内皮抑素对新血管形成和皮肤创伤修复的影响

皮肤创伤修复是多种修复细胞增殖和合成胶原等细胞外基质(ECM)以及新血管形成的过程.新生血管不仅供给修复细胞营养,还提供各种调控因子因此,新血管形成是皮肤创伤修复的关键内皮抑素(ES)作为最重要的血管形成调节因子之一,可通过调控新血管形成影响皮肤创伤修复的过程.    一、ES与新血管形成    ES由0'Reilly等首先从鼠血管瘤细胞株的培养血清中分离得到,为X11}型胶原蛋白C端非胶原区的酶解片段,相对分子质量约20x10j天然ES作为蛋白质,具有体内代谢快、不稳定的特性,使其复性和生产均较为困难重组人血管ES(商品名:恩度)通过在ES的氨基末端加上9个氨基酸MGGSHHHHH,稳定性和抗肿瘤血管生成等生物活性明显提高,恩度联合化疗已经成为进展期非小细胞肺癌一线标准治疗方案.    新血管形成是一个多因素调控的复杂过程,包括血管发生和血管生成2种方式.前者由中胚层来源的原血干细胞原位分化为具有游走特性的内皮祖细胞(EPCs),再增殖分化为幼稚EC,然后形成毛细血管网;后者则由组织中成熟血管EC增殖、迁移形成小血管.ES对血管生成和血管发生表现出不同的生物学效应:作为EC增殖、迁移和管腔形成的抑制剂,ES作用于血管生成过程中的多个环节,抑制血管生成;ES也可通过诱导EPCs或幼稚EC的增殖、迁移和勃附等促进血管发生.因此,ES对新血管形成具有双重调节作用.    二、ES抗血管生成机制    1.阻断血管内皮细胞生长因子(VEGF),碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)信号通路的多个环节:(1)下调内源性VEGFmRi\A和蛋白表达z,_(2)与bFGF,VEGF竞争性结合硫酸肝素受体;(3)与VEGF受体1,2和3结合并阻断受体酪氨酸激酶磷酸化;(4)抑制内皮型一氧化氮合酶磷酸化,减少VEGF诱导的一氧化氮释放,抑制EC的增殖、迁移和血管形成.    2.抑制EC:迁移和郭附:E}i可抑制基质金属蛋白酶一2前体(proV1}IP-2),proV1'41P-9,pro}IMP-I3、膜型'1111P-1激活并降低MbIP-2和膜型y1MP-]的催化活性"7,从而抑制EC迁移.ES也可调节微血管EC表面相关的尿激酶型血浆酶原激活因子和纤溶酶原激活抑制因子一1的分布,引起灶性勤附和肌动蛋白张力纤维网的解离,抑制EC的迁移ES可直接与增生性EC表面的整合素.5(31和a}-田结合,阻断整合素与ECM的勃附,下调茹着斑激酶和细胞外信号调节激酶-I的磷酸化,从而抑制EC的勤附和迁移.    3.促使EC周期停滞:周期素U1(CyclinD1)在细胞增殖启动的主要调控点G、期向S期的转化中起关键作用ES可抑制CvclinDL启动子中的淋巴样增强因子一I,下调CvclinD1mR1V`.A和蛋白表达,导致EC停滞在G,期}9}ES还可通过促进p-catenm的降解抑制Rnt信号通路,导致EC在S期的比例减少引起细胞周期停滞.    4.诱导EC凋亡:(1)ES通过开放线粒体电压敏感性阴离子通道一1改变线粒体膜电位,诱导产生半胧氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶(Caspase)-3,Caspase-7等凋亡相关蛋白酶;(2)ES结合原肌凝蛋白,破坏微丝结构,抑制EC运动功能诱导其凋亡;(3)ES与EC表面的接头蛋白Shh受体的SH2区域结合,激活酪氨酸激酶.从而诱导EC凋亡.    5.抑制核仁素磷酸化:Shi等r,报道恩度与增殖期血管EC表面受体核仁素以高亲和力结合,介导ES内化并转运至EC核内、抑制EC增殖.    三、ES对血管发生的调节作用    ES可诱导血管瘤EPCs和脐带血EPC、的茹附、迁移和增殖flsl「促红细胞生成素(EPO)可与骨髓源性EPCs结合诱导新血管形成,体内EPO需求增加与ES水平增加呈正相关,提示ES可能通过EPO来调节体内EPCs的数目促进新血管形成.ES还可通过抑制VEGF的表达抑制EPC、的动员、增殖和分化ES对EC的不同作用与EC的起源、类型以及分化程度有关.ES对胚胎干细胞源性内皮细胞(eESC),血管瘤EPCs、脐带血EPCs等表现出促进作用,而对具有成熟特性的脐静脉内皮细胞(HUVEC)表现出抑制作用.在eESC表面可观察到明显的ES结合位点,而在HUVEC表面却未观察到,但后者对ES的反应性表明HUVEC上存在其结合位点,只是HUVEC表面受体对ES的亲和力较低,提示eESC和HUVEC表面表达不同的ES结合受体zoo.已经观察到不同泌尿系肿瘤来源EC上ES结合位点分布存在很大差异rz,i,表明EC表面受体的分布可能与其所在的器官或起源有关另外,高浓度ES(1000},郭L以上)作用于HUVEC时表现出抗血管生成效应,而低浓度ES(50},g/L)则表现为促血管生成效应,表明改变浓度可以调控ES的作用效果.    四、ES对皮肤创伤修复的影响    新血管形成在创伤愈合期增加而在瘫痕改建期被抑制,且大量新生血管退化,少数新生血管逐渐成熟为具有供血功能的稳定血管.因此,ES对皮肤伤口愈合必然产生影响.    1.ES与创伤愈合的关系:ES不影响静止的血管系统,对血管新生有显著作用.但ES对伤口愈合中血管密度改变的影响仍有争议EnJ过量表达不影响伤口血管密度而ES缺失者血管密度增加.另外,ES可通过影响EC形态引起毛细血管闭锁或变窄lza,n},使皮肤伤口的血管成熟异常,导致功能性血管减少.多数动物实验和I期临床试验发现,ES不影响上皮化时间及伤口张力27一29,但亦有研究显示:ES可显著减少伤口肉芽组织量2327及纤维连接蛋白、I型和111型胶原表达}=s,显著延迟伤口闭合时间{23.    2.ES抑制瘫痕增生:瘫痕疙瘩患者血清和组织内ES含量较正常人显著降低,提示血管形成失衡与瘫痕疙瘩形成有关30;ES可减少创伤愈合组织的.因此,ES可抑制瘫痕增生并促使其萎缩,其机制可能为:(1)下调瘫痕组织局部VEGF的表达,抑制EC微血管管腔形成;(2)下调EC功能,从而影}IrGJ成纤维细胞周边微环境并诱导其功能减退和凋亡.    五、小结与展望    在组织缺血或血管内皮受损时,血管生成和血管发生同时存在,但皮肤创伤愈合期血管生成起主要作用而血管发生所占比例较小泣32,以及ES作用于EC或EPC、后产生不同的生物学效应,可能是ES对创伤愈合及其后的瘫痕演变中新血管形成影响仍然存在争议的原因皮肤创伤愈合过程中除EC或EPC参与形成新血_管外,还涉及成纤维细胞、角质形成细胞和炎性细胞等多种细胞增殖、分化和合成ECM、细胞因子等物质_因此,ES对创伤愈合的影响是ES对所有参与修复细胞作用的综合结果另外,皮肤创伤愈合研究方法中存在不能严格标准化实验模型和动物种属差异的影响,而且缺乏合适的治疗剂量和高效的给药方法,都导致研究结果出现差异尽管ES在抗新血管形成治疗中具有高效、无毒、不易耐药等优点,但是ES对EC或EPCs等创伤修复细胞的作用及其具体的作用机制未完全清楚因此,尚需深人研究ES在新血管形成中双重作用的调控机制及其对伤口愈合的影响,以期成为促进创伤愈合并减轻疲痕形成的有效治疗方法.    参考文献    周明,王远东,凌国辉. 重组人血管内皮抑素与化疗联合治疗肺癌的时序性研究[J].中华实验外科杂志,2011,(10):1743-1745.doi:10.3760/cma.j.issn.1001-9030.2011.10.043.    吕纯业,邵成浩,胡先贵. 转染人Endostatin基因对胰腺癌SW1990细胞增殖、凋亡及血管内皮生长因子表达的影响[J].中华实验外科杂志,2007,(7):826-828.doi:10.3760/j.issn:1001-9030.2007.07.020.    Reis RC,Schuppan D,Barreto AC. Endostatin competes with bFGF for binding to heparin-like glycosaminoglycans[J].Biochemical and Biophysical Research Communications,2005.976-983.    Seppinen L,Pihlajaniemi T. The multiple functions of collagen XⅧ in development and disease[J].Matrix Biology,2011.83-92.    Urbich C,Reissner A,Chavakis E. Dephosphorylation of endothelial nitric oxide synthase contributes to the anti-angiogenic effects of endostatin[J].Federation of America Societies for Experimental Biology Journal,2002.706-718.    Lu N,Ling Y,Gao Y. Endostar suppresses invasion through downregulating the expression of matrix metalloproteinase2/9 in MDA-MB-435 human breast cancer cells[J].Experimental Biology and Medicine(Maywood),2008.1013-1020.    Richter AG,McKeown S,Rathinam S. Soluble endostatin is a novel inhibitor of epithelial repair in idiopathic pulmonary fibrosis[J].Thorax,2009,(2):156-161.doi:10.1136/thx.2008.102814.    Sudhakar A,Sugimoto H,Yang C. Human tumstatin and human endostatin exhibit distinct antiangiogenic activities mediated by alpha v beta3 and alpha5 betal integrins[J].Proceedings of the National Academy of Sciences(USA),2003.4766-4771.    Hanai J,Dhanabal M,Karumanchi SA. Endostatin causes G1 arrest of endothelial cells through inhibition of cyclin D1[J].Journal of Biological Chemistry,2002.16464-16469.    Nguyen TM,Subramanian Ⅳ,Xiao X. Endostatin induces autophagy in endothelial cells by modulating Beclin 1 and beta-catenin levels[J].Journal of Cellular and Molecular Medicine,2009.3687-3698.