全 文 ：生命科学
Chinese Bulletin of Life Sciences
第22卷 第10期
2010年10月
Vol. 22, No. 10
Oct., 2010
文章编号 ：1004-0374(2010)10-1020-05
收稿日期：2010-04-29；修回日期：2010-07-07
基金项目：国家自然科学基金资助项目(30871304；
30971493) ；国家重点基础研究发展计划(“973” 项目)
(2010CB529702)
*通讯作者：E-mail: wanglijing62@yahoo.com.cn；Tel:
020-39352126
Slit/Robo信号在血管新生中的功能研究
韩　哲1， 杨雪松2，耿建国1，王丽京1*
(1广东药学院血管生物研究所，广州510006；2暨南大学医学院再生医学教育部重点实验室, 广州510632)
摘　要：分泌型糖蛋白Slit及其受体Roundabout(Robo)最初是作为一类重要的发育中神经元轴突导向分
子而被发现的。目前为止对Slit/Robo 信号对神经系统发育过程中轴突吸引或排斥的导向功能研究比较
多，而对在发育中生长方式与其非常相似的血管发生过程中研究比较少。现有研究提示两者在发育过程
中可能存在共同的信号调控机制，是Slit/Robo信号通路在血管新生中充当着重要的角色。该文就Slit/
Robo 信号对血管内皮细胞迁移的调节、对血管新生的作用及其可能介导的信号通路进行综述，以期进
一步推动Slit/Robo 信号通路在血管发生中的研究。
关键词：轴突导向分子；Slit/Robo 信号；血管新生
中图分类号：Q513.2;R331.32 文献标识码：A
The functional research of Slit/Robo on angiogenesis
HAN Zhe1, YANG Xue-song2,GENG Jian-guo1, WANG Li-jing1*
(1 Institute of Vascular Biological Sciences, Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou 510006, China;
2 Key Laboratory for Regenerative Medicine of the Ministry of Education, Medical College, Jinan University,
Guangzhou 510632, China)
Abstract: The secreted glycoproteins of SLIT and their receptors of Roundabout (Robo) were originally identified
as important axon guidance molecules. More particularly, Slit/Robo signaling is considered to function as a
repulsive cue in preventing axons from migrating to inappropriate locations during the assembly of the nervous
system. Like that, the process of angiogenesis are very similar with the assembly of nervous system during
developmental progress, especially in temporally and spatially. So it is suggested that both of them share the
common molecular signals mechanism to some extent. Taken together, a series of of research suggest Slit/Robo
pathway play the essential role on angiogenesis. Therefore, this review will focus on the roles Slit/Robo path-
way to regulate vascular endothelial cell migration on angiogenesis and possibly the involved signaling pathway
molecules in order to further dissect the influence of the Slit/Robo pathway and promote the research of Slit/
Robo signaling on angiogenesis eventually.
Key words: axon guidance molecules; Slit/Robo signaling; angiogenesis
Roundabout(Robo)基因最初是在果蝇属中鉴定
的能够编码跨膜蛋白受体Robo家族[1]，Slit蛋白家
族作为Robo的配体亦在果蝇属中被证明[2]，目前在
脊椎动物和无脊椎动物神经发育中中枢神经系统神
经元轴突跨越中线，Slit/Robo的导向作用已经被阐
述明确[3]。近年来对脊椎动物Slit/Robo信号的研究
涉及肺脏、肾脏、卵巢及乳腺等的发育过程。在
血管发生过程中，新生血管的形成与神经发育搜寻
靶区域的方式非常相似，研究显示血管和神经之间
1021第10期 韩　哲，等：Slit/Robo 信号在血管新生中的功能研究
可能存在着共同的信号分子机制[4]，本文根据目前
有关Slit/Robo信号在血管发生中可能的作用机制研
究做一综述。
1　Slit/Robo信号通路基本结构和功能
Slit蛋白是由神经系统中线的神经胶质细胞表达
和分泌的一种分泌型糖蛋白，目前在无脊椎动物中
只发现一种Slit蛋白，而在脊椎动物中有三种同源
的Slit蛋白分别命名为Slit1、Slit2和Slit3。脊椎动
物所有Slit蛋白在序列上都具有高度保守性：N末
端信号肽；四个富含亮氨酸的重复单位 D1 ~ D 4；
六个表皮生长因子(EGF)区域；一个层连黏蛋白-G
样结构域；一个(在无脊椎动物中)或三个(在脊椎动
物中)表皮生长因子和一个碳端半胱氨酸结区域[3,5,6]。
在Slit/Robo信号的轴突导向功能中，作为配体Slit
及其受体Robo结合的生物学功能区主要集中在N末
端，而C 末端并非必需的[7]。另外，Slit1 仅表达
于神经组织；Slit2 分布于神经组织、肾、肺和内
皮细胞；Slit3 分布广泛，脑、肾脏等组织中，定
位于线粒体。
Robo作为Slit 蛋白的受体是一种单次跨膜蛋
白，在果蝇属中依次被命名为 Robo1、Robo2 和
Robo3，而在脊椎动物中被命为 Robo1/DUTT1、
Robo2、Robo3/Rig-1和 Robo4/Magic。其中Robo1、
Robo2 和 Robo3 有相同的胞外区域充当细胞黏附分
子的作用，该区域含有五个免疫球蛋白(Ig)样结构
域和三个纤黏蛋白Ⅲ重复序列，Robo1 和 Robo2 有
保守的 C C 0、C C 1、C C 2 和 C C 3 四个胞内区域，
Robo3 缺失CC1 序列[8,9]。Robo4 与 Robo 家族的其
他成员有较低的同源性，其胞外区域只有两个免疫
球蛋白(Ig)样功能区和三个纤连蛋白III型重复序
列，胞内则只有CC0和CC2两个区域[10]。Slit/Robo
受体配体的相互作用是通过Slit第二个富含亮氨酸的
片段与Robo胞外IG1和IG2区相互作用实现的[11,12]，
值得一提的是Slit结合的Robo胞外功能区IG1并不
是保守序列，提示Robo4 也许并不是真正意义上的
Robo受体[13]，不同于Robo家族的其他成员，Robo4
特异表达于血管系统。分泌蛋白Slit及其受体Robo
的胞外区域相互作用，并通过Robo 胞内区域激活
胞浆内其他信号分子，Rho、Rac 和 Cdc42 等 GTP
酶的 Rho家族参与Robo下游调节，进而将胞外信
号转移到胞内，调节胞内肌动蛋白和肌纤蛋白构
成的骨架进而介导丝状伪足形成和细胞定向迁移
等[14,15]。
Slit/Robo信号通路的主要生物学功能：(1)作为
神经发育过程中的轴突导向分子，控制神经轴突在
神经系统区域的正确定位[2,3]，对神经细胞迁移排斥
主要表现在阻止神经轴突穿越神经管处中线交叉；
(2)通过抑制神经元细胞的迁移参与哺乳动物嗅球、
视上核和下丘脑-垂体轴的形成[16] ；(3)在其他生物
功能方面，Slit/Robo信号通路通过抑制干细胞生长
因子、间质细胞衍生因子、β 连环蛋白活力，进
而抑制磷脂酰肌醇-3激酶等信号通路重塑细胞骨架
调节细胞迁移[17,18]。另外，Slit/Robo信号在肾脏、
肺组织、肿瘤、肌生成和白细胞趋化等过程中发挥
着作用。
2　血管新生的基本概念和涉及的信号机制
血管新生(angiogenesis)是指出生后在原有血管
床基础上的血管发芽，新生血管形成包过内皮细胞
的增生、迁移和分化，内皮细胞在细胞外基质的黏
附，以及对基质的降解等多种因素。在血管新生中
有多种信号机制参与，如碱性成纤维细胞生长因子
（βFGF)、轴突导向因子Slit/Robo和内皮生长因子
（VEGF)等，并且这些信号通路在血管形成中的作
用中具有相对独立性。Slit/Robo信号能够调节内皮
细胞的迁移，因此对其在血管新生中可能介导的信
号通路研究增多。Wang等[19]首次提出Slit2能够促
进人脐静脉内皮细胞的迁移，这种促迁移能力能够
特异性地被RoboN 和 Robo1 的阻断型单克隆抗体抑
制。在体外血管网络重建模型中，Slit2可以诱导人
脐静脉内皮细胞在细胞外基质上重建血管网络，并
能够被RoboN 和 Robo1 的阻断型抗体抑制。Wang
等[20]在R5阻断Robo1在鸡胚尿囊绒膜血管生成实验
中证明Slit2/Robo1对新生血管的形成是必需的，然
而，RoboN 并非特异性阻断Robo1 受体。Robo 家
族另一成员Robo4 特异表达于血管内皮细胞，Park
等[21]在 Robo4敲除的斑马鱼胚胎发育中观察到肌间
节血管发育缺陷，提示Robo4 参与血管新生这一进
程。综上所述，Slit/Robo信号在血管新生中起着重
要的作用。
3　Slit/Robo在血管内皮细胞迁移中的作用
内皮细胞的定向迁移对新生血管的形成有着举
足轻重的的地位。对Slit/Robo信号在血管内皮细胞
迁移的功能研究中，由Wang等[19]首次提出Slit2在
体外能够促进人脐静脉内皮细胞的迁移，随后Liao
等[22]研究发现Slit3能够促进绵羊胎儿胎盘动脉内皮
1022 生命科学 第22卷
细胞的迁移和成管作用。对 Robo 受体家族在血管
内皮细胞迁移中的功能研究主要集中于 Robo1 和
Robo4，两者均在内皮细胞中表达，虽然Robo1 和
Robo4 有相似的胞内胞外区域，但是这些结构域在
数目和空间结构相差甚远[10]。同时在内皮细胞迁移
方面，Kour等[15]通过siRNA干扰技术沉默Robo1和
Robo4的内皮细胞迁移的实验中指出Robo1和Robo4
在内皮细胞的迁移中发挥着不同的作用。Huang等[25]
通过siRNA沉默RF/6A细胞(脉络膜-视网膜内皮细
胞)和PRE细胞(视网膜上皮细胞)的实验指出Robo4
能够抑制其的增殖和成管作用，而敲除Robo1 能够
抑制细胞增殖、迁移的同时RF/6A 细胞的成管作用
也被打乱。在c57BL/6J小鼠体内模型视网膜发育过
程中Robo1和Robo4的时空差异表达分析指出Robo4
主要起到稳定视网膜血管系统作用，而Robo1 主要
参与视网膜血管新生[23-25]。Jones等[26]用小鼠视网膜
血管疾病模型研究显示Robo4 通过抑制病理性血管
新生和内皮细胞的高渗透性来稳定血管的完整性。
在配体Slit介导Robo1和Robo4在内皮细胞迁移的功
能研究中，Wang等[19]在体外实验中指出Robo1，能
够通过Slit2介导HEK293细胞的迁移，而Robo4是
否通过Slit蛋白家族来调节内皮细胞尚没有直接证
据。Jones 等[26]发现 Robo4 缺失能够增加小鼠视网
膜血管疾病的进程，而Slit2能够抑制该模型血管新
生和血管渗漏，并提出Slit2能够激活Robo4抑制血
管内皮生长因子-165诱导的内皮细胞迁移。Bedell
等[27]在斑马鱼体内实验中发现Slit基因和Robo表达
的非关联性和空间上的差异揭示Slit2和Robo4的独
立性。Sukhbir 等[15]在细胞体外细胞迁移实验指出
Robo4介导细胞渗透性依赖Slit配体，而在内皮细
胞迁移方面并不依赖Slit配体。Hohenester等[28]研
究指出，Slit只能很弱的结合到Robo4细胞质表面的
Ig样区域。以上的研究成果揭示Slit/Robo信号通过
介导内皮细胞迁移、成管，进而形成新生血管。在
该通路中Slit1、Slit2和Slit3在内皮细胞迁移和促进
血管新生方面均有报道[19,22]，而在Slit/Robo介导的
内皮细胞迁移机制中Slit2和Robo4的是否存在配体
受体交联作用的研究结果不尽相同，一种假设机制
提出Robo4 和 Robo1 能够以异源二聚体的结构阻止
Slit2-Robo1信号通路，从而消除该通路对内皮细胞
迁移的阻断作用。Kaur等[29]发现在Slit缺失的条件
下，Robo1 和 Robo4 以二聚体的静息状态增强人脐
静脉内皮细胞的迁移支持了上述假设。现在我们假
设在Slit/Robo 信号通路中配体缺乏(如serum 和
Slit2)，使Robo1和Robo4在交联作用下处于静止状
态，与配体结合后Vilse(一种细胞分裂周期蛋白-
GTP酶激活蛋白)被募集到Robo1和 Robo4的 CC2区
以增加胞内的 Cdc42-GTP 水平。Cdc42-GTP 与
IRSp53 的 CRIB 区域结合使IRPSp53激活，激活的
IRSp53 通过其暴露的SH3 区域与Mena 相互作用。
激活的Mena 募集到Robo4 胞质尾CC2 区，参与居
间肌动蛋白的成核作用导致丝状伪足的形成和定向
移动[15,30]。Helen等[30]利用免疫印迹证明了在体外人
脐静脉内皮细胞中Robo1 和 Robo4 异源二聚体的存
在，并进一步指出Slit2是通过Robo1/Robo4异源二
聚体介导人脐静脉内皮细胞体外的迁移和成管作
用。然而，该通路信号转导和激活机制还不完全清
楚，如Robo4是否直接与配体Slit2相互作用；Robo4
下游信号的激活是通过Robo1的相互交联作用还是
Robo4 自身二聚体或多聚体作；Robo下游不同的肌
动蛋白调节应答机制等尚需进一步研究探讨。
4　Slit/Robo在肿瘤新生血管中的作用
在肿瘤形成中，新生血管对肿瘤细胞生长扩散
是必需的，而Slit/Robo信号通路在肿瘤新生血管中
的功能被一系列实验所证实。Wang等[19]发现Slit2/
Robo1相互作用能够促进小鼠A375肿瘤生长所必需
的新生血管的形成，Wang 等[20]研究也发现在口腔
癌和金黄地鼠颊囊癌成癌过程中由原位癌向癌转化
时，Slit2/Robo1 参与了血管形成 “ 开关 ” 的激活，
并且Slit2的表达与肿瘤恶化和新生微血管密度成正
比。Huminiecki等[10]指出血管内皮细胞在缺氧条件
下 Robo4 表达增高，肿瘤组织的微缺氧环境揭示
Robo4对肿瘤微血管形成起着重要作用。Yoshikawa
等[31]在对人类可溶性重组Robo4和小鼠Robo4介导
的配体受体信号通路研究中指出；Robo4 能够成为
多种肿瘤内皮细胞的特异标志。综上所述Slit/Robo
信号对诱导肿瘤血管新生有着重要的意义，然而，
在Slit/Robo介导的肿瘤血管新生中的信号机制中，
Slit2/Robo1是否通过PI3K/Akt途径激活下游信号诱
导血管新生；Robo4是否通过Slit2交联作用参与肿
瘤血管新生还需更多的实验证实。
5　Slit/Robo在心脑血管疾病中的作用
在心脑血管疾病中，病后的血管新生对病后恢
复起着重要的作用，然而，Slit/Robo在心脑血管疾
病中血管新生中的功能研究比较少。Altay等[32]在小
鼠中通过TNFα诱导脑缺血症和小鼠全心缺血模型
1023第10期 韩　哲，等：Slit/Robo 信号在血管新生中的功能研究
中对Slit蛋白调节脑血管炎症中指出内源Slit蛋白能
够负调控脑血管炎症应答反应；而在外源Slit治疗
实验中首次提出，外源Slit通过减弱大脑微循环中
细胞因子和局部缺血诱导的白细胞的募集反应参与
调节脑血管炎症反应，然而Slit参与调节这一脑血
管疾病进程的分子机制尚需进一步的研究。
6　Slit/Robo在其它组织血管新生中的作用
在哺乳动物生殖器官如卵巢、子宫内膜和胎盘
中都有着丰富的血管网络，这些血管的新生在正常和
病理条件下都受到严格的调控，Slit/Robo可能通过调
节内皮细胞的迁移参与该过程的调控。Shen 等[33]
发现在正常子宫内膜中Slit/Robo的表达具有时空差
异性，Dickinson等[34]在人黄体周期中发现Slits和
Robos呈特异性和差异性表达。同时Shen等[33]在正
常女性子宫内膜和子宫内膜异位症患者的子宫内膜
中发现，后者Slit、Robo1表达上调，提示Slit过
表达能够诱导异位的子宫内膜血管新生。另外在哺
乳动物眼角膜、鸡胚尿囊绒膜等新生血管中Slit/
Robo 的调节作用均得到实验证实[19,20]。由此可见，
Slit/Robo广泛的参与机体组织和器官的血管新生过
程，然而，Slit/Robo信号在机体组织新生血管的进
程中差异表达的信号诱导机制，以及 R o b o 1 、
Robo4 对维持新生血管网络功能和稳定的胞内信号
机制等都知之甚少。
7　结语
血管新生涉及机体多种正常和病理的进程，对
肿瘤、心脑血管疾病和子宫内膜异位等疾病的治疗
和预后有着重要的意义。目前对Slit/Robo信号在血
管新生中的作用机制尚未完全明确，Slit 家族和
Robo 家族在介导血管新生中的相互作用也不清晰。
因此，研究Slit/Robo信号通路在介导血管新生中的
功能，对于调控正常和病理下的血管新生，以及对
于认识血管性疾病的发生发展有着重要的意义，并
可以此为靶点开发抑制或促进血管新生的药物，同
时也为诊断治疗肿瘤和血管性疾病等提供了新的思
路和方案。
[参　考　文　献]
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