内皮祖细胞与脂肪因子

孙 阳 陈树春 (河北省人民医院内分泌一科，河北 石家庄 050051)

内皮祖细胞(EPCs)是修复血管内皮的重要因子，对预测及改善心血管疾病有重要的作用。不同的脂肪因子对EPCs存在不同的影响。本文对内脂素(Visfatin)、瘦素、脂联素及肿瘤坏死因子与EPCs的关系做一综述。EPCs是Asahara等〔1〕发现的能分化成为成熟血管内皮细胞的前体细胞。自它被发现的近十几年来一直是人们关注的焦点，原因在于EPCs参与出生后的血管生成、血管形成及内皮修复，对于修复血管内皮有十分重要的作用。

1 EPCs的概述

EPCs是骨髓源性的祖细胞。在生理或病理刺激下EPCs从骨髓动员进入到外周循环。EPCs有两条动员途径，一条是基质金属蛋白酶-9(MMP-9)介导〔2〕，另一条是 NO 介导〔3〕。外周循环的EPCs迁移到缺血组织或内皮损伤部位，黏附、结合到受损血管的过程称为归巢。动员及归巢过程受到很多因子的调节。目前对EPCs分化的机制了解甚少，分化可能从EPCs由骨髓进入循环系统时开始，到黏附、结合到受损血管内皮为止。

总之，EPCs通过动员、归巢和分化一系列过程来修复损伤内皮。对于保持血管内皮结构的完整及维持血管内皮的功能有十分重要的作用。循环EPCs的数量可以反映血管修复的潜在能力。EPCs受到多种因素的影响。在很多疾病状态下EPCs的数量下降，功能受损，如高血压、糖尿病等。此外脂肪因子对EPCs也有影响。

2 脂肪因子对EPCs的作用

脂肪组织不仅是储存能量的器官，还是内分泌器官。可分泌多种脂肪因子，包括Visfatin、瘦素、脂联素、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等。不同的脂肪因子对EPCs存在着不同的影响。

2.1 Visfatin对EPCs的作用 Visfatin是Fukuhara等新发现的一种脂肪细胞因子。由于其主要由内脏脂肪组织分泌产生。目前，关于Visfatin对EPCs影响的研究较少，但是以往对Visfatin的研究可以为Visfatin对EPCs影响的研究提供一些启示。

首先，Visfatin导致血管内皮炎症的研究为Visfatin对EPCs影响的研究提供了一个方向。最新的文献报导Visfatin具有显著的促炎作用，可以显著提高 NF-κB的活性。Adya等〔4〕用不同浓度Visfatin干预HUVECs和上皮瘤细胞，发现两种细胞的NF-κB活性均增加，并且NF-κB的活性与Visfatin有剂量依赖关系，Visfatin浓度越高，干预时间越长，NF-κB活性越强。此外，Visfatin可能通过激活胰岛素受体-Ras-MAPK信号旁路和非胰岛素受体依赖性p38旁路，使单核细胞的NF-κB、TNF-α等炎症因子表达增加。总之，NF-κB是重要的转录因子，它可以调控TNF-α、趋化因子、细胞凋亡有关的分子的表达。当NF-κB的水平升高后，可能导致与炎症、凋亡相关的一系列的分子水平发生变化。Visfatin通过NF-κB途径对内皮细胞及单核细胞有致炎作用，那么Visfatin是否也通过这些机制或者其他机制对EPCs有致炎作用，导致EPCs受损，最终致使血管内皮修复能力不足。这些问题都需要进一步研究探讨。

其次，Visfatin促进血管新生的研究为Visfatin对EPCs的影响提供了另外一个方向。有研究报道UTHP，Visfatin可以促进血管的形成，与动脉粥样硬化的继发性改变密切相关〔5〕。过度的血管新生是动脉粥样硬化斑块继发性改变的重要机制之一，可以引起粥样斑块的脱落和血栓形成等一系列并发症。

Visfatin通过多个途径促进血管的形成。①Adya等〔6〕发现Visfatin可通过 MAPK及 PI3K/Akt信号通路使 HUVECs的VEGF表达增加。VEGF是血管形成的重要因子，它在EPCs动员的过程中有重要的调控作用。国内肖坚等〔7〕研究报道了Visfatin对EPCs的小管形成能力的影响。他们采用生理浓度和病理浓度visfatin孵育EPCs发现，生理浓度的Visfatin可以浓度依赖性地增加EPCs的小管形成，而病理浓度的Visfatin使其血管形成能力降低，提示在正常状态下Visfatin可能具有缓解组织缺血或修复血管损伤的能力，其机制可能与VEGF的表达有关。但病理状态下，其对血管的保护作用显著减弱，这可能是通过其他途径导致其血管形成的减弱。②Adya等〔4〕还发现，Visfatin可使血管内皮细胞的MMP-9表达上调。MMP-9是EPCs从骨髓动员进入外周循环的途径之一。Visfatin是否可以通过上调EPCs的MMP-9表达，使骨髓动员进入外周循环的EPCs数量增多，血管形成能力失衡。③还有研究发现Visfatin通过NF-κB信号通路诱导HUVECs的黏附分子表达上调〔8〕。ICAM-1、E-选择素可以调节 EPCs的动员及归巢。Wu等〔9〕发现CD18及其配体ICAM-1可以调控EPCs的归巢，修复梗死的心肌。Il-Young等〔10〕研究报道，在下肢缺血的小鼠模型中，血清E-选择素水平升高，缺血血管内皮E-选择素表达增多，缺血部位的EPCs增多，E-选择素敲除小鼠的缺血部位EPCs数量无明显变化。

总之，以往对Visfatin的探讨为其对EPCs影响的研究提供了两个相反的方向。但是明确在整体水平这两个方向之间的联系以及Visfatin对EPCs的影响机制还需要大量的体外实验、动物实验及临床试验来研究证实。

2.2 瘦素对EPCs的作用 瘦素作用于下丘脑，抑制食欲，减少食物摄入参与热调节及能量平衡，与肥胖密切相关。瘦素对EPCs影响的研究较少，仅2005年国外有研究报导晚期EPCs表达瘦素受体〔11〕。此外分别采用10 ng/ml和100 ng/ml孵育EPCs，发现在低浓度下，瘦素仅能增强小管形成能力。在高浓度下增强小管形成能力的作用不及生理浓度，高浓度瘦素还可以抑制EPCs的迁移。但瘦素对EPCs的影响是通过哪条信号转导通路起作用也没有明确。深入研究瘦素对EPCs的影响，明确其作用机制有可能对于肥胖症患者的血管功能损伤的预防以治疗有一定的作用。

2.3 脂联素对EPC的作用 脂联素是一种激素蛋白，具有抗动脉粥样硬化、改善胰岛素抵抗、降血糖、抗炎等生物学作用。最新研究报导脂联素可以提高EPCs的数量及功能。Rei等〔12〕发现脂联素基因敲除的小鼠与野生型小鼠脂联素在未造后肢缺血模型之前，用流式方法检测外周血及骨髓的EPCs数量没有差异，在造模后发现脂联素基因敲除的小鼠的EPCs水平少于野生型小鼠，其机制可能是脂联素可以刺激内皮细胞产生NO，NO是EPCs从骨髓动员进入外周循环的途径之一。此外，他们做体外实验发现用30 μg/ml脂联素孵育EPCs，发现小管形成能力及迁移能力比对照组增强，用30 μg/ml孵育外周循环单个核细胞后，发现分化为EPCs的数量比对照组增多。还有研究报道脂联素可以提高移植干细胞的成活率，促进EPCs分化〔13〕。这些研究为干细胞移植治疗缺血性疾病提供了方向。

2.4 TNF-α对EPC的作用 TNF-α是经典的细胞因子之一，它受NF-κB的调控，并且TNF-α也能促使NF-κB与IκB解离，上调其活性，形成一种正反馈调节机制，增强炎症反应的程度。Seeger等〔14〕研究报导TNF-α对 EPCs有损伤作用。用不同浓度的TNF-α孵育正常志愿者外周循环EPCs，发现TNF-α呈现剂量依赖性地降低EPCs的数量，并且是通过p38MAPK途径实现。p38MAPK信号转导通路主要调控细胞的分化、凋亡等过程。它的作用底物有很多种，这些底物可以影响多种转录因子的活性，调节多种基因的表达。Seeger等〔14〕还发现冠状动脉疾病(CAD)患者外周循环EPCs的p38MAPK的磷酸化水平比正常对照组高。在给CAD注射MAPK的抑制剂SB203580后，外周循环的EPCs水平有所升高。进一步证实p38MAPK在TNF-α对EPCs数量影响的机制中的重要作用。

综上所述，不同脂肪因子对EPCs的作用不一致，确切的作用机制不清楚，有待进一步研究，明确脂肪因子在糖尿病、肥胖等疾病时EPCs失调的发生发展机制十分重要。这对于预防及干细胞治疗缺血性疾病有重要作用。

1 Asahara T，Murohara T，Sullivan A，et al.Isolation of putative progenitor endothelial cells for angiogenesis〔J〕.Science，1997;275:964-7.

2 Heissig B，Hattori K，Dias S，et al.Recruitment of stem and progenitor cells from the bone marrow niche requires MMP-9 mediated release of kitligand〔J〕.Cell，2003;109:625-37.

3 Aicher A，Heeschen C，Mildner-Rihm C，et al.Essential role of endothelial nitric oxide synthase for mobilization of stem and progenitor cells〔J〕.Nat Med，2003;9:1370-6.

4 Adya R，Tan BK，Chen J，et al.Nuclear factor-κB induction by visfatin in human vascular endothelial cells:role in MMP-2/9 production and activation〔J〕.Diabetes Care，2008;31:758-60.

5 Dahl T B，Yndestad A，Skjell M.Increased expression of visfatin in macrophages ofhuman unstable carotid and coronary atherosclerosis:possible role in inflammation and plaque destabilization〔J〕.Circulation，2007;115(8):972-80.

6 Adya R，Tan BK，Punn A，et al.Visfatin induces human endothelial VEGF and MMP-2/9 production via MAPK and PI3K/Akt signaling pathways:novelinsightsinto visfatin induced angiogenesis〔J〕.Cardiovasc Res，2008;78:356-65.

7 肖 坚，肖振军，彭 军.内脏脂肪素对内皮祖细胞血管形成能力的影响〔J〕.中国现代医学杂志，2009;29(10):1502-4.

8 Lee WJ，Wu CS，Lin H，et al.Visfatin-induced expression of inflammatory mediators in human endothelial cells through the NF-jB pathway〔J〕.Inter J Obesity，2009;33(4):465-72.

9 Wu Y，Ip JE，Huang J，et al.Essential role of ICAM-1/CD18 in mediating EPC recruitment，angiogenesis，and repair to the infarcted myocardium〔J〕.Circ Res，2006;99:315-22.

10 Il-Young O，Chang-Hwan Y，Jin H，et al.Involvement of E-selectin in recruitment of endothelial progenitor cells and angiogenesis in ischemic muscle〔J〕.Blood，2007;110:3891-9.

11 Wolk R，Deb A，Caplice NM，et al.Leptin receptor and functional effects of leptin in human endothelial progenitor cells〔J〕.Atherosclerosis，2005;183(1):131-9.

12 Rei S，Carsten S，Noriyuki O，et al.Adiponectin promotes endothelial progenitor cell number and function〔J〕.FEBS Letters，2008;582:1607-12.

13 ErenP，Camus S，Matrone G，et al.Adiponectinemia controls pro-angiogenic cell therapy〔J〕.Stem Cells，2009;27(11):2712-21.

14 Seeger FH，Haendeler J，Walter DH，et al.p38 mitogen-activated protein kinase downregulates endothelial progenitor cells〔J〕.Circulation，2005;111:1184-91.