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VEGF 신호전달 경로의 기능

VEGF 신호전달 경로는 **혈관 생성(angiogenesis) 및 혈관 형성(vasculogenesis)**에서 중요한 역할을 합니다.
이 과정은 생리적 및 병리적 상황에서 모두 작용하며, 다음과 같은 이중적인 기능을 수행합니다.

✅ 이로운 역할:

• 뼈 형성(bone formation)
• 조혈작용(hematopoiesis)
• 상처 치유(wound healing)
• 배아 발생 및 발달(development)

❌ 해로운 역할:

• 종양 성장 촉진
  • Judah Folkman의 종양 혈관 생성 이론에 따르면, 종양이 커지면서 스스로를 영양 공급할 새로운 혈관을 형성하여 생존을 유지함.
  • VEGF의 과발현은 **암 성장 및 전이(metastasis)**를 촉진함.

VEGF와 VEGFR의 분류

**포유류에서 VEGF 계열에는 VEGFA, VEGFB, VEGFC, VEGFD, VEGFE, 태반 성장인자(PGF)**가 포함됩니다. 일반적으로 VEGFA가 VEGF를 의미하며, 이는 혈관 형성을 촉진하는 가장 중요한 인자입니다.

VEGF 수용체(VEGFR) 종류:

1. VEGFR-1
2. VEGFR-2 (혈관 내피세포에서 VEGF 반응을 매개하는 주요 수용체)
3. VEGFR-3

이들은 **세포막을 가로지르는 티로신 키나아제 수용체(transmembrane tyrosine kinase receptor)**이며, 각각 세포외 도메인, 세포막 통과 영역, 세포질 내 C-말단으로 구성됩니다.

각 VEGF의 기능 및 수용체 결합 특성:

• VEGFA:
  • VEGFR-1, VEGFR-2와 결합
  • 혈관 생성 촉진, 혈관 내피세포 이동 및 증식, 혈관 내강 형성
  • MMP(기질 금속 단백질 가수분해효소) 및 αvβ3 활성 증가
• VEGFB:
  • VEGFR-1과 결합하여 배아기 혈관 생성 촉진
• VEGFC:
  • VEGFR-2 및 VEGFR-3과 결합하여 림프관 형성(lymphangiogenesis) 유도
• VEGFD:
  • VEGFR-2 및 VEGFR-3과 결합하여 폐 기관지 주변 림프관 발달 필수
• VEGFE:
  • VEGFR-2에 결합하여 부분적인 혈관 생성 유도
• PGF (태반 성장인자):
  • VEGFR-1의 리간드
  • 허혈, 염증, 상처 치유 및 암에서 혈관 형성 조절

VEGF 신호전달 과정

1. VEGF가 VEGFR과 결합하면,

   • 수용체의 티로신 키나아제가 활성화되며
   • 세포 내 신호 전달 경로(signaling cascade)가 개시됨.

2. VEGFR-2에 결합 시 주요 경로:

   • PLCγ-PKC-Raf-MEK-MAPK 경로 → DNA 합성 유도, 혈관 내피세포 증식
   • Src 신호 경로→
     • PI3K-Akt 활성화 → 내피세포 생존 촉진
     • 세포외기질 분해 및 혈관 투과성 증가
   • p38 MAPK 신호 경로 → 세포 골격(actin) 재구성 및 내피세포 이동 촉진

이러한 경로를 통해 혈관 형성 및 혈관 투과성 증가가 조절됩니다.

VEGF 신호전달 경로 관련 질병

VEGF 과발현은 다음과 같은 질병과 관련이 있습니다.

• 고형 종양(solid tumors) 및 암
  • 유방암(breast cancer)
  • 교모세포종(GBM, Glioblastoma Multiforme)
  • 흑색종(melanoma)
• 저산소증(hypoxia) 관련 질환
• 당뇨병성 망막병증(Diabetic Retinopathy)
• 황반변성(Age-related Macular Degeneration, AMD)

특히 종양 성장과 전이를 촉진하는 VEGF 신호전달 경로는 암 치료의 중요한 표적입니다.

VEGF 관련 억제제 (Inhibitors)

VEGF가 VEGFR과 결합하여 신호전달을 활성화하면 혈관 형성이 촉진됩니다.
이를 **차단하는 VEGF 억제제(항체 및 티로신 키나아제 억제제)**가 암 치료 및 혈관 관련 질환 치료에 사용됩니다.

✅ VEGF 억제제 (항체 기반 치료제)

• Aflibercept (아플리버셉트)
• Bevacizumab (베바시주맙, 아바스틴)
• Ranibizumab (라니비주맙, 루센티스)
• Pegaptanib (페가프타닙, 맥루겐)

✅ VEGFR 억제제 (티로신 키나아제 억제제, TKIs)

• Sorafenib (소라페닙)
• Sunitinib (수니티닙)
• Pazopanib (파조파닙)

이러한 VEGF 및 VEGFR 억제제는 종양 성장 차단, 혈관 생성 억제, 종양 세포 괴사 유도 등의 효과를 가집니다.
따라서, 암 치료 및 신생혈관 관련 질환에서 중요한 역할을 합니다.

결론

VEGF 신호전달 경로는 혈관 생성과 혈관 형성을 조절하는 중요한 과정으로,
✅ 생리적 과정(뼈 형성, 상처 치유, 배아 발달)에 필수적이지만
❌ 암 및 질병(종양 성장, 당뇨망막병증, 황반변성 등)을 촉진할 수도 있음

이를 조절하는 VEGF 및 VEGFR 억제제는 항암 치료 및 혈관 관련 질환 치료에서 중요한 역할을 하고 있습니다.

VEGF signaling pathway 리스트

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