李楠楠，印清，杜榮增

(江蘇大學(xué)附屬醫(yī)院心內(nèi)科，江蘇 鎮(zhèn)江 212000)

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和國民生活方式的改變，心血管疾病的發(fā)病率逐年升高，其已成為我國城市及農(nóng)村居民的首要死亡疾病，給居民和社會帶來沉重經(jīng)濟負擔(dān)[1]。目前已知的心血管疾病種類繁多，包括但不僅限于動脈粥樣硬化(atherosclerosis，As)、心肌纖維化及心肌梗死，此三者具有共同的病理基礎(chǔ)，如炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、內(nèi)皮功能紊亂等。浸潤的白細胞和活化的血管細胞(如內(nèi)皮細胞、平滑肌細胞和成纖維細胞)分泌不同的生長因子、細胞因子和其他炎癥因子在心血管疾病的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮重要作用。血小板衍生生長因子(platelet-derived growth factor，PDGF)是一種具有多種生物學(xué)功能的調(diào)節(jié)性多肽,自20世紀70年代首次被發(fā)現(xiàn)以來得到廣泛研究。PDGF信號通路通過與兩種PDGF受體(platelet-derived growth factor receptor，PDGFR)(PDGFR-α和PDGFR-β)的作用調(diào)節(jié)纖維組織沉積和血管生成，影響組織纖維化、As、癌癥等多種疾病進展。臨床試驗證實，伊馬替尼可抑制PDGFR的酪氨酸激酶活性，可以有效治療人類癌癥[2]。研究發(fā)現(xiàn)，所有PDGF和PDGFR亞型均在As的病程中被檢測到，且心肌成纖維細胞和肌成纖維細胞中也富含PDGFR-α和PDGFR-β[3]；心肌梗死后，梗死區(qū)的PDGF-A和PDGF-D表達水平升高，但在梗死周圍的正常組織中PDGF-B及PDGF-C的表達水平卻降低[4]，可見PDGF對心血管疾病的發(fā)生和進展有不容忽視的作用。研究證實，PDGF參與了慢性炎癥、損傷血管內(nèi)皮功能等病理過程[5]，但其在心血管疾病中的作用機制不盡相同?，F(xiàn)就PDGF在心血管疾病中的研究進展予以綜述，以期為基礎(chǔ)生物醫(yī)學(xué)研究和心血管疾病的治療提供新方向。

1 PDGF家族的概述

1.1PDGF配體 PDGF作為血管內(nèi)皮生長因子家族成員，絕大部分儲存在血小板α顆粒中，但在內(nèi)皮細胞、巨噬細胞等多種細胞中也有分布，其釋放形式為自分泌及旁分泌，可促進內(nèi)皮與間質(zhì)相互作用，充當(dāng)間充質(zhì)來源細胞的有絲分裂原。PDGF家族由原癌基因c-sis編碼，包括 A、B、C、D 4種不同的多肽鏈。PDGF-A、PDGF-B、PDGF-C及PDGF-D在不同的時間被發(fā)現(xiàn)[6-7]。PDGF-A、PDGF-B、PDGF-C及PDGF-D基因分別位于第7號、22號、4號及11號染色體上，除PDGF-C(6個外顯子)外均由7個外顯子組成[8]。其中，PDGF-B分布于血管內(nèi)皮細胞、巨核細胞和神經(jīng)元，PDGF-A和PDGF-C分布在上皮細胞、肌肉和神經(jīng)元祖細胞，但關(guān)于PDGF-D的分布范圍研究較少[7]。PDGF各配體在體內(nèi)的病理生理作用多而雜，不同PDGF可參與不同疾病的發(fā)生，大致分為脈管系統(tǒng)類、腫瘤類及組織器官纖維化類疾病。

PDGF-A、PDGF-B、PDGF-C、PDGF-D分別由221、241、345、370個氨基酸組成，具有5種亞型：PDGF-AA、PDGF-AB、PDGF-BB、PDGF-CC及PDGF-DD。PDGF均包含1個高度保守的生長因子結(jié)構(gòu)域，即PDGF/血管內(nèi)皮生長因子同源結(jié)構(gòu)域，而PDGF-C和PDGF-D與PDGF-A和PDGF-B的最大區(qū)別在于N端含有CUB結(jié)構(gòu)域。結(jié)構(gòu)的不同決定了配體激活部位不同，PDGF-A及PDGF-B的激活在胞內(nèi)，與前體蛋白轉(zhuǎn)化酶識別序列有關(guān)，而PDGF-C及PDGF-D的激活在胞外，與CUB結(jié)構(gòu)域有關(guān)[8]。其中，PDGF-C可被組織型纖溶酶原激活物激活，而PDGF-D能被尿激酶纖溶酶原激活物激活[9]。

由上述研究可知，PDGF配體并非同一時間發(fā)現(xiàn)，這說明PDGF的配體類型豐富，后續(xù)的研究仍需進行，以發(fā)現(xiàn)更多類型的配體，闡明更多的病理機制類型，為疾病的診斷和治療提供潛在的理論依據(jù)。此外，目前針對PDGF-D的研究尚少，其在疾病發(fā)生發(fā)展中的作用所知較少，仍需進一步探討。

1.2PDGFR 目前已知的PDGFR包括PDGFR-α和PDGFR-β，它們是具有5個胞外免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域和1個胞內(nèi)酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域的跨膜蛋白，可促進胚胎發(fā)育并參與體內(nèi)多種疾病的發(fā)生發(fā)展，如PDGFR-α參與胚胎原腸胚及神經(jīng)、骨骼、心臟、皮膚等多個系統(tǒng)器官的發(fā)育，而PDGFR-β則是造血系統(tǒng)和血管形成建立的必要調(diào)節(jié)因素[10]。

不同二聚化形式的PDGF可以識別不同的PDGFR，其中PDGF-AA、PDGF-BB、PDGF-AB和PDGF-CC與PDGFR-α同源二聚體結(jié)合并激活，PDGF-BB和PDGF-DD與PDGFR-β同源二聚體結(jié)合并激活，PDGF-AB、PDGF-BB、PDGF-CC和PDGF-DD可與PDGFR-α和PDGFR-β結(jié)合并激活[11]。二聚化受體復(fù)合物由PDGFR與二聚化配體PDGF組成，相鄰受體相互磷酸化激活激酶，同時受體自身發(fā)生磷酸化募集下游信號分子，介導(dǎo)下游信號通路[如Ras-促分裂原活化的蛋白激酶通路、磷脂酰肌醇-3-激酶通路和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transduction and activator of transcription 3，STAT3)通路等][12]，從而誘導(dǎo)細胞增殖、遷移、存活和分化。因此，PDGF受體與配體相互作用，在心血管疾病發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮重要的調(diào)控作用。

2 PDGF與心血管疾病的關(guān)系

2.1PDGF與As As的病理機制為慢性炎癥，其多發(fā)于大中型動脈，多重細胞參與了As的發(fā)生、發(fā)展，如內(nèi)皮細胞功能受損、脂質(zhì)沉積、巨噬細胞激活和遷移、平滑肌細胞增殖和遷移等[5]。在As病程中PDGF及其受體均可被檢測到，可見其在As過程中發(fā)揮重要作用。

PDGF對內(nèi)皮細胞功能具有雙重效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，大鼠頸動脈球囊剝脫術(shù)后PDGF-A信使RNA水平升高，PDGF-D在As血流的內(nèi)皮細胞中上調(diào)[13-14]。曹波等[15]研究發(fā)現(xiàn)，PDGF-B具有促血管內(nèi)皮侵襲及抑制增殖作用，其生理作用與水平有關(guān)，PDGF在損傷血管中表達水平升高。巨噬細胞在As進展中起重要作用，而單核細胞募集是病變起始的第一個細胞事件。動物研究表明，減少單核細胞募集可以顯著減緩病變的發(fā)展，說明巨噬細胞在As形成中起致病作用[16]。PDGF-A和PDGF-B是已知的調(diào)節(jié)單核/巨噬細胞增殖和遷移的生長因子，含量豐富，在As的發(fā)生發(fā)展中起重要作用[13]。PDGF-C和PDGF-D由參與As的巨噬細胞產(chǎn)生，誘導(dǎo)基質(zhì)金屬蛋白酶2和基質(zhì)金屬蛋白酶9所致的單核細胞遷移和侵襲，參與As的進展[17]。血管平滑肌細胞(vascular smooth muscle cell，VSMC)是PDGF的典型細胞靶點，其能調(diào)節(jié)平滑肌細胞的增殖和遷移。脂肪條紋中檢出PDGF-D顯著高表達，具有促VSMC表型(如平滑肌肌球蛋白重鏈)轉(zhuǎn)換的作用，主要與其抑制多種平滑肌細胞基因表達有關(guān)[14]。體外實驗也證實，PDGF-BB在人主動脈平滑肌細胞中具有促進VSMC增殖及遷移和細胞外基質(zhì)沉積的作用[18]。Song等[19]的研究則證實，PDGF-BB通過STAT3信號通路調(diào)節(jié)VSMC表型轉(zhuǎn)換。高糖狀態(tài)下纖溶酶原激活物抑制物活性增加，導(dǎo)致纖溶活性下降，增強血小板凝集，增加PDGF釋放，從而促進VSMC增殖遷移[20]。在As中，PDGFR-α和PDGFR-β在血管壁上的表達廣泛上調(diào)，主要由VSMC和巨噬細胞表達[17]，且PDGFR-β的表達較PDGFR-α更豐富。PDGFR-β表達和信號的增加激活VSMC從收縮型轉(zhuǎn)化為分泌型[21-22]。作為多系統(tǒng)動脈疾病發(fā)生發(fā)展的基礎(chǔ)，As的預(yù)防及治療在臨床至關(guān)重要，其致病機制復(fù)雜，PDGF通過影響炎癥細胞、炎癥反應(yīng)、促進血管內(nèi)膜增生及內(nèi)皮細胞功能紊亂的多種機制共同參與As的進程，但其病理機制仍需深入探討，以期為改善心腦血管疾病的預(yù)后提供理論基礎(chǔ)。

冠狀動脈支架內(nèi)再狹窄被認為與血管內(nèi)皮損傷、血管局部炎癥、平滑肌遷移和增殖有關(guān)，現(xiàn)有研究表明PDGF-B水平是冠狀動脈支架內(nèi)再狹窄的獨立危險因素[23]。唐晉等[24]的研究證實，高水平PDGF-C與冠狀動脈病變的嚴重程度可能存在一定關(guān)聯(lián)。因此抑制PDGF分泌可能成為延緩As進程的新療法。已有研究表明，PDGFR抑制劑可減緩As的進展，而舒尼替尼屬于PDGFR ATP競爭性抑制劑，其藥物洗脫支架可能通過抑制平滑肌細胞增殖，進而抑制新內(nèi)膜形成[25]。此外，魯索替尼也被證實可通過抑制PDGF-B激活的Janus激酶2/STAT3通路減輕內(nèi)膜增生[26]。上述研究表明，PDGF靶向治療As效果顯著，這對于As的預(yù)防和治療具有重要臨床意義。

2.2PDGF與心肌纖維化 心肌纖維化發(fā)生在多種病理條件下，是許多器質(zhì)性心臟病終末期的共同病理改變。心臟纖維化主要有兩種類型：①心肌梗死后急性心肌細胞死亡導(dǎo)致局部被纖維瘢痕替代，這為心臟提供了機械穩(wěn)定性和器官完整性，并可能防止致命的心臟破裂；②彌漫性間質(zhì)纖維化，在沒有明顯心肌細胞丟失的情況下，心臟間質(zhì)膠原蛋白大量沉積，這通常發(fā)生在壓力或容量超負荷的情況下[27]。第二種類型的纖維化幾乎沒有益處，最終導(dǎo)致心力衰竭。無論纖維化的病因和類型如何，成纖維細胞活化為肌成纖維細胞是心臟纖維化反應(yīng)的標(biāo)志。

過表達的PDGFR激活PDGF/PDGFR信號通路誘發(fā)心肌成纖維細胞增殖以及向成肌成纖維細胞的轉(zhuǎn)化，促進膠原蛋白生成、沉積引起心肌纖維化。在健康心肌中，PDGFR-α和PDGFR-β的共存比例僅為44.8%，在纖維化心肌中共存比例可達71.6%，而抑制PDGFR-β表達可有效減輕心肌纖維化[28]。另有研究表明，PDGF-A/PDGFR-α通過激活c-Kit誘導(dǎo)心臟成纖維細胞活化[29]。心肌細胞特異性過表達Pdgfa的轉(zhuǎn)基因小鼠心臟發(fā)生嚴重的纖維化反應(yīng)，心臟大小增加高達8倍，導(dǎo)致出生后幾周內(nèi)發(fā)生致命的心力衰竭[30-31]。外源性PDGF-B也可通過PDGFR-β信號通路發(fā)揮激活磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信號通路的作用，引起大鼠心肌成纖維細胞向肌成纖維細胞轉(zhuǎn)化，且促進膠原蛋白分泌[32]。但與上述Pdgfa轉(zhuǎn)基因小鼠相比，在心肌細胞中過表達Pdgfb的小鼠表型較輕，僅表現(xiàn)出局灶性纖維化和中度心肌肥厚[30]。Pontén等[33]證實在α-肌球蛋白重鏈啟動子驅(qū)動下，心肌細胞過表達Pdgfc的小鼠出現(xiàn)廣泛的心肌纖維化、心肌病和血管系統(tǒng)的改變，如微血管擴張和血管滲漏。同時，他們還證實過表達Pdgfd的轉(zhuǎn)基因小鼠也表現(xiàn)出心肌纖維化和擴張性心肌病，從而導(dǎo)致心力衰竭，但與PDGF-C轉(zhuǎn)基因小鼠相比，PDGF-D轉(zhuǎn)基因小鼠表現(xiàn)出更嚴重的心肌纖維化[34]。另有研究表明，沉默心臟成纖維細胞的轉(zhuǎn)化生長因子-β1能夠抵消PDGF-D誘導(dǎo)的促纖維化作用[35]，說明PDGF-D的促纖維化作用與轉(zhuǎn)化生長因子-β1有關(guān)。有研究顯示，注射PDGF-B的腺病毒組小鼠心臟出現(xiàn)較大的瘢痕，并伴有廣泛的炎癥反應(yīng)；注射PDGF-D的腺病毒組小鼠心臟瘢痕局限，且炎癥反應(yīng)輕；而注射PDGF-A或PDGF-C的腺病毒可減少瘢痕組織的數(shù)量，增加PDGFR-α陽性成纖維細胞數(shù)量[31]。可見在發(fā)育過程中或病理條件下，不同的PDGF誘導(dǎo)的反應(yīng)可能存在很大差異。上述研究表明，PDGF與心肌纖維化的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)，可通過多信號通路發(fā)揮調(diào)控作用，其可能是心臟抗纖維化治療中的一個潛在有效靶點。

研究顯示，作為PDGFR的非特異性抑制劑，伊馬替尼能夠改善自發(fā)性高血壓大鼠的心室重塑程度，這可能與其抑制心肌纖維化有關(guān)[36]。另有實驗證實，伊馬替尼通過抑制異丙腎上腺素誘導(dǎo)的PDGFR激活減輕心肌纖維化[37]。此外，注射PDGFR-α特異性抗體也可有效減輕心房纖維化[38]?？梢姡琍DGF在心肌纖維化中的作用不僅僅局限在理論層面，其相應(yīng)的抑制劑(如伊馬替尼)在臨床中的應(yīng)用取得了明確的抗心肌纖維化效果，這對于目前心肌纖維化的治療具有重要意義。但相關(guān)研究仍停留在動物實驗階段，PDGF應(yīng)用于臨床仍需進一步探索，以抑制心肌纖維化進程，改善心臟重構(gòu)，提高患者臨床預(yù)后。

2.3PDGF與心肌梗死 心肌梗死是指一段心肌因長時間缺血而壞死、凋亡。其病理基礎(chǔ)為冠狀動脈堵塞、心肌血流中斷，主要與動脈中粥樣硬化斑塊破裂引起血栓形成有關(guān)[39]。而有效的血運重建是減少心肌細胞丟失，提高心肌細胞存活率的關(guān)鍵，同時采取綜合干預(yù)措施減少膠原沉積和炎癥反應(yīng)等也有利于患者預(yù)后。

Koizumi等[40]對接受經(jīng)皮冠狀動脈介入治療的ST段抬高型心肌梗死患者的血清PDGF-BB水平進行研究發(fā)現(xiàn)，PDGF-BB水平與缺血時間呈正相關(guān)，與肌酸激酶同工酶水平呈負相關(guān)。且PDGF-A和PDGF-D在梗死組織中表達增加，PDGF-B及PDGF-C在梗死周圍的正常組織中表達減少，PDGFR-α和PDGFR-β則在梗死早期和晚期水平升高，提示PDGF對梗死心肌的血管生成、炎癥和纖維化反應(yīng)有調(diào)節(jié)作用。因此，PDGF聯(lián)合基因治療可能是改善梗死心臟心功能的一種很有前途的治療策略。有研究表明，在慢性心肌梗死大鼠模型中，聯(lián)合PDGF-B和堿性成纖維細胞生長因子基因轉(zhuǎn)移對血管生成和動脈生成具有協(xié)同作用，從而縮小梗死范圍并改善心功能[41]。關(guān)于小鼠的心肌缺血模型證實，PDGF-C蛋白療法能夠促進再血管化，提高梗死心臟的血管密度和平滑肌細胞覆蓋率[42]。既往研究[43]表明，心肌內(nèi)注射PDGF-AB因子進行預(yù)處理可以促進缺血心肌的血管新生和減小梗死面積。Huynh[44]也發(fā)現(xiàn)，心肌梗死急性期使用重組PDGF-AB能使心肌收縮力得到改善、微血管新生增加；進一步研究發(fā)現(xiàn)，其并非通過減少瘢痕組織而是通過降低梗死后瘢痕成分的異質(zhì)性來改善心肌梗死后心功能的恢復(fù)。研究表明，心肌梗死后，PDGFR的表達增強并伴隨炎癥和纖維化反應(yīng)，而阻斷PDGFR可以減少梗死和非梗死心肌的纖維化，病理機制分析發(fā)現(xiàn)抑制PDGFR-α和PDGFR-β表達能夠減少梗死區(qū)域膠原沉積；亞組分析發(fā)現(xiàn)，抑制PDGFR-β對新生血管的生成和功能有一定影響[45]。此外，M2B型巨噬細胞也可通過抑制PDGFR激酶活性對心肌梗死損傷后的心肌重構(gòu)有保護作用，心肌梗死的早期開始抗PDGFR治療，其潛在的抗厭氧作用和抑制瘢痕形成可能導(dǎo)致心臟破裂風(fēng)險增加[46]。上述研究均為心肌梗死治療中應(yīng)用PDGF因子或其基因載體提供理論基礎(chǔ)。

但目前針對PDGF在心肌梗死治療中的作用存在一定爭議，因此需開展多中心大樣本的研究，以為心肌梗死后續(xù)的治療提供理論支持。

3 小 結(jié)

PDGF參與各類心血管疾病，且在疾病的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用，其廣泛表達于多種不同類型的細胞中，具有多效性。PDGF可促進As、心肌纖維化進展，PDGF及PDGFR拮抗劑治療可改善心功能、增加血管生成。這些研究為PDGF及PDGFR拮抗劑成為心血管疾病治療的新靶點提供了理論基礎(chǔ)。然而，未來仍需要對PDGF在心血管系統(tǒng)中的功能和調(diào)控機制的分子基礎(chǔ)進行深入研究，且目前這些研究主要集中在動物實驗層面，PDGF治療效果還需大型臨床試驗進一步支持。而PDGF廣泛表達于多種不同類型的細胞中，如何提高其治療的特異性、減少副作用也是臨床亟須解決的一個重要問題。