張金保,張艷軍,崔廣智,莊朋偉
(天津中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院,天津市中藥藥理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300193)
新血管的形成至少有以下兩種機(jī)制[1]:血管發(fā)生(vasculogenesis)和血管新生(angiogenesis)。血管發(fā)生指由內(nèi)皮祖細(xì)胞分化形成血管,主要發(fā)生于胚胎發(fā)育期,目前在成熟動(dòng)物體內(nèi)亦有發(fā)現(xiàn)[2]。血管新生通常指在原有血管基礎(chǔ)上通過(guò)內(nèi)皮細(xì)胞增殖和分化以芽生或非芽生的形式生成血管[3]。動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)新生血管與斑塊穩(wěn)定性密切相關(guān)。大量研究表明[4],缺血、缺氧以及炎癥反應(yīng)是引起動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)血管新生的基本原因。血管新生過(guò)程受到激活因子和抑制因子的調(diào)控[5]。正常情況下血管生成的誘導(dǎo)劑與抑制劑處于平衡狀態(tài),一旦此平衡被打破就會(huì)激活血管系統(tǒng)發(fā)芽長(zhǎng)出新生血管或抑制血管系統(tǒng)使血管退化。抑制斑塊內(nèi)血管新生是穩(wěn)定動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的一條重要途徑。然而近期研究顯示:抑制斑塊內(nèi)血管新生存在一定局限性。因此,促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)新生血管成熟可能能增強(qiáng)斑塊的穩(wěn)定性。
動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)新生血管僅是些簡(jiǎn)單的內(nèi)皮細(xì)胞圍成的管道,周圍沒(méi)有支撐的結(jié)締組織,沒(méi)有基底膜,由于管壁發(fā)育不完善,缺乏周細(xì)胞與平滑肌細(xì)胞支撐,多數(shù)新生血管管腔明顯擴(kuò)張,管壁很薄,這些血管脆性大,在局部眾多因子的作用下容易破裂出血導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定。孫璐等[6]利用尸檢冠狀動(dòng)脈材料,發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定斑塊組新生血管檢出率明顯高于穩(wěn)定斑塊組。
多數(shù)學(xué)者認(rèn)為新生血管在動(dòng)脈粥樣硬化粥樣斑塊內(nèi)具有雙重作用:一方面,新生血管具有很強(qiáng)的通透性,可以改善斑塊局部缺氧狀況;另一方面,新生血管為血脂沉積于斑塊局部提供了重要的途徑,并通過(guò)細(xì)胞黏附分子趨化炎癥細(xì)胞在病變處聚集,從而加劇斑塊內(nèi)的炎癥反應(yīng),不但提供了縮血管物質(zhì)積聚的區(qū)域,而且還可分泌蛋白降解酶,使纖維帽變薄,導(dǎo)致斑塊易破裂,也和斑塊內(nèi)出血密切相關(guān)。上述作用可能促進(jìn)斑塊進(jìn)展并趨于不穩(wěn)[7-8]。斑塊內(nèi)血管新生是粥樣斑塊發(fā)展進(jìn)程中的重要伴隨現(xiàn)象,斑塊不穩(wěn)定與斑塊內(nèi)新生血管數(shù)量增加有關(guān),抑制斑塊內(nèi)血管新生可以增強(qiáng)斑塊的穩(wěn)定性[9-10]。
抑制斑塊內(nèi)血管新生是穩(wěn)定動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的一條重要途徑。然而近期研究顯示:抑制斑塊內(nèi)血管新生對(duì)缺血組織的代償性血管新生可能也存在抑制作用,說(shuō)明這種穩(wěn)定斑塊的方式存在一定局限性[11]。新生血管的形成促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化疾病的進(jìn)展并使斑塊變得不穩(wěn)定,其原因可能是新生血管往往是不成熟、發(fā)育不完全的(缺乏周細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞),故通透性較大[12-13]。因此,促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)新生血管成熟,可增強(qiáng)斑塊的穩(wěn)定性。
新生血管成熟的標(biāo)志是基底膜的形成[14],主要是內(nèi)皮細(xì)胞對(duì)周細(xì)胞的募集,從而形成有周細(xì)胞包繞的穩(wěn)定的血管。形成成熟穩(wěn)定的血管還需要血管生長(zhǎng)因子和相關(guān)信號(hào)通路的共同作用。VEGF是目前已知最強(qiáng)最主要的誘導(dǎo)血管新生的生長(zhǎng)因子,單純的VEGF能誘導(dǎo)血管新生,但是無(wú)法成功募集周細(xì)胞,導(dǎo)致新生血管不成熟[15]。研究提示斑塊內(nèi)過(guò)表達(dá)的VEGF與其他相關(guān)因子不協(xié)調(diào)可能是新生血管不成熟的重要原因[13]。因此,通過(guò)調(diào)節(jié)VEGF與其他因子的相互作用能募集周細(xì)胞和產(chǎn)生基底膜,可促進(jìn)新生血管的穩(wěn)定性。
3.1血管生成素(angiopoietin 1,Ang1)通路Ang1-Tie2是維持新生血管穩(wěn)定的重要通路。Tie是較特異表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞及某些造血祖細(xì)胞的酪氨酸激酶型受體,Ang1是其配體,主要由血管周圍細(xì)胞分泌。周細(xì)胞來(lái)源的Ang1使內(nèi)皮細(xì)胞膜表面Tie2受體磷酸化,維持內(nèi)皮細(xì)胞靜息狀態(tài)。Ang1-Tie2結(jié)合后可上調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞的肝素結(jié)合EGF樣生長(zhǎng)因子(HB-EGF)的表達(dá),增加其與周細(xì)胞膜表面EGF受體結(jié)合力,從而促進(jìn)周細(xì)胞及VSMC的移行和對(duì)血管的包裹,增加血管穩(wěn)定性。而且angiopoietin/Tie-2系統(tǒng)和VEGF之間存在精密平衡,其在調(diào)整血管生長(zhǎng)和維護(hù)已存在血管的完整性上具有重要作用[16-17]。
3.2轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(TGF-β)通路TGF-β信號(hào)通路在脈管的發(fā)生和功能中起著關(guān)鍵作用。TGF-β是誘導(dǎo)血管平滑肌細(xì)胞及周細(xì)胞生成的主要因子,絕大部分由血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌。血管內(nèi)皮細(xì)胞及周細(xì)胞均表達(dá)TGF-β受體,前者主要表達(dá)激活素受體樣激酶1(Alk1)、缺氧誘導(dǎo)蛋白CD105及 Alk5,后者主要表達(dá) Alk5。TGFβ-Alk1通路及 TGFβ-CD105上調(diào)通路均增加TGF-β生成和分泌,TGFβ-Alk5則起下調(diào)作用。血管內(nèi)皮細(xì)胞由這兩個(gè)TGF-β通路調(diào)節(jié)自身TGF-β的合成及分泌量。當(dāng)TGF-β通路受抑制時(shí),間質(zhì)細(xì)胞分化為周細(xì)胞系的比例大大降低,血管壁的完整性間接受到破壞[18]。
3.3血小板衍生生長(zhǎng)因子(PDGF-B)通路PDGF-B通路在新生血管募集周細(xì)胞的過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。內(nèi)皮細(xì)胞分泌的PDGF-B與周細(xì)胞表面的受體PDGF受體-β(PDGFR-β)結(jié)合,促進(jìn)周細(xì)胞的增殖與遷移。配體或受體的缺乏均可導(dǎo)致血管的形態(tài)及功能異常[19]。實(shí)驗(yàn)證明堿性成纖維生長(zhǎng)因子(bFGF-2)和血小板源性生長(zhǎng)因子-BB(PDGF-BB)聯(lián)合應(yīng)用具有促進(jìn)新生血管成熟的協(xié)同作用[15]。PDGFR存在PDGFR-AA和PDGFR-AB兩個(gè)亞型,只有PDGFR-AB亞型才具有穩(wěn)定血管的作用[20]。目前認(rèn)為bFGF/PDGF-BB/PDGFR-AB是募集周細(xì)胞、促進(jìn)新生血管成熟的最佳通路[21]。
斑塊內(nèi)的新生血管與斑塊穩(wěn)定性之間的關(guān)系是相當(dāng)復(fù)雜的。新生血管在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的發(fā)生發(fā)展中可能是一個(gè)核心事件。理論上,抑制血管新生治療動(dòng)脈粥樣硬化是可行的。但是,值得注意的是,欲將這些治療方法應(yīng)用于臨床,還需一個(gè)很長(zhǎng)的摸索階段。另外,從促進(jìn)新生血管成熟入手,將二者結(jié)合而綜合考慮,深入研究斑塊內(nèi)新生血管與斑塊穩(wěn)定性的關(guān)系,可為增強(qiáng)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的穩(wěn)定性提供一個(gè)新視角。
[1]Fam N P,Verma S,Kutryk M,et al.Clinician guide to angiogenesis[J].Circulation,2003,108:2613 -8.
[2]Asahara T,Murohara T,Sullivan A,et al.Isolation of putative progenitor endothelial cells for angiogenesis[J].Science,1997,275:965-7.
[3]Risau W.Mechanisms of angiogenesis[J].Nature,1997,386:671-4.
[4]Jarvilehto M,Tuohimaa P.Vasa vasorum hypoxia:initiation of atherosclerosis[J].Med Hypotheses,2009,73(1):40 -1.
[5]杭 瑛,方 煒.血管新生及其相關(guān)因子研究進(jìn)展[J].老年醫(yī)學(xué)與保健,2008,14(1):59 -61.
[5]Hang Y,F(xiàn)ang W.Progress on research angiogenesis and its related factors[J].Geriatr Health Care,2008,14(1):59 -61.
[6]孫 璐,韋立新,石懷銀,等.冠狀動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)血管新生與斑塊穩(wěn)定的關(guān)系[J].中華病理學(xué)雜志,2003,32(5):427-31.
[6]Sun L,Wei L X,Shi H Y,et al.The relationship between angiogenesis in coronary atherosclerotic plaque and plaque stability[J].Chin J Pathol,2003,32(5):427 -31.
[7]Virmani R,Kolodgie F D,Burke A P,et al.Atheroselerotic plaque progression and vulnerability to rupture,angiogenesis as a source of intraplaque hemorrhage[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2005,25:2054 -61.
[8]Langheinich A C,Michniewicz A,Sedding D G,et al.Correlation of vasa vasorum neovascularization and plaque progression in aortas of apolipoprotein E(-/-)/low-density lipoprotein(-/- )double knockout mice[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2006,26(2):347 -52.
[9]馮莉萍,宋 濤,夏 豪.動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)新生血管與斑塊穩(wěn)定性之間的關(guān)系研究[J].中國(guó)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志,2006,16(8):1175-6.
[9]Feng L P,Song T,Xia H.Influence of endostatin on atherosclerotic plaque stabilization[J].China J Mod Med,2006,16(8):1175 -6.
[10]張 燕,夏 豪,聶小磊.阿托伐他汀對(duì)大鼠動(dòng)脈粥樣硬化不穩(wěn)定斑塊內(nèi)新生血管的影響[J].心臟雜志,2010,22(5):654-7.
[10]Zhang Y,Xia H,Nie X L.Effect of atorvastatin on atherosclerotic neovascularization in atherosclerotic rats[J].Chin Heart J,2010,22(5):654-7.
[11]Bhadada S V,Goyal B R,Patel M M.Angiogenic targets for potential disorders[J].Fundm Clin Pharmcol,2011,25(1):29 - 47.
[12]Kolodgie F D,Gold H K,Burke A P,et al.Intraplaque hemorrhage and progression of coronary atheroma[J].N Engl J Med,2003,349(24):2316 -25.
[13]Dunmore B J,McCarthy M J,Naylor A R,Brindle N P.Carotid plaque instability and ischemic symptoms are linked to immaturity of microvessels within plaques[J].J Vasc Surg,2007,45(1):155 -9.
[14]林志榮,張朝然.血管周細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞相互關(guān)系的研究進(jìn)展[J].中國(guó)眼耳鼻喉科雜志,2008,18(04):260 -1.
[14]Lin Z R,Zhang Z R.Progress on research the interactions between perivascular cells and endothelial cells[J].Chin J Ophth Otorhinol,2008,18(04):260 -1.
[15]Cao R,Brakenhielm E,Pawliuk R,et al.Angiogenic synergism,vascular stability and improvement of hind-limb ischemia by a combination of PDGF-BB and FGF-2[J].Nat Med,2003,9(5):604 -13.
[16]Bogdanovic E,Nguye V P,Dumont D J,et al.Activation of Tie2 by angiopoietin-1 and angiopoietin-2 results in their release and receptor internalization[J].J Cell Sci,2006,119:3551 - 60.
[17]Mohan J S,Lip P L,Blann A D,et al.The angiopoietin/Tie-2 system in proliferative sickle retinopathy:relation to vascular endothelial growth factor,its soluble receptor Flt-1 and von Willebrand factor,and to the effects of laser treatment[J].BMJ,2005,89:815-9.
[18]Mercado-Pimentel M E,Runyan R B.Multiple transforming growth factor-beta isoforms and receptors function during epithelial mesenchymal cell transformation in the embryonic heart[J].Cells Tissues Organs,2007,185(123):146 -56.
[19]Wilkinson-berka J L,Babic S,De Gooyer T,et al.Inhibition of p latelet-derived growth factor promotes pericyte loss and angiogenesis in ischemic retinopathy[J].Am J Pathol,2004,164(4):1263-73.
[20]Faraone D,Aguzzi M S,Ragone G,et al.Heterodimerization of FGF-receptor 1 and PDGF-receptor-alpha:a novel mechanism underlying the inhibitory effect of PDGF-BB on FGF-2 in human cells[J].Blood,2006,107(5):1896 -902.
[21]張小娟.周細(xì)胞與血管新生及其研究進(jìn)展[J].西部醫(yī)學(xué),2009,21(8):1398 -400.
[21]Zhang X J.Pericytes and angiogenesis and its research progress[J].West Med,2009,21(8):1398 -400.