中圖分類號:R541 R256.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672—1349(2007)04—0283—03
動脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)導(dǎo)致的心腦血管疾病是嚴(yán)重危害人類健康的一大類疾病,病死率和致殘率居所有疾病之首,在發(fā)達(dá)國家被稱為“頭號殺手”,是世界范圍的主要死亡原因。近年來有關(guān)AS的發(fā)生機(jī)制提出了新的學(xué)說,該學(xué)說以損傷應(yīng)答和炎癥學(xué)說為中心,而內(nèi)皮祖細(xì)胞介導(dǎo)的損傷和修復(fù)反應(yīng)則為AS的始動因素和重要環(huán)節(jié),內(nèi)皮祖細(xì)胞(endothelial pro-genitor cells,EPCs可能成為中醫(yī)藥抗動脈粥樣硬化研究的新方向。
1 當(dāng)代醫(yī)學(xué)對內(nèi)皮祖細(xì)胞的研究現(xiàn)狀
1.1 內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能損害是動脈粥樣硬化疾病的重要病理機(jī)制近年來研究發(fā)現(xiàn),內(nèi)皮細(xì)胞不僅僅是血管壁的單層細(xì)胞,而且是一個具有內(nèi)分泌功能的器官,各種冠心病危險因素導(dǎo)致的內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能損傷是動脈粥樣硬化、冠心病介入治療后再狹窄(restenosis,RS)共有的始動病理機(jī)制[1-3]。各種心血管危險因素可對內(nèi)皮細(xì)胞造成過度損害,導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞凋亡和內(nèi)皮完整性喪失,從而引起血管內(nèi)皮的滲透性增加和平滑肌細(xì)胞增生,使得單核細(xì)胞易于遷移,并伴有脂質(zhì)的沉積和炎癥因子的激活,最后形成動脈粥樣斑塊。
加速損傷內(nèi)皮的修復(fù)可有效抑制動脈粥樣硬化的進(jìn)展和平滑肌細(xì)胞的增殖,對于動脈粥樣硬化早期和經(jīng)皮冠狀動脈介入(percutaneous coronary intervention,PCI)治療后再狹窄的防治有重要意義。藥物涂層支架(drug-eluting stent,DES)通過抑制平滑肌細(xì)胞的增殖而降低再狹窄的發(fā)生率,然而,DES的藥物涂層也嚴(yán)重抑制了內(nèi)皮細(xì)胞的修復(fù),這是造成DES置入后支架內(nèi)遲發(fā)性血栓事件增多的重要病理環(huán)節(jié)[4]。由于成熟的內(nèi)皮細(xì)胞為終末分化細(xì)胞,其受損后自我增生、分化、修復(fù)能力有限,因而如何加速受損內(nèi)皮的修復(fù)成為動脈粥樣硬化疾病和再狹窄治療領(lǐng)域一個迫切需要解決的重大問題[5]。
1.2 內(nèi)皮祖細(xì)胞在內(nèi)皮細(xì)胞的損傷修復(fù)中發(fā)揮重要作用 研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮祖細(xì)胞在受損血管內(nèi)皮的自我修復(fù)中發(fā)揮重要作用,EPCs是指出生后機(jī)體中存在的能特異性歸巢于血管新生組織并分化成內(nèi)皮細(xì)胞的一群干/祖細(xì)胞,它不僅參與胚胎時期血管生成(angiogenesis),還與損傷的血管內(nèi)皮的愈合和血管新生(neovascularization)密切相關(guān)[6],尤其是對于前者具有重要的促進(jìn)作用。Asahara等[7]于1997年首先發(fā)現(xiàn)成體外周血中存在能分化為血管內(nèi)皮細(xì)胞的前體細(xì)胞(表面標(biāo)志為CD34+),并將其稱為EPCs。成人EPCs主要定居于骨髓,在某些生理、病理狀態(tài)下,可從骨髓釋放,并在外周血循環(huán)中運(yùn)行,遷移到局部血管損傷處,分化成成熟的血管內(nèi)皮細(xì)胞,從而修復(fù)損傷內(nèi)皮、促進(jìn)血管再內(nèi)皮化。由于內(nèi)皮損傷是動脈粥樣硬化和再狹窄的始動機(jī)制,而內(nèi)皮祖細(xì)胞在內(nèi)皮的結(jié)構(gòu)和功能損傷中的修復(fù)具有重要的作用,因而內(nèi)皮祖細(xì)胞成為心血管基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和關(guān)鍵問題之一。
日益增多的證據(jù)[8-10]顯示,通過各種途徑向體內(nèi)移植或動員機(jī)體自身的EPCs可以促進(jìn)損傷血管內(nèi)膜的再內(nèi)皮化、抑制內(nèi)膜的超常增生,提高缺血組織的血管新生能力,從而為治療缺血性心臟病、血管介入治療后再狹窄防治和糖尿病血管病變提供了新思路。利用lacZ基因編碼的β—半乳糖苷酶可與x-gal接觸后呈現(xiàn)藍(lán)色,且不受細(xì)胞分化影響的這一特性,lacZ基因被廣泛用于細(xì)胞的譜系分析,有作者將轉(zhuǎn)Tie2/lacZ基因小鼠的骨髓移植給裸鼠(或FVB/N小鼠),并行頸動脈損傷,予他汀類藥物干預(yù),結(jié)果發(fā)現(xiàn)他汀類藥物能夠明顯促進(jìn)裸鼠(或小鼠)損傷內(nèi)膜的再內(nèi)皮化,且再內(nèi)皮化的組織中x-gal染色陽性的細(xì)胞數(shù)也明顯多于對照組,從而證實(shí)再內(nèi)皮化的內(nèi)皮細(xì)胞多來源于骨髓細(xì)胞,而他汀類藥物通過動員骨髓內(nèi)皮祖細(xì)胞能加速損傷內(nèi)膜的再內(nèi)皮化[11]。運(yùn)用同一方法證實(shí)雌激素、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)和基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1(SDF-1)均具有動員骨髓EPCs,修復(fù)損傷內(nèi)皮細(xì)胞的能力[12-14],尤其是VEGF和RDF-1對于EPCs動員、分化和歸巢均有促進(jìn)作用[15]。此外,EPCs可以促進(jìn)人工移植物的內(nèi)皮化,動物實(shí)驗(yàn)顯示利用EPCs體外擴(kuò)增后再注射入體內(nèi)方法都可以促進(jìn)移植物內(nèi)皮化[16]。關(guān)于EPCs的臨床研究業(yè)已初步開展,小規(guī)模研究發(fā)現(xiàn)自身動員或移植EPCs能夠用改善心肌梗死后心功能和外周血管疾病血管新生[17]。
1.3 冠心病人群中內(nèi)皮祖細(xì)胞的數(shù)量和功能受損 冠心病病人的外周循環(huán)中EPCs數(shù)量和功能受到不同程度的損傷,vasa等[18]發(fā)現(xiàn)冠心病病人外周血EPCs數(shù)量較正常人減少40%,后續(xù)研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)冠心病病人循環(huán)血液中的EPCs數(shù)量和遷移能力與Framingham心血管危險因子呈負(fù)相關(guān)[19]。老年和糖尿病也是冠心病的重要危險因索,研究者發(fā)現(xiàn)老年和糖尿病病人組的EPCs的數(shù)量減少,其遷移、歸巢、分化功能均明顯受到限制[20、21]。故可以推測在心血管高危人群中由于循環(huán)EPCs的數(shù)量和功能均受到不同程度的抑制,內(nèi)皮細(xì)胞損傷后不能得到有效修復(fù),最終導(dǎo)致動脈粥樣硬化進(jìn)展和再狹窄的發(fā)生。
鑒于以上問題,深入研究骨髓中內(nèi)皮祖細(xì)胞遷移、歸巢、黏附和修復(fù)損傷內(nèi)皮作用的分子機(jī)制和調(diào)控因素,及開發(fā)平臺以篩選能夠動員骨髓內(nèi)皮祖細(xì)胞修復(fù)損傷內(nèi)皮細(xì)胞的藥物,對于動脈粥樣硬化疾病和PCI術(shù)后再狹窄的防治具有重要創(chuàng)新性價值和社會經(jīng)濟(jì)價值。
2 內(nèi)皮祖細(xì)胞的中醫(yī)藥研究現(xiàn)狀
近年來的一系列研究發(fā)現(xiàn),某些活血化瘀、益氣、補(bǔ)腎類中藥具有良好的內(nèi)皮細(xì)胞保護(hù)作用。黃芪的主要成分黃芪多糖[22]對動脈粥樣硬化內(nèi)皮細(xì)胞和對抗氧化損傷具有良好的內(nèi)皮保護(hù)功能;丹參水溶性成分丹酚酸B[23]能夠減少動脈粥樣硬化家兔血漿血栓素B2(TXB2)、ET濃度,對家兔動脈粥樣硬化模型內(nèi)皮細(xì)胞具有保護(hù)作用;水蛭素可以拮抗凝血酶誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生和活化基質(zhì)金屬蛋白酶-2,從而保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞[24]。既然中藥能夠抑制球囊損傷血管后的內(nèi)膜增殖,對內(nèi)皮細(xì)胞具有保護(hù)作用,而EPCs在內(nèi)皮損傷后的修復(fù)過程中扮演著重要的角色,中藥的內(nèi)皮細(xì)胞保護(hù)作用是否通過動員骨髓內(nèi)皮祖細(xì)胞修復(fù)損傷內(nèi)皮而達(dá)到的,從而發(fā)揮保護(hù)血管內(nèi)皮、防治動脈粥樣硬化和PCI術(shù)后再狹窄的作用,是一個值得探索的重耍問題。日前,關(guān)于內(nèi)皮祖細(xì)胞的中醫(yī)藥研究業(yè)已引起研究者拘重視。文獻(xiàn)報道,丹參素[25,26]干預(yù)組可促進(jìn)外周血EPCs擴(kuò)曾,并顯著改善外周血EPCs的黏附、遷移和增殖能力,丹參酮ⅡA則無明顯影響,低劑量復(fù)方丹參注射液[27]顯著提高培養(yǎng)EPCs數(shù)量和功能,高劑量復(fù)方丹參注射液則反之。有學(xué)者建立映血后肢大鼠模型[28],補(bǔ)腎生血藥通過動員骨髓EPCs的遷移、分化,促進(jìn)局部的血管新生,達(dá)到改善供血目的。然而,目前關(guān)于EPCs的中醫(yī)藥研究尚處于起步狀態(tài),無論是理論和實(shí)驗(yàn)研究均需進(jìn)一步深入。
3 內(nèi)皮祖細(xì)胞的中醫(yī)藥研究思路
3.1益氣活血法“邪之所湊,其氣必虛”,從微觀辨證分析,正是由于正氣不足,防御功能減弱,導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞易于被外邪損傷,引起功能和結(jié)構(gòu)的障礙,進(jìn)一步可導(dǎo)致動脈粥樣硬化和血栓形成,引起瘀血內(nèi)停,因而內(nèi)皮損傷多表現(xiàn)為氣虛血瘀證,其修復(fù)需以益氣活血法為主。當(dāng)代多個研究發(fā)現(xiàn)益氣活血中藥能夠調(diào)節(jié)骨髓干細(xì)胞的生理活性,李連達(dá)等[29]研究發(fā)現(xiàn)雙龍方(人參、丹參)則能夠促進(jìn)骨髓單核細(xì)胞在心肌梗死梗死區(qū)域歸巢、分化、擴(kuò)增,產(chǎn)生大量新生的心肌細(xì)胞及心肌小血管,促進(jìn)梗死心肌的修復(fù)。有文獻(xiàn)報道[30]自體骨髓單核細(xì)胞抑制聯(lián)合益氣話血中藥治療可以迅速改善下肢缺血病人的局部血液循環(huán),從而改善病人的疼痛及冷感;益氣活血中藥能夠減輕及治療骨髓基質(zhì)細(xì)胞的放射損傷[31]。因而,認(rèn)為益氣活血法對于EPCs具有潛在的動員作用。通冠膠囊具有良好的內(nèi)皮保護(hù)作用,實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)抑制兔髂動脈球囊血管損傷后的早期內(nèi)膜增殖,減少內(nèi)膜/中層面積比,抑制血管中層平滑肌細(xì)胞增生,抑制血管內(nèi)膜PDGF-B mRNA及TGF-β1的表達(dá),抑制內(nèi)膜細(xì)胞外基質(zhì)合成[32,33]。在預(yù)試驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)通冠膠囊能夠增加急性冠脈綜合征病人外周內(nèi)皮祖細(xì)胞的數(shù)量和功能的作用,其動員EPCs的作用值得進(jìn)一步探討。
3.2補(bǔ)腎活血法由于年老是冠心病的重要的危險因素,而人的衰老決定于腎氣的盛衰,即《內(nèi)經(jīng)》所謂:“年四十而陰氣自半也”“丈夫……五八腎氣衰”“女子……七七任脈虛,太沖脈衰少,天癸竭,地道不通,故形壞而無子”。這些皆說明冠心病的發(fā)生與腎中精氣的虛衰有著密切的關(guān)系。若腎陰虧虛,不能滋養(yǎng)五臟之陰,心陰虧虛,脈道失潤,心臟及其血脈失其濡養(yǎng),而發(fā)“心痛”,即所謂“不榮則痛”;命火式微,不能上濟(jì)心陽,引起心氣不足,鼓動無力而為瘀血;腎陽虛衰,脾陽亦衰,陰寒內(nèi)盛,痰濁宜生。上述過程中產(chǎn)生的血瘀、痰濁、寒凝等病理產(chǎn)物,痹阻心脈,即發(fā)心痛,即所謂“不通則痛”,故腎臟陰陽的虛衰和失調(diào)是為冠心病的重要病理基礎(chǔ)。因而,以補(bǔ)腎為基礎(chǔ)的補(bǔ)腎活血法為冠心病治療的重要治法[34]。而“腎主骨生髓”,只有腎中經(jīng)氣充盈,才能充盈骨髓,EPCs來源于骨髓,因而可以推測補(bǔ)腎活血對于EPCs具有動員作用。
愈來愈多的證據(jù)顯示,內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡和再生的平衡可能決定AS的進(jìn)程和程度,來自骨髓的EPCs對于動脈“樹”自穩(wěn)態(tài)的維持至關(guān)重要。所以,利用EPCs來平衡內(nèi)皮細(xì)胞的再生和凋亡,恢復(fù)內(nèi)皮細(xì)胞的功能,修復(fù)損傷的血管有望成為將來治療的重要手段和策略。初步研究發(fā)現(xiàn)某些補(bǔ)腎、益氣、活血中藥對于EPCs的增殖和功能具有動員作用,為中藥抗動脈粥樣硬化作用提供了新的作用靶點(diǎn)。今后,將在建立動脈內(nèi)膜損傷模型的基礎(chǔ)上,結(jié)合細(xì)胞譜系分析的方法進(jìn)一步探討中藥動員EPCs的作用。
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作者簡介:張敏州(1953—),男,畢業(yè)于中山醫(yī)科大學(xué),教授,主任醫(yī)師,博士生導(dǎo)師,本刊編委,現(xiàn)工作于廣州中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院(郵編:510120);王磊、曹愛琴,工作于廣州中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院。
(本文編輯 郭懷印)