内皮祖细胞与脑血管疾病的研究进展

谢红娜，赵中

(南京医科大学附属苏州市立医院神经内科，江苏苏州215001)

·综述·

内皮祖细胞与脑血管疾病的研究进展

谢红娜，赵中

(南京医科大学附属苏州市立医院神经内科，江苏苏州215001)

内皮祖细胞是血管内皮细胞的前体细胞，它在某些情况下可以从骨髓动员到外周血参与血管的再生与修复，在脑血管疾病的发生和预后中起着重要作用。本文就内皮祖细胞在脑血管疾病中的研究进展做一综述。

内皮祖细胞；脑血管疾病；中风；血管生成；神经再生

内皮祖细胞(Endothelial progenitor cells，EPCs)是血管内皮细胞的前体细胞，亦称为成血管细胞(Angioblast)，在生理或病理因素刺激下，可从骨髓动员到外周血，是能够自我更新、增殖分化为内皮细胞的多能祖细胞。它不仅参与了胚胎血管的生成，还参与了出生后血管的再生和受损后内皮细胞的修复过程。EPCs的数量变化可反映血管内皮受损的程度，是目前唯一可作为活体组织中反映血管内皮损伤的直接而特异的标志物。

1 EPCs的表型

1997年Asahara等[1]首次利用免疫磁珠细胞从外周血中成功分离得到CD34+和KDR+血管内皮生长因子受体(Vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR)双阳性的EPCs细胞。虽然对EPCs的表型鉴定仍存在歧义，但目前普遍认为CD34、CD133及KDR/FIk-1是骨髓中的内皮祖细胞的表面标志，其进入外周血以后不成熟的造血前体标记EPCs CD133逐渐消失，CD34、KDR则逐渐表达。

2 EPCs的动员及其促进因素

内皮祖细胞主要存在骨髓中，当内皮祖细胞受到外界影响从骨髓达到外周血，逐渐迁移到缺血、损伤、肿瘤等组织中，称为内皮祖细胞的动员和归巢。动员的初始步骤涉及到基质金属蛋白酶-9的激活。它可以催化膜结合配体转变为溶解性配体。影响其动员因素包括：

2.1 内源性因素及外源性细胞因子内源性机体损伤如体内缺血、血管损伤、烧伤等，可刺激内皮祖细胞的动员。在血管损伤时，损伤组织释放血管内皮生长因子(VEGF)及单核趋化蛋白-1(MCP-1)[2]、碱性成纤维因子(bFGF)等。此外，还有研究发现促红细胞生成素(EPO)[3]、高密度脂蛋白(DL-L)[4]、年龄[5]、吸氧和运动对其也有刺激作用。

2.2 药物近来发现阿司匹林对除了血小板聚集作用外，对EPCs也有一定作用。2011年徐明国等[6]用人血丙种球蛋白(IVIG)和阿司匹林(ASP)对川崎病患儿进行治疗，证实IVIG和ASP治疗可显著改善川崎病患儿循环内皮祖细胞的功能，并且其机制可能与肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和超敏C反应蛋白(hs-CRP)的浓度降低有关。

目前不仅在动物实验中，在脑血管疾病中也已有大量研究证实他汀不仅可以提高EPCs的数量、改善其迁移功能，也有研究显示可以提高EPCs功能[6-12]。但是他汀类影响EPCs的数量和功能确切的机制不明。早期有文献报道称他汀类药物可通过减少肿瘤坏死因子α[9]、调节内皮祖细胞的周期基因的表达阻止EPCs的衰老[12-14]。其可能的机制是通过PI3K/Akt信号途径增强EPCs增殖和迁移能力[13]。在Minami等[14]通过在冠状动脉疾病中运用他汀类，显示他汀类使EPCs的数量显著增加与MicroRNA 221/222水平降低有关。最新研究[15]在糖尿病患者中发现基因MicroRNA-126通过也Ras/ERK/VEGF and PI3K/ Akt/eNOS途径，影响EPCs的动员。血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)类药物调控EPCs的粘附和凋亡及促进新生血管的形成以及抗氧化应激能力[16]。目前临床上主要用于治疗多种缺血性疾病的一些中药，对EPCs也有一定作用。如：巴曲酶、人参皂苷Rg-1、葛根素、通心络胶囊等活血化瘀药物.

3 内皮祖细胞在脑血管疾病中的研究

3.1 内皮祖细胞在脑缺血及出血性疾病中的研究脑血管疾病已经成为导致人类死亡的三大疾病之，无论是缺血性或出血性疾病，其主要的原因与动脉粥样硬化有关，而许多研究也表明动脉内膜损伤是动脉粥样硬化的始动因素。研究显示，EPCs可以明显减轻颈动脉粥样硬化板块的形成和发展[17]。我们知道内皮祖细胞参与了出生后的血管新生、血管损伤及炎症损伤的修复、维持内皮细胞的完整和血管的动态平衡；但是一些严重的血管内皮损伤是不可逆转的。另一方面，EPCs主要通过自分泌和旁分泌分泌些细胞因子，主要是VEGF和BFGF，使其发生血管再生并抑制内膜过度增生。通过分泌神经生长因子及神经形成恢复神经的功能[18-20]。血管的生长主要包括血管新生和血管发生两种形式。

鉴于EPCs的功能，已有临床研究[21]显示在缺血性血管疾病中，内皮祖细胞的数量明显增多，并动员其到损伤的局部组织，使其建立有效地侧支循环，明显改善其血流供应。Fan等[22]通过被闭塞大脑中动脉裸鼠，制造脑缺血动物模型证实，EPCs可促进脑缺血区的新生血管形成，促进了脑组修复，增强了神经的发生及其功能的恢复。在急性脑梗死者中外周血循环内皮祖细胞的增加与良好的预后相关，并与脑梗死体积呈负相关，这提示其参与了脑梗死后的神经修复[20]。目前，已经有大量的实验证实，将EPCs种植在支架或者生物工程血管以产生有生物活性的内皮层，可以提高血管舒张功能，延长移植血管的开通，预防支架的血栓形成和再狭窄。所以对于脑血管疾病需要植入支架患者，植入EPCs将大大提高患者的生存率，预防支架血栓形成和再狭窄。公认的高血压、高血糖、高血脂等血管危险因素，与循环EPCs水平呈负相关。但是有研究显示[23]高血压脑出血急性期患者EPCs数目增多，粘附、迁移的功能增强。机制可能与某些应激状态下，机体释放某些因子(如VEGF mRNA蛋白增高)促进内皮祖细胞的动员和功能有关。

除此以外应用药物EPCs的动员来治疗脑血管也应很有前景。如上述所讲一些药物可以一种新的作用机制来应用于缺血性脑血管疾病，并且他汀对EPCs动员作用，独立于对血脂水平的影响[8]。同样对有高血压病患者如无ACEI类禁忌证可作为首选降压。

另外研制出新的特异性针对EPCs动员的药物也许确实是一种受益匪浅的举措。将这些特异性药物应用于脑血管疾病患者，可明显改善神经功能，减轻后遗症，降低致残、致死率。当然除了药物，已经有大量临床动物实验把EPCs直接移植到缺血组织中，如用脐血内皮祖细胞治疗糖尿病下肢缺血来改善缺血组织的血管形成，以及减少缺血组织坏死的研究[24]。我们可以利用基因治疗使内皮祖细胞高表达血管新生诱导因子，从而充分发挥EPCs的治疗作用。有研究[25]利用大鼠制造胶质瘤动物模型，证实了EPCs作为基因治疗的载体应用于胶质瘤的基因。故也许用EPCs转染促进血管形成的诱导因子会是治疗脑血管疾病中值得期待的尝试。

3.2 颅内动脉瘤与内皮祖细胞颅内动脉瘤是由于局部血管异常而产生的脑血管瘤样突起，其具体发病机制尚不明确，但其内膜功能被破坏被认为是动脉瘤的始动因素[26]。基质金属蛋白酶9(MM-9)被认为可降解内弹力层及动脉内膜，从而直接导致动脉瘤生成。以下几个研究中MM-9均增高。徐勇等[27]选用大鼠动物模型，诱导颈内动脉瘤，通过测量各组血压及动脉瘤的大小，以及PT-PCR检测Willis环相关基因表达，其结果提示MM-9表达增高，循环内皮祖细胞数量显著低于正常对照组，证实了内皮祖细胞可以降低大鼠脑动脉瘤的发生以及延缓其进展。由此可以看出也许EPCs的降低可能是动脉瘤生成的一个重要因素。但是EPCs对颅内动脉瘤的影响机制尚不清楚。有人认为其可通过对脑动脉瘤的血管分流而早期治愈动脉瘤[28]。所以如何把EPCs运用于动脉瘤的治疗，对其将是一个新的靶点。

3.3 烟雾病与内皮祖细胞Takecchi和Shimizu首先报道了烟雾病(Moyamoya disease)。其又称自发性Willis环闭塞症，是一种慢性进行性闭塞性脑血管疾病，以双侧颈内动脉末端和大脑前动脉或大脑中动脉近端狭窄或闭塞，伴脑底部异常血管网形成为特点。脑血管造影显示烟雾病患者脑底部异常增生的血管网形状如同吸烟时喷出的烟雾，故称其为“烟雾病”。1969年，日本学者第一次将这种现象命名为“MOYAMOYA”。

烟雾病中EPCs的数目明显高于动脉粥样硬化性脑血管疾病或是健康人[29]。Mao等[30]研究显示EPCs在烟雾病中新血管形成有重要作用，其机制可能为烟雾病患者血清中多种细胞因子含量增加有关，如VEGF、MCP-1等[2]，而上述几种因子已被证实与内皮祖细胞聚集关系密切。另外，通过对未进行手术治疗的烟雾病儿童与健康儿童的研究[5]，对比分析发现患儿中EPCs数量的减少水平与功能缺陷，可能与烟雾病的发病机制有关。我们上述也提到EPCs对于支架植入术后的患者，有减少其血栓形成和再狭窄的概率，因此针对EPCs与烟雾病的发病机制有关，对其患者手术后EPCs的植入起着重要作用。

4 展望

总之，EPCs数量的变化在脑缺血及出血性疾病的发生和预后中起着重要作用，EPC可作为一种潜在的治疗策略被应用于脑血管病。但仍存在很多问题：①对EPCs的表型筛选仍有分歧，如何以及怎样确认有待进步研究。②对EPCs移植的最佳时机仍是一个复杂的问题，它可以直接影响到细胞的存活。③有研究显示EPCs也有促进肿瘤生长的作用，因此在移植中如何抑制其向肿瘤分化仍是一个难题。或许对移植前EPCs进行基因修饰是一个潜在的战略。

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Research progress on endothelial progenitor cells and cerebrovascular diseases.

XIE Hong-na,ZHAO Zhong. Department of Neurology,Suzhou Hospital Affiliated to Nanjing Medical University,Suzhou 215001,Jiangsu,CHINA

Endothelial progenitor cells(EPCs)are immature endothelial cells.They can enter peripheral blood from immature stem cells in specific circumstances,which participant in angiogenesis and repair,and play an important role in the occurrence,development and prognosis of cerebrovascular disease.In this review,we will summarize the recent progress on EPCs and cerebrovascular diseases.

Endothelial progenitor cells(EPCs);Cerebrovascular disease;Stroke;Angiogenesis;Nerve regeneration

R734

A

1003—6350（2013）03—0434—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2013.03.0190

2012-08-01)

谢红娜。E-mail：bingdaoyou@126.com