神經系統外,Slit2及其受體Robo蛋白在肺、腎、乳腺、結腸、卵巢等多組織器官均有表達[4-7]。其在炎癥反應、腫瘤轉移、以及血管生成方面發揮重要作用。
1.3 調控血管生成相關機制
Slit2-Robo胞內信號轉導。血管系統與神經系統在分布及走行均十分相似,正如Slit2-Robo信號在神經系統中調節神經元細胞的運動能力一樣,該信號對于血管內皮細胞的遷移能力也具有相似的調節機制,其在介導Rac1和Cdc42等信號通路蛋白方面的研究較為廣泛。Rac和Cdc42隸屬于Rho家族,其在調節細胞骨架重組等方面具有重要作用。Slit2-Robo信號通過影響胞內Rac1和Cdc42等信號分子的活化,參與調控細胞極性,重塑細胞骨架,影響細胞偽足的形成[8-11],最終影響細胞的遷移能力,調控血管生成。
Slit2-Robo信號對血管平滑肌及周細胞遷移能力的調節。既往對Slit2-Robo信號在血管生成方面的作用研究主要集中于血管內皮細胞[12, 13],近年有研究發現該信號對血管平滑肌細胞以及周細胞亦有調控作用。當血管受到某些理化因素影響時,平滑肌細胞和周細胞解離、移行,使成熟的血管失去穩定性,是新生血管發生發展的重要環節之一。研究發現,Robo受體在血管平滑肌以及周細胞胞膜表面均有表達,外源性Slit2-N蛋白能明顯抑制血小板源性生長因子(PDGF)誘導的細胞極性改變,減少血管平滑肌細胞以及周細胞板狀偽足形成并抑制其移行,Slit2-Robo信號通過抑制PDGF誘導的血管平滑肌及周細胞遷移,抑制新生血管的發生,維持著血管結構和功能的穩定[9, 14, 15]。
miRNA-218對Slit2-Robo信號的調控作用。基因的表達受到多因素的調控,miRNA雖不參與基因的直接表達,但其常常通過與目的基因的mRNA 3’端非翻譯區結合,實現對目的基因的精細調節[16, 17]。miRNA也參與調控血管生成,影響血管發生發展。
miRNA-218是Slit2基因內含子編碼的一類miRNA,能對Slit2-Robo信號及相關分子進行調控[18-20]。Small等[21]發現miRNA-218通過調控Slit2-Robo信號及信號相關分子如硫酸類肝素蛋白多糖等實現對視網膜血管的發生發展。此外,miRNA-218能抑制Robo1表達,從而阻斷Slit2-Robo信號的轉導,抑制小鼠視網膜血管內皮細胞的移行。在氧誘導的視網膜病變(OIR)模型中,miRNA-218的表達明顯降低。研究者向OIR模型小鼠玻璃腔注射pCDH-CMV-miR-218過表達miRNA-218,發現其視網膜新生血管叢較對照組明顯減少[22, 23]。以上研究均證實miRNA-218通過調控Slit2-Robo信號及相關分子,抑制視網膜血管的發生及疾病的發展。
2 Slit2-Robo信號在腫瘤及全身各系統血管生成中的研究
2.1 腫瘤血管生成
血管生成是腫瘤生長及轉移的關鍵步驟。Slit2-Robo信號自發現以來,被廣泛研究于腫瘤血管生成方面,該信號對腫瘤血管生成的抑制和促進作用均有報道[6, 24, 25]。
如同Slit2-Robo信號在神經系統中對神經元軸突移行的抑制作用,Slit2-Robo信號被證實能抑制腫瘤組織血管生成。有研究指出,在肝配蛋白A2缺乏的血管內皮細胞中,Slit2表達明顯上調,腫瘤血管的增生、移行以及瘤體的生長受到明顯抑制[25]。此外,在神經系統腫瘤中,研究者發現Slit2-Robo信號能抑制神經膠質瘤血管生成,Slit2N蛋白與Robo4結合,通過阻斷血管內皮細胞中VEGF受體2(VEGFR2)及其下游的蘇氨酸蛋白激酶和FAK的磷酸化,進而抑制血管內皮細胞的增生、移行和管腔形成[26]。
Slit2-Robo信號最初是以神經元軸突移行抑制因子被發現,其后的研究發現其具有促進腫瘤血管生成的能力[27]。Slit2在膀胱鱗狀細胞癌、小細胞癌、乳腺癌、結腸癌細胞等多種細胞中有高表達,推測Slit2-Robo信號可能參與多種腫瘤血管生成[28]。此外,Slit2在肝細胞癌中也有表達,體外實驗證實,其通過與血管內皮細胞Robo1結合,啟動受體下游Rho家族信號通路分子,促進血管內皮細胞的移行和血管管腔形成,從而促進腫瘤轉移[27]。
2.2 全身血管生成相關疾病
Slit2-Robo信號對腫瘤血管生成的調控作用提示其同樣有可能作用于全身各系統血管生成。胎盤,作為全身血管生成活動最活躍的組織之一,其組織內的血管具有極強的侵襲性,成為不少學者研究的對象。
子癇前期患者胎盤中Slit2、Robo1和Robo4表達較正常組織明顯升高,低氧是影響子癇發生發展的重要因素之一,低氧條件下,Slit-Robo家族分子在胎盤絨毛膜細胞和人臍靜脈內皮細胞中的表達量上調,提示該信號可能參與上調子癇前期胎盤血管生成[29]。另外,Slit2-Robo1信號也參與子宮內膜異位血管生成以及輸卵管異位妊娠中血管重塑過程[30, 31]。
Slit2-Robo信號除影響血管內皮細胞增生、移行和管腔形成外,也被證實影響血管通透性。Han和Geng[32]研究發現,Slit2轉基因鼠腦組織血管通透性及脈絡叢上皮細胞和血管內皮細胞縫隙明顯增加;體外實驗也同樣證實Slit2通過與Robo1受體作用能提高血管通透性。但也有報道Slit2能降低血管通透性,如Nieminen等[33]證實在新西蘭大白兔肌肉組織中同時過表達Slit2和VEGF基因,Slit2能減少VEGF誘導的血管通透性上調。由此可見,Slit2-Robo信號在不同的血管疾病模型中,以不同的方式影響著血管通透性。
3 Slit2-Robo信號在眼底血管生成的研究
3.1 CNV
CNV模型中Slit2-Robo信號對血管生成的抑制和促進作用均有報道。Jones等[34]利用Robo4基因條件敲除鼠和正常小鼠構建CNV模型,建模后分別向兩組小鼠玻璃體腔注射Slit2蛋白,發現正常小鼠視網膜激光光凝點新生血管叢的面積明顯少于Robo4基因條件敲除組,提示Slit2可能以活化Robo4的方式對視網膜血管網的穩定起保護作用。也有研究者有不同發現,Li等[35]證實Slit2轉基因CNV模型小鼠的眼底血管滲漏較野生型CNV模型小鼠更加明顯,提示Slit2基因能夠促進CNV的生成和滲漏,Slit2通過激活Slit2- Robo1- VEGFR2- 細胞外信號調節激酶1/2信號通路,增強細胞的增生、移行以及管腔形成能力。在CNV模型中,Slit2對血管生成的促進和抑制作用均有報道,可能和Slit2的作用方式如外源性Slit2蛋白或Slit2基因的過表達以及與Slit2結合的受體亞型不同有關。
3.2 PDR
視網膜色素上皮(RPE)細胞是血視網膜屏障的重要組成部分,在PDR病理過程中,RPE通過分泌VEGF等生長因子、移行穿越視網膜神經上皮層參與形成增生膜等方式促進PDR的發生發展[36]。重組蛋白Slit2-N能夠通過與RPE所表達的Robo1受體結合,促進RPE的增生和移行[37]。另外,Zhou等[38]首次證實在PDR患者纖維血管膜的RPE細胞上Slit2和Robo1均有表達,提出在PDR中,Slit2-Robo1信號能夠促使RPE突破視網膜屏障并最終參與PDR患者纖維血管膜的形成;此外,作者還同時發現Slit2-N能夠促進RPE細胞分泌VEGF,從而間接促進PDR的發生發展。綜上,Slit2-Robo信號通過促進RPE的增生和移行,上調VEGF的分泌,促進PDR的發生發展。
3.3 ROP
血管系統和神經系統在發育過程中十分類似,而視網膜中的微血管分布豐富,神經導向因子Slit2被證實參與視網膜血管發育。Rama等[8]發現在小鼠視網膜血管發育過程中,Slit2、Robo1和Robo2必不可少,其能促進視網膜血管的萌芽和移行,且與血管內皮細胞內的接頭蛋白NCK密切相關[39]。而敲除了Robo4基因的小鼠視網膜血管發育并不受到影響,提示Slit2、Robo1、Robo2是影響視網膜血管生長發育的必需因子,而非Robo4[34]。
為探索Slit2-Robo4信號在ROP中的作用,Jones等[34]在正常小鼠以及Robo4條件敲除小鼠OIR模型的玻璃體腔注射Slit2蛋白,發現正常小鼠眼內新生血管叢的數量明顯少于Robo4基因條件敲除小鼠,提示在OIR模型中,Slit2通過激活Robo4受體,抑制血管生成。另外,Rama等[8]采用Slit2、Robo1以及Robo2基因條件敲除鼠構建OIR模型,證實視網膜中Slit2優先與Robo1和Robo2結合,促進視網膜血管萌芽和血管新生,促進ROP的發生發展。
4 總結與展望
Slit2-Robo信號自發現以來被廣泛研究于血管生成相關性疾病,該信號是促進還是抑制血管生成至今仍具爭議。(1)Slit2對血管生成的促進或抑制作用可能與其受體亞型有關,當Slit2與Robo1或Robo2結合時,該信號傾向于促進血管生成;當其與Robo4結合時,該信號傾向于抑制血管生成。但Robo4究竟是以Slit2的受體形式存在還是以其他形式作用于血管目前也具有爭議。(2)Slit2不同的作用方式,如內源性過表達該基因(轉基因鼠以及體外實驗中于細胞內過表達Slit2基因)或使用外源性蛋白處理動物或細胞,也對血管生成有著不同的影響。(3)Slit2的處理條件不同(如是否與VEGF基因或者VEGF蛋白共同處理)以及血管相關細胞胞膜上Robo1、Robo2和Robo4受體表達比例的差異都可能造成胞內不同通路分子被激活或抑制,進而導致促進和抑制血管生成的通路分子平衡被打破,構成影響Slit2-Robo信號對血管生成產生不同影響的重要原因。(4)Slit2基因在胞內轉錄翻譯過程中是否觸發了其他影響血管生成的機制、以及Slit2 C端是否與某些未知受體結合而觸發血管生成相關機制[14]。這些影響因素或許可以成為研究方向,為解決Slit2-Robo信號對血管生成的影響提供新的線索。
隨著對Slit2-Robo信號通路在眼部及全身系統血管生成方面的認識的不斷深入,我們相信,該通路有希望為治療老年性黃斑變性、PDR等以新生血管為特點的眼部疾病提供新的治療靶點。
血管生成是指從已有的毛細血管或毛細血管后靜脈發展而形成新的血管,涉及多種細胞以及多種分子參與。眼底新生血管性疾病如脈絡膜新生血管(CNV)、增生性糖尿病視網膜病變(PDR)、早產兒視網膜病變(ROP)目前主要采用抗血管內皮生長因子(VEGF)藥物、光動力療法等進行治療,其在取得顯著療效的同時,亦有一定不足,提示欲更好地治療眼底新生血管,仍需致力于尋找新的治療靶點。Slit2是Slit蛋白家族的一個亞型,其在眼部及其他血管生成方面的作用仍具爭議。本文就Slit2-Robo信號在眼部及其他血管生成方面的研究進行綜述,旨在為探索其在血管生成方面的機制以及尋找治療眼底新生血管疾病的新靶點奠定基礎。
1 Slit2-Robo信號結構及功能
1.1 信號結構
Slit為最初在果蠅中樞神經系統中發現的一類分泌型糖蛋白[1],在哺乳動物中一共有3個亞型,分別為Slit1、Slit2、Slit3。Slit2與另外兩個亞型一樣,在胞外域N端有4個重復的亮氨酸重復序列,為與受體結合并轉導下游信號的主要結構域。另外,Slit還包含1個G樣層粘連蛋白結構域、若干表皮生長因子樣重復序列和C端的半胱氨酸結域。Slit2常易裂解為與受體能夠牢固結合的Slit2-N,以及易于擴散的Slit2-C[1]。此外,細胞膜表面的硫酸乙酰肝素對Slit2與受體的結合密切相關[2]。
Robo(Roundabout)蛋白為Slit受體,表達于神經系統,腎,肺,乳腺,結腸等眾多組織器官細胞膜。其在脊椎動物中共有4種亞型。Robo1~Robo3的結構高度保守,在胞外,有著相同的細胞黏附分子蛋白結構域,主要由以下結構組成:5個或4個免疫球蛋白樣(Ig)結構域,3個Ⅲ型纖維粘連蛋白(FN Ⅲ)結構域;而Robo4的結構較特殊,在胞外僅有2個Ig重復序列和2個FN Ⅲ重復序列。在胞內,Robo蛋白有4個保守的線性結構域,分別為CC0,CC1,CC2,CC3,被認為是Robo蛋白與胞內蛋白結合的位點[3]。
1.2 信號功能
Slit2-Robo信號在中樞神經系統中能夠阻止神經元軸突跨越中線,或阻止已經跨越中線的軸突再反復跨越[1],除神經系統外,Slit2及其受體Robo蛋白在肺、腎、乳腺、結腸、卵巢等多組織器官均有表達[4-7]。其在炎癥反應、腫瘤轉移、以及血管生成方面發揮重要作用。
1.3 調控血管生成相關機制
Slit2-Robo胞內信號轉導。血管系統與神經系統在分布及走行均十分相似,正如Slit2-Robo信號在神經系統中調節神經元細胞的運動能力一樣,該信號對于血管內皮細胞的遷移能力也具有相似的調節機制,其在介導Rac1和Cdc42等信號通路蛋白方面的研究較為廣泛。Rac和Cdc42隸屬于Rho家族,其在調節細胞骨架重組等方面具有重要作用。Slit2-Robo信號通過影響胞內Rac1和Cdc42等信號分子的活化,參與調控細胞極性,重塑細胞骨架,影響細胞偽足的形成[8-11],最終影響細胞的遷移能力,調控血管生成。
Slit2-Robo信號對血管平滑肌及周細胞遷移能力的調節。既往對Slit2-Robo信號在血管生成方面的作用研究主要集中于血管內皮細胞[12, 13],近年有研究發現該信號對血管平滑肌細胞以及周細胞亦有調控作用。當血管受到某些理化因素影響時,平滑肌細胞和周細胞解離、移行,使成熟的血管失去穩定性,是新生血管發生發展的重要環節之一。研究發現,Robo受體在血管平滑肌以及周細胞胞膜表面均有表達,外源性Slit2-N蛋白能明顯抑制血小板源性生長因子(PDGF)誘導的細胞極性改變,減少血管平滑肌細胞以及周細胞板狀偽足形成并抑制其移行,Slit2-Robo信號通過抑制PDGF誘導的血管平滑肌及周細胞遷移,抑制新生血管的發生,維持著血管結構和功能的穩定[9, 14, 15]。
miRNA-218對Slit2-Robo信號的調控作用。基因的表達受到多因素的調控,miRNA雖不參與基因的直接表達,但其常常通過與目的基因的mRNA 3’端非翻譯區結合,實現對目的基因的精細調節[16, 17]。miRNA也參與調控血管生成,影響血管發生發展。
miRNA-218是Slit2基因內含子編碼的一類miRNA,能對Slit2-Robo信號及相關分子進行調控[18-20]。Small等[21]發現miRNA-218通過調控Slit2-Robo信號及信號相關分子如硫酸類肝素蛋白多糖等實現對視網膜血管的發生發展。此外,miRNA-218能抑制Robo1表達,從而阻斷Slit2-Robo信號的轉導,抑制小鼠視網膜血管內皮細胞的移行。在氧誘導的視網膜病變(OIR)模型中,miRNA-218的表達明顯降低。研究者向OIR模型小鼠玻璃腔注射pCDH-CMV-miR-218過表達miRNA-218,發現其視網膜新生血管叢較對照組明顯減少[22, 23]。以上研究均證實miRNA-218通過調控Slit2-Robo信號及相關分子,抑制視網膜血管的發生及疾病的發展。
2 Slit2-Robo信號在腫瘤及全身各系統血管生成中的研究
2.1 腫瘤血管生成
血管生成是腫瘤生長及轉移的關鍵步驟。Slit2-Robo信號自發現以來,被廣泛研究于腫瘤血管生成方面,該信號對腫瘤血管生成的抑制和促進作用均有報道[6, 24, 25]。
如同Slit2-Robo信號在神經系統中對神經元軸突移行的抑制作用,Slit2-Robo信號被證實能抑制腫瘤組織血管生成。有研究指出,在肝配蛋白A2缺乏的血管內皮細胞中,Slit2表達明顯上調,腫瘤血管的增生、移行以及瘤體的生長受到明顯抑制[25]。此外,在神經系統腫瘤中,研究者發現Slit2-Robo信號能抑制神經膠質瘤血管生成,Slit2N蛋白與Robo4結合,通過阻斷血管內皮細胞中VEGF受體2(VEGFR2)及其下游的蘇氨酸蛋白激酶和FAK的磷酸化,進而抑制血管內皮細胞的增生、移行和管腔形成[26]。
Slit2-Robo信號最初是以神經元軸突移行抑制因子被發現,其后的研究發現其具有促進腫瘤血管生成的能力[27]。Slit2在膀胱鱗狀細胞癌、小細胞癌、乳腺癌、結腸癌細胞等多種細胞中有高表達,推測Slit2-Robo信號可能參與多種腫瘤血管生成[28]。此外,Slit2在肝細胞癌中也有表達,體外實驗證實,其通過與血管內皮細胞Robo1結合,啟動受體下游Rho家族信號通路分子,促進血管內皮細胞的移行和血管管腔形成,從而促進腫瘤轉移[27]。
2.2 全身血管生成相關疾病
Slit2-Robo信號對腫瘤血管生成的調控作用提示其同樣有可能作用于全身各系統血管生成。胎盤,作為全身血管生成活動最活躍的組織之一,其組織內的血管具有極強的侵襲性,成為不少學者研究的對象。
子癇前期患者胎盤中Slit2、Robo1和Robo4表達較正常組織明顯升高,低氧是影響子癇發生發展的重要因素之一,低氧條件下,Slit-Robo家族分子在胎盤絨毛膜細胞和人臍靜脈內皮細胞中的表達量上調,提示該信號可能參與上調子癇前期胎盤血管生成[29]。另外,Slit2-Robo1信號也參與子宮內膜異位血管生成以及輸卵管異位妊娠中血管重塑過程[30, 31]。
Slit2-Robo信號除影響血管內皮細胞增生、移行和管腔形成外,也被證實影響血管通透性。Han和Geng[32]研究發現,Slit2轉基因鼠腦組織血管通透性及脈絡叢上皮細胞和血管內皮細胞縫隙明顯增加;體外實驗也同樣證實Slit2通過與Robo1受體作用能提高血管通透性。但也有報道Slit2能降低血管通透性,如Nieminen等[33]證實在新西蘭大白兔肌肉組織中同時過表達Slit2和VEGF基因,Slit2能減少VEGF誘導的血管通透性上調。由此可見,Slit2-Robo信號在不同的血管疾病模型中,以不同的方式影響著血管通透性。
3 Slit2-Robo信號在眼底血管生成的研究
3.1 CNV
CNV模型中Slit2-Robo信號對血管生成的抑制和促進作用均有報道。Jones等[34]利用Robo4基因條件敲除鼠和正常小鼠構建CNV模型,建模后分別向兩組小鼠玻璃體腔注射Slit2蛋白,發現正常小鼠視網膜激光光凝點新生血管叢的面積明顯少于Robo4基因條件敲除組,提示Slit2可能以活化Robo4的方式對視網膜血管網的穩定起保護作用。也有研究者有不同發現,Li等[35]證實Slit2轉基因CNV模型小鼠的眼底血管滲漏較野生型CNV模型小鼠更加明顯,提示Slit2基因能夠促進CNV的生成和滲漏,Slit2通過激活Slit2- Robo1- VEGFR2- 細胞外信號調節激酶1/2信號通路,增強細胞的增生、移行以及管腔形成能力。在CNV模型中,Slit2對血管生成的促進和抑制作用均有報道,可能和Slit2的作用方式如外源性Slit2蛋白或Slit2基因的過表達以及與Slit2結合的受體亞型不同有關。
3.2 PDR
視網膜色素上皮(RPE)細胞是血視網膜屏障的重要組成部分,在PDR病理過程中,RPE通過分泌VEGF等生長因子、移行穿越視網膜神經上皮層參與形成增生膜等方式促進PDR的發生發展[36]。重組蛋白Slit2-N能夠通過與RPE所表達的Robo1受體結合,促進RPE的增生和移行[37]。另外,Zhou等[38]首次證實在PDR患者纖維血管膜的RPE細胞上Slit2和Robo1均有表達,提出在PDR中,Slit2-Robo1信號能夠促使RPE突破視網膜屏障并最終參與PDR患者纖維血管膜的形成;此外,作者還同時發現Slit2-N能夠促進RPE細胞分泌VEGF,從而間接促進PDR的發生發展。綜上,Slit2-Robo信號通過促進RPE的增生和移行,上調VEGF的分泌,促進PDR的發生發展。
3.3 ROP
血管系統和神經系統在發育過程中十分類似,而視網膜中的微血管分布豐富,神經導向因子Slit2被證實參與視網膜血管發育。Rama等[8]發現在小鼠視網膜血管發育過程中,Slit2、Robo1和Robo2必不可少,其能促進視網膜血管的萌芽和移行,且與血管內皮細胞內的接頭蛋白NCK密切相關[39]。而敲除了Robo4基因的小鼠視網膜血管發育并不受到影響,提示Slit2、Robo1、Robo2是影響視網膜血管生長發育的必需因子,而非Robo4[34]。
為探索Slit2-Robo4信號在ROP中的作用,Jones等[34]在正常小鼠以及Robo4條件敲除小鼠OIR模型的玻璃體腔注射Slit2蛋白,發現正常小鼠眼內新生血管叢的數量明顯少于Robo4基因條件敲除小鼠,提示在OIR模型中,Slit2通過激活Robo4受體,抑制血管生成。另外,Rama等[8]采用Slit2、Robo1以及Robo2基因條件敲除鼠構建OIR模型,證實視網膜中Slit2優先與Robo1和Robo2結合,促進視網膜血管萌芽和血管新生,促進ROP的發生發展。
4 總結與展望
Slit2-Robo信號自發現以來被廣泛研究于血管生成相關性疾病,該信號是促進還是抑制血管生成至今仍具爭議。(1)Slit2對血管生成的促進或抑制作用可能與其受體亞型有關,當Slit2與Robo1或Robo2結合時,該信號傾向于促進血管生成;當其與Robo4結合時,該信號傾向于抑制血管生成。但Robo4究竟是以Slit2的受體形式存在還是以其他形式作用于血管目前也具有爭議。(2)Slit2不同的作用方式,如內源性過表達該基因(轉基因鼠以及體外實驗中于細胞內過表達Slit2基因)或使用外源性蛋白處理動物或細胞,也對血管生成有著不同的影響。(3)Slit2的處理條件不同(如是否與VEGF基因或者VEGF蛋白共同處理)以及血管相關細胞胞膜上Robo1、Robo2和Robo4受體表達比例的差異都可能造成胞內不同通路分子被激活或抑制,進而導致促進和抑制血管生成的通路分子平衡被打破,構成影響Slit2-Robo信號對血管生成產生不同影響的重要原因。(4)Slit2基因在胞內轉錄翻譯過程中是否觸發了其他影響血管生成的機制、以及Slit2 C端是否與某些未知受體結合而觸發血管生成相關機制[14]。這些影響因素或許可以成為研究方向,為解決Slit2-Robo信號對血管生成的影響提供新的線索。
隨著對Slit2-Robo信號通路在眼部及全身系統血管生成方面的認識的不斷深入,我們相信,該通路有希望為治療老年性黃斑變性、PDR等以新生血管為特點的眼部疾病提供新的治療靶點。