血管活性肠肽与结肠癌
第三军医大学大坪医院野战外科研究所普外科 四川省重庆市 630042
项目负责人 高峰,第三军医大学大坪医院野战外科研究所普外科 四川省重庆市 630042收搞日期 1996-06-02
Subject headings Vasoactive intestinal peptide; Receptors, vasoactive intestinal peptide; Colonic neoplasms/pathology
主题词 血管活性肠肽;受体，血管活性肠肽;结肠肿瘤/病理学
高峰,张胜本,张连阳.血管活性肠肽与结肠癌.新消化病学杂志,1997；5(3)：196-197
, 百拇医药
血管活性肠肽(vasoactive intestinal peptide, VIP)是1972年Said和Mutt从猪的小肠中首 次分离出，是由28个氨基酸组成的一种直链肽，Mr3 326.它在人体内广泛分布，是中枢和外周神经系统的肽能神经递质，能使胃肠道和血管平滑肌松弛；并且是重要的调节胃 肠粘膜水电解质分泌的肽类激素之一.近年来研究发现，VIP对多种组织和细胞具有促生长作用[1-3]，故被认为是一种生长因子而更受到研究者们的注意.本文就VIP对结肠癌增殖和分化的调控作用、调控机理以及结肠癌细胞表面VIP受体的 表达等有关文献介绍如下.
1 VIP对结肠癌细胞增殖与分化的影响Iishi等[4]报道VIP可以促进氯化偶氮甲烷(azoxymethane, AOM)诱发的大鼠结肠癌 的生长.以后，Yu等[5]，陈方元[6]，张万岱等[7]和Tatsuta等[8]亦报道VIP可促进结肠癌细胞系Lovo, HT29等的增殖和AOM诱发的结肠癌的生长，并 能使癌细胞鸟氨酸脱羧酶(ornithine decarboxylase, ODC)活性升高和ODC_mRNA含量增加 .VIP对结肠癌细胞增殖的调控作用是双向性的.一般认为，VIP浓度在10-12 M_10-7 M之间时，可促进结肠癌细胞的增殖，而 浓度高于10-6M时，则对结肠癌细胞起抑制增殖、诱导分化的作用[5，6].如Gamet等[9]用2.0×10-5M浓度的VIP刺激HT29细胞系时，尽管细胞内ODC活性升高、并伴有cAMP形成增加，但并不能促进癌细胞的增殖.Hoosein等[11]发现，VIP可抑制结肠腺癌细胞系HCT1 16和GEO的增殖，诱导分化.但也有报道认为VIP对结肠癌细胞的 增殖无作用[10，12]. 不同研究者的实验结果不同，甚至是相反的原因主要是由于实验的方法不同所致.如采用不 同的细胞系，VIP的浓度不同，离体实验或是体内实验等.因为不同细胞系的生物学行 为不同，对VIP的反应性也就会有差异；另外，激素对生物体的调控有时是双向性的，高浓 度与低浓度，或者是生物体的反应状态不同时，就会产生不同的效果.
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2 结肠癌细胞表面VIP受体的表达早在1978年Laburthe等[13]就发现结肠癌细胞表面存在有VIP受体以后逐渐证实许 多胃肠道腺癌和内分泌肿瘤细胞的表面都可表达VIP受体[14]，Sreedharan等[15]报道，HT29细胞可表达高亲合力的VIP受体，该受体由362个氨基酸组成，有7个跨膜区，并与G蛋白偶联，是一种糖蛋白.Frucht等[16]对10种新建立的结肠 癌细胞系进行了研究，结果发现有60%的结肠癌细胞系表面存在有VIP受体.VIP受体可分为 两种，一种与VIP的亲合力高，另一种与VIP的亲合力低，后者在细胞表面占多数，每个细胞表面的有5.5×106个低亲合力的VIP结合应点.不同细胞系表面VIP受体的分子量和结构不同，主要是由于糖基的不同所致[17].
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3 VIP调控结肠癌细胞增殖和分化作用的机理VIP对结肠癌的生长和分化有一定的调控作用，但其确切的作用机制尚未完全阐明，一般认 为VIP是通过以下几种机理对结肠癌细胞的增殖和分化进行调腔.
3.1 由cAMP介导的调控作用 VIP首先与结肠癌细胞表面的VIP受体结合，通过与受体偶联的G蛋白激活腺苷环化酶，使细胞内cAMP浓度发生变化，从而影响癌细胞的增殖和分化.研究表明，低浓度的cAMP能促进细胞增殖，而高浓度的cAMP则抑制细胞增殖、诱导分化.cAMP是VIP对结肠癌细胞作用的重 要第二信使，它进一步通过cAMP依赖性蛋白激酶(A激酶)发挥其生物学效应.A激酶有两个调 节亚基不同的同工酶，分别为酶Ⅰ和酶Ⅱ，它们的调节亚基分别为RⅠ和RⅡ.RⅠ与 细胞增殖有关，而RⅡ则与细胞的分化有关.在细胞分裂周期的不同阶段，RⅠ和RⅡ的水平不同，M期R1活性较高，G1/S期交界处RⅡ活性较高.在多数正常组织细胞时 ，RⅠ与RⅡ的比例接近1∶1，而在大多数结肠癌细胞里R1占优势， 但RⅠ较易饱和[18].不同浓度的VIP可引起细胞内cAMP发生相应的变化，不同浓度的cAMP又与A 激酶的不同调节亚基结合而发挥作用.高浓度的cAMP与RⅡ亚基结合，促使细胞分化，抑 制增殖；低浓度的cAMP与RⅠ亚基结合，促进细胞增殖.
, 百拇医药
3.2 由多胺介导的促生长作用 Tatsuta等[8]给大鼠联合应用VIP和ODC抑制剂1.3二氨基丙烷(1.3_diaminoprop ane, DAP)，观察它们对AOMあ诱发的结肠癌生长的影响.结果发现，单独给予VIP可明显促 进结肠癌的生长；而联合应用DAP后，可减弱VIP对结肠癌生长的促进作用.由此认为，VIP对结肠癌细胞生长的促进作用是通过多胺 的生物合成而介导.多胺是细胞增殖所必须的一种内源性物质，它直接参与核酸和蛋白质的 生物合成，在蛋白质合成旺盛的组织，如恶性肿瘤组织中，ODC和多胺水平均明显增加 [9].
3.3 其它机制 Warhurst等[19]研究认为，VIP与结肠癌细胞表面的受体结合后引起细胞内Ca 2+浓度升高，蛋白激酶C(PKC)活化，再由Ca2+和PKC介导VIP对结肠癌细胞增殖的调控作用.Yu等[5]则认为低浓度VIP刺激下的细胞增殖是通过cAMP和ODC的合成增加 发生作用，而高浓度的VIP对细胞增殖的抑制作用是通过其它第二信使介导.也有人认为发现VIP可以诱导HT29结肠癌细胞系产生β/α干扰素，从而发挥其抗肿瘤和抗病毒活性 [20].另外，陈学清等[21]应用3H_TdR掺入和免疫组化的方法研究了VIP对HT29细胞系生长及其c_myc癌基因的表达的影响，结果认为VIP对HT29细胞生长的抑制作用可能是部分地通过抑制c-myc癌基因的表达而实现的.当然不同结肠癌细胞系的 生物学特性不同，它们与VIP之间的相互作用和作用机制也可能有所不同.
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4 参考文献1 Gressens P, Hill JM, Gozes I, et al. Growth factor function of vasoactive intestinal peptide in whole cultured mouse embryos.
Nature, 1993;362(11):155-158
2 Virgolini I, Yang Q, Li S, et al. Cross_competition between vasoactive intestinal peptide and somatostatin for binding to tumor
cell membrane receptors. Cancer Res, 1994;54(3):690-700
, 百拇医药
3 Scholar EM, Paul S. Stimulation of tumor cell growth by vasoactive intestinal peptide. Cancer , 1991;67(9):1561-1564
4 Iishi H, Tatsuta M, Baba M, et al. Enhancement by vasoactive intestinal peptide of experimental carcinogenesis induced by
azoxymethane in rat colon. Cancer Res, 1987;47(10):4890-4893
5 Yu D, Seitz PK, Selvanayagam P, et al. Effects of vasoactive intestinal peptide on adenosine 3',5'_monophosphate. ornithine
, 百拇医药
decarboxylase, and cell growth in human colon cell line. Endocrinology, 1992;131(3):1188-1194
6 陈方元.第五届国际血管活性肠肽及相关肽学术会议简介.中华消化杂志，1992；12(2)：132-134
7 张万岱，陈学清，宋于刚，等.血管活性肠肽对人结肠腺癌细胞增殖的调节.中华消化杂志，1994；14(增刊)：42-45
8 Tatsuta M, Iishi H, Baba M, et al. Attenuation of vasoactive intestinal peptide enhancement of colon carcinogenesis by
ornithine decarboxylase inhibitor. Cancer Lett, 1995;93(2):219-225
, 百拇医药
9 Gamet L, Cazenave Y, Trocheris V, et al. Involvement of ornithine decarboxylase in the control of proliferation of the HT29 human
colon cancer cell line. Effect of vasoactive intestinal peptide of enzyme activity. Int J Cancer, 1991;47(4):633-638
10 Gamet L, Murat JC, Remaury A, et al. Vasoactive intestinal peptide and forskolin regulate proliferation of the HT29 human colon
adenocarcinoma cell line. J Cell Physiol, 1992;150(3):501-509
, http://www.100md.com
11 Hoosein NM, Boack BE, Brattain DE, et al. Promotion of differentiation in human colon carcinoma cells by vasoactive intestinal
polypeptide. Regul Pept, 1989;24(1):15-16
12 Bjork J, Nilsson J, Hultcrantz C, et al. Growth_regulatory effects of sensory neuropeptide, epidermal growth factor, insulin, and
somatostatin on the non_transformed intestinal epithelial cell line IEC_6 and the colon cancer cell line HT29.
, http://www.100md.com
Scand J Gastroenterol, 1993;28(10):879-884
13 Laburthe M, Rousset M, Boissard C, et al. Vasoactive intestinal peptide: a potent stimulator of adenosine 3',5'_cyclic monophosphate
accumulation in gutcarcinoma cell lines in culture. Proc Natl Acad Sci USA, 1978;75(6):2772-2775
14 Virgolini I, Raderer M, Kurtaran A, et al. Vasoactive intestinal peptide_receptor imaging for the localization of intestinal
, 百拇医药
adenocarcinomas and endocrine tumors. N Engl J Med, 1994;331(17):1116-1121
15 Sreedharan SP, Bobichon A, Peterson KE, et al. Coloning and expresion of the human vasoactive intestinal peptide receptor.
Proc Natl Asad Sci USA, 1991;88(11):4986-4990
16 Frucht H, Gazdar AF, Park JA, et al. Characterization of functional receptors for gastrointestinal hormones on human colon cancer
, 百拇医药
cells. Cancer Res, 1992;52(5):1114-1122
17 Sada MV, Barka DH, Tutton PJM, et al. Influence of adenosine cyclic nucleotide analogs of growth of human colon tumor line.
Life Sci,1990;47(4):307-311
18 Cho_chung YS, Clair T, Tortora G. Role of site_selective cAMP analogs in the control and reversal of malignancy.
Pharmac Ther, 1991;50(1):1-33
, 百拇医药
19 Warhurst G, Fogg KE, Higgs NB, et al. Ca2+_mobilising agonists potentiate forskolin_and VIP_stimulated cAMP production in
human colonic cell line, HT29_cl. 19A: role of Ca2+ and protein kinase C.Cell Calcium, 1994;15(2):162-174
20 Chelbi_Alix MK, Boissard C, Sripati CE, et al. VIP indnces in HT29 cells 2'5'oligoadenylate synthetase and antiviral state via
interferon beta/alpha synthesis. Peptides, 1991;12(5):1085-1093
21 陈学清，张万岱，宋于刚，等.血管活性肠肽对HT29结肠癌细胞原癌基因c_myc蛋白表达的影响.中华消化杂志，1994；14(增刊)：54-56, 百拇医药(高峰 张胜本 张连阳)
项目负责人 高峰,第三军医大学大坪医院野战外科研究所普外科 四川省重庆市 630042收搞日期 1996-06-02
Subject headings Vasoactive intestinal peptide; Receptors, vasoactive intestinal peptide; Colonic neoplasms/pathology
主题词 血管活性肠肽;受体，血管活性肠肽;结肠肿瘤/病理学
高峰,张胜本,张连阳.血管活性肠肽与结肠癌.新消化病学杂志,1997；5(3)：196-197
, 百拇医药
血管活性肠肽(vasoactive intestinal peptide, VIP)是1972年Said和Mutt从猪的小肠中首 次分离出，是由28个氨基酸组成的一种直链肽，Mr3 326.它在人体内广泛分布，是中枢和外周神经系统的肽能神经递质，能使胃肠道和血管平滑肌松弛；并且是重要的调节胃 肠粘膜水电解质分泌的肽类激素之一.近年来研究发现，VIP对多种组织和细胞具有促生长作用[1-3]，故被认为是一种生长因子而更受到研究者们的注意.本文就VIP对结肠癌增殖和分化的调控作用、调控机理以及结肠癌细胞表面VIP受体的 表达等有关文献介绍如下.
1 VIP对结肠癌细胞增殖与分化的影响Iishi等[4]报道VIP可以促进氯化偶氮甲烷(azoxymethane, AOM)诱发的大鼠结肠癌 的生长.以后，Yu等[5]，陈方元[6]，张万岱等[7]和Tatsuta等[8]亦报道VIP可促进结肠癌细胞系Lovo, HT29等的增殖和AOM诱发的结肠癌的生长，并 能使癌细胞鸟氨酸脱羧酶(ornithine decarboxylase, ODC)活性升高和ODC_mRNA含量增加 .VIP对结肠癌细胞增殖的调控作用是双向性的.一般认为，VIP浓度在10-12 M_10-7 M之间时，可促进结肠癌细胞的增殖，而 浓度高于10-6M时，则对结肠癌细胞起抑制增殖、诱导分化的作用[5，6].如Gamet等[9]用2.0×10-5M浓度的VIP刺激HT29细胞系时，尽管细胞内ODC活性升高、并伴有cAMP形成增加，但并不能促进癌细胞的增殖.Hoosein等[11]发现，VIP可抑制结肠腺癌细胞系HCT1 16和GEO的增殖，诱导分化.但也有报道认为VIP对结肠癌细胞的 增殖无作用[10，12]. 不同研究者的实验结果不同，甚至是相反的原因主要是由于实验的方法不同所致.如采用不 同的细胞系，VIP的浓度不同，离体实验或是体内实验等.因为不同细胞系的生物学行 为不同，对VIP的反应性也就会有差异；另外，激素对生物体的调控有时是双向性的，高浓 度与低浓度，或者是生物体的反应状态不同时，就会产生不同的效果.
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2 结肠癌细胞表面VIP受体的表达早在1978年Laburthe等[13]就发现结肠癌细胞表面存在有VIP受体以后逐渐证实许 多胃肠道腺癌和内分泌肿瘤细胞的表面都可表达VIP受体[14]，Sreedharan等[15]报道，HT29细胞可表达高亲合力的VIP受体，该受体由362个氨基酸组成，有7个跨膜区，并与G蛋白偶联，是一种糖蛋白.Frucht等[16]对10种新建立的结肠 癌细胞系进行了研究，结果发现有60%的结肠癌细胞系表面存在有VIP受体.VIP受体可分为 两种，一种与VIP的亲合力高，另一种与VIP的亲合力低，后者在细胞表面占多数，每个细胞表面的有5.5×106个低亲合力的VIP结合应点.不同细胞系表面VIP受体的分子量和结构不同，主要是由于糖基的不同所致[17].
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3 VIP调控结肠癌细胞增殖和分化作用的机理VIP对结肠癌的生长和分化有一定的调控作用，但其确切的作用机制尚未完全阐明，一般认 为VIP是通过以下几种机理对结肠癌细胞的增殖和分化进行调腔.
3.1 由cAMP介导的调控作用 VIP首先与结肠癌细胞表面的VIP受体结合，通过与受体偶联的G蛋白激活腺苷环化酶，使细胞内cAMP浓度发生变化，从而影响癌细胞的增殖和分化.研究表明，低浓度的cAMP能促进细胞增殖，而高浓度的cAMP则抑制细胞增殖、诱导分化.cAMP是VIP对结肠癌细胞作用的重 要第二信使，它进一步通过cAMP依赖性蛋白激酶(A激酶)发挥其生物学效应.A激酶有两个调 节亚基不同的同工酶，分别为酶Ⅰ和酶Ⅱ，它们的调节亚基分别为RⅠ和RⅡ.RⅠ与 细胞增殖有关，而RⅡ则与细胞的分化有关.在细胞分裂周期的不同阶段，RⅠ和RⅡ的水平不同，M期R1活性较高，G1/S期交界处RⅡ活性较高.在多数正常组织细胞时 ，RⅠ与RⅡ的比例接近1∶1，而在大多数结肠癌细胞里R1占优势， 但RⅠ较易饱和[18].不同浓度的VIP可引起细胞内cAMP发生相应的变化，不同浓度的cAMP又与A 激酶的不同调节亚基结合而发挥作用.高浓度的cAMP与RⅡ亚基结合，促使细胞分化，抑 制增殖；低浓度的cAMP与RⅠ亚基结合，促进细胞增殖.
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3.2 由多胺介导的促生长作用 Tatsuta等[8]给大鼠联合应用VIP和ODC抑制剂1.3二氨基丙烷(1.3_diaminoprop ane, DAP)，观察它们对AOMあ诱发的结肠癌生长的影响.结果发现，单独给予VIP可明显促 进结肠癌的生长；而联合应用DAP后，可减弱VIP对结肠癌生长的促进作用.由此认为，VIP对结肠癌细胞生长的促进作用是通过多胺 的生物合成而介导.多胺是细胞增殖所必须的一种内源性物质，它直接参与核酸和蛋白质的 生物合成，在蛋白质合成旺盛的组织，如恶性肿瘤组织中，ODC和多胺水平均明显增加 [9].
3.3 其它机制 Warhurst等[19]研究认为，VIP与结肠癌细胞表面的受体结合后引起细胞内Ca 2+浓度升高，蛋白激酶C(PKC)活化，再由Ca2+和PKC介导VIP对结肠癌细胞增殖的调控作用.Yu等[5]则认为低浓度VIP刺激下的细胞增殖是通过cAMP和ODC的合成增加 发生作用，而高浓度的VIP对细胞增殖的抑制作用是通过其它第二信使介导.也有人认为发现VIP可以诱导HT29结肠癌细胞系产生β/α干扰素，从而发挥其抗肿瘤和抗病毒活性 [20].另外，陈学清等[21]应用3H_TdR掺入和免疫组化的方法研究了VIP对HT29细胞系生长及其c_myc癌基因的表达的影响，结果认为VIP对HT29细胞生长的抑制作用可能是部分地通过抑制c-myc癌基因的表达而实现的.当然不同结肠癌细胞系的 生物学特性不同，它们与VIP之间的相互作用和作用机制也可能有所不同.
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4 参考文献1 Gressens P, Hill JM, Gozes I, et al. Growth factor function of vasoactive intestinal peptide in whole cultured mouse embryos.
Nature, 1993;362(11):155-158
2 Virgolini I, Yang Q, Li S, et al. Cross_competition between vasoactive intestinal peptide and somatostatin for binding to tumor
cell membrane receptors. Cancer Res, 1994;54(3):690-700
, 百拇医药
3 Scholar EM, Paul S. Stimulation of tumor cell growth by vasoactive intestinal peptide. Cancer , 1991;67(9):1561-1564
4 Iishi H, Tatsuta M, Baba M, et al. Enhancement by vasoactive intestinal peptide of experimental carcinogenesis induced by
azoxymethane in rat colon. Cancer Res, 1987;47(10):4890-4893
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, 百拇医药
decarboxylase, and cell growth in human colon cell line. Endocrinology, 1992;131(3):1188-1194
6 陈方元.第五届国际血管活性肠肽及相关肽学术会议简介.中华消化杂志，1992；12(2)：132-134
7 张万岱，陈学清，宋于刚，等.血管活性肠肽对人结肠腺癌细胞增殖的调节.中华消化杂志，1994；14(增刊)：42-45
8 Tatsuta M, Iishi H, Baba M, et al. Attenuation of vasoactive intestinal peptide enhancement of colon carcinogenesis by
ornithine decarboxylase inhibitor. Cancer Lett, 1995;93(2):219-225
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9 Gamet L, Cazenave Y, Trocheris V, et al. Involvement of ornithine decarboxylase in the control of proliferation of the HT29 human
colon cancer cell line. Effect of vasoactive intestinal peptide of enzyme activity. Int J Cancer, 1991;47(4):633-638
10 Gamet L, Murat JC, Remaury A, et al. Vasoactive intestinal peptide and forskolin regulate proliferation of the HT29 human colon
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11 Hoosein NM, Boack BE, Brattain DE, et al. Promotion of differentiation in human colon carcinoma cells by vasoactive intestinal
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12 Bjork J, Nilsson J, Hultcrantz C, et al. Growth_regulatory effects of sensory neuropeptide, epidermal growth factor, insulin, and
somatostatin on the non_transformed intestinal epithelial cell line IEC_6 and the colon cancer cell line HT29.
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Scand J Gastroenterol, 1993;28(10):879-884
13 Laburthe M, Rousset M, Boissard C, et al. Vasoactive intestinal peptide: a potent stimulator of adenosine 3',5'_cyclic monophosphate
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14 Virgolini I, Raderer M, Kurtaran A, et al. Vasoactive intestinal peptide_receptor imaging for the localization of intestinal
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adenocarcinomas and endocrine tumors. N Engl J Med, 1994;331(17):1116-1121
15 Sreedharan SP, Bobichon A, Peterson KE, et al. Coloning and expresion of the human vasoactive intestinal peptide receptor.
Proc Natl Asad Sci USA, 1991;88(11):4986-4990
16 Frucht H, Gazdar AF, Park JA, et al. Characterization of functional receptors for gastrointestinal hormones on human colon cancer
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cells. Cancer Res, 1992;52(5):1114-1122
17 Sada MV, Barka DH, Tutton PJM, et al. Influence of adenosine cyclic nucleotide analogs of growth of human colon tumor line.
Life Sci,1990;47(4):307-311
18 Cho_chung YS, Clair T, Tortora G. Role of site_selective cAMP analogs in the control and reversal of malignancy.
Pharmac Ther, 1991;50(1):1-33
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19 Warhurst G, Fogg KE, Higgs NB, et al. Ca2+_mobilising agonists potentiate forskolin_and VIP_stimulated cAMP production in
human colonic cell line, HT29_cl. 19A: role of Ca2+ and protein kinase C.Cell Calcium, 1994;15(2):162-174
20 Chelbi_Alix MK, Boissard C, Sripati CE, et al. VIP indnces in HT29 cells 2'5'oligoadenylate synthetase and antiviral state via
interferon beta/alpha synthesis. Peptides, 1991;12(5):1085-1093
21 陈学清，张万岱，宋于刚，等.血管活性肠肽对HT29结肠癌细胞原癌基因c_myc蛋白表达的影响.中华消化杂志，1994；14(增刊)：54-56, 百拇医药(高峰 张胜本 张连阳)