孫青（綜述） 李曉燕（審校）

綜 述

內(nèi)皮祖細(xì)胞在心血管疾病治療中的作用

孫青（綜述） 李曉燕（審校）

內(nèi)皮祖細(xì)胞； 血管新生； 內(nèi)皮祖細(xì)胞功能障礙； 心血管疾病

1997年，Asahara等[1]定義了從外周血中分離出來(lái)的內(nèi)皮祖細(xì)胞（endothelial progenitor cells，EPCs）。EPCs在動(dòng)員、遷移后亦能形成新血管，這一過(guò)程后來(lái)被稱為“血管新生”。EPCs對(duì)血管新生和內(nèi)皮修復(fù)的作用展現(xiàn)了其潛在的治療價(jià)值，改善EPCs功能、EPCs移植、內(nèi)皮捕獲支架等治療心血管疾病提示有廣泛的前景。

1 EPCs概述

自從發(fā)現(xiàn)外周循環(huán)中的EPCs以來(lái)，研究者已經(jīng)應(yīng)用多種方法來(lái)識(shí)別和分離此類細(xì)胞群。然而，EPCs仍未有共識(shí)性的定義。EPCs包含著一組細(xì)胞，這些細(xì)胞在不同的發(fā)展階段中存在，從成血管細(xì)胞到分化成熟的內(nèi)皮細(xì)胞不等。由于骨髓中幼稚的EPCs和造血干細(xì)胞（HSCs）表達(dá)相似的表面標(biāo)記，例如 CD133、CD34 和 KDR（VEGFR-2），故很難區(qū)分這兩種細(xì)胞[2]。循環(huán)EPCs保留所有三個(gè)標(biāo)記的表達(dá)[3]。隨著EPCs的成熟，內(nèi)皮特定的標(biāo)記表達(dá)增加，CD133表達(dá)減少。CD34可能是最頻繁應(yīng)用的人類EPCs的標(biāo)記物[4]。

關(guān)于EPCs功能的描述還包括增殖、遷移、黏附和體外血管生成的能力。最近，有證據(jù)證明EPCs雖然不是造血起源，但是其具有潛在的克隆能力，是一種已經(jīng)分化的內(nèi)皮起源，所以出現(xiàn)了“內(nèi)皮集落形成細(xì)胞（ECFC）”這一名稱[5]。所有的關(guān)于EPCs的定義，包括造血起源和新的EPCs都展示了其形成集落的潛力，或能增加和促進(jìn)新的血管集落的形成[6]。這些研究的關(guān)鍵問(wèn)題是缺乏EPCs的特殊標(biāo)記。

2 EPCs與血管新生

EPCs能夠調(diào)節(jié)血管和肌細(xì)胞生成、心肌細(xì)胞凋亡和缺血心肌重塑[7]。同時(shí)有報(bào)道，EPCs參與缺血性腦卒中之后的腦血管新生[8]。EPCs聚集進(jìn)入血管網(wǎng)，改善缺血組織的血供。此外，在心梗小鼠模型中注入EPCs，提高了血管新生速度，減少了梗死面積，同時(shí)保護(hù)了心臟功能。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，在腫瘤組織、愈合傷口、子宮肌層及卒中組織的血管網(wǎng)絡(luò)中均發(fā)現(xiàn)了骨髓來(lái)源的內(nèi)皮祖細(xì)胞與周圍組織的結(jié)合[9]。

多項(xiàng)動(dòng)物模型實(shí)試驗(yàn)演示了EPCs在血管新生中不僅起結(jié)構(gòu)性作用，還可歸巢于缺血組織，停留于胞間隙，分泌多種蛋白質(zhì)或細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子，以促進(jìn)祖細(xì)胞增殖和遷移，增強(qiáng)血管生成[10,11]。這些旁分泌作用代表了EPCs血管新生作用的一種間接機(jī)制。與EPCs相關(guān)的細(xì)胞因子包括血管生長(zhǎng)因子（VEGF）、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（HGF）、血管生成素1（Ang1）、內(nèi)皮型一氧化氮合酶（eNOS）和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）[12-14]。VEGF和HGF促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖和后續(xù)的血管生成。Ang1維持缺血組織中成熟血管的穩(wěn)定。一氧化氮合酶通過(guò)多種機(jī)制維持組織灌注。冠狀動(dòng)脈的內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)eNOS，然而在心臟毛細(xì)血管卻幾乎沒(méi)有eNOS表達(dá)，所以EPCs表達(dá)eNOS對(duì)于短期心肌缺血的恢復(fù)有重要意義，在缺血再灌注損傷中起同樣作用。iNOS也通過(guò)EPCs表達(dá)，但是在組織長(zhǎng)期缺氧時(shí)才會(huì)大量產(chǎn)生，例如慢性心肌缺血。剔除eNOS或iNOS的骨髓細(xì)胞誘發(fā)缺血再灌注損傷或永久性血管閉塞，促使心肌梗死惡化，缺血再灌注損傷的預(yù)防可能依賴于EPCs提供的NOS活性[15]。

3 心血管疾病中的EPCs功能障礙

血管新生是血管穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵特點(diǎn)。內(nèi)皮功能紊亂和損傷被認(rèn)為是動(dòng)脈粥樣硬化的第一步[16,17]。近來(lái)研究顯示，血管壁的內(nèi)皮功能紊亂和損傷由骨髓源性的EPCs修復(fù)。有證據(jù)表明，CD133+CD34+KDR+的EPCs由骨髓動(dòng)員入外周循環(huán)血液是組織缺血或損傷的反應(yīng)結(jié)果[18,19]。EPCs對(duì)血管再內(nèi)皮化和血管再生有重要作用，而這種重要作用可能體現(xiàn)在調(diào)節(jié)促血管生成因子和細(xì)胞因子的旁分泌。多種證據(jù)指出，EPCs構(gòu)成了重要的內(nèi)源系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)維持內(nèi)皮的穩(wěn)定和血管內(nèi)穩(wěn)態(tài)[20]。心血管疾病患者如冠心病、高血壓、心衰和糖尿病患者，EPCs數(shù)目及功能水平低[21]。低水平的EPC可能提示患心血管疾病危險(xiǎn)度增加。

在多種心血管疾病中，炎癥導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞的氧化應(yīng)激、功能失調(diào)、損傷和衰老[22]。EPCs的低效率募集引起血管穩(wěn)態(tài)的紊亂，加速心血管疾病的進(jìn)展?？梢岳肰EGF等生長(zhǎng)因子，或依賴EPCs直接移植入內(nèi)皮，進(jìn)行血管修復(fù)，從而保護(hù)內(nèi)皮，預(yù)防血管損傷的進(jìn)展。再內(nèi)皮化或血管再生是一種促炎性反應(yīng)，是氧化應(yīng)激的結(jié)果，可能也是全身或局部炎癥的反映。炎癥和氧化應(yīng)激之間的相互影響涉及到心血管疾病起始、進(jìn)展和繼而發(fā)生的并發(fā)癥[22,23]。近來(lái)研究證明，炎癥和氧化應(yīng)激能調(diào)節(jié)EPCs的生物活性[24]。

4 針對(duì)EPCs受損的治療措施

心血管疾病治療和預(yù)防的一個(gè)重要目標(biāo)就是促進(jìn)血管再內(nèi)皮化。EPCs數(shù)量的逐漸下降和功能障礙可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)皮功能紊亂以及人類對(duì)心血管疾病的敏感性提高[25]。EPCs已經(jīng)成為維持完整功能內(nèi)皮的重要因素。EPCs數(shù)量和功能的提升使血管功能受損的患者受益。針對(duì)EPCs受損的治療措施成為一種有希望的治療方法。

如前所述，EPCs功能被過(guò)量的氧化應(yīng)激及炎癥刺激所改變。HMG-CoA還原酶抑制劑能夠有效地控制血脂，顯著降低心血管疾病高危患者的發(fā)病率和心血管死亡率。近來(lái)的臨床和實(shí)驗(yàn)室研究數(shù)據(jù)均表明，他汀類藥物能增加一氧化氮活性并且產(chǎn)生有效的抗炎癥和抗氧化應(yīng)激效應(yīng)，超過(guò)其降膽固醇作用[26]，進(jìn)而有益于受損血管的再內(nèi)皮化。他汀類藥物刺激EPCs分化和存活，顯著降低H2O2誘導(dǎo)的EPCs凋亡[27]。

最近的動(dòng)物研究已經(jīng)演示了ACEI通過(guò)一種抗炎效應(yīng)來(lái)動(dòng)員EPCs。ACEI在心梗鼠模型中能使EPCs水平顯著上升[28]。臨床試驗(yàn)顯示，ACEI增強(qiáng)了冠心病患者的EPCs功能活性。ARB藥物對(duì)內(nèi)皮障礙和動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展同樣起作用。奧美沙坦或依貝沙坦還能增加糖尿病患者EPCs的再生，且獨(dú)立于其降壓作用[29]。血管緊張素Ⅱ介導(dǎo)的信號(hào)與氧化應(yīng)激反應(yīng)、炎癥和胰島素抵抗有關(guān)聯(lián)，這些都是導(dǎo)致EPCs功能障礙的原因，其可以通過(guò)增加氧化應(yīng)激反應(yīng)加速EPCs的衰老。血管緊張素Ⅱ受體-1的阻斷可以作為增強(qiáng)EPCs生物活性的治療靶點(diǎn)。

PPAR-γ激動(dòng)劑能減輕血管炎癥和氧化應(yīng)激，改善NO生物利用度。PPAR-γ激動(dòng)劑促進(jìn)血管源性干細(xì)胞向內(nèi)皮細(xì)胞系分化，增加EPCs數(shù)量和遷移活性。羅格列酮能促進(jìn)EPCs向內(nèi)皮細(xì)胞分化[30]，還能消除CRP導(dǎo)致的EPCs分化和血管形成能力受損，直接顯示了抗炎藥物對(duì)EPCs的有益影響[31]。但PPAR激動(dòng)劑對(duì)EPCs刺激作用的確切機(jī)制目前還未完全清楚。

除外上述臨床藥物，多種抗炎、抗氧化制劑，例如葛根素、白藜蘆醇/紅酒、銀杏、黃連素等，也能增強(qiáng)EPCs生物學(xué)活性[32]。理論上，氧化應(yīng)激的減弱能夠誘發(fā)EPCs動(dòng)員，改善其功能。然而，目前沒(méi)有明確的數(shù)據(jù)證明這種理論，多項(xiàng)研究抗氧化劑對(duì)心血管風(fēng)險(xiǎn)影響的大型臨床試驗(yàn)均未產(chǎn)生理想的結(jié)果。大多數(shù)治療方法主要是為了改變血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)的氧化還原反應(yīng)狀態(tài)，而有效抗氧化措施的缺乏阻礙了治療的研究進(jìn)展。

5 EPCs移植成為潛在的冠心病治療策略

Kalka等[33]報(bào)道，給予下肢缺血模型小鼠人EPCs治療，其下肢血流量明顯增加，缺血肢體成活率提高。同樣，EPCs對(duì)缺血性心血管疾病有明顯作用，EPCs移植成為潛在的冠心病治療策略。EPCs移植在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及前期臨床試驗(yàn)已廣泛開(kāi)展并取得了較為滿意的成果。目前研究的移植方式有經(jīng)冠脈注射、心肌內(nèi)注射和經(jīng)外周血管注射等。Kawamoto等[34]證實(shí)，在豬慢性心肌缺血模型中移植自體來(lái)源的EPCs可以緩解慢性心肌缺血，促進(jìn)缺血部位血管再生，增加血供。有研究顯示[35]，將EPCs輸注入心?；颊叩墓跔顒?dòng)脈，治療后與對(duì)照組比較，患者心功能明顯改善。EPCs同時(shí)具有遷移、歸巢能力。有學(xué)者[36]分別經(jīng)冠脈和外周血管將EPCs輸注入豬冠脈損傷再灌注模型中，術(shù)后5天熒光顯微鏡檢測(cè)發(fā)現(xiàn)冠脈注射組心肌內(nèi)EPCs數(shù)量較外周血管注射組顯著增多，而在外周組織中EPCs數(shù)量較少，表明EPCs有效歸巢于缺血組織。但目前對(duì)于EPCs的動(dòng)員、歸巢的調(diào)節(jié)途徑尚缺乏了解。

近年來(lái)經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈成形術(shù)和冠狀動(dòng)脈內(nèi)支架置入術(shù)在冠心病治療領(lǐng)域廣泛開(kāi)展，療效顯著，但目前術(shù)后支架內(nèi)血栓形成和再狹窄仍是亟待解決的臨床難題。將EPCs或EPCs動(dòng)員劑接種于血管內(nèi)支架上進(jìn)而減緩或阻止再狹窄成為研究熱點(diǎn)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)[37]，將包被CD34抗體的支架置入豬冠狀動(dòng)脈1小時(shí)后，70%包被抗體的支架表面被EPCs覆蓋，而無(wú)抗體包被的支架幾乎無(wú)細(xì)胞覆蓋。48小時(shí)后，包被抗體的支架表面已被內(nèi)皮完全覆蓋。內(nèi)皮捕獲支架由此而誕生。之后全世界范圍內(nèi)進(jìn)行過(guò)多項(xiàng)臨床研究，但研究結(jié)果并不一致，有某些研究結(jié)果甚至得出相反結(jié)論，內(nèi)皮捕獲支架的應(yīng)用前景依然不理想，尚有爭(zhēng)議[38]。

綜上所述，EPCs對(duì)血管新生和內(nèi)皮修復(fù)的作用展現(xiàn)了其潛在的治療價(jià)值，EPCs移植、內(nèi)皮捕獲支架治療冠心病等提示有廣泛的前景。但從目前的研究資料來(lái)看，雖然EPCs的血管再內(nèi)皮化在當(dāng)前心血管疾病治療中表現(xiàn)出了明顯優(yōu)勢(shì)，但仍有許多問(wèn)題需要進(jìn)一步研究與探討：①EPCs的分離、鑒定和培養(yǎng)方法有待標(biāo)準(zhǔn)化。②EPCs的動(dòng)員、遷移、歸巢和分化過(guò)程尚未完全清楚，影響下一步的促EPCs藥物研究及移植技術(shù)的臨床應(yīng)用。③細(xì)胞移植的安全性有待進(jìn)一步證實(shí)，同時(shí)異體細(xì)胞移植的倫理問(wèn)題尚需進(jìn)一步探討。

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The role of endothelial progenitor cells in cardiovascular diseases treatment

Endothelial progenitor cells； Angiogenesis； EPCs dysfunction； Cardiovascular diseases

250031 山東省濟(jì)南市，濟(jì)南軍區(qū)總醫(yī)院心內(nèi)科

李曉燕，E-mai:lixiaoyan902006@126.com

10．3969/j．issn．1672－5301．2014．07．016

R54

A

1672-5301（2014）07-0633－04

2014-03-27）