謝紅娜，趙中

(南京醫(yī)科大學(xué)附屬蘇州市立醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，江蘇蘇州215001)

·綜述·

內(nèi)皮祖細(xì)胞與腦血管疾病的研究進(jìn)展

謝紅娜，趙中

(南京醫(yī)科大學(xué)附屬蘇州市立醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，江蘇蘇州215001)

內(nèi)皮祖細(xì)胞是血管內(nèi)皮細(xì)胞的前體細(xì)胞，它在某些情況下可以從骨髓動(dòng)員到外周血參與血管的再生與修復(fù)，在腦血管疾病的發(fā)生和預(yù)后中起著重要作用。本文就內(nèi)皮祖細(xì)胞在腦血管疾病中的研究進(jìn)展做一綜述。

內(nèi)皮祖細(xì)胞；腦血管疾?。恢酗L(fēng)；血管生成；神經(jīng)再生

內(nèi)皮祖細(xì)胞(Endothelial progenitor cells，EPCs)是血管內(nèi)皮細(xì)胞的前體細(xì)胞，亦稱為成血管細(xì)胞(Angioblast)，在生理或病理因素刺激下，可從骨髓動(dòng)員到外周血，是能夠自我更新、增殖分化為內(nèi)皮細(xì)胞的多能祖細(xì)胞。它不僅參與了胚胎血管的生成，還參與了出生后血管的再生和受損后內(nèi)皮細(xì)胞的修復(fù)過程。EPCs的數(shù)量變化可反映血管內(nèi)皮受損的程度，是目前唯一可作為活體組織中反映血管內(nèi)皮損傷的直接而特異的標(biāo)志物。

1 EPCs的表型

1997年Asahara等[1]首次利用免疫磁珠細(xì)胞從外周血中成功分離得到CD34+和KDR+血管內(nèi)皮生長因子受體(Vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR)雙陽性的EPCs細(xì)胞。雖然對(duì)EPCs的表型鑒定仍存在歧義，但目前普遍認(rèn)為CD34、CD133及KDR/FIk-1是骨髓中的內(nèi)皮祖細(xì)胞的表面標(biāo)志，其進(jìn)入外周血以后不成熟的造血前體標(biāo)記EPCs CD133逐漸消失，CD34、KDR則逐漸表達(dá)。

2 EPCs的動(dòng)員及其促進(jìn)因素

內(nèi)皮祖細(xì)胞主要存在骨髓中，當(dāng)內(nèi)皮祖細(xì)胞受到外界影響從骨髓達(dá)到外周血，逐漸遷移到缺血、損傷、腫瘤等組織中，稱為內(nèi)皮祖細(xì)胞的動(dòng)員和歸巢。動(dòng)員的初始步驟涉及到基質(zhì)金屬蛋白酶-9的激活。它可以催化膜結(jié)合配體轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑耘潴w。影響其動(dòng)員因素包括：

2.1 內(nèi)源性因素及外源性細(xì)胞因子內(nèi)源性機(jī)體損傷如體內(nèi)缺血、血管損傷、燒傷等，可刺激內(nèi)皮祖細(xì)胞的動(dòng)員。在血管損傷時(shí)，損傷組織釋放血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)及單核趨化蛋白-1(MCP-1)[2]、堿性成纖維因子(bFGF)等。此外，還有研究發(fā)現(xiàn)促紅細(xì)胞生成素(EPO)[3]、高密度脂蛋白(DL-L)[4]、年齡[5]、吸氧和運(yùn)動(dòng)對(duì)其也有刺激作用。

2.2 藥物近來發(fā)現(xiàn)阿司匹林對(duì)除了血小板聚集作用外，對(duì)EPCs也有一定作用。2011年徐明國等[6]用人血丙種球蛋白(IVIG)和阿司匹林(ASP)對(duì)川崎病患兒進(jìn)行治療，證實(shí)IVIG和ASP治療可顯著改善川崎病患兒循環(huán)內(nèi)皮祖細(xì)胞的功能，并且其機(jī)制可能與腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和超敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP)的濃度降低有關(guān)。

目前不僅在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，在腦血管疾病中也已有大量研究證實(shí)他汀不僅可以提高EPCs的數(shù)量、改善其遷移功能，也有研究顯示可以提高EPCs功能[6-12]。但是他汀類影響EPCs的數(shù)量和功能確切的機(jī)制不明。早期有文獻(xiàn)報(bào)道稱他汀類藥物可通過減少腫瘤壞死因子α[9]、調(diào)節(jié)內(nèi)皮祖細(xì)胞的周期基因的表達(dá)阻止EPCs的衰老[12-14]。其可能的機(jī)制是通過PI3K/Akt信號(hào)途徑增強(qiáng)EPCs增殖和遷移能力[13]。在Minami等[14]通過在冠狀動(dòng)脈疾病中運(yùn)用他汀類，顯示他汀類使EPCs的數(shù)量顯著增加與MicroRNA 221/222水平降低有關(guān)。最新研究[15]在糖尿病患者中發(fā)現(xiàn)基因MicroRNA-126通過也Ras/ERK/VEGF and PI3K/ Akt/eNOS途徑，影響EPCs的動(dòng)員。血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑(ACEI)類藥物調(diào)控EPCs的粘附和凋亡及促進(jìn)新生血管的形成以及抗氧化應(yīng)激能力[16]。目前臨床上主要用于治療多種缺血性疾病的一些中藥，對(duì)EPCs也有一定作用。如：巴曲酶、人參皂苷Rg-1、葛根素、通心絡(luò)膠囊等活血化瘀藥物.

3 內(nèi)皮祖細(xì)胞在腦血管疾病中的研究

3.1 內(nèi)皮祖細(xì)胞在腦缺血及出血性疾病中的研究腦血管疾病已經(jīng)成為導(dǎo)致人類死亡的三大疾病之，無論是缺血性或出血性疾病，其主要的原因與動(dòng)脈粥樣硬化有關(guān)，而許多研究也表明動(dòng)脈內(nèi)膜損傷是動(dòng)脈粥樣硬化的始動(dòng)因素。研究顯示，EPCs可以明顯減輕頸動(dòng)脈粥樣硬化板塊的形成和發(fā)展[17]。我們知道內(nèi)皮祖細(xì)胞參與了出生后的血管新生、血管損傷及炎癥損傷的修復(fù)、維持內(nèi)皮細(xì)胞的完整和血管的動(dòng)態(tài)平衡；但是一些嚴(yán)重的血管內(nèi)皮損傷是不可逆轉(zhuǎn)的。另一方面，EPCs主要通過自分泌和旁分泌分泌些細(xì)胞因子，主要是VEGF和BFGF，使其發(fā)生血管再生并抑制內(nèi)膜過度增生。通過分泌神經(jīng)生長因子及神經(jīng)形成恢復(fù)神經(jīng)的功能[18-20]。血管的生長主要包括血管新生和血管發(fā)生兩種形式。

鑒于EPCs的功能，已有臨床研究[21]顯示在缺血性血管疾病中，內(nèi)皮祖細(xì)胞的數(shù)量明顯增多，并動(dòng)員其到損傷的局部組織，使其建立有效地側(cè)支循環(huán)，明顯改善其血流供應(yīng)。Fan等[22]通過被閉塞大腦中動(dòng)脈裸鼠，制造腦缺血?jiǎng)游锬Ｐ妥C實(shí)，EPCs可促進(jìn)腦缺血區(qū)的新生血管形成，促進(jìn)了腦組修復(fù)，增強(qiáng)了神經(jīng)的發(fā)生及其功能的恢復(fù)。在急性腦梗死者中外周血循環(huán)內(nèi)皮祖細(xì)胞的增加與良好的預(yù)后相關(guān)，并與腦梗死體積呈負(fù)相關(guān)，這提示其參與了腦梗死后的神經(jīng)修復(fù)[20]。目前，已經(jīng)有大量的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，將EPCs種植在支架或者生物工程血管以產(chǎn)生有生物活性的內(nèi)皮層，可以提高血管舒張功能，延長移植血管的開通，預(yù)防支架的血栓形成和再狹窄。所以對(duì)于腦血管疾病需要植入支架患者，植入EPCs將大大提高患者的生存率，預(yù)防支架血栓形成和再狹窄。公認(rèn)的高血壓、高血糖、高血脂等血管危險(xiǎn)因素，與循環(huán)EPCs水平呈負(fù)相關(guān)。但是有研究顯示[23]高血壓腦出血急性期患者EPCs數(shù)目增多，粘附、遷移的功能增強(qiáng)。機(jī)制可能與某些應(yīng)激狀態(tài)下，機(jī)體釋放某些因子(如VEGF mRNA蛋白增高)促進(jìn)內(nèi)皮祖細(xì)胞的動(dòng)員和功能有關(guān)。

除此以外應(yīng)用藥物EPCs的動(dòng)員來治療腦血管也應(yīng)很有前景。如上述所講一些藥物可以一種新的作用機(jī)制來應(yīng)用于缺血性腦血管疾病，并且他汀對(duì)EPCs動(dòng)員作用，獨(dú)立于對(duì)血脂水平的影響[8]。同樣對(duì)有高血壓病患者如無ACEI類禁忌證可作為首選降壓。

另外研制出新的特異性針對(duì)EPCs動(dòng)員的藥物也許確實(shí)是一種受益匪淺的舉措。將這些特異性藥物應(yīng)用于腦血管疾病患者，可明顯改善神經(jīng)功能，減輕后遺癥，降低致殘、致死率。當(dāng)然除了藥物，已經(jīng)有大量臨床動(dòng)物實(shí)驗(yàn)把EPCs直接移植到缺血組織中，如用臍血內(nèi)皮祖細(xì)胞治療糖尿病下肢缺血來改善缺血組織的血管形成，以及減少缺血組織壞死的研究[24]。我們可以利用基因治療使內(nèi)皮祖細(xì)胞高表達(dá)血管新生誘導(dǎo)因子，從而充分發(fā)揮EPCs的治療作用。有研究[25]利用大鼠制造膠質(zhì)瘤動(dòng)物模型，證實(shí)了EPCs作為基因治療的載體應(yīng)用于膠質(zhì)瘤的基因。故也許用EPCs轉(zhuǎn)染促進(jìn)血管形成的誘導(dǎo)因子會(huì)是治療腦血管疾病中值得期待的嘗試。

3.2 顱內(nèi)動(dòng)脈瘤與內(nèi)皮祖細(xì)胞顱內(nèi)動(dòng)脈瘤是由于局部血管異常而產(chǎn)生的腦血管瘤樣突起，其具體發(fā)病機(jī)制尚不明確，但其內(nèi)膜功能被破壞被認(rèn)為是動(dòng)脈瘤的始動(dòng)因素[26]。基質(zhì)金屬蛋白酶9(MM-9)被認(rèn)為可降解內(nèi)彈力層及動(dòng)脈內(nèi)膜，從而直接導(dǎo)致動(dòng)脈瘤生成。以下幾個(gè)研究中MM-9均增高。徐勇等[27]選用大鼠動(dòng)物模型，誘導(dǎo)頸內(nèi)動(dòng)脈瘤，通過測量各組血壓及動(dòng)脈瘤的大小，以及PT-PCR檢測Willis環(huán)相關(guān)基因表達(dá)，其結(jié)果提示MM-9表達(dá)增高，循環(huán)內(nèi)皮祖細(xì)胞數(shù)量顯著低于正常對(duì)照組，證實(shí)了內(nèi)皮祖細(xì)胞可以降低大鼠腦動(dòng)脈瘤的發(fā)生以及延緩其進(jìn)展。由此可以看出也許EPCs的降低可能是動(dòng)脈瘤生成的一個(gè)重要因素。但是EPCs對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的影響機(jī)制尚不清楚。有人認(rèn)為其可通過對(duì)腦動(dòng)脈瘤的血管分流而早期治愈動(dòng)脈瘤[28]。所以如何把EPCs運(yùn)用于動(dòng)脈瘤的治療，對(duì)其將是一個(gè)新的靶點(diǎn)。

3.3 煙霧病與內(nèi)皮祖細(xì)胞Takecchi和Shimizu首先報(bào)道了煙霧病(Moyamoya disease)。其又稱自發(fā)性Willis環(huán)閉塞癥，是一種慢性進(jìn)行性閉塞性腦血管疾病，以雙側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈末端和大腦前動(dòng)脈或大腦中動(dòng)脈近端狹窄或閉塞，伴腦底部異常血管網(wǎng)形成為特點(diǎn)。腦血管造影顯示煙霧病患者腦底部異常增生的血管網(wǎng)形狀如同吸煙時(shí)噴出的煙霧，故稱其為“煙霧病”。1969年，日本學(xué)者第一次將這種現(xiàn)象命名為“MOYAMOYA”。

煙霧病中EPCs的數(shù)目明顯高于動(dòng)脈粥樣硬化性腦血管疾病或是健康人[29]。Mao等[30]研究顯示EPCs在煙霧病中新血管形成有重要作用，其機(jī)制可能為煙霧病患者血清中多種細(xì)胞因子含量增加有關(guān)，如VEGF、MCP-1等[2]，而上述幾種因子已被證實(shí)與內(nèi)皮祖細(xì)胞聚集關(guān)系密切。另外，通過對(duì)未進(jìn)行手術(shù)治療的煙霧病兒童與健康兒童的研究[5]，對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)患兒中EPCs數(shù)量的減少水平與功能缺陷，可能與煙霧病的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。我們上述也提到EPCs對(duì)于支架植入術(shù)后的患者，有減少其血栓形成和再狹窄的概率，因此針對(duì)EPCs與煙霧病的發(fā)病機(jī)制有關(guān)，對(duì)其患者手術(shù)后EPCs的植入起著重要作用。

4 展望

總之，EPCs數(shù)量的變化在腦缺血及出血性疾病的發(fā)生和預(yù)后中起著重要作用，EPC可作為一種潛在的治療策略被應(yīng)用于腦血管病。但仍存在很多問題：①對(duì)EPCs的表型篩選仍有分歧，如何以及怎樣確認(rèn)有待進(jìn)步研究。②對(duì)EPCs移植的最佳時(shí)機(jī)仍是一個(gè)復(fù)雜的問題，它可以直接影響到細(xì)胞的存活。③有研究顯示EPCs也有促進(jìn)腫瘤生長的作用，因此在移植中如何抑制其向腫瘤分化仍是一個(gè)難題?；蛟S對(duì)移植前EPCs進(jìn)行基因修飾是一個(gè)潛在的戰(zhàn)略。

[1]Asahar AT,Murohara T,Sullivan A,et a1.Isolation of putatie progenitorenthelial cells for angiogencsis[J].Science,1997,275 (5302):964-967.

[2]Kang HS,Kim JH,Phi JH,el a1.Plasma matrix metalloproteinases, cytokines and angiogenic factors in moyamoya disease[J].Journal of Neurology,Neurosurgery＆Psychiatry,2009,81(6):673-678.

[3]Xu Y,Tian Y,Wei HJ,Chen J,et al.Erythropoietin increases circulating endothelial progenitor cells and reduces the formation and progression of cerebral aneurysm in rats[J].Neuroscience,2011, 181:292-299.

[4]Pellegatta F,Bragheri M,Grigore L,et al.I n vitro isolati n of circulating endothelial progenitor cells is related t o the high density lipoprotein plasma levels[J].Int J Mol Med,2006,17(2):203-208.

[5]Kim JH,Jung JH,Phi JH,et al.Decreased level and Defectiv Function of Circuating Endothelial Progenitor Cells in children with Moyamoya disease[J].J Neurosci Des,2010,88(3):510-518.

[6]徐明國,門麗娜,祖瑩,等.人血丙種球蛋白和阿司匹林治療對(duì)川崎病患兒循環(huán)內(nèi)皮祖細(xì)胞功能的影響[J].中國當(dāng)代兒科雜志, 2011,2(13):966-969.

[7]Sobrino T,Blanco M,Pérez-Mato M,el at.Increased levels of circulating endothelial progenitor cells in patients with ischaemic stroke treated with statins during acute phase[J].Eur J Neurol,2012,19 (12):1539-1546.

[8]Huang B,Cheng Y,Xie Q,et al.Effect of 40 mg versus 10 mg of atorvastatin on oxidized low-density lipoprotein,high-sensitivity c-reactive protein,circulating endothelial-derived microparticles, and endothelial progenitor cells in patients with ischemic cardiomyopathy[J].Clin Cardiol,2012,35(2):125-130.

[9]Ma FX,Chen F,Ren Q,et al.Lovastatin Restores the function of endothelial progenitor cells damaged by oxLDL[J].Acta Pharmacol Sin,2009,30(5):545-552.

[10]Liu Y,Wei J,Hu S,el at.Beneficial effects of statins on endothelial progenitor cells[J].Am J Med Sci,2012,344(3):220-226.

[11]Rupp S,Badorff C,Koyanagi M,et al.Statin therapy in patients with coronary artery disease improves the impaired endothelial progenitor cell differentiation into cardiomyogenic cells[J].Basic Res Cardiol,2004,99(1):61-68.

[12]Assmu B,Urbich C,Aicher A,et al.HMG-CoA reductase inhibitors reduce senescence and increase proliferation of endothelial progenitor cells via regulation of cell cycle regulatory genes[J].Circ Res, 2003,92(9):1049-1055.

[13]Li W,Wang H,Kuang CY,et al.An essential roe for the Id1/PI3K/ Akt/NFkB/survivin signaing pathway in promoting the proliferating of endothelial progenitor cells in vitro[J].Mol Cell Biochem, 2012,363(1):135-145.

[14]MinamiY,Satoh M,Maesawa C,et al.Effect of atorvastatin on microRNA 221/222 expression in endothelial progenitor cells obtained from patients with coronary disease[J].Eur J Cin Invest,2009,39 (5):359-367.

[15]Meng S,Cao JT,Zhang B,et al.Downregulation of microRNA-126 in endothelial progenitor cells from diabetes patients,impairs their functional properties,via target gene Spred-1[J].J Mol Cell Cardiol,2012,53(1):64-72.

[16]李琳,高潤霖,葉紹東,等.血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑對(duì)大鼠外周血內(nèi)皮祖細(xì)胞的影響[J].醫(yī)學(xué)臨床研究,2009,2(10):1800-1803.

[17]Ma ZL,Mai XL,Sun ZH,et al.Inhibited atherosclerotic plaque for-mation by local administration of magnetically labeled endothelial progenitor cells(EPC)in a rabbit model[J].Atherosclerosis, 2009,205(1):80-86.

[18]Thored P,Wood J,Arvidsson A,et al.Long-term neuroblast migration along blood vessels in an area with transient angiogenesis and increased vascularization after stroke[J].Stroke,2007,38(11): 3032-3039.

[19]Minger SL,Ekonomou A,Carta EM,et al.Endogenous neurogenesis in the human brain following cerebral infarction[J].Regen Med, 2007,2(1):69-74.

[20]Sobrino T,Hurtado O,Moro MA,et al.The increase of circulating endothelial progen it or cells after acute is chemictroke is associated with good outcome[J].Stroke,2007,38(10):2759-2764.

[21]Tongers J,Roncalli JG,Losordo DW.Role of endothelial progenitor cells during ischemia-induced vasculogenesis and collateral formation[J].Microvasc Res,2010,79(3):200-206.

[22]Fan YF,Shen FX,Frenzel T,et al.Endothelial progenitor cell transplantation improves long-term stroke outcome in mice[J].Ann Neurol,2010,67(4):488-497.

[23]Miao W,Yang QD,Guo WX,et al.Expression of vascular endothelial growth factor mRNA and protein in endothelial progenitor cells in patients during acute cerebral hemorrhage associated with hypertension[J].Chinese Journal of Neurology,2011,44:101-104.

[24]彭艷,程培,徐勇.臍血內(nèi)皮祖細(xì)胞尾靜脈與局部注射治療糖尿病下肢缺血[J].中國組織工程研究與臨床康復(fù),2011,15:3499-3502.

[25]Varma NRS,Janic B,Iskander ASM,et al.Endothelial progenitor cells(EPCs)as gene carrier system for rat model of human glioma [J].PLoS ONE,2012,7(1):e30310.

[26]Tamura T,Jamous MA,Kitazato KT,et al.Endothelial damage due to impaired nitric oxide bioavailability triggers cerebral aneurysm formation in female rats[J].Hypertens,2009,27:1284-1292.

[27]徐勇,張建宇.外周血內(nèi)皮祖細(xì)胞數(shù)量變化與顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的生成[J].2011,15(6):1083-1087.

[28]Fang XG,Zhao R,Wang KZ,et al.Role of endothelial progenitor cells in healing aneurysms with flow diverting stents[J].Chinese Journal of Cerebrovascular Diseases,2011,8(2):87-90.

[29]Rafat N,Beck GC,Pena PG,et a1.Increased levels of cireulating endothelia progenitor cells in patients with moyamoya is ease[J]. Stroke,2008,40(2):432-438.

[30]Mao ZQ,Li M,Ma Y.Status of neovascularization attributed to endothelial progenitor cells in moyamoya disease[J].Chinese Journal of Cerebrovascular Diseases,2011,8(12):662-665.

Research progress on endothelial progenitor cells and cerebrovascular diseases.

XIE Hong-na,ZHAO Zhong. Department of Neurology,Suzhou Hospital Affiliated to Nanjing Medical University,Suzhou 215001,Jiangsu,CHINA

Endothelial progenitor cells(EPCs)are immature endothelial cells.They can enter peripheral blood from immature stem cells in specific circumstances,which participant in angiogenesis and repair,and play an important role in the occurrence,development and prognosis of cerebrovascular disease.In this review,we will summarize the recent progress on EPCs and cerebrovascular diseases.

Endothelial progenitor cells(EPCs);Cerebrovascular disease;Stroke;Angiogenesis;Nerve regeneration

R734

A

1003—6350（2013）03—0434—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2013.03.0190

2012-08-01)

謝紅娜。E-mail：bingdaoyou@126.com