血管生成素2；ANGPT2
ANG2
HGNC 批准的基因符号：ANGPT2
细胞遗传学定位：8p23.1 基因组坐标（GRCh38）：8:6,499,632-6,563,245（来自 NCBI）
▼ 说明
Angiopoietin-2（ANGPT2）是一种天然存在的 angiopoietin-1（ANGPT1）拮抗剂；601667）竞争与TIE2受体（600221）的结合并阻断血管生成过程中ANGPT1诱导的TIE2自磷酸化（Kim et al., 2000）。
▼ 克隆与表达
Maisonpierre等（1997）通过同源性筛选，鉴定出了ANGPT1的一个近亲，命名为angiopoietin-2（ANG2），并表明它是ANGPT1和TIE2的天然拮抗剂。研究人员发现，预测的ANGPT2蛋白长496个氨基酸，并具有分泌信号肽。人和小鼠 ANGPT2 的氨基酸序列有 85% 相同，与其 ANGPT1 同源物有大约 60% 的相同性。小鼠中 ANGPT2 的转基因过度表达破坏了小鼠胚胎中的血管形成。在成年小鼠和人类中，他们发现 ANGPT2 仅在血管重塑部位表达。Maisonpierre et al.（1997）评论说，脊椎动物受体酪氨酸激酶的天然拮抗剂是非典型的；因此，作用于 TIE2 的负调节因子的发现强调了对这种血管生成受体系统进行精细调节的必要性。
Kim等人（2000）通过使用ANG2特异性引物对人脐静脉内皮细胞cDNA进行PCR分析，孤立出编码ANG2剪接变体的cDNA。他们将剪接变体命名为ANG2（443），因为443个氨基酸的蛋白质缺少全长ANG2蛋白质中的53个氨基酸。缺失的残基，即氨基酸 96 至 148，由 ANG2 基因的外显子 B 编码，并包含 N 端卷曲螺旋结构域的一部分。序列分析预测ANG2（443）是一种分泌型糖蛋白，保留了ANG2中存在的6个潜在N-糖基化位点中的4个。Western blot分析显示ANG2和ANG2（443）表达为同源二聚体68-和61-kD蛋白，去糖基化后分别降低至57和51 kD。结合分析表明，ANG2（443）与ANG2和ANG1一样，可以结合TIE2，但不能结合TIE1（600222）。截短的ANG2（443）蛋白部分抑制ANG2和ANG1与TIE2的结合以及ANG1诱导的TIE2磷酸化。RT-PCR分析表明，ANG2在原代内皮细胞系中的表达量比ANG2（443）高约10倍；肿瘤细胞系具有不同的表达模式。作者发现原代肺巨噬细胞主要表达ANG2，少量表达ANG2（443）。
▼ 基因结构
Ward et al.（2001）确定ANGPT2基因包含9个外显子，跨度32.3 kb。外显子1至5编码N末端、卷曲螺旋结构域和部分铰链区，外显子5至9编码铰链区的剩余部分、纤维蛋白原（参见134820）样结构域和C末端。
▼ 测绘
Cheung等（1998）通过FISH和放射杂交分析，将人类ANGPT2基因定位到8p23。Valenzuela et al.（1999）通过FISH将ANGPT2基因定位到小鼠染色体8上的同线同源区域8p21，Angpt2基因就定位在该区域。Grosios等人（1999）利用放射杂交分析和FISH将ANGPT2基因定位到染色体8p23.1。
▼ 基因功能
Tanaka等人（1999）研究了23个肝细胞癌（HCC）样本中的血管生成素表达，并将相邻的未受累肝脏样本配对，以确定这些基因是否在恶性肿瘤的生长和扩散中具有潜在作用。他们从 HCC 标本中获得了变异 angiopoietin-2 cDNA 的完整编码序列，并在动物模型系统中确定了过度表达对肿瘤形成和出血的生物学影响。血管生成素-1 在 HCC 和邻近的非癌性肝组织中表达相同。另一方面，发现血管生成素-2仅在肿瘤组织中高表达。此外，血管生成素-2 在 12 个血管丰富的 HCC 中的 10 个中表达，但仅在 11 个血管贫乏的 HCC 中的 2 个中表达。不表达HCC细胞中血管生成素2的异位表达促进了人肝癌的快速发展并在裸鼠中产生肿瘤内出血。这些结果表明血管生成素-2 在 HCC 的新血管形成中发挥作用。增强的基因表达可能有助于临床富血管表型以及肿瘤的形成和进展。
为了探讨 VEGF 和血管生成素在肿瘤血管生成过程中协同作用的可能性，Holash 等人（1999）分析了几种不同的小鼠和人类肿瘤模型。Holash等人（1999）指出，血管生成素-1对于培养的内皮细胞具有抗凋亡作用，并且在肿瘤血管消退之前，血管生成素-2的拮抗剂在肿瘤血管的内皮细胞中被诱导表达。Ang2 的表达不仅继续标记少数幸存的内部血管，而且还标记肿瘤边缘的血管生成血管，这表明血管生成素-2 的不稳定作用促进了 VEGF 在肿瘤边缘的血管生成作用。Holash 等人（1999）检查了人类胶质母细胞瘤。正常人脑中检测不到血管生成素-2，但在血管消退之前，其表达在增选的肿瘤血管中显着诱导。Holash等人（1999）将大鼠RBA乳腺癌细胞植入大鼠脑内。增选血管显示出血管生成素-2 显着且特异性的上调，而在邻近脑组织的血管中未检测到这种情况。Holash 等人（1999）得出的结论是，他们的观察表明，肿瘤的一个子集迅速选择现有的宿主血管，形成最初血管化良好的肿瘤块。也许作为宿主防御机制的一部分，这些最初选择的血管广泛消退，导致继发性无血管肿瘤和大量肿瘤细胞损失。然而，剩余的肿瘤最终被肿瘤边缘强大的血管生成所拯救。
Geva 等人（2002）研究了妊娠期间正常血压妊娠胎盘中的 VEGFA、ANGPT1 和 ANGPT2 转录谱及其编码的蛋白质产物。实时定量PCR分析显示，VEGFA和ANGPT1 mRNA分别呈线性增加2.5%（不显着）和2.8%/周（P = 0.034），而ANGPT2呈对数减少3.5%/周（P = 0.0003） ）。在妊娠早期，ANGPT2 mRNA 分别比 ANGPT1 和 VEGFA 高 400 倍和 100 倍，在第三个月则下降至 20 倍和 7 倍。原位杂交和免疫组织化学研究表明，VEGFA 定位于细胞、合体滋养层和血管周围细胞，而 ANGPT1 和 ANGPT2 仅存在于妊娠早期和中期未成熟中间绒毛的合体滋养层和血管周围细胞，以及成熟的中间绒毛和终末绒毛中。第三个三个月。作者得出的结论是，这些分子可能在胎盘生物学和绒毛膜绒毛血管发育以及以自分泌/旁分泌方式重塑中发挥重要作用。
Watanabe et al.（2005）研究了ANG2和VEGF在增殖性糖尿病视网膜病变（PDR；见603933）。PDR 患者玻璃体 ANG2 和 VEGF 水平显着高于对照组，活动性 PDR 眼中 ANG2 和 VEGR 水平均显着高于非活动性 PDR 眼。ANG2 的玻璃体浓度与 VEGF 的浓度显着相关，表明 ANG2 和 VEGF 与 PDR 中的血管生成活性相关。
White等人（2003）产生了一种核酸酶抗性RNA适体，它结合并抑制血管生成素-2，但不结合并抑制相关的Tie2激动剂血管生成素-1。在大鼠角膜微袋血管生成测定中，局部递送该适体而不是部分乱序的突变体适体抑制碱性成纤维细胞生长因子介导的新血管形成。这些体外数据直接证明了血管生成素-2 的特异性抑制剂可以充当抗血管生成剂。
Bell et al.（2001）确定血管生成素-2是在3维胶原基质中毛细血管形态发生过程中脐静脉内皮细胞上调的几种转录物之一。
高度恶性神经胶质瘤的一个标志是它们对大脑的浸润。Hu et al.（2003）分析了大量的原发性人神经胶质瘤活组织检查，发现血管生成素-2在肿瘤的侵袭区域高水平表达，但在肿瘤的中心区域不表达。在ANG2过表达的侵袭区域，基质金属蛋白酶-2（MMP2；120360），血管生成的增加也很明显。这两个特征之间的联系是显而易见的，因为培养细胞稳定表达 ANG2 或在体外用重组 ANG2 处理几种神经胶质瘤细胞系会导致 MMP2 激活并获得增加的侵袭性。相反，MMP 抑制剂抑制 ANG2 刺激的 MMP2 激活和 ANG2 诱导的细胞侵袭。这些结果表明ANG2在诱导肿瘤细胞浸润中发挥着关键作用，并且这种侵袭表型是由MMP2的激活引起的。
Bhandari 等人（2006）证明，在高氧条件下，野生型小鼠的肺上皮细胞会诱导 Ang2 表达，而高氧诱导的氧化损伤、细胞死亡、炎症、通透性改变和死亡率在 Ang2 缺失小鼠和 siRNA 小鼠中得到改善。治疗小鼠。作者观察到，高氧诱导并激活了外源性和线粒体细胞死亡途径，并通过体内Ang2依赖性途径激活了启动子和效应子半胱天冬酶。研究发现，Ang2 在体内高氧条件下会增加炎症和细胞死亡，而在体外高氧条件下会刺激上皮坏死。在人类中，Bhandari 等人（2006）发现，与对照组或患有静水性肺水肿的患者相比，患有急性肺损伤的成人血浆和肺泡水肿液中的 ANG2 显着增加。在患有呼吸窘迫综合征并出现支气管肺水肿的新生儿中，气管 ANG2 也显着增加。Bhandari等（2006）得出结论，ANG2是上皮坏死的介质，在高氧急性肺损伤和肺水肿中发挥重要作用。
Daly et al.（2006）发现，ANG2除了作为TIE2拮抗剂外，在一定条件下还可以像ANG1一样发挥TIE2激动剂的作用。抑制人和牛内皮细胞中磷脂酰肌醇3-激酶（见171834）/AKT（见164730）信号传导去抑制FOXO1（FOXO1A；136533）并诱导ANG2表达。在这些条件下，ANG2 激活 TIE2/AKT 信号传导，并对 FOXO1 调节的转录和细胞凋亡提供负反馈。与 ANG1 一样，在小鼠体内施用或表达人 ANG2 会激活 Tie2/Akt 信号传导，诱导心脏提取物中的 Tie2 磷酸化，抑制 Foxo1 靶基因的表达，并抑制血管渗漏，尽管 ANG2 的作用比 ANG1 弱。
Hu等（2014）研究发现肝部分切除术后肝窦内皮细胞（LSECs）中ANG2的表达发生动态调节。在肝再生的早期诱导阶段，ANG2 下调导致 LSEC TGFB1（190180）产生减少，通过释放血管分泌增殖制动器来促进肝细胞增殖。在肝再生的后期血管生成阶段，内皮ANG2表达的恢复通过控制LSEC血管内皮生长因子受体2（VEGFR2；191306）表达。Hu et al.（2014）得出结论，数据表明肝窦内皮细胞作为肝脏再生的动态变阻器，分别通过血管分泌和自分泌作用的ANG2在时空上协调肝细胞和LSEC增殖。
▼ 分子遗传学
5例淋巴水肿畸形先证者10（LYMPH10; 619369），Leppanen et al.（2020）鉴定了ANGPT2基因的杂合突变。一个突变是包含整个基因的从头缺失（601922.0001）；另外4个是错义突变。其中三个错义突变（例如，601922.0003）显示出具有显性失活效应的功能丧失，而第四个（601922.0002）似乎是超态的。在 2 个家庭中观察到不完全外显。先证者是由 543 名原发性淋巴水肿指数患者组成的队列的一部分，这些患者接受了 28 种已知淋巴水肿相关基因以及候选基因的突变筛查。
▼ 动物模型
Gale et al.（2002）发现Angpt2缺失小鼠的出生频率正常，但几乎全部在2周龄时死亡。Angpt2在胚胎血管发育过程中不是必需的，但在随后的出生后血管重塑过程中是必需的。Gale等人（2002）使用新生小鼠眼作为血管重塑模型，发现在血管重塑过程中通常耦合的血管生成萌芽和血管退化在Angpt2缺失小鼠中被破坏。纯合突变体在进食后不久出现严重的乳糜腹水和淋巴功能障碍，这与淋巴管的异常结构和模式相关。用Angpt1进行基因替换可以完全挽救缺乏Angpt2的小鼠的淋巴缺陷，但不能挽救血管重塑的缺陷。由于Angpt1仅起到Tie2激活剂的作用，而Angpt2根据细胞类型可以是Tie2激活剂或抑制剂，Gale等人（2002）得出结论，Angpt2在淋巴管模式形成中是Tie2激动剂，在血管形成过程中是Tie2拮抗剂。重塑。
Fiedler et al.（2006）发现，与野生型小鼠相比，Ang2缺陷小鼠的腹膜中性粒细胞计数减少，并且缺乏对短期炎症实验的临床症状。预先给予 Ang2 可以预防炎症缺陷，而可溶性 Tie2 则阻断了这种救援。对 Ang2 缺陷小鼠中白细胞滚动和粘附的评估表明，用 Tnf 激活内皮后，滚动增加，而牢固粘附强烈降低。体外实验表明，人ANG2促进白细胞与亚饱和浓度TNF激活的内皮细胞的粘附，而过量的ANG1会抑制ANG2的这些作用。Fiedler et al.（2006）得出结论：ANG2是内皮细胞炎症反应的自分泌调节因子。
Shen等（2014）建立了针对Ang2的条件敲除小鼠模型，观察到突变小鼠的胶原蛋白集素g淋巴管形成缺陷，与对照小鼠相比，淋巴管直径显着减小。Ang2缺失小鼠中平滑肌细胞向毛细淋巴管募集异常，并且没有形成淋巴瓣。然而，尽管存在淋巴异常，突变小鼠并没有出现淋巴水肿。
▼ 历史
Yao等人（2006）关于mSin3A甲基乙二醛修饰的论文被撤回，因为发现几张图中的面板存在错误。
▼ 等位基因变异体（3个精选例子）：
.0001 淋巴管畸形 10
ANGPT2、删除
比利时男孩（LE-851家系）双侧下肢远端水肿（LMPHM10；619369），Leppanen 等人（2020）鉴定了包含 ANGPT2 基因所有外显子的从头删除的杂合性。他未受影响的父母均不存在这种缺失。
.0002 淋巴管畸形 10
ANGPT2、THR299MET
一名意大利女孩和她的父亲（LE-128家族）患有原发性淋巴水肿（LMPHM10; Leppanen et al.（2020）鉴定了ANGPT2基因中c.896C-T转换的杂合性，导致TIE2（TEK; 619369）内的保守残基处发生thr299-to-met（T299M）取代。600221）-结合纤维蛋白原样结构域。在未受影响的母亲或 gnomAD 数据库中未发现该突变。注意到ANGPT2二聚体中的T299残基位于整联蛋白α-5（ITGA5; 135620）结合位点，作者分析了 T299M 突变体对 ITGA5 结合的影响，并观察到与野生型相比结合减少。此外，将T299M突变体转染至6周龄小鼠的耳部，4周后小鼠耳部出现淋巴管增大且密集萌芽。与对照组相比，血管面积、宽度和骨架长度显着增加，分支点数量也略有增加。作者得出结论，T299M 突变体的过度表达可促进体内淋巴管生成，这与超形态效应一致。受影响的父亲和女儿患有淋巴水肿并伴有蜂窝织炎发作。
.0003 淋巴管畸形 10
ANGPT2、CYS435SER
一名意大利男孩及其父亲（LE-148家族）患有原发性淋巴水肿（LMPHM10; 619369），Leppanen 等人（2020）鉴定了 ANGPT2 基因中 c.1304G-C 颠换的杂合性，导致 TIE2（TEK；TEK；600221）-结合纤维蛋白原样结构域。先证者的母亲、叔叔或祖母或gnomAD数据库中均未发现该突变；已故祖父的 DNA 无法获取，据报道祖父患有足部淋巴水肿和静脉曲张。先证者表现出淋巴水肿逐渐部分吸收，而他的父亲经历了淋巴水肿的自发消退。对转染的 HEK293 细胞的分析表明，与野生型蛋白相比，上清液中没有 C435S 突变体。免疫荧光染色显示，C435S 突变体导致 HEK293 细胞以及内皮细胞中出现细胞内聚集。与野生型 ANGPT2 共转染减少了 ANGPT2 分泌到培养基中，表明突变体与影响分泌或折叠的野生型蛋白形成异聚体，与显性失活效应一致。此外，C435S突变体未能结合TIE2。
