中医药调控内皮祖细胞的现状与思路

张 伟，贺 冰，李 平，李 亮，邓常清*

（湖南中医药大学分子病理实验室，中西医结合基础重点学科，湖南 长沙 410208）

自Asahara等[1]首次提出EPC以来，普遍认为EPC为一类能循环、增殖并分化为血管内皮细胞，但尚未表达成熟血管内皮细胞表型，也未形成血管的前体细胞群[2-3]。EPC属于干细胞，与造血干细胞（Hematopoietic Stem Cell HSC）共同起源于胚胎期胚外中胚层的血岛，两者来源于同一前体细胞，即血液血管母细胞(heman-gioblast)，前者出生后则定居于骨髓，外周血中含量极少，约为2～3个/mL。EPC的表面标记有：CD133+、CD34+和 VEGFR2+[4]，能够吸收乙酰化低密度脂蛋白(Dil-Ac-LDL)并结合荆豆凝集素-1（UEA-1）[5-6]。主要作用有修复受损血管内皮和促进血管新生。其主要机制为：一是它能分泌VEGF等各种细胞因子促进局部缺血组织的血管新生；二是它能通过归巢、分化参与血管新生和血管内皮损伤修复[7]。内皮受损时外源性或外周血中的EPC能迅速归巢到损伤部位合并入内皮细胞层，然后分化为成熟的血管内皮细胞，修复受损血管，这一过程对维持血管内皮细胞的完整性极其重要[8]。

1 EPC与心血管疾病的关系

众多研究表明EPC与心脑血管疾病有着广泛的联系，尤以动脉粥样硬化为著，而以内皮损伤为主的心脑血管疾病往往伴随EPC数量减少或功能的异常。最新研究显示EPC水平降低的患者心血管事件和死亡的风险增加[9-10]。老龄化严重影响了EPC的功能，细胞凋亡加快，增加了心血管疾病的风险[11]，Tomas[12]等研究表明急性缺血性中风后增加循环中的EPC功能恢复与预后良好，而且能减少梗塞的发生。另有研究显示与传统危险因素相比，EPC明显减少与早发动脉粥样硬化关系密切[13]，可能与EPC数量的降低直接影响内皮组织修复能力有关。EPC水平越低，动脉粥样硬化斑块越严重、越弥漫，循环EPC减少是判断冠状动脉疾病患者病情严重性的独立危险因素[14]。在无症状的个体，EPC减少程度与大动脉粥样硬化严重程度相关[15]。此外，许多血管性疾病的危险因素也会影响EPC的功能，从而引发疾病。如高血糖能加速EPC的老化[16]，活性氧能降低EPC的活性等等[17]。

2 EPC的研究现状

2.1 血管内皮的局部微环境对EPC修复作用的影响

EPC的修复受损血管作用包括了动员、分化与归巢的环节，而血管内皮的局部微环境对修复作用影响较大。正常情况下，成熟的个体外周血内含量极少，正常情况下骨髓中EPC处于休眠状态，在多种因素刺激作用下动员到血液中，导致外周循环血中EPC的数量增加，并在趋化因子作用下迁移到特定的部位分化增生，形成血管内皮细胞并促进血管发生。目前已证实对EPC有动员作用的因素包括生长因子：VEGF、碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)、胎盘生长因子(placenta growth factor，P1-GF)、 促红细胞生成素(erythropoietin，EPO)等；致炎细胞因子：粒-巨噬细胞集落刺激因子 (macrophage colony stimulating factor，GMCSF)、白细胞介素-1(interleukin-1，IL-1)、基质细胞衍生因子(stromacell derivation factor-1，SDF-1)。 在影响EPC归巢方面：Hiasa等[18]的研究发现SDF-1a基因转染的缺血下肢，能捕获自体EPC整合到新生的毛细血管，增加缺血下肢的毛细血管密度和血液灌注。此外，整合素家族的黏附分子在EPC的归巢中也起到了重要的作用，Schroeter[19]等发现来普汀（Leptin，有名瘦素）能通过上调 avβ5促进 EPC的修复损伤的血管。Walter[20]3018等的研究表明整合素avβ3和avβ5能加快EPC黏附至血管损伤处。在调控EPC分化方面：Sumi等[21]发现，高密度脂蛋白可以通过活化PI3K/Akt信号通路促进内皮祖细胞向内皮样细胞分化；HMG-CoA还原酶抑制剂和VEGF也可以通过PI3K/Akt通路活化一氧化氮合酶进而促进内皮祖细胞的分化[22-24]。此外，还有研究表明NO是EPC动员、分化、发挥功能的主要调节器[25-28]。

2.2 药物调控EPC现状分析

虽然外周血中含有一定量的EPC，且在VEGF、EPO(Erythropoietin，促红细胞生成素)等细胞因子的作用下能促进动员、增殖和分化，增强其数量及活性[29]，但由于病理损伤作用过强造成修复与损伤这一动态平衡被破坏，且受损内皮微环境的改变影响了EPC的归巢和分化，从而引起血管内皮功能障碍。已有的研究表明通过EPC输注联合药物能产生协同效应提高增强功能，促进血管修复，如，Tang等发现银杏内酯B能促进EPC的增殖与分化，从而发挥其修复血管内皮的功能[30]。Walter等[20]3020研究发现，经西伐他汀处理过的EPC表现出较强的向血管内皮细胞分化的能力。Verama等研究发现他汀类药物可通过促进整合素的表达而加快EPC的归巢[31]。

由此可见，EPC输注联合使用药物，通过促进EPC归巢和向内皮细胞的分化，提高了EPC对受损血管内皮的修复作用。但现有的能促进EPC归巢和分化的药物不多，尤其在中医药的研究尚属空白，因而提示我们从博大的中医药宝库中寻找有效的药物或复方，有望找到可促进EPC修复受损血管内皮的中医药方法，从而提高中医药防治心血管疾病的疗效，科学地诠释中医药防治心血管疾病的原理。

3 中医药调控EPC的理论基础

中医学认为个体的形成是先天精气作用的结果，如《灵枢·本神篇》有“生之来者，谓之精；两精相搏，谓之神”。《灵柩·决气篇》说：“两神相搏，合而成形，常先身生，是谓精。”这与现代医学的胚胎形成不谋而合。可见，胚胎干细胞与中医学的“先天之精”有着极为相似之处。（1）均为生命的源起：中医认为生命的起源离不开先天之精，个体禀受于父母的先天之精所化，后者参与并促进胚胎的形成；胚胎干细胞来自于受精卵囊胚期的内细胞团，胎儿的形成也是内细胞团在母体内分化的结果；（2）分布相似：中医学认为肾精能够化生元气，在内能濡养人体的五脏六腑，推动五脏六腑的气血运行，在外能布散至肌表，抵御外邪；而现代研究表明成年个体几乎所有组织均存在成体干细胞，成体干细胞是指存在于一种已经分化组织中的未分化细胞，这种细胞能够自我更新并且能够特化形成组成该类型组织的细胞。成体干细胞存在于机体的各种组织器官中。成年个体组织中的成体干细胞在正常情况下大多处于休眠状态，在病理状态或在外因诱导下可以表现出不同程度的再生和更新能力；（3）功能相似：①均具有多向分化的能力：先天之精可以生血、化气，且精与气、血之间可以相互化生；而大多数干细胞为诱导的多潜能干细胞，如骨髓干细胞、神经干细胞等等；②均关系着人的生老病死的生命规律：先天之精可以化生元气，元气具有推动和激发脏腑，固护、统摄精血津液等营养物质，温煦人体，维持体温，平衡血气、扶正固本等功能；而干细胞理论揭示了细胞增殖、分化、生物发育成熟、疾病衰老等基本的生命规律。综上所述，先天之精与干细胞联系密切，干细胞具有先天之精的属性，是先天之精在细胞层次的存在形式。中医认为，先天之精虽然禀赋于父母，但受到后天之精的不断充盈，且气血精津可相互调节和转化。由此可见，利用中医药的方法调控干细胞增殖与分化在中医理论上具有一定的可行性。

血管内皮细胞 (vascular endothelial cell，VEC)不仅是血流和血管壁之间的机械屏障，而且是高度活化的、功能异常活跃的内分泌、旁分泌及代谢器官，多种理化因素可导致内皮细胞功能障碍，成为血管性疾病产生的关键环节。中医学之“脉”与现代医学之“血管”虽不能等同，但较之其他脏腑组织有更大的相关性。生理上脉与血管都为容血和行血的器官，脉道通利是血液运行的重要条件。病理上脉与血管联系也紧密，脉的功能正常是保证血液循行正常的重要条件，脉的功能受损必然与血瘀证的发生有密切关系。现代医学认为VEC的促栓促凝与抗栓抗凝处于动态平衡之中。在许多病理改变方面，血瘀证与内皮功能障碍有密切的关系。由此可见，现代医学之血管可以在功能上定位于中医的脉，而血瘀证的主要原因可以归根于血管内皮受损。

4 中医药调控EPC的研究思路

在探讨中药保护VEC的方面，虽有研究表明诸多中药对血管内皮损伤有改善作用，但重在现象的描述，对其改善内皮功能的机制研究不够深入，低水平重复较多，且对于中医药联合EPC修复内皮损伤的研究还未涉及。尽管利用细胞疗法体外扩增EPC后输注修复受损血管内皮是防治心脑血管疾病的有效途径，但内外各种因素的干预影响了其修复效果。因此，利用中医药理论结合现代医学方法，深入开展中医药促进EPC修复血管内皮的研究，创立协同增效的新方法，从改善血管局部微环境的环节阐明其机制，对于揭示中药复方作用的新靶点，防治疾病的新途径具有重要的科学意义。因而，我们提出以下研究思路：选择中医药代表性的补气或行气活血化瘀方，如补阳还五汤、血府逐瘀汤等，研究中药联合EPC输注后，对血管内皮损伤的修复作用。寻找能促进EPC修复受损血管内皮的方法和药物；在此基础之上，进一步研究中医药对EPC修复受损血管内皮的协同增效作用机制；在细胞、分子水平研究中医药促进EPC修复受损血管内皮的作用机制，从而揭示中医药促EPC修复血管内皮的规律。通过此类研究，丰富中医活血化瘀方法的现代认识，有望形成一套抗内皮损伤的中西医结合新方法，为内皮损伤性疾病的临床防治提供实验依据和科学参考，为中医药防治心血管疾病提供新方法、新思路。

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