内皮祖细胞——抗动脉粥样硬化药物的新靶点

内皮祖细胞(endothelialprogenitorcells,EPCs)又称成血管细胞或血管内皮干细胞，是一种具有高增殖潜能的前体细胞，在一定条件下可诱导分化为成熟的血管内皮细胞。研究发现，EPCs在生理及病理生理条件下的血管重建过程中发挥重要作用。缺血或血管损伤可动员骨髓中EPCs向外周循环迁移、归巢至缺血或血管损伤部位，并分化为成熟的内皮细胞，促进新生血管的形成，从而缓解组织缺血或修复血管损伤。动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)是心血管系统中最常见的疾病。EPCs的数量减少及功能受损与AS的发生、发展密切相关，并可作为心血管疾病的独立危险因子。有研究fzl报道将EPCs过继性转移至动物模型中并用干细胞动员剂ADM3100治疗，能促进血管修复，逆转AS斑块。多种药物可以通过调节EPCs功能或数量进而抑制AS的发展。本文就EPCs的生物学特性及其在AS中的作用作一综述，并探讨EPCs作为AS治疗手段的可能性及存在的问题。1EPCs的生物学特性现普遍认为，EPCs与造血干细胞共同起源于胚胎期胚外中胚层的血岛，两者都来源于前体细胞成血管细胞。正常情况下，EPCs的数量极少，骨髓中所占比例最大，外周血中为2一3个/mL，脐血中的数量约为外周血的3.5倍}3)。目前关于EPCs特征性的表面标志尚无确切定论川。研究认为骨髓中存在两种类型EPCs:早期EPCs和晚期EPCs}早期EPCs主要存在于骨髓，表达CD133(AC133),CD34和血管内皮生长因子受体一2veinendothelialgrowthfactorsreceptor-2，VEGFR-2/KDR/Flkl)3种祖细胞分子标志。CD34是EPCs、成熟血管内皮细胞和造血干细胞的共同标志.，。VEGFR-2是血管系统形成最早出现的标志，用VEGFR-2可以把EPCs与造血干细胞区分开，但不能区分EPCs和成熟血管内皮细胞}b}oCD133是造血干细胞的标志，它选择性表达于20%一60%CD34十的早期造血干细胞，在造血干细胞分化过程中迅速下调，不表达于CD34一细胞和成熟血管内皮细胞，CD34十与VEGFR-2+的EPCs都表达CD133，因此，CD133的丢失可能反映了循环EPCs向成熟内皮样细胞的转化，但EPCs丢失CD133的确切时间尚不清楚。2EPCs与ASEPCs在Ast}.管内皮损伤和修复过程中发挥极其重要的作用，几乎所有AS的危险因素均伴有EPCs的数量减少和迁移能力下降，EPCs可能成为AS的重要预测因子。2.1高脂血症高脂血症是AS的主要危险因素。最近一项研究(9J结果显示高脂血症通过增加氧化应激水平，极大地降低EPOS迁移活性和豁附能力。另有文献表明，在体外用不同浓度的胆固醇分别孵育载脂蛋白E基因敲除小鼠和野生型小鼠骨髓分离的EPCs，发现胆固醇对EPCs的迁移、茹附、增殖呈双向作用(低浓度促进，高浓度抑制)。其具体抑制可能为胆固醇剂量依赖性地抑制Notchl表达，notchl表达的抑制程度不同，对EPCs的功能所起的作用也不同。低浓度胆固醇可导致notchl表达轻度下调进而使EPC的凋亡率下降，而高浓度胆固醇可导致notchl表达过度抑制从而使凋亡率增加。这种双向作用为胆固醇对EPCs功能调节机制提供了新见解(。当然，该机制需要进一步在不同的高脂血症动物模型中进行验证，同时需要进一步在临床中验证其相关性。与低密度脂蛋白(lOWdensitylipoprotein,LDL)不同，研究(ll发现高密度脂蛋白(highdensitylipoprotein,HDL)可抑制EPCs凋亡，增加eNOS表达，促进EPCs介导的内皮修复，此种作用与磷脂酸肌醇3激酶/丝苏氨酸蛋白激酶(phosphoinositide一3一kinase/serine一threoninekinase,PI3K/Akt}/cyclinD1通路有关。最近的一项研究显示，低浓度HDL能通过激活PI3K/Akt/NO途径促进EPC管状结构形成;而高浓度HDL则通过激活Rh。相关激酶(ROCK)和抑制PI3K/Akt加速EPC衰老，抑制管状结构形成。2.2高血糖高血糖也是AS的高危因素，四分之三的糖尿病患者都存在不同程度的AS。临床研究[13-14〕发现，EPCs数量与2型糖尿病患者外周血管病变的程度显著相关，并发外周血管AS的患者其EPCs的功能也显著下降;研究者提出，EPCs计数可以作为2型糖尿病发生AS可靠的生物标志物。已有研究报道高糖通过下调SIRT1表达，从而增强acetyl-Fox01表达水平，导致EPCs数量减少。晚期糖基化终末产物(advancedglycationendproducts,AGES)是导致糖尿病血管并发症的重要因素，体外实验和临床实验都证明了AGES能降低EPCs的迁移、豁附和分泌功能。2.3非对称二甲基精氨酸非对称二甲基精氨酸(asymmetricdimethylarginine过氧化物酶体增殖物激活受体一y(peroxisomeproliferator-activatedreceptor-y,PPAR-y)产生降糖作用外，还具有抗氧化应激损伤作用。研究证实，罗格列酮能显著改善HZOz,AGES及TNF-a等引起的EPCs数量下降以及功能受损。其机制可能通过ERK/MAPK及NF-xB信号通路介导，也可能与其抑制Akt磷酸化进而增加eNOS活性使NO生成增加有关。有研究X43〕表明，毗格列酮能提高早期和晚期EPCs的生存能力和形成管状样结构的能力，此作用可能是通过激活PPAR-y进而减少EPCs豁附分子和TNF-a表达实现的。3.5EPCs与中药的抗AS作用一些中药，如银杏叶提取物、葛根素、丹参素能显著促进外周血EPCs扩增，改善EPCs的豁附、迁移、增殖和体外血管生成能力。研究尸州显示，丹参素能改善氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)所致的EPCs增殖和勃附能力受损，这种作用与丹参素抑制EPCs释放白介素一6(IL-6),TNF-a有关。另外，不仅内源性雌激素能提高EPCs水平和功能，植物雌激素一一大豆异黄酮也能增加循环中的EPCs，从而提高内皮修复功能i4sl03.6EPCs与其他药物的抗AS作用阿司匹林广泛应用于心血管疾病的初级和二级预防。2008年，一项体内研究证实低剂量阿司匹林促进EPCs迁移和豁附，并延迟其衰老。2010年，有研究f4}1结果表明阿司匹林对循环中EPCs的作用可能更加依赖于暴露的时间而非剂量。此外，p受体阻滞剂塞利洛尔能增加自发性高血压大鼠循环中EPCs数量，刺激EPCs集落形成和迁移，减缓衰老，提示p受体阻滞剂也能提高EPCs的数量和功能网。4结语EPCs与AS的发生和发展密切相关，多种AS的危险因素如高血脂、高血糖、高血压等能降低循环中EPCs数量并抑制EPCs的功能，从而抑制受损内皮细胞的修复，加速AS进程。因此循环中EPCs除了可作为AS病程的可靠标志物，还可作为治疗靶点。目前已有多种药物可以通过影响EPCs功能进而抑制AS的发展。然而，针对EPCs研究的方法较复杂且尚缺乏统一标准，有待解决的问题还很多，如EPCs的定义和表型没有完全明确;分离纯化EPCs还有一定难度;EPCs数量有限，需要有较好的体外扩增的方法。要将EPCs作为AS的治疗手段用于临床，还要加强有关的基础研究及运用大规模、多中心临床试验以证实EPCs在AS治疗中的有效性。参考文献 Grisar JC,Haddad F,Gomari FA. Endothelial progenitor cells in cardiovascular disease and chronic inflammation:from biomarker to therapeutic agent[J].Biomark Med,2011,(06):731-744.Yao L,Heuser-Baker J,Herlea-Pana O. Bone marrow endothelial progenitors augment atherosderotic plaque regression in a mouse model of plasma lipid lowering[J].Stem Cells,2012,(12):2720-2731.Martinez-Estrada OM,Munoa SY,Julve J. Human adipose tissue as a source of Flk-1 (+) cells:new method of differentiation and expansion[J].Cardiovascular Research,2005,(02):328-333.庞小燕,张红菱,代怡然. 人脐血内皮祖细胞的分离、培养及鉴定[J].武汉理工大学学报,2009,(12):68-70.Blocklet D,Toungouz M,Berkenboom G. Myocardial homing of nonmobilized peripheral-blood CD34+ cells after intracoronary injection[J].Stem Cells,2006,(02):333-336.Hlristov M,Weber C. Endothelial progenitor cells in vascular repair and remodeling[J].Pharmacological Research,2008,(02):148-151.