VEGFR是卡博替尼Cabozantinib的一个关键靶点。在生化检测中，TKI强烈抑制VEGFR2的磷酸化，据报道半数抑制浓度(IC50)为0.035±0.01nmol/L。卡博替尼Cabozantinib对VEGFR2磷酸化的抑制作用已在MTC细胞、去势抵抗性前列腺癌(CRPC)细胞和人脐静脉内皮细胞中得到证实，并进一步抑制下游细胞外信号调节激酶(ERK)和AKT和CRPC细胞。在MTC细胞系中，观察到细胞活力受到抑制（IC501.4–9.7µmol/L），以及细胞内活性氧水平、降钙素水平和细胞迁移降低，以及细胞死亡增加，尽管抑制很可能卡博替尼Cabozantinib的其他RTK也促成了这些效应。
VEGF是内皮细胞形成肾小管的关键驱动因素。VEGFR过度激活在肿瘤血管生成中发挥着重要作用。卡博替尼Cabozantinib抑制VEGF和来自各种肿瘤细胞培养物的条件培养基诱导的人肺微血管内皮细胞中的小管形成。卡博替尼Cabozantinib还被证明可以将长期用舒尼替尼预处理的肾细胞癌细胞的条件培养基中的VEGF水平降低至未处理的亲代细胞的水平。
在患有胰腺神经内分泌肿瘤的小鼠中，通过中和性抗VEGF抗体抑制VEGF信号传导可以减小肿瘤的大小，但会增加侵袭性和间充质表型标记物的水平。另一方面，卡博替尼Cabozantinib治疗降低了侵袭性和间充质标志物水平，减少了肿瘤大小、血管分布和肝转移，并增加了肿瘤内缺氧并延长了生存期。在表达MET和VEGF的MDA-MB-231细胞建立的肿瘤中观察到类似的效果。在该模型中，卡博替尼Cabozantinib增加了肿瘤缺氧和细胞凋亡，同时降低了增殖和血管分布标志物的水平。此外，卡博替尼Cabozantinib治疗没有发现舒尼替尼治疗中静脉注射肿瘤细胞接种后促进肺转移的情况。因此，除了VEGFR2之外，卡博替尼Cabozantinib对其他RTK的抑制可能会克服单独抑制VEGFR2时观察到的增强的侵袭和转移，其中MET抑制可能是一个关键因素。
