劉景雪，黃 瑾（上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬岳陽中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院藥劑科，上海 200437）

糖尿病[1]（diabetes mellitus，DM）是由胰島素分泌缺陷或其生物作用受損，或兩者兼有引起的以高血糖為特征的代謝性疾病。該疾病導(dǎo)致死亡的主要原因是在長期疾病過程中引發(fā)的各種并發(fā)癥，如：心腦血管病、下肢血管病、高血壓等，這些并發(fā)癥的發(fā)生都伴隨血管組織的損傷。目前治療血管損傷性疾病的藥物主要是緩解病癥、減緩疾病的發(fā)展，但在血管損傷修復(fù)和血管新生中作用不大[2]。研究表明[3]，內(nèi)皮祖細(xì)胞（endothelial progenitor，EPC）在生理或病理?xiàng)l件下可以從骨髓中動員至外周血，參與損傷血管的修復(fù)，并且促進(jìn)缺血組織損傷后的再內(nèi)皮化和生長因子釋放。EPC的以上特點(diǎn)，為治療糖尿病所致的血管損傷提供了新的思路和治療靶點(diǎn)。

1 EPC概述

EPC是一類特殊的干細(xì)胞，近年來已經(jīng)引起學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。1997年，Asahara 等[4]首次從人的外周血中分離出一種CD34陽性單核細(xì)胞，因其能表達(dá)血管內(nèi)皮細(xì)胞的標(biāo)志物，而且具有向血管內(nèi)皮細(xì)胞分化的潛能，故將此單核細(xì)胞命名為血管EPC。1999年，Asahara 等[5]證明EPC可來源于骨髓。之后的研究[6]發(fā)現(xiàn)，EPC可以出現(xiàn)在脾臟、臍帶血等組織。

根據(jù)培養(yǎng)特點(diǎn)[7-8]，EPC主要分為早期和晚期兩類。早期EPC主要在含血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）的培養(yǎng)基中培養(yǎng)纖連蛋白上的外周血單核細(xì)胞產(chǎn)生，類似于成集落內(nèi)皮細(xì)胞（CFU-ECs），培養(yǎng)至2～3周數(shù)量達(dá)到高峰，形狀類似紡錘形，其壽命僅有4周，主要通過提供支持血管生成的多種生長因子來增強(qiáng)血管形成；晚期EPC由單核細(xì)胞培養(yǎng)14d以上獲得，呈鵝卵石樣，可存活12周，這些細(xì)胞缺乏造血和骨髓標(biāo)記物，具有較低的細(xì)胞因子釋放能力，因增殖能力強(qiáng)，常被稱為生長型 EPC。EPC的鑒定方法有很多[4]，包括用特定的生物標(biāo)記聯(lián)合克隆形成實(shí)驗(yàn)，熒光檢測對乙?；兔芏戎鞍椎奈蘸团c凝集素的結(jié)合，以及流式細(xì)胞術(shù)檢測表面標(biāo)志物。其中，細(xì)胞表面標(biāo)志物[9]包括造血干細(xì)胞標(biāo)記和血管內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)記物，如：CD31、血管內(nèi)皮生長因子受體-2（VEGFR-2）、血管性血友病因子（vWF）、血管內(nèi)皮鈣粘蛋白（VE-cadherin或CD 144）。

機(jī)體在正常的穩(wěn)態(tài)條件下，外周血中存在少量的循環(huán)EPC，當(dāng)機(jī)體在缺血、缺氧等情況下，刺激EPC 動員因子，如：VEGF、成纖維細(xì)胞生長因子（bFGF）、基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1（SDF-1）等的釋放，這些因子激活一氧化氮合酶（eNOS），導(dǎo)致一氧化氮（NO）產(chǎn)生增加，NO調(diào)節(jié)基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）的活性，已活化的MMP（如MMP-9）使骨髓中 EPC 釋放并動員進(jìn)入外周循環(huán)，在受損部位歸巢并分化為內(nèi)皮細(xì)胞，參與內(nèi)皮受損血管的再內(nèi)皮化，促進(jìn)缺血部位的血管新生。因此，EPC 已經(jīng)成為預(yù)測血管疾病的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后情況的重要指標(biāo)。

2 抑制炎癥反應(yīng)降低EPC損傷

糖尿病患者長期處于高糖環(huán)境下，其機(jī)體處于一種慢性炎癥狀態(tài)。全身性炎癥導(dǎo)致糖尿病患者的新生血管形成和EPC功能受損，可以認(rèn)為，炎癥應(yīng)激是導(dǎo)致糖尿病進(jìn)展或惡化的主要原因[10]。研究發(fā)現(xiàn)[11]，炎癥趨化因子——巨噬細(xì)胞炎性蛋白-1β（MIP-1β）在糖尿病患者體內(nèi)的高表達(dá)，可降低EPC的功能，抑制EPC歸巢和缺血區(qū)的血管新生。

Chang等[12]使用特異性MIP-1β抗體抑制MIP-1β的活性，逆轉(zhuǎn)受損EPC的功能，增強(qiáng)EPC的歸巢能力，并增加循環(huán)EPC數(shù)量，進(jìn)而促進(jìn)血管新生。同樣具有高度的增殖潛能和分化能力的祖細(xì)胞——間充質(zhì)干細(xì)胞[13]（mesenchymal stemcells，MSC），通過改善1型糖尿?。═1DM）的免疫紊亂狀態(tài)及保護(hù)殘存的β細(xì)胞，進(jìn)而有效改善血糖狀態(tài)。周娜等[14]利用間充質(zhì)細(xì)胞可調(diào)控巨噬細(xì)胞表型的特性，促進(jìn)其由促炎 M1型向抗炎M2 型極化，從而抑制炎癥反應(yīng)，而且移植MSC可通過募集M2型巨噬細(xì)胞使胰島β細(xì)胞增殖和再生，進(jìn)而影響T1DM的病理生理過程。Yan 等[15]使用肌肽和積雪草酸（AA）組合共同作用于糖尿病小鼠和高糖孵育的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（HUVEC），結(jié)果顯示，該組合降低高糖孵育的HUVEC細(xì)胞中腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和活性氧（ROS）的產(chǎn)生，提高細(xì)胞活力，改善細(xì)胞功能；同時(shí)，肌肽和AA組合降低糖尿病小鼠體內(nèi)白細(xì)胞介素-6（IL-6）的產(chǎn)生，并限制腎環(huán)氧合酶-2（COX-2）活性，小鼠血糖得以控制。馮麗潔等[16]使用二甲雙胍與結(jié)合運(yùn)動干預(yù)2型糖尿病大鼠，其研究數(shù)據(jù)顯示，二甲雙胍和有氧運(yùn)動均可以降低糖尿病大鼠的空腹血糖，并且可以降低糖尿病大鼠血清TNF-α和血管細(xì)胞黏附分子-1（VCAM-1），TNF-α和VCAM-1濃度的降低減少氧化應(yīng)激相關(guān)分子（如：NADPH氧化酶）的表達(dá)，進(jìn)而減少對EPC的損傷。因此，抑制糖尿病患者的炎癥反應(yīng)，減輕EPC損傷，可有效改善糖尿病患者的自身狀態(tài)。

3 抑制氧化應(yīng)激降低EPC損傷

研究顯示[17]，氧化應(yīng)激在血管損傷及動脈粥樣硬化形成過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。糖尿病血管并發(fā)癥的病理基礎(chǔ)是血管內(nèi)皮功能受損。前期研究表明[18]，2型糖尿病初期患者已存在血管內(nèi)皮功能障礙，外周血EPC較健康人減少。在氧化應(yīng)激狀態(tài)下，機(jī)體氧化酶表達(dá)明顯增加，促進(jìn)EPC的凋亡并影響其功能，所以氧化應(yīng)激是 EPC 數(shù)量改變及功能受損的因素之一[19-20]。

李博鵬等[21]觀察在胰島素治療的基礎(chǔ)上再靜脈滴注α-硫辛酸對2型糖尿病初診患者超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧物酶（GSH-Px）、丙二醛（MDA）及8-羥基脫氧鳥苷（8-OHDG）含量的影響，同時(shí)測定外周循環(huán)EPC水平，并分析這些指標(biāo)間的相互關(guān)系。結(jié)果顯示，應(yīng)用α-硫辛酸治療前后，糖尿病患者（30例）EPC 數(shù)量差值較對照組（20例）顯著增加，SOD、GSH-Px活性的差值較對照組顯著增加，MDA、8-OHDG的差值顯著下降，表明糖尿病患者通過α-硫辛酸抗氧化治療，降低其氧化應(yīng)激水平，使循環(huán) EPC 水平明顯升高，進(jìn)而預(yù)防、延緩糖尿病血管并發(fā)癥的發(fā)生。Wang等[22]使用合成的羥基酪醇一氧化氮（HT-NO）研究對糖尿病小鼠和高糖刺激 EPC 的影響，結(jié)果顯示，HTNO利用其良好的NO釋放特性，促進(jìn)內(nèi)皮依賴性血管舒張，通過下調(diào)沉默信息調(diào)節(jié)因子1（SIRT1）抑制活性氧（ROS）的產(chǎn)生，降低糖尿病小鼠和高糖刺激的 EPC 氧化應(yīng)激水平。因此，降低糖尿病患者的氧化應(yīng)激水平，可以減少對EPC的損傷，進(jìn)而降低糖尿病患者血管發(fā)生并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。

4 促進(jìn)EPC的動員

機(jī)體處于正常生理狀態(tài)時(shí)，骨髓EPC處于靜息狀態(tài)。在生理或病理因素刺激下，機(jī)體釋放細(xì)胞因子促使骨髓中的EPC大量增殖并向外周血動員。外周血中EPC隨著血液循環(huán)到達(dá)損傷部位，進(jìn)而被歸巢至血管內(nèi)皮受損部位、分化為成熟內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)行內(nèi)皮修復(fù)，并參與血管新生。因此，正常的EPC動員功能在維持內(nèi)皮系統(tǒng)平衡中發(fā)揮重要作用。

糖尿病患者外周血中的EPC數(shù)量減少，而且功能受損[23]。粒細(xì)胞集落刺激因子[24]（G-CSF）在臨床上用于化療期間中性粒細(xì)胞減少患者和增加外周血中EPC的數(shù)量。單一應(yīng)用G-CSF很難有效動員骨髓EPC進(jìn)入外周血循環(huán)中。趨化因子受體CXCR4拮抗劑-AMD3100[25-26]可增強(qiáng)EPC的動員，促進(jìn)心肌梗死后的血管新生。林曉瑩等[27]以糖尿病小鼠為研究對象，將AMD3100聯(lián)合G-CSF用藥觀察對糖尿病小鼠骨髓EPC的動員。結(jié)果顯示，AMD3100聯(lián)合G-CSF動員骨髓EPC的效果優(yōu)于單一使用AMD3100，而且先使用AMD3100再聯(lián)合G-CSF的動員效果更佳。鄭夢夢等[28]向2型糖尿病合并急性心肌缺血大鼠灌胃瓜蔞薤白半夏湯（GXB），結(jié)果顯示，GXB組EPC的數(shù)量同對照組相比，在第4天達(dá)到峰值，然后在一段時(shí)間內(nèi)仍一直維持較高水平，而且GXB組血漿中的VEGF、eNOS、NO的水平均高于對照組，這也驗(yàn)證了骨髓中EPC的動員過程與這些細(xì)胞因子有關(guān)。目前研究發(fā)現(xiàn)，臨床降糖藥物阿卡波糖和二甲雙胍，可以動員骨髓EPC至外周血，增加外周血中EPC的數(shù)量，緩解高糖對EPC的功能障礙，這將為糖尿病患者的臨床治療提供安全、精準(zhǔn)、有效的動員方案，從而調(diào)節(jié)機(jī)體EPC功能，以促進(jìn)糖尿病所致的血管疾病的改善。

5 抑制EPC的凋亡

細(xì)胞凋亡的過程是一個(gè)復(fù)雜的級聯(lián)反應(yīng)，細(xì)胞從接受凋亡信號到調(diào)控分子間相互作用，再到蛋白水解酶的活化，整個(gè)過程中有許多細(xì)胞分子的參與。糖尿病患者由于血糖紊亂，高/低血糖都可以引起腦內(nèi)線粒體功能障礙，最終導(dǎo)致線粒體凋亡[29]。線粒體具有氧化磷酸化、能量代謝、抗氧化和傳遞電子等生理作用，線粒體的凋亡是細(xì)胞凋亡的主要途徑之一。

范艷萍等[30]研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病阻礙心肌梗死后冠狀動脈側(cè)支循環(huán)形成并加重心肌細(xì)胞的凋亡。血糖升高后對內(nèi)皮細(xì)胞的舒張功能產(chǎn)生影響，使血管通透性增加，CO合成減少，其生物活性降低，進(jìn)而影響側(cè)支循環(huán)形成；血糖升高使機(jī)體出現(xiàn)生化異常，糖基化和磷酸化反應(yīng)增加，糖基化和磷酸化的異常激活轉(zhuǎn)錄因子P53，P53在使抗凋亡基因表達(dá)減少的同時(shí)促使促凋亡基因表達(dá)升高，進(jìn)而加速細(xì)胞的凋亡。如果可以減少糖尿病患者的EPC細(xì)胞凋亡，那么對于患者預(yù)后將有很好的效果。研究發(fā)現(xiàn)[31-33]，許多中藥成分，如：水飛薊素、蝦青素、紅景天苷等呈劑量依賴性抑制糖尿病患者外周血 EPC 的凋亡，促進(jìn)EPC增殖，進(jìn)而達(dá)到通過抑制EPC的凋亡發(fā)揮預(yù)防疾病的作用。將上述改善糖尿病患者EPC功能的藥物治療及干預(yù)措施簡略歸納如下，具體見表1。

表1 改善EPC功能的藥物治療/干預(yù)措施

6 結(jié)語

糖尿病患者持續(xù)高血糖狀態(tài)，并在各種因素的相互作用下，使得自身EPC功能受損。EPC 功能發(fā)生障礙，其內(nèi)皮修復(fù)和血管新生的能力降低，從而導(dǎo)致血管并發(fā)癥的發(fā)生。目前，用于臨床降糖的藥物有很多，但直接改善糖尿病患者EPC功能的藥物鮮有報(bào)道。因此，在研究糖尿病患者EPC功能損傷的基礎(chǔ)上，尋找更為有效的改善EPC功能的藥物和方法，提高 EPC 的存活能力，對于預(yù)防或治療糖尿病并發(fā)癥有重要的臨床意義。