孫藝瑋，姜維良

(哈爾濱醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院普通外科，黑龍江哈爾濱150081)

血管內皮祖細胞(endothelial progenitor cells，EPCs)是一類與造血前體細胞有著相似特征的單核細胞群，它們在成體血管新生和受損內膜的再內皮化中發(fā)揮重要作用。近年來有關EPCs的基礎研究進展迅速，其研究成果為缺血性疾病、腫瘤的治療和組織工程研究展現(xiàn)了新的視角，同時也顯示出良好的臨床應用前景，本文就成體EPCs的來源、分布，生物學特征、作用及臨床應用等方面的研究現(xiàn)狀進行綜述。

1 EPCs概述

1.1 EPCs的來源及分布

EPCs主要來源于骨髓、外周血、臍血和胚胎等組織。1997年采用磁珠分選法首次從外周血中分離出EPCs，它們在血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)的作用下分化為內皮細胞，同時發(fā)現(xiàn)這些細胞參與動物缺血肢體血管生成［1］。近年來也有研究者從外周血收集祖細胞，采用內皮祖細胞局部肌間注射治療閉塞性動脈硬化癥，結果顯示移植部位皮溫明顯升高、潰瘍面出現(xiàn)新生肉芽組織以致潰瘍縮小愈合［2］。

此外研究已經證實，臍血也能分離出EPCs。采用免疫磁珠法分離出CD34+和CD133+細胞，并分析細胞表面的特征性分子，發(fā)現(xiàn)這些細胞可表達EPCs特有的轉錄基因，其編碼的蛋白質與細胞的自我復制、信號傳導、細胞骨架重建、招募及黏附密切相關［3］。從胚胎中分離出EPCs，可表達血管性血友病因子(Von Willebrand Factor，vWF)等，這些細胞經誘導分化為內皮細胞［4］。造血細胞和內皮細胞來源于胚胎，兩者在胚胎時期比成年時期關系更密切［5］。

1.2 EPCs的表面標記

2000年，發(fā)現(xiàn)了CD133(AC133)，認為CD133+/CD34+/VEGFR-2+細胞是一種早期 EPCs［6］，分化成熟的過程中逐漸失去CD133，而在成熟的EC上則無 CD133表達。但2001年，又提出了 CD34－EPCs的概念［7］。2002年，從成體骨髓中分離出一種 CD133+/VEGFR-2+/CD34－/VE-cadherin－的多潛能祖細胞［8］。這些細胞在體外經VEGF誘導培養(yǎng)可增殖分化為CD34+/VEGFR-2+/VE-cadherin+EPCs;在體內參與腫瘤的血管新生和創(chuàng)傷愈合，故也被認為是EPCs的前體細胞。由此可見，EPCs的表面標記并非單一的，且在不同的發(fā)育階段可能表達不同的標記，或者不同來源的EPCs也可能具有不同的標記。總之，迄今為止，還沒有發(fā)現(xiàn)可以明確識別EPCs的特異性表面標記，但是有關研究表明，同時表達CD133、VEGFR-2和CD34的細胞具有遷移并分化為成熟內皮細胞的能力，能夠促進出生后的血管形成。

1.3 EPCs的動員、歸巢

動員指EPCs從骨髓釋放到外周血的過程，成人內皮祖細胞的動員過程是一個復雜的過程，其受許多細胞因子的影響，如VEGF、血小板源性生長因子(platelet derived growth factor，PDGF)等在內皮祖細胞的動員中發(fā)揮重要的促進作用。歸巢指外周血EPCs遷移到組織缺血或內皮損傷部位，黏附、結合到受損血管的過程，EPCs的歸巢是一個復雜、精密的過程。將含有VEGF的填充物移植到缺血部位，可引起移植部位的EPCs聚集，促進血管新生，提示VEGF有促進EPCs歸巢的作用［9］。二者可受到多種共同因素的調控，又受到各自獨立的因素調控，如VEGF和基質細胞源性因子-1(stromal cell derived factor-1，SDF-1)既可促進EPCs動員，又可促使其歸巢。而活化的基質金屬蛋白酶-9(matrix metallo proteinase-9，MMP-9)可激活造血母細胞，使其分化為EPCs和造血干細胞;一氧化氮合酶在骨髓干/祖細胞動員中也起著重要作用，它可以促使MMP-9 的激活［10］。

1.4 EPCs的分化

EPCs的分化與黏附分子、黏附后細胞之間的相互作用及微環(huán)境有密切關系。經西伐他汀處理過的EPCs表現(xiàn)出較強的向血管內皮細胞分化的能力，然而，這種增強的分化能力可以被黏附素受體阻斷劑所阻斷，這表明黏附分子在EPCs的分化中發(fā)揮重要作用［11］。

1.5 EPCs的作用

研究證實，EPCs在成體的生理性和病理性血管新生中發(fā)揮著重要作用。小鼠骨髓移植實驗發(fā)現(xiàn)，誘發(fā)排卵后的黃體和子宮內膜及下肢或心肌缺血組織中均能檢測 EPCs［12］。將體外擴增的人EPCs移植到后肢缺血的裸鼠中發(fā)現(xiàn)，EPCs促進了缺血組織的血管新生，肢體壞死和截肢減少了近50%［13］。將新鮮分離的人EPCs移植到后肢缺血的糖尿病裸鼠中，其結果提示，在疾病狀態(tài)下它們也可以促進血管新生［14］。研究顯示，EPCs參與受損血管內膜的再內皮化，在維持內皮穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮重要作用。研究人員在犬的胸降主動脈人工血管以及患者的左心室輔助裝置表面發(fā)現(xiàn)EPCs移生現(xiàn)象［15］。通過對犬頸動脈內皮剝脫實驗研究，證實骨髓來源的EPCs參與了受損內膜的再內皮化［16］。

1.6 EPCs的影響因素

正常情況下，骨髓中EPCs處于休眠狀態(tài)，在很多刺激因素作用下動員到體循環(huán)，導致外周循環(huán)血中EPCs的數(shù)量增加，并遷移到特定的位點分化增生，形成內皮細胞并促進血管發(fā)生。目前已證實對EPCs有動員作用的因素包括生長因子:VEGF、堿性成纖維細胞生長因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)、胎 盤 生 長 因 子 (placenta growth factor，P1-GF)、促紅細胞生成素(erythropoietin，EPO)等;致炎細胞因子:粒-巨噬細胞集落刺激因子(macrophage colony stimulating factor，GM-CSF)、白細胞介素-1(interleukin-1，IL-1)、基質細胞衍生因子(stroma cell derivation factor-1，SDF-1);藥物和激素:他汀類藥物、血管緊張素轉化酶抑制劑、雌激素等;機體某些生理或病理狀態(tài):組織缺血、不穩(wěn)定型心絞痛、急性心肌梗死時外周血中EPCs迅速增加。在低氧5周的大鼠中發(fā)現(xiàn)他汀類藥物通過抑制SDF-la/CXCR4和ICAM-1/CDl8途徑減少骨髓來源的EPCs的動員及歸巢［17］。不少研究己證實，EPCs在VEGF或缺血刺激下確可分化為成熟內皮細胞，它在體內具有明顯的內皮修復和促血管新生作用［18］。研究也證實了EPO可誘導EPCsAkt/eNOS磷酸化和NO合成，增加EPCs的動員而抑制損傷動脈的內膜增生［19］。

2 EPCs與肢體缺血性疾病的治療

血管新生療法用于治療缺血性疾病的臨床實驗已有十余年的歷史，經歷了從生長因子(growth factor，GF)基因導入的治療性血管新生(therapeutic angiogenesis)到EPCs移植的治療性血管形成(therapeutic vasculogenesis)階段。

目前已有EPCs移植治療肢體缺血性疾病的臨床應用報道。國外首先采用骨髓單個核細胞進行缺血肢體的局部肌肉注射治療［20］。隨訪4周，結果顯示患者的踝肱指數(shù)、靜息痛及無痛行走時間均明顯改善，并無嚴重的并發(fā)癥;24周時，缺血肢體側支血管數(shù)目明顯增加，血流灌注恢復。這些可能與骨髓單個核細胞中含有EPCs及一些促血管生成因子有關。另外，2002年相關研究也證明了，EPCs移植治療肢體缺血性疾病安全、可行［21］。從國外應用情況來看，取得了緩解癥狀、降低截肢平面，甚至避免截肢的效果。

繼國外相應的臨床應用研究報道之后，2003年國內首先開展了自體骨髓干細胞移植治療下肢缺血的臨床研究，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)患者達到了避免截肢或降低截肢平面的目的［22］。同年又進行了第1例動脈腔內干細胞移植術，并對這2種不同自體骨髓干細胞移植的方法進行了對比，肌肉局部注射組患者小腿疼痛的緩解率＞90%，而血管腔內注射組的疼痛緩解改善率幾乎100%。之后又嘗試采用外周血干細胞移植治療下肢缺血，到目前為止全國大約有2 000余例患者已經得到治療，大多數(shù)患者的臨床癥狀明顯改善，這使不少患者不僅保存了肢體，而且挽救了生命。

3 EPCs的展望

目前，干細胞研究是生物醫(yī)學領域研究的熱點之一。EPCs移植通過促進血管新生治療缺血性疾病的新策略具有巨大的臨床應用潛力，EPC在血管新生治療中的作用已在臨床前實驗中取得了較為肯定的結果。雖然有許多問題尚需解決，但該手段較傳統(tǒng)的治療方法有著無可比擬的優(yōu)越性。相信隨著基礎與臨床研究的不斷深入，在不久的將來，采用其他來源的干細胞移植如臍血干細胞移植、胎肝細胞移植、干細胞和(或)祖細胞的基因修飾、細胞因子的聯(lián)合運用等多種治療手段，干細胞移植治療下肢缺血性疾病定會迎來更加廣闊的應用前景。

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