朱立平，湯子欽，楊士運

廣西中醫(yī)藥大學(xué) 廣西南寧 530000

腦血管病是一種腦部血液循環(huán)障礙所致神經(jīng)功能缺損的疾病，其起病急、進展迅速，易造成神經(jīng)元壞死和凋亡、血-腦屏障通透性改變、膠質(zhì)細胞及血管內(nèi)皮細胞損傷等[1]，多數(shù)情況會遺留后遺癥，有著極高的復(fù)發(fā)及致殘率，不僅嚴重影響患者后期生活質(zhì)量，也給家庭造成極其沉重的負擔(dān)。因此，血管再生和神經(jīng)的修復(fù)變得尤為關(guān)鍵。近年來關(guān)于外泌體的研究越來越多，它不僅在血管發(fā)育、生長和成熟過程中有著重要作用，同時，可以作為載藥工具、透過血腦屏障，在血管生成或再生醫(yī)學(xué)相關(guān)疾病中具有廣闊的治療前景。

外泌體的特點

外泌體（Exos）是一種從網(wǎng)織紅細胞中分離出來的含多種活性酶的物質(zhì)[2]，它是直徑為30～100nm的微小囊泡狀結(jié)構(gòu)[3]，它不僅包含來自細胞內(nèi)的脂質(zhì)、多種蛋白質(zhì)、RNA等生物活性物質(zhì)[4]，如miRNA、信 使RNA （messenger RNA，mRNA）、轉(zhuǎn) 移 蛋 白 質(zhì)和RNAs，而且也含有細胞表面標記物CD9、CD63、CD81、CD82等[5-6]，在細胞之間通訊中充當(dāng)載體角色。其分布非常廣泛，可以由多種細胞分泌，也可以從多種體液中分離出來[7]。目前，外泌體已在許多疾病的診斷及治療有深入研究，尤其是對干細胞源性外泌體及微小RAN的研究頗多，且應(yīng)用廣泛。

腦缺血與血管新生

動物實驗研究表明，在腦缺血的24h內(nèi)，內(nèi)皮細胞數(shù)量開始增加，隨后48～72h缺血半暗帶出現(xiàn)大量增殖[8]，并且由缺血半暗帶向梗死區(qū)進行延伸，形態(tài)學(xué)顯示，隨著時間的推移，微血管的數(shù)量也逐漸增多，新生成的血管可以形成新的側(cè)支循環(huán)，以改善局部腦組織的缺血缺氧情況，從而有助于局部神經(jīng)功能的恢復(fù)。血管新生過程極其復(fù)雜，受多種調(diào)節(jié)因子、酶、細胞共同調(diào)節(jié)，如血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）[9-11]、血管生成素（Ang）[12-13]、促紅細胞生成素（EPO）[14]、神經(jīng)纖毛蛋白（NPs）[15]、骨髓間充質(zhì)干細胞（MSCs）、內(nèi)皮祖細胞（EPCs）、低氧誘導(dǎo)因子1（ HIF-1）等，其中VEGF是促進血管生成的關(guān)鍵調(diào)控因子[16]。腦缺血后血管新生是由血管生成相關(guān)細胞、血管生長相關(guān)因子及生物環(huán)境間共同相互作用的結(jié)果，其過程均受嚴密調(diào)控，存在諸多不穩(wěn)定因素，且相關(guān)實驗較少，主要以信號通路作用、干細胞、中藥等為主。外泌體與之對比，其作用有過之而無不及，不僅保留原有細胞信息不變，同時能夠介導(dǎo)細胞間信息傳導(dǎo)及交流，而且能透過血腦屏障、克服易降解及跨膜能力不足、減少誘導(dǎo)凋亡、充當(dāng)載體等優(yōu)勢，為促血管新生提供新的途徑，本文通過閱讀相關(guān)文獻對其促血管新生機制進行探討。

外泌體促腦血管新生機制

1 內(nèi)皮祖細胞（EPCs）來源外泌體

隨著對內(nèi)皮祖細胞的不斷深入研究發(fā)現(xiàn)，EPCs是可以分泌Exos參與血管新生。Pang等[17]在人類腎動脈外膜中發(fā)現(xiàn)了一種具有EPCs樣特征的細胞群，經(jīng)實驗證實為腎動脈源性血管祖細胞（renal artery-derived vascular progenitor cells，RAPCs），且體外RAPCs所表達的miR-218在血管新生過程中能夠增強RAPCs促進血管內(nèi)皮細胞（ECs）再生潛力的能力，揭示了RAPCs有助于ECs修復(fù)的潛在機制，然而miR-218在RAPCs的Exos中的表達卻存在一定的差異性，具體還需更多的實驗去驗證。Ma等[18]利用缺氧/再復(fù)氧（hypoxia/reoxygenation，H/R）損傷的ECs模型發(fā)現(xiàn)，EPCs-Exos對ECs具有抗氧化、凋亡的作用，能顯著改善H/R受損的血管生成功能，而高表達miR-132-3p的MSC-Exos通過激活PI3K/Akt信號通路使H/R誘導(dǎo)受損腦血管內(nèi)皮細胞一些生理功能得到改善[19]。

2 成纖維細胞來源性外泌體

研究發(fā)現(xiàn)，膽脂瘤基質(zhì)的成纖維細胞分泌的外泌體（hCPFs-Exos）也能夠促血管內(nèi)皮細胞增殖發(fā)揮血管新生作用[20]。

3 間充質(zhì)干細胞源性外泌體

間充質(zhì)干細胞（mesenchymal stem cells，MSC）具有潛在的多分化功能，通過使ECs增殖、遷移達到血管新生，對一些缺血性疾病有很好的療效[21]，而由外泌體所分泌的具有含外泌體特性作用的MSC，可作為信號分子介導(dǎo)細胞之間的信息傳導(dǎo)，具有血管新生的作用[22]。通過低氧環(huán)境的誘導(dǎo)，使MSCs來源的外泌體中miR-214表達顯著并抑制ATM基因的表達促使血管新生[23]。miRNA-21很可能是人臍帶間充質(zhì)干細胞（uMSCs-Exos）促血管新生的非常關(guān)鍵的物質(zhì)，其可能是通過調(diào)節(jié)NOTCH1/DLL4/VEGFA信號通路來提高內(nèi)皮祖細胞有效轉(zhuǎn)化率而實現(xiàn)明顯促血管新生的作用[24]。Tancharoen等[25]在人羊水MSC血管生成實驗中，MSC不僅可以通過自身分化為血管ECs，也可分泌VEGF、基質(zhì)細胞因子－1等多種生長因子來調(diào)節(jié)內(nèi)皮系的干/祖細胞向成熟內(nèi)皮細胞分化有助于血管新生[26]。另外，Shabbir A[27]等通過研究發(fā)現(xiàn)，MSCs來源的外泌體通過AKT、ERK1/2和STAT3t信號通路來激活多種調(diào)節(jié)因子促進血管內(nèi)皮細胞生成，從而有利于血管新生。來源于MSC的外泌體也可通過細胞外基質(zhì)金屬蛋白酶誘導(dǎo)因子（extracellular matrix metalloproteinase in-ducer，EMMPRIN）產(chǎn)生強大的血管生成能力[28]。還有一些研究發(fā)現(xiàn)，通過靜脈輸注尿源性干細胞來源的外泌體USCs-Exos可促使缺血區(qū)域腦組織血管新生并抑制該區(qū)域細胞凋亡，從而改善腦卒中后神經(jīng)功能恢復(fù)[29]。人嗅覺黏膜間充質(zhì)干細胞OMMSCs外泌體通過HBMECs增殖、遷移及管樣結(jié)構(gòu)形成促進血管新生[30]。中性粒細胞來源外泌體通過增強hBMSC、HUVEC成血管相關(guān)因子表達來增強hBMSC、HUVEC遷移能力、增殖能力，以及HUVEC成管效果，OM-MSCs外泌體/水凝膠復(fù)合物可有效提高體內(nèi)血管生成能力[31]。因此干細胞促血管新生的能力超強，未來還需要大量的臨床實驗去深入研究。

4 miRNA

miRNA在外泌體發(fā)揮促血管生成作用過程中扮演重要角色，其機制主要通過促進血管內(nèi)皮細胞的增殖、遷移并抑制缺氧誘導(dǎo)因子抑制因子（ FIH） 來促使血管生成。有研究表明，通過下調(diào)PI3KR2既是miR-125激活P13K促血管新生的方法，也是VEGF血管新生過程中Akt/PKB磷酸化的必要環(huán)節(jié)[32]。miR-126是ECs功能和血管生成的重要調(diào)節(jié)器，MSCEXos可以通過向ECs提供miR-126增強H/R受傷ECs的生存和血管功能，并隨后激活PI3K/Akt/eNOS通路，減少裂開的黃斑-3表達，增加血管生成和生長因子[33]。Liang X等[34]通過對脂肪組織間充質(zhì)干細胞（ADMSCs）源性外泌體研究發(fā)現(xiàn)，其中miR-125a能通過抑制Notch配體4蛋白的表達來有助于血管新生。由脂肪衍生干細胞分泌的外泌體通過miRNA-181b/TRPM7軸體外缺氧后也有利于腦微血管內(nèi)皮細胞的血管生成[35]。人參皂苷（G-Rg1）可促使外泌體中的miRNA-126-5p、miRNA-146a-5p、miRNA-210、miRNA-214-5p等與血管新生相關(guān)物質(zhì)表達顯著增多，這說明G-Rg1能通過外泌體的水平促進血管 新生[23]。

外泌體載藥促腦血管新生

1 外泌體載中藥促腦血管新生

隨著中藥在促進血管新生相關(guān)疾病的治療方面積累豐富經(jīng)驗，研究發(fā)現(xiàn)腦微血管ECs有分泌Exos的作用，并且對其蛋白分析發(fā)現(xiàn)有幾種受體能夠攜帶大分子通過血腦屏障。載有補陽還五湯有效成分的MSCs來源的外泌體，通過激活VEGF上調(diào)miR-126以及下調(diào)miR-221、miR-222的表達，促使血管增生、側(cè)支循環(huán)的建立，改善組織缺血缺氧、減輕卒中癥狀[36]。中藥淫羊藿其活性成分主要是淫羊藿苷，現(xiàn)代有研究表明，淫羊藿苷不僅可以顯著提高缺氧條件下MSC的增殖活性，抑制細胞凋亡，同時還能提高多種促血管生成相關(guān)miRNA在細胞和外泌體的表達，有助于內(nèi)皮細胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定和血管新生[37]。Li等[38]通過研究發(fā)現(xiàn)骨髓MSC移植同川芎嗪聯(lián)合治療后，能顯著上調(diào)SDF-1和CXC趨化因子受體4的表達，并促使骨髓MSC向腦內(nèi)缺血區(qū)歸巢，協(xié)同增加BDNF和VEGF的表達，有助于血管新生。劉婉瑩[39]通過芎歸方協(xié)BMSCs-exosomes調(diào)控缺血性腦卒中血管新生的實驗研究發(fā)現(xiàn)，芎歸方可以調(diào)控微環(huán)境改善腦組織炎癥反應(yīng)，也可以通過PI3K/Akt/mTOR/p70S6通路協(xié)同調(diào)控短暫性大腦中動脈閉塞缺血（tMCAO）大鼠促使血管新生，使缺血性腦損傷后大鼠神經(jīng)功能得到修復(fù)，為載藥提供了新的依據(jù)，具體詳細機制需要進一步臨床實驗驗證[40]。

2 外泌體載藥物鈦

外泌體也可以載相關(guān)藥物鈦促使腦血管新生。Zhang等[41]將c（ RGDyK） 肽與含miR-210（膽固醇修飾）外泌體聯(lián)合，向短暫性大腦中動脈閉塞（ middle cerebral artery occlusion） 小鼠模型給藥，發(fā)現(xiàn)VEGF的表達明顯上調(diào)，同時也觀測到血管內(nèi)皮細胞增殖、病變區(qū)血管密度增加，揭示了存在血管新生現(xiàn)象。

小 結(jié)

外泌體作為細胞來源的產(chǎn)物，不僅含有母細胞的生物學(xué)信息、能夠介導(dǎo)細胞間信息傳導(dǎo)及交流，而且具有利于制造、儲存、調(diào)配、保護、高生物活性、能透過血腦屏障、克服易降解及跨膜能力不足、減少誘導(dǎo)凋亡及免疫介導(dǎo)排斥等特點，而特定細胞分泌的外泌體通過相關(guān)作用機制可以促進腦血管新生，其中間充質(zhì)干細胞、內(nèi)皮祖細胞、miRNA在促血管新生方面扮演著重要的角色。作為載體，與一部分中藥及藥物鈦結(jié)合可以促使血管新生，對再生醫(yī)學(xué)或血管生成相關(guān)疾病的治療極具應(yīng)用前景。從中醫(yī)藥研究層面來看，外泌體載藥與引經(jīng)藥的作用有類似之處，或許可以為中醫(yī)學(xué)理論的發(fā)展添磚加瓦，但就目前而言，仍有許多機制尚未闡明，如外泌體的運輸、攝取、調(diào)控、作用靶點等許多方面都有待進一步研究論證。綜上所述，外泌體不僅自身可促使腦血管新生，同時作為載體也可促進腦血管新生，為臨床的治療、藥物的研發(fā)、中醫(yī)理論體系的發(fā)展提供更為寬廣的思路。