馬曉聰,岳桂華,許明東,李建橡,鄧學(xué)秋
(廣西中醫(yī)藥大學(xué),廣西 南寧 530001)
綜述
內(nèi)皮祖細(xì)胞與高血壓關(guān)系的研究進(jìn)展
馬曉聰,岳桂華,許明東,李建橡,鄧學(xué)秋
(廣西中醫(yī)藥大學(xué),廣西南寧530001)
內(nèi)皮祖細(xì)胞;內(nèi)皮功能;高血壓;中醫(yī)藥;綜述
原發(fā)性高血壓是誘發(fā)中風(fēng)、心肌梗死、充血性心力衰竭和動(dòng)脈瘤破裂的危險(xiǎn)因素,也是嚴(yán)重危害健康的心血管疾病之一。2013年世界健康日把高血壓作為全球關(guān)注的重大公共衛(wèi)生問(wèn)題。高血壓在全球范圍內(nèi)呈不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì),在全球每年940萬(wàn)的死亡人數(shù)中,由高血壓引起的占13%,同時(shí)高血壓的致殘率為7%[1]。而高血壓與內(nèi)皮功能障礙關(guān)系密切,內(nèi)皮損傷與恢復(fù)關(guān)系對(duì)心血管事件的發(fā)病起到重要作用[2]。高血壓導(dǎo)致內(nèi)皮損傷,引起內(nèi)皮功能障礙、血管壁重塑,這種血管重塑過(guò)程使外周阻力升高,對(duì)血管內(nèi)皮的損傷進(jìn)一步加重,構(gòu)成惡性循環(huán)。內(nèi)皮祖細(xì)胞是一種多能干細(xì)胞,是內(nèi)皮細(xì)胞的前體,內(nèi)皮祖細(xì)胞數(shù)量的下降及其功能(主要是參與出生后缺血組織的血管發(fā)生和血管損傷后的修復(fù))受損是高血壓發(fā)病的一個(gè)重要因素,這一因素已被相關(guān)研究證實(shí)[3]。因此,本文對(duì)近年來(lái)內(nèi)皮祖細(xì)胞與高血壓關(guān)系的研究進(jìn)展作一綜述。
中胚層細(xì)胞分化成血管細(xì)胞和隨后的內(nèi)皮細(xì)胞分化被認(rèn)為只發(fā)生在胚胎發(fā)育期。這一結(jié)論在1997年被Asahara等[4]推翻,他們發(fā)現(xiàn)從成人純化的CD34陽(yáng)性造血祖細(xì)胞可以分化成體外內(nèi)皮細(xì)胞表型(endothelial progenitor cells,EPCs)。這些EPCs可以作為不同內(nèi)皮細(xì)胞的標(biāo)記物,還可以滲入到新生血管的缺血部位,內(nèi)皮祖細(xì)胞是源自多個(gè)前體細(xì)胞的異質(zhì)組,存在于骨髓的不同階段,這些細(xì)胞從骨髓招募,在生理或病理因素刺激下,可從骨髓動(dòng)員到外周血參與損傷血管的修復(fù),其特性是能被早期造血干細(xì)胞標(biāo)記物CD34,CD133和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)受體2(KDR)表達(dá),并且可以分化為細(xì)胞來(lái)顯示經(jīng)典的內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)和特性,如血管性血友病的表達(dá)因子和血管內(nèi)皮細(xì)胞鈣黏蛋白。
血管內(nèi)皮曾被人們認(rèn)為是血液和血管壁之間單純的選擇性滲透屏障,目前,不單單認(rèn)為血管內(nèi)皮是一層半透性屏障,而更是一個(gè)具有調(diào)節(jié)血管張力和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)自我平衡的器官;血管內(nèi)皮具有維持血管張力,參與管壁炎癥修復(fù),調(diào)節(jié)血管生長(zhǎng)以及調(diào)控血小板聚集和凝血等功能;而血管內(nèi)皮這些功能的障礙直接影響內(nèi)皮祖細(xì)胞的數(shù)量和功能[5]。
高血壓作為心血管疾病獨(dú)立危險(xiǎn)因素已被證實(shí)與內(nèi)皮功能受損密切相關(guān)[2],如高血壓患者腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)的激活、高血壓患者糖代謝功能紊亂亦可導(dǎo)致腎功能不全患者[6-7]內(nèi)皮細(xì)胞的氧化還原信號(hào)。內(nèi)皮氧化還原信號(hào)通過(guò)減少擴(kuò)張物質(zhì)的生物利用度影響血管的舒縮,如NO[8]。此外,內(nèi)皮細(xì)胞中的氧化還原信號(hào)也可提示血管壁聚集了炎性細(xì)胞,細(xì)胞表型變?yōu)檠装Y表型。另外,它會(huì)長(zhǎng)期地?fù)p害內(nèi)皮的完整性。因此內(nèi)皮功能障礙與高血壓患者終末器官損害的發(fā)展亦有密切的關(guān)系,如動(dòng)脈粥樣硬化和腎功能衰竭[2,9]。
血管內(nèi)皮功能障礙直接影響EPCs的數(shù)量和功能。有些研究分別表明高血壓患者EPCs數(shù)量明顯下降[10];高血壓患者體內(nèi)EPCs的遷移能力明顯降低[3];高血壓前期和高血壓患者循環(huán)EPCs衰老不斷加劇,但病因尚不清楚[11-12];EPCs從骨髓釋放減少與補(bǔ)體C3a水平升高密切相關(guān),研究證實(shí)C3a水平的升高和循環(huán)EPCs的減少來(lái)對(duì)抗高血壓[13];進(jìn)一步的研究表明,在患者抗高血壓過(guò)程中,循環(huán)EPCs數(shù)量的下降與內(nèi)皮依賴(lài)性血管舒張獨(dú)立相關(guān)[14]。
常用抗高血壓藥物通過(guò)不同作用機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)血壓的下降,臨床上常用的藥物如血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑(ARBs)、血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑(ACEI)、鈣通道阻滯劑(CCBs)等都被證明具有調(diào)節(jié)內(nèi)皮祖細(xì)胞數(shù)量和功能的作用。
4.1EPCs與ARBs的研究ARBs的主要作用機(jī)制是作用于腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)起到降壓效果,有些動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究已經(jīng)探討了ARBs對(duì)高血壓內(nèi)皮祖細(xì)胞數(shù)量和功能的影響。其中三項(xiàng)試驗(yàn)以自發(fā)性高血壓大鼠(spontaneously hypertensive rats,SHR)為模型,運(yùn)用ARBs干預(yù)后發(fā)現(xiàn)能明顯增加SHR EPCs的數(shù)量和改善EPCs功能[15-17]。在高血壓的病理過(guò)程中,內(nèi)皮損傷是由活性氧(ROS)及繼發(fā)組織血管緊張素Ⅱ的增加所致。由于血管煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸[NAD(P)H]氧化酶是心血管系統(tǒng)ROS的主要來(lái)源,ARB類(lèi)藥物能顯著抑制NAD(P)H氧化酶的主要成分。高血壓患者內(nèi)皮祖細(xì)胞數(shù)量和功能的改善與ARBs抑制氧化應(yīng)激作用密切相關(guān)[15-17]。這些研究結(jié)果分別在臨床試驗(yàn)上得到證實(shí),在健康受試者和心血管病患者中觀察到一個(gè)類(lèi)似的EPCs數(shù)量增加和功能的改善[18-19]。有研究[18]報(bào)道,健康志愿者內(nèi)皮祖細(xì)胞經(jīng)分離培養(yǎng)后,通過(guò)替米沙坦干預(yù)發(fā)現(xiàn)其內(nèi)皮祖細(xì)胞數(shù)量增加和功能的改善顯著高于未接受干預(yù)者。而這些內(nèi)皮祖細(xì)胞數(shù)量和功能的改善被特定的氧化物酶體增殖物激活受體-γ(PPAR-γ)抑制劑(GW9662)所抑制,這個(gè)研究表明替米沙坦誘導(dǎo)內(nèi)皮祖細(xì)胞的增殖可能通過(guò)PPAR-γ依賴(lài)性通路而實(shí)現(xiàn)。亦有研究表明,替米沙坦是PPAR-γ的一種配體[20]。在一個(gè)臨床雙盲研究中,無(wú)高血壓病史的冠心病患者連續(xù)4周接受80 mg替米沙坦治療后其內(nèi)皮祖細(xì)胞的數(shù)量顯著高于安慰劑組[19]。這些CAD患者EPCs數(shù)量及功能的改善獨(dú)立于替米沙坦的降壓作用且各組之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。因此,ARB類(lèi)藥物可能通過(guò)多效性誘導(dǎo)改善內(nèi)皮祖細(xì)胞的數(shù)量和功能。這些機(jī)制包括抑制NAD(P)H氧化酶和通過(guò)對(duì)PPAR-γ通路的刺激。
4.2EPCs與ACEI的研究ACEI治療高血壓和充血性心力衰竭是通過(guò)抑制血管緊張素轉(zhuǎn)化酶,這是腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)的一部分。通常,穩(wěn)定型CAD和高血壓患者通過(guò)ACEI治療后其內(nèi)皮祖細(xì)胞數(shù)量和功能具有積極改善的趨勢(shì)[21-22]。CAD和高血壓患者在接受雷米普利治療1周后其內(nèi)皮祖細(xì)胞數(shù)量和功能得到明顯改善,治療4周后這些改善進(jìn)一步增強(qiáng)。緩激肽B2受體通路激活內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS),并參與血管內(nèi)皮祖細(xì)胞的形成,可能促進(jìn)了雷米普利的作用。事實(shí)上,NO水平的增高是因緩激肽的激活所致。依那普利和佐芬普利之間的進(jìn)一步比較表明,經(jīng)過(guò)1~5年隨訪內(nèi)皮祖細(xì)胞均增加[22]。另有研究報(bào)道,ACEI能激活人內(nèi)皮細(xì)胞的NO的活性及降低其氧化應(yīng)激作用[23]。佐芬普利能促進(jìn)內(nèi)皮NO的合成、減緩動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展及降低ROS[24]。因此,ACEI促進(jìn)EPCs數(shù)量增加和功能的改善是通過(guò)降低血管壓力及作用于NO通路有關(guān)。
4.3EPCs與CCBs的研究CCBs是通過(guò)抑制L型電壓門(mén)控鈣通道來(lái)降低細(xì)胞內(nèi)的鈣水平達(dá)到降壓作用。它通過(guò)作用于血管平滑肌誘導(dǎo)血管擴(kuò)張來(lái)降低血壓。兩項(xiàng)初步研究表明,原發(fā)性高血壓經(jīng)過(guò)CCBs治療后其內(nèi)皮祖細(xì)胞的數(shù)量及功能具有顯著的改善[25-26]。1級(jí)高血壓患者經(jīng)過(guò)硝苯地平治療后其內(nèi)皮祖細(xì)胞數(shù)量有著明顯的增加[25]。這種改善可能是硝苯地平通過(guò)增加血管平滑肌細(xì)胞釋放內(nèi)皮生長(zhǎng)因子所引起。這也表明硝苯地平改善內(nèi)皮祖細(xì)胞是通過(guò)抵抗ROS介導(dǎo)的氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡。此外,硝苯地平改善血管內(nèi)皮功能可能是由于促進(jìn)了內(nèi)皮祖細(xì)胞的增殖和形成所致。另外一種CCBs藥物巴尼地平也被證明具有類(lèi)似的內(nèi)皮祖細(xì)胞改善作用[26]。
近年來(lái)一系列的研究表明,一些活血化瘀、益氣補(bǔ)腎等中藥對(duì)內(nèi)皮祖細(xì)胞的數(shù)量和功能亦有不同程度的改善。有研究證實(shí)具有血管損傷修復(fù)作用的中藥復(fù)方有很多,如活血化瘀古方血府逐瘀湯以及臨床上應(yīng)用廣泛的丹紅注射液等均能不同程度地促進(jìn)EPCs遷移。亦有研究報(bào)道[27],血府逐瘀湯通過(guò)NO途徑動(dòng)員骨髓中EPCs釋放,參與血管新生,動(dòng)員骨髓中EPCs遷移至外周血中,提高血循環(huán)中EPCs的數(shù)量;冠通方含藥血清可促進(jìn)體外培養(yǎng)的人外周血CEPCs擴(kuò)增,并顯著改善外周血CEPCs的黏附、遷移和增殖能力,增加CEPCs的數(shù)量并改善其功能[28];不同濃度丹參注射液可以增加EPCs數(shù)量,促進(jìn)EPCs增殖、遷移、黏附作用[29];中藥復(fù)方芪紅合劑含藥血清可明顯促進(jìn)體外培養(yǎng)的人外周血CEPCs增殖,且呈一定的量效、時(shí)效關(guān)系[30]。研究報(bào)道[31],補(bǔ)陽(yáng)還五湯能增加EPCs的數(shù)量,提高EPCs的增殖、遷移和黏附能力,并可能誘導(dǎo)晚期EPCs的分化;當(dāng)歸補(bǔ)血湯增加骨髓EPCs集落數(shù)及增殖力、黏附力、遷移力、成小管力[32]。大量的研究表明中醫(yī)中藥在促進(jìn)內(nèi)皮祖細(xì)胞的數(shù)量及功能方面均有較好的效果。
目前研究多集中于內(nèi)皮祖細(xì)胞對(duì)高血壓病理生理的作用機(jī)制,盡管臨床和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明內(nèi)皮功能障礙和微血管病變與高血壓的發(fā)病密切相關(guān),但這些機(jī)制仍有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。另外,某些抗高血壓藥及中藥能夠增加循環(huán)EPCs數(shù)量和改善EPCs的功能,但是這些問(wèn)題的研究畢竟是有限的,而且缺乏足夠的臨床隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)。相信隨著學(xué)者們不斷的研究,將為日后高血壓的早期診斷、預(yù)防和治療提供更多的理論依據(jù)和新思路,降低由高血壓導(dǎo)致的心血管危險(xiǎn)事件的發(fā)生率。
[1]Lim S S,Vos T,F(xiàn)laxman A D,et al.A comparative risk assessment of burden of disease and injury attributableto 67 risk factors and risk factor clusters in 21 regions,1990-2010:a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2010[J].Lancet,2012,380(9859):2224-2260.
[2]Shantsila E,Watson T,Lip G Y.Endothelial progenitor cells in cardiovascular disorders[J].J Am Coll Cardiol,2007,49 (7):741-752.
[3]Vasa M,F(xiàn)ichtlscherer S,Aicher A.Number and migratory activity of circulating endothelial progenitor cells inversely correlate with risk factors for coronary artery disease[J]. Circ Res,2001,89:E1-E7.
[4]Asahara T,Murohara T,Sullivan A,et al.Isolation of putative progenitor endothelial cells for angiogenesis[J].Science,1997,275(5302):964-967.
[5]Sen S,McDonald S P,Coates P T,et al.Endothelial progenitor cells:novel biomarker and promising cell therapy for cardiovascular disease[J].Clinical Science,2011,120(7):263-283.
[6]Alexander C M,Landsman P B,Teutsch S M,et al.NCEP-defined metabolic syndrome,diabetes,and prevalence of coronary heart disease among NHANES III participants age 50 years and older[J].Diabetes,2003,52(5):1210-1214.
[7]Johnson R J,Herrera Acosta J,Schreiner G F,et al.Subtle acquired renal injury as a mechanism of salt-sensitive hypertension[J].N Engl J Med,2002,346:913-923.
[8]Touyz R M.Reactive oxygen species,vascular oxidative stress,and redox signaling in hypertension:what is the clinical significance[J].Hypertension,2004,44:248-252.
[9]Ghiadoni L,Taddei S,Virdis A,et al.Endothelial function and common carotid artery wall thickening in patients with essential hypertension[J].Hypertension,1998,32:25-32.
[10]Fadini,G P,Agostini C,Sartore S,et al.Endothelial progenitor cells in the natural historyof atherosclerosis[J]. Atherosclerosis,2007,194(1):46-54.
[11]Zhou Z,Peng J,Wang C,et al.Accelerated senescence of endothelial progenitor cells in hypertension is related to the reduction of calcitonin gene-related peptide[J].Hypertens,2010,28(5):931-939.
[12]Giannotti G,Doerries C,Mocharla S,et al.Impaired endothelial repair capacity of early endothelial progenitor cells in prehypertension:relation to endothelial dysfunction [J].Hypertension,2010,55(6):1389-1397.
[13]Magen E,F(xiàn)eldman A,Cohen Z,et al.Potential link between C3a,C3b and endothelial progenitor cells in resistant hypertension[J].Am J.Med Sci,2010,339(5):415-419.
[14]Oliveras A,de la Sierra A,Martinez-Estrada,et al.Putative endothelial progenitor cells are associated with flowmediated dilation in refractory hypertensives J[J].Blood Pressure,2008,17:298-305.
[15]Yao E H,F(xiàn)ukuda N,Matsumoto T,et al.Losartan improves the impaired function of endothelial progenitor cells in hypertension via an antioxidant effect[J].Hypertens Res,2007,30(11):1119-1128.
[16]Yu Y,F(xiàn)ukuda N,Yao E H,et al.Effects of an ARB on endothelial progenitor cell function and cardiovascular oxidation in hypertension[J].Am J Hyperten,2008,21(1):72-77.
[17]Yoshida Y,F(xiàn)ukuda N,Maeshima A,et al.Treatment with valsartan stimulates endothelial progenitor cells and renal label-retaining cells in hypertensive rats[J].J Hypertens,2011,29(1):91-101.
[18]Honda A,Matsuura K,F(xiàn)ukushima N,et al.Telmisartan induces proliferation of human endothelial progenitor cells via PPARgamma-dependent PI3K/Akt pathway[J].Atherosclerosis,2009,205(2):376-384.
[19]Pelliccia F,Pasceri V,Cianfrocca C,et al.AngiotensinⅡreceptor antagonism with telmisartan increases number of endothelial progenitor cells in normotensive patients with coronaryarterydisease:arandomized,double-blind,placebocontrolled study[J].Atherosclerosis,2010,210 (2):510-515.
[20]Benson S C,Pershadsingh H A,Ho C I,et al.Identification of telmisartan as a unique angiotensin II receptor antagonist with selective PPAR gamma-modulating activity [J].Hypertension,2004,43:993-1002.
[21]Min T Q,Zhu C J,Xiang W X,et al.Improvement in endothelial progenitor cells from peripheral blood by ramipril therapy in patients with stable coronary artery disease.[J]. Cardiovasc Drugs Ther,2004,18(3):203-209.
[22]Cacciatore F,Bruzzese G,Vitale D F,et al.Effects of ACE inhibition on circulating endothelial progenitor cells,vascular damage,and oxidative stress inhypertensive patients[J].Eur J Clin Pharmacol,2011,67(9):877-883.
[23]Jacoby D S,Rader D J.Renin-angiotensin system and atherothrombotic disease:from genes to treatment[J].Arch Intern Med,2003,163(10):1155-1164.
[24]Scribner A W,Loscalzo J,Napoli C.The effect of angiotensin-converting enzyme inhibition on endothelial function and oxidant stress[J].Eur J Pharmacol,2003,482 (1-3):95-99.
[25]Sugiura T,Kondo T,Kureishi-Bando Y,et al.Nifedipine improves endothelial function:role of endothelial progenitor cells[J].Hypertension,2008,52:491-498.
[26]De Ciuceis C,Pilu A,Rizzoni D,et al.Effect of antihypertensive treatment on circulating endothelial progenitor cells in patients with mild essential hypertension[J]. Blood Press,2011,20:77-83.
[27]劉錕,李坤,董國(guó)華,等.血府逐瘀湯動(dòng)員大鼠骨髓內(nèi)皮祖細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)研究[J].中西醫(yī)結(jié)合心腦血管雜志,2007,5(9):829-831.
[28]張接發(fā).冠通方對(duì)體外培養(yǎng)內(nèi)皮祖細(xì)胞數(shù)量和功能的影響[J].廣西中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2010,13(1):1-4.
[29]葉瑞印,陳建勝.丹參注射液對(duì)腦梗死患者內(nèi)皮祖細(xì)胞數(shù)量及活性的影響[J].浙江中醫(yī)雜志,2011,46(2):153.
[30]武麗萍,馬華,杜海斌,等.中藥芪紅合劑含藥血清對(duì)人外周血內(nèi)皮祖細(xì)胞增殖的影響[J].中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志,2009,7(3):304-306.
[31]秦臻,黃水清.當(dāng)歸補(bǔ)血湯對(duì)兔動(dòng)脈粥樣硬化模型骨髓內(nèi)皮祖細(xì)胞的影響[J].北京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2011,34(9):613-616.
[32]高冬,林薇,陳可冀,等.補(bǔ)陽(yáng)還五湯對(duì)外周血內(nèi)皮祖細(xì)胞數(shù)量和功能的影響[J].中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù),2011,15(6):1044-1049.
(編輯弓艷玲)
R255.3
A
2095-4441(2015)03-0060-04
2015-04-08
廣西自然科學(xué)基金(編號(hào):2013GXNSFAA019218)
馬曉聰,在讀碩士研究生,研究方向:中西醫(yī)結(jié)合心血管疾病的臨床與基礎(chǔ)研究
岳桂華,E-mail:sdygh1969@163.com