血小板衍生生长因子-B与冠心病研究进展

路雅茹 秦 勤

血小板衍生生长因子（platelet-derived growth factor，PDGF）是24 ku的阳离子糖蛋白，主要存在于血小板α颗粒中，也存在于受损的内皮细胞、移行于内皮下的巨噬细胞、平滑肌细胞（smooth muscle cell，SMC）、成纤维细胞、系膜细胞等细胞中。这些细胞以自分泌、旁分泌[1]的连锁放大反应形式大量释放PDGF，介导多种组织中内皮与间质的相互作用[2-3]。PDGF生物学特征主要促细胞分裂效应、化学趋化性和血管收缩效应。PDGF家族包括A、B、C、D4种不同的多肽链，通过二硫键形成纯合或杂合二聚体，组成5种亚型：PDGF-AA，PDGF-AB，PDGF-BB，PDGF-CC及PDGF-DD，其中具有生物活性的均为纯合二聚体形式。PDGF-BB与心血管疾病的关系最为密切，相关研究较多。本文仅就PDGF-BB的生物学特性及与冠心病的关系研究进展进行综述。

1 PDGF-B的分子结构

1.1 PDGF-B蛋白结构 PDGF-B由241个氨基酸残基组成，包含典型的生长因子结构域，即与血管内皮生长因子（VEGF）同源的大约100个氨基酸残基的高度保守序列，位于PDGF的N-末端或C-末端，参与PDGF生物特性的调节，该PDGF/VEGF同源结构域在不同物种的进化过程中都是高度保守的。PDGF-B具有短的N-端延长序列，在细胞内水解后PDGF-B被激活。PDGF-B多以同源二聚体形式即PDGF-BB发挥生物学作用，其三维结构由两个亚单位呈反向平行方式排列，每一亚单位由反向平行的β链组成[4]。

1.2 PDGF-B基因结构 人类PDGF-B是原癌基因c-sis的编码产物，位于染色体22 q12.3~q13.1，其DNA长约24 kb，由7个外显子组成。外显子1编码信号序列；外显子2、3编码生长因子域N-端的前驱序列，在细胞trans-Golgi网内被水解去除；外显子4、5编码生长因子域；外显子6编码C-端序列，在蛋白成熟过程中参与蛋白水解作用；外显子7不编码[5]。

2 PDGF-BB与冠心病的关系

PDGF-BB通过多种机制参与动脉粥样硬化发生发展过程。Cagnin等[6]研究发现动脉粥样硬化患者血浆PDGF-BB水平及白细胞介素（IL）-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7水平均显著升高，提示PDGF-BB可能与炎症因子共同作用，从而影响动脉粥样硬化进程。Cha等[7]在体外培养的人主动脉平滑肌细胞中加入20 μg/L PDGF-BB后，平滑肌细胞显著增殖，可达正常的5倍，并发生迁移，提示PDGF-BB还可通过促进平滑肌细胞迁移和增生促进动脉粥样硬化的形成。球囊损伤兔颈动脉后，损伤处可检测PDGF-B mRNA表达增加，平滑肌细胞由其血管中层的正常位置迁移到内膜病变部位增生，这与内膜损伤后以下机制有关：（1）血小板激活，在局部黏附聚集、释放PDGF-BB，诱导中膜平滑肌细胞迁移至内膜并在内膜增生。（2）内皮细胞功能被激活，产生凝血酶；凝血酶在激活凝血瀑布的同时刺激血小板释放PDGF-BB[8]。（3）局部血流动力学的改变，承受剪切力的血小板和内皮细胞生成PDGF-BB的能力较强，可以通过PDGF-BB途径刺激内皮细胞增生，且这种刺激作用是呈时间依赖性的[9]。高脂血症是冠心病的经典危险因素。Billett等[10]研究发现高胆固醇血症患者循环血细胞中PDGF-B mRNA表达水平比正常胆固醇患者提高15~20倍，且与血浆总胆固醇水平显著相关。Hashizume等[11]研究证实非诺贝特可以抑制PPARα介导的血小板分泌PDGF-BB。

经皮冠脉介入治疗（PCI）是目前治疗冠心病的有效手段，但支架术后再狭窄仍是影响远期疗效的重要问题。Li等[12]对大鼠颈动脉进行球囊扩张后发现PDGF-BB mRNA表达增加。李丽娜等[13]报道了冠心病患者PCI术后冠脉循环内PDGF-BB血浆水平升高。Nakagawa等[14]通过尸体解剖发现，急性冠脉综合征患者支架术后12 d可在病变处检测到PDGF-BB表达，24~55 d在新生内膜堆积的巨噬细胞及分化的平滑肌细胞中检测到PDGF-BB高表达，术后6个月PDGF-BB表达显著下降，1~5年病变处的新生内膜中则检测不到PDGF-BB。上述研究提示PDGF-BB可能参与支架术后血管内皮修复及支架内再狭窄的发生。然而Mizia-Stec等[15]的研究却得到不同的结果，他们认为PDGF-BB水平与支架术后再狭窄无关。但是该研究的样本量较小，可能影响了结果的真实性。Sun等[16]研究发现PDGF-BB局部注射可以明显改善缺血组织的灌注，其主要原因是PDGF-BB募集平滑肌细胞及周细胞，促进细胞外基质沉积，稳定新生血管，导致较大的成熟的血管形成。但有研究指出PDGF-BB与肺动脉高压密切相关[17]。Hsieh等[18]对大鼠心肌梗死模型研究显示，在梗死心肌局部输注控释的PDGF-BB，用药后左室舒张末期内径及收缩末期内径均明显下降，心室收缩功能明显改善；4个月后心导管检查显示治疗后心室容积减低；该研究进一步证实，在心功能改善的同时，右室收缩末压、右室等容收缩期心室内压力上升速率（dp/dt）、肺动脉中膜厚度均无明显改变，提示这种局部治疗方法可以改善心功能且并未带来呼吸系统的毒性。因此认为心肌局部输注控释的PDGF-BB对心肌具有保护作用，可以防止梗死后心衰的发生，而无明显的肺毒性。

有关PDGF-B基因多态性的研究较少。Ben-Ari等[19]报道PDGF-B基因+286G/A和+1135C/A存在单链核苷酸（SNP）多态性。Anat等[20]对70例心脏移植患者进行冠脉造影、冠脉内超声检查（IVUS）及基因多态性研究报道，PDGF-B基因+286G/A和+1135C/A SNP多态性与心脏移植后移植血管的动脉粥样硬化有关，AA与GG基因型明显与患者Stanford评分高低呈负相关，IVUS检查高Stanford评分的患者+286 AA基因型频率显著高于低评分患者，+286 GG基因型在低Stanford评分的患者中频率较高。Kaplan-Meier生存分析显示，GG携带者的早发心脏移植物血管病变（CAV）率低、生存期长、死亡率低，提示GG基因型可能是保护因素；AA携带者CAV发生的风险高。PDGF-B基因+1135位点CC基因型携带者发生CAV的风险较低，CC基因型为保护因素。但是该研究样本较小，还需要更大样本来探讨PDGF-B SNP多态性与CAV的关系。

血小板衍生生长因子受体-β（platelet-derived growth fac⁃tor receptor-β，PDGFR-β）与冠心病：PDGF受体为一种跨膜糖蛋白，分α和β两种亚型。该受体膜外部分是PDGF的结合位点，膜内部分含有一个酪氨酸激酶。实验研究证实PDGF-BB主要通过与PDGFR-β结合，激活PDGFR-β信号途径发挥生物作用，而不是通过PDGFR-α途径。该受体与PDGF-BB结合后可发生二聚化和自身酪氨酸残基磷酸化，激活下游的中间信号蛋白，最终激活促分裂原活化蛋白（MAP）激酶通路的级联反应[4，21]。MAP激酶是细胞外信号调节激酶，被认为是控制血管平滑肌细胞增生的限速步骤，可以被多种生长因子包括PDGF、血管紧张素Ⅱ（ATⅡ）、内皮缩血管肽及凝血酶所激活。而磷脂酶C（PLC）、细胞外调解激酶1和2（ERK1/2）、Akt激酶等则是已知的促进动脉粥样硬化进展的生物分子，参与细胞的增生、分化、凋亡。Chintalgattu等[22]研究显示小鼠心脏压力负荷增加后PDGFR-β激活、表达显著增加，提示PDGFR-β是心脏承受压力负荷后的代偿反应。由此可见激活PDGFR-β信号途径与心血管疾病有密切的关系。研究显示PDGFR-β mRNA及蛋白水平在动脉粥样硬化病变中表达增加，动脉粥样硬化患者酪氨酸磷酸化是非动脉硬化患者的5倍，且与不稳定型心绞痛、血管重建、冠脉造影结果显著相关[23]。

3 曲匹地尔及酪氨酸激酶抑制剂与支架术后再狭窄

支架术后再狭窄是平滑肌细胞由血管中膜迁移至内膜并增生的结果。人们一直在探寻通过抑制PDGF-B/PDG⁃FR-β信号系统，抑制平滑肌细胞生长，从而达到抑制支架术后再狭窄的药物及方法，目前研究较多的是曲匹地尔及酪氨酸激酶抑制剂。

曲匹地尔是一种磷酸二酯酶抑制剂及PDGF抑制剂，具有抗血小板聚集和扩张冠状动脉的双重作用，该作用是通过抑制血栓素A2介导的前列环素的合成与释放而实现的[24]。曲匹地尔可以抑制PDGF刺激的平滑肌细胞增生，此外还可以阻断胎牛血清、表皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子刺激的平滑肌细胞增殖。动物实验显示曲匹地尔对抑制支架再狭窄有效，但大型前瞻性临床研究（TRAPIST研究）却未显示出曲匹地尔对抑制再狭窄有任何益处[25]。

酪氨酸激酶抑制剂是新型的抗肿瘤药物，因其可以阻断PDGFR-β信号通路，从而抑制平滑肌细胞的迁移、增生，抑制肿瘤组织血管新生，从而达到抗肿瘤的目的。甲磺酸伊马替尼是PDGFR的抑制剂之一，是治疗慢性粒细胞白血病的药物。Makiyama等[26]给予颈动脉球囊损伤后的大鼠口服伊马替尼14 d，显示伊马替尼可以显著抑制内膜增生，并且呈剂量依赖性，证明伊马替尼具有阻断动脉平滑肌细胞增生的作用。由此假设给予冠脉支架术后患者口服伊马替尼有可能降低支架术后再狭窄的风险。然而一项180例支架术后再狭窄（in-stent restenosis，ISR）患者的随机、双盲、安慰剂对照研究显示，再狭窄后再次PCI术前2 d开始给予伊马替尼600 mg/d口服，共服药10 d，服药组与安慰剂对照组相比再狭窄率差异无统计学意义，提示口服该剂量的伊马替尼并不能有效地防止支架术后再狭窄[27]。但更大剂量、更长疗程的伊马替尼全身治疗是否具有预防ISR作用尚无定论，伊马替尼洗脱支架是否可以预防ISR，尚少见报道。

综上所述，PDGF-BB由多种细胞通过自分泌及旁分泌作用分泌，与其受体PDGFR-β结合后，促进平滑肌细胞增生、迁移，促进新生血管形成，在多种组织损伤修复及疾病过程中发挥重要作用。PDGF-BB可促进动脉粥样硬化斑块形成和进展，并且与支架术后再狭窄有密切关系。研究PDGF-BB的生物学作用机制，探寻其抑制剂及适当的应用方法，对于治疗冠心病、预防支架术后再狭窄将有重要作用。

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