促红细胞生成素与肝缺血再灌注损伤

马菁璠，赵英鹏，李晓延（.昆明医科大学，云南 昆明 65000；.昆明医科大学附属甘美医院肝胆胰二科，云南 昆明 65000；.云南省昆明市同仁医院，云南 昆明 65000）

肝脏缺血再灌注损伤（HIRI）是肝脏外科常见的问题，见于肝脏外伤、肝肿瘤切除术、肝移植及休克、感染等。促红细胞生成素（EPO）主要作用于骨髓巨核前体细胞，刺激红系造血祖组织及早幼红细胞形成成熟的红细胞集落。文章对EPO在肝脏缺血再灌注损伤中的保护效应及相关机制进行综述。

1 肝脏缺血再灌注损伤

肝缺血再灌注损伤（HIRI）是肝脏外科中常见的病理过程，多见于需要肝断流的肝脏外科手术。肝脏缺血再灌注损伤机制如下。

1.1 线粒体损伤：无氧代谢缺氧时，线粒体内的氧化磷酸化受到抑制，ATP主要来源于糖酵解，乳酸、酮体堆积，导致线粒体功能下降，ATP生成困难，蛋白质合成障碍。

1.2 钙超载：首先ATP缺乏使Na+-K+泵功能障碍，细胞内Na+增多，为减少细胞内Na+启动Na+-Ca2+交换机制，细胞外Ca2+大量进入细胞内；正常时Ca2+泵可将过多Ca2+排出，维持胞内Ca2+水平，但由于ATP生成减少，导致Ca2+泵无法工作，使细胞内Ca2+积聚，引起钙超载；其次，酸中毒也可加重钙超载。

1.3 氧自由基（OFR）：OFR在通常情况下可杀伤病原微生物、肿瘤细胞等，对机体的功能重点保护，但过多也有可能会加重炎性反应，也可造成直接损伤。

1.4 微循环障碍：肝内微循环障碍是影响IRI的一个重要因素，会加重缺血的症状，使得缺血细胞发生不可逆的损伤和死亡。考虑与下列因素有关：①生成的大量OFR对肝内皮细胞有极大的损伤；②酸中毒、钙超载有可能导致细胞水肿；③内皮细胞受到损伤时也会造成血小板黏附微血栓；④PMN趋化黏附、聚集肝血窦、造成循环障碍。

1.5 细胞因子：细胞因子可加重炎性反应，使得再灌注损害发生成为可能，通过自分泌、旁分泌和激素方式诱生成炎性介质，TNF-α和白细胞介素（IL）-1是涉及HIRI的两个重要细胞因子。

1.6 细胞凋亡：Vivek等建立大鼠常温肝脏缺血再灌注模型后，将采集的标本予以HE染色，Tunel染色检查，观察发现在肝缺血再灌注损伤的肝细胞和肝窦状上皮细胞的死亡方式主要是以细胞凋亡的方式存在[1]。肝细胞凋亡受P53、Fas、Myc、Bcl-2家族等的调控，受体介导是肝细胞凋亡最主要的途径之一。研究较多的是Fas及TNF受体。目前已知参与肝细胞凋亡的主要有Fas受体，TNF1和TNF2受体，AP0-2、APO-3、DR-4（死亡受体-4）、TGF-β受体[2]。

2 促红细胞生成素（Erythropoietin，EPO）

1948年Bonsdor与Jalsvisto发现一种含唾液酸的34 KDa的糖蛋白，主要由成年肾脏和胎儿肝脏分泌，能促进红细胞的生成，因此将它称为EPO。

2.1 EPO及EPOR的生物性：EPO是一种相对分子量为30.4 kDa，含40%碳水化合物的糖蛋白，位于人体7q22染色体，它编码一条含193个氨基酸的多肽链，并通过蛋白修饰作用最终形成含165个氨基酸的蛋白质[3-4]。EPO-R是一种Ⅰ型膜糖蛋白，包含8个外显子序列。含有两个高度保守序列boxl和box2，对保证EPO-R正常形成折叠发挥着非常重大的作用和意义[5]。

2.2 EPO及EPO-R的信号传导：EPO的胞内信号转导是多个通路交联、互补、形成网络的一个复杂传导过程。EPO/EPOR信号通路与胞浆非受体酪氨酸激酶JaK2和Stat5的活化有着密切关联；还通可过其他如PI3K（磷脂酰肌醇-3-激酶）信号转导通路发挥生物学作用；除此外，一些负性调节因子如SH-PTPI也参与了信号转导这个过程。

2.3 EPO的作用

2.3.1 EPO/EPOR在正常中的表达与作用：最近研究认为EPO是一种由于缺氧诱导因子（Hypoxia-induction factor，HIF）家族诱导产生的多功能细胞因子超家族成员[6]。有实验证明其单独或与血小板生成素（TPO）联合可加速巨核细胞集落形成单位细胞增殖成熟及胞质裂解形成血小板。EPO同时还是一种抗凋亡因子，在减少神经元、心肌细胞、肾小管上皮细胞、视膜神经节细胞（RGCs）、血管内皮细胞及人乳腺癌细胞（MCF-7）凋亡方面起着非同小可的作用，其机制与保持线粒体膜稳定、上调Bcl-2，Bcl-X 及下调caspase-3有关。

2.3.2 EPO在肝脏缺血再灌注损伤的作用：EPO可与机体各处的EPOR受体结合，发挥器官保护作用。研究表明EPO除能调节红细胞生成以增加组织供氧外，还具有：①抑制细胞凋亡[5]；②减少炎性反应；③减轻Ca2+超载；④抗氧化应激[7]；⑤保护血管内皮、促进血管再生等[8]。在对肝脏缺血再灌注损伤的保护具有一定生物学机制。

2.3.2.1 抑制细胞凋亡：大量的研究表明细胞凋亡存在于肝脏缺血再灌注损伤，并能在HIRI找到细胞凋亡的解剖学证据。肝脏断流手术是肝细胞坏死和凋亡的有力诱导因素。肝脏内EPOR也是在内皮细胞表达，故EPO治疗可有效防止再灌注期内皮细胞凋亡，进而保护肝脏，维持血流[9]。根据Maximilian研究中EPO与EPOR结合活化受体， 活化的EPOR可启动MAPK p42/44、JAK2-STAT5和PI-3K/AKT蛋白家族等多种信号转导通路，通过激活PI-3K/AKT轴或JAK2-STAT5系统抑制细胞凋亡[10-11]。庞利群在转基因鼠的实验研究中证明，促进抗凋亡途径的表达可对缺血再灌注损伤起保护作用[2]。

2.3.2.2 减少炎性反应：有研究对大鼠肝缺血再灌注损伤模型在建模前使用rhEPO，通过检测肝移植后外周血中NF-KB活性、TNF-α的蛋白、肝脏酶学指标和IL-1和IL-6的表达与未使用rkEPO的缺血模型进行对比，发现使用rhEPO后，肝组织NFKB，血清TNF-a、肝脏酶学指标及IL-1和IL-6的表达明显较未使用rhEPO的患者降低[12]。由此可以认为，EPO对肝缺血再灌注损伤具有一定的保护作用，能有效抑制NF-KB的表达，直接降低其与靶基因启动子区特异序列的结合活性。其所调控的靶基因表达相应受到抑制，血液TNF-α等促炎因子的蛋白水平表达减少，从而有效抑制了因中性粒细胞的聚集而产生的组织损伤[13]。

2.3.2.3 减轻Ca2+超载：研究表明EPO可通过调节Ca2+内流发挥作用，当EPO与EPO受体结合后，EPO受体即被激活直接作用于Ca2+通道，通过去极化抑制Ca2+内流。

2.3.2.4 抗氧化应激：EPO可抑制血管平滑肌细胞上诱导型一氧化氮合酶（iNOS）的表达，减少NO诱导的自由基产生，拮抗其毒性，保护细胞免于缺血性损伤。动物实验显示，EPO的全身应用可使缺血后脂质过氧化物的生成明显减少，从而减轻缺血再灌注所诱发的致命性的氧化损伤[5]。

2.3.2.5 保护血管内皮、促进血管再生：EPO对血管具双重作用， 一方面保持内皮细胞的完整性，另一方面在无血管区促进血管发生， 形成新的毛细血管[14]。体内、外实验均证明EPO能促进内皮细胞增殖， 人的内皮细胞表达EPOR，可在EPO的作用下分化为血管结构，推测其对成体血管的形成和修复起到调节作用[15]。EPO有促有分裂和趋化作用，有助于细胞MMP-2生成。

3 临床应用与展望

EPO应用于肾性贫血患者中取得了相对满意的效果，且具有安全性较高的优势，同时对多器官缺血再灌注损伤都有保护作用。但是，EPO如果长期大剂量的应用可有可能会增加血栓形成，并增加高血压等心脑血管事件的发生率等不良反应，且国外有EPO增多可引起恶性肿瘤等报道，使EPO的临床应用又具有一定的局限性。如果能够利用化学修饰对EPO进行改造，克服EPO的不良反应，将在临床器官保护和缺血再灌注损伤治疗中有广阔的应用前景。

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