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(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)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(guó)城市及農(nóng)村居民的首要死亡疾病，給居民和社會(huì)帶來(lái)沉重經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[1]。目前已知的心血管疾病種類(lèi)繁多，包括但不僅限于動(dòng)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(rùn)的白細(xì)胞和活化的血管細(xì)胞(如內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和成纖維細(xì)胞)分泌不同的生長(zhǎng)因子、細(xì)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(zhǎng)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(jì)70年代首次被發(fā)現(xiàn)以來(lái)得到廣泛研究。PDGF信號(hào)通路通過(guò)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(jìn)展。臨床試驗(yàn)證實(shí)，伊馬替尼可抑制PDGFR的酪氨酸激酶活性，可以有效治療人類(lèi)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(cè)到，且心肌成纖維細(xì)胞和肌成纖維細(xì)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(dá)水平升高，但在梗死周?chē)恼＝M織中PDGF-B及PDGF-C的表達(dá)水平卻降低[4]，可見(jiàn)PDGF對(duì)心血管疾病的發(fā)生和進(jìn)展有不容忽視的作用。研究證實(shí)，PDGF參與了慢性炎癥、損傷血管內(nèi)皮功能等病理過(guò)程[5]，但其在心血管疾病中的作用機(jī)制不盡相同?，F(xiàn)就PDGF在心血管疾病中的研究進(jìn)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(zhǎng)因子家族成員，絕大部分儲(chǔ)存在血小板α顆粒中，但在內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等多種細(xì)胞中也有分布，其釋放形式為自分泌及旁分泌，可促進(jìn)內(nèi)皮與間質(zhì)相互作用，充當(dāng)間充質(zhì)來(lái)源細(xì)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(shí)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(hào)、22號(hào)、4號(hào)及11號(hào)染色體上，除PDGF-C(6個(gè)外顯子)外均由7個(gè)外顯子組成[8]。其中，PDGF-B分布于血管內(nèi)皮細(xì)胞、巨核細(xì)胞和神經(jīng)元，PDGF-A和PDGF-C分布在上皮細(xì)胞、肌肉和神經(jīng)元祖細(xì)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(lèi)、腫瘤類(lèi)及組織器官纖維化類(lèi)疾病。

PDGF-A、PDGF-B、PDGF-C、PDGF-D分別由221、241、345、370個(gè)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(gè)高度保守的生長(zhǎng)因子結(jié)構(gòu)域，即PDGF/血管內(nèi)皮生長(zhǎng)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(shí)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(shí)間發(fā)現(xiàn)，這說(shuō)明PDGF的配體類(lèi)型豐富，后續(xù)的研究仍需進(jìn)行，以發(fā)現(xiàn)更多類(lèi)型的配體，闡明更多的病理機(jī)制類(lèi)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(duì)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(jìn)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(gè)胞外免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域和1個(gè)胞內(nèi)酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域的跨膜蛋白，可促進(jìn)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(gè)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(shí)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(shí)受體自身發(fā)生磷酸化募集下游信號(hào)分子，介導(dǎo)下游信號(hào)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(hào)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(xì)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(jī)制為慢性炎癥，其多發(fā)于大中型動(dòng)脈，多重細(xì)胞參與了As的發(fā)生、發(fā)展，如內(nèi)皮細(xì)胞功能受損、脂質(zhì)沉積、巨噬細(xì)胞激活和遷移、平滑肌細(xì)胞增殖和遷移等[5]。在As病程中PDGF及其受體均可被檢測(cè)到，可見(jiàn)其在As過(guò)程中發(fā)揮重要作用。

PDGF對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞功能具有雙重效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，大鼠頸動(dòng)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(xì)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(dá)水平升高。巨噬細(xì)胞在As進(jìn)展中起重要作用，而單核細(xì)胞募集是病變起始的第一個(gè)細(xì)胞事件。動(dòng)物研究表明，減少單核細(xì)胞募集可以顯著減緩病變的發(fā)展，說(shuō)明巨噬細(xì)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(xì)胞增殖和遷移的生長(zhǎng)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(xì)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(xì)胞遷移和侵襲，參與As的進(jìn)展[17]。血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth muscle cell，VSMC)是PDGF的典型細(xì)胞靶點(diǎn)，其能調(diào)節(jié)平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移。脂肪條紋中檢出PDGF-D顯著高表達(dá)，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(xì)胞基因表達(dá)有關(guān)[14]。體外實(shí)驗(yàn)也證實(shí)，PDGF-BB在人主動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞中具有促進(jìn)VSMC增殖及遷移和細(xì)胞外基質(zhì)沉積的作用[18]。Song等[19]的研究則證實(shí)，PDGF-BB通過(guò)STAT3信號(hào)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(qiáng)血小板凝集，增加PDGF釋放，從而促進(jìn)VSMC增殖遷移[20]。在As中，PDGFR-α和PDGFR-β在血管壁上的表達(dá)廣泛上調(diào)，主要由VSMC和巨噬細(xì)胞表達(dá)[17]，且PDGFR-β的表達(dá)較PDGFR-α更豐富。PDGFR-β表達(dá)和信號(hào)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(dòng)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(jī)制復(fù)雜，PDGF通過(guò)影響炎癥細(xì)胞、炎癥反應(yīng)、促進(jìn)血管內(nèi)膜增生及內(nèi)皮細(xì)胞功能紊亂的多種機(jī)制共同參與As的進(jìn)程，但其病理機(jī)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(dòng)脈支架內(nèi)再狹窄被認(rèn)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(dòng)脈支架內(nèi)再狹窄的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[23]。唐晉等[24]的研究證實(shí)，高水平PDGF-C與冠狀動(dòng)脈病變的嚴(yán)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(jìn)程的新療法。已有研究表明，PDGFR抑制劑可減緩As的進(jìn)展，而舒尼替尼屬于PDGFR ATP競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，其藥物洗脫支架可能通過(guò)抑制平滑肌細(xì)胞增殖，進(jìn)而抑制新內(nèi)膜形成[25]。此外，魯索替尼也被證實(shí)可通過(guò)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(duì)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?xiàng)l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(lèi)型：①心肌梗死后急性心肌細(xì)胞死亡導(dǎo)致局部被纖維瘢痕替代，這為心臟提供了機(jī)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(méi)有明顯心肌細(xì)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(fù)荷的情況下[27]。第二種類(lèi)型的纖維化幾乎沒(méi)有益處，最終導(dǎo)致心力衰竭。無(wú)論纖維化的病因和類(lèi)型如何，成纖維細(xì)胞活化為肌成纖維細(xì)胞是心臟纖維化反應(yīng)的標(biāo)志。

過(guò)表達(dá)的PDGFR激活PDGF/PDGFR信號(hào)通路誘發(fā)心肌成纖維細(xì)胞增殖以及向成肌成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，促進(jìn)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(dá)71.6%，而抑制PDGFR-β表達(dá)可有效減輕心肌纖維化[28]。另有研究表明，PDGF-A/PDGFR-α通過(guò)激活c-Kit誘導(dǎo)心臟成纖維細(xì)胞活化[29]。心肌細(xì)胞特異性過(guò)表達(dá)Pdgfa的轉(zhuǎn)基因小鼠心臟發(fā)生嚴(yán)重的纖維化反應(yīng)，心臟大小增加高達(dá)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(guò)PDGFR-β信號(hào)通路發(fā)揮激活磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信號(hào)通路的作用，引起大鼠心肌成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化，且促進(jìn)膠原蛋白分泌[32]。但與上述Pdgfa轉(zhuǎn)基因小鼠相比，在心肌細(xì)胞中過(guò)表達(dá)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(shí)在α-肌球蛋白重鏈啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)下，心肌細(xì)胞過(guò)表達(dá)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(kuò)張和血管滲漏。同時(shí)，他們還證實(shí)過(guò)表達(dá)Pdgfd的轉(zhuǎn)基因小鼠也表現(xiàn)出心肌纖維化和擴(kuò)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(yán)重的心肌纖維化[34]。另有研究表明，沉默心臟成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1能夠抵消PDGF-D誘導(dǎo)的促纖維化作用[35]，說(shuō)明PDGF-D的促纖維化作用與轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)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(yáng)性成纖維細(xì)胞數(shù)量[31]?？梢?jiàn)在發(fā)育過(guò)程中或病理?xiàng)l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(guò)多信號(hào)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(gè)潛在有效靶點(diǎn)。

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(shí)驗(yàn)證實(shí)，伊馬替尼通過(guò)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?jiàn)，PDGF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(duì)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(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段，PDGF應(yīng)用于臨床仍需進(jìn)一步探索，以抑制心肌纖維化進(jìn)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(zhǎng)時(shí)間缺血而壞死、凋亡。其病理基礎(chǔ)為冠狀動(dòng)脈堵塞、心肌血流中斷，主要與動(dòng)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(yùn)重建是減少心肌細(xì)胞丟失，提高心肌細(xì)胞存活率的關(guān)鍵，同時(shí)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(duì)接受經(jīng)皮冠狀動(dòng)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(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，PDGF-BB水平與缺血時(shí)間呈正相關(guān)，與肌酸激酶同工酶水平呈負(fù)相關(guān)。且PDGF-A和PDGF-D在梗死組織中表達(dá)增加，PDGF-B及PDGF-C在梗死周?chē)恼＝M織中表達(dá)減少，PDGFR-α和PDGFR-β則在梗死早期和晚期水平升高，提示PDGF對(duì)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(xì)胞生長(zhǎng)因子基因轉(zhuǎn)移對(duì)血管生成和動(dòng)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(shí)，PDGF-C蛋白療法能夠促進(jìn)再血管化，提高梗死心臟的血管密度和平滑肌細(xì)胞覆蓋率[42]。既往研究[43]表明，心肌內(nèi)注射PDGF-AB因子進(jìn)行預(yù)處理可以促進(jìn)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(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，其并非通過(guò)減少瘢痕組織而是通過(guò)降低梗死后瘢痕成分的異質(zhì)性來(lái)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(dá)增強(qiáng)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(jī)制分析發(fā)現(xiàn)抑制PDGFR-α和PDGFR-β表達(dá)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(duì)新生血管的生成和功能有一定影響[45]。此外，M2B型巨噬細(xì)胞也可通過(guò)抑制PDGFR激酶活性對(duì)心肌梗死損傷后的心肌重構(gòu)有保護(hù)作用，心肌梗死的早期開(kāi)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(xiǎn)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(duì)PDGF在心肌梗死治療中的作用存在一定爭(zhēng)議，因此需開(kāi)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(lèi)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(dá)于多種不同類(lèi)型的細(xì)胞中，具有多效性。PDGF可促進(jìn)As、心肌纖維化進(jìn)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(diǎn)提供了理論基礎(chǔ)。然而，未來(lái)仍需要對(duì)PDGF在心血管系統(tǒng)中的功能和調(diào)控機(jī)制的分子基礎(chǔ)進(jìn)行深入研究，且目前這些研究主要集中在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)層面，PDGF治療效果還需大型臨床試驗(yàn)進(jìn)一步支持。而PDGF廣泛表達(dá)于多種不同類(lèi)型的細(xì)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(gè)重要問(wèn)題。