内皮祖细胞在缺血性疾病治疗中的临床应用

孙丽娜，高海娜(综述)，陈树春(审校)

(1.河北医科大学研究生学院，河北石家庄050017;2.河北省人民医院内分泌一科，河北石家庄050051)

内皮祖细胞在缺血性疾病治疗中的临床应用

孙丽娜1，高海娜1(综述)，陈树春2(审校)

(1.河北医科大学研究生学院，河北石家庄050017;2.河北省人民医院内分泌一科，河北石家庄050051)

造血干细胞;缺血;综述文献

内皮祖细胞(endothelail progenitor cells，EPCs)是Asahara在1997年首次从成人外周血中分离得到的具有分化为内皮细胞潜能并参与新血管形成的祖细胞［1］。传统意义上来讲，出生后的新血管形成指原位内皮细胞的增殖和迁移，进而形成新的血管网。而EPCs能够归巢到新血管形成部位并分化为内皮细胞，在出生后新血管形成中发挥重要作用［2］。因此，EPCs的发现彻底改变了人们对出生后血管形成的理解，为缺血性疾病临床治疗提供了新的策略。目前，有关EPCs在人体缺血性疾病治疗中安全性和有效性的研究也已经开展。现就EPCs移植在缺血性疾病治疗中存在的问题以及应用前景综述如下。

1 EPCs生物学特性

自Asahara于1997年首次描述EPCs后，EPCs尚缺乏一个明确的定义，尤其是其表面特异性抗原标志仍存在较大争议。目前较认可的EPCs表面特异性抗原标志包括CD34、血管内皮生长因子受体2 (vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR2)和AC133［3］。CD34分子是高度糖基化的i型跨膜蛋白，选择性地表达于造血干细胞/祖细胞表面，是筛选造血干细胞/祖细胞的主要标准。VEGFR2是血管系统的抗原标志，是胚胎期血液、血管发生的关键受体。AC133是一种新的造血干细胞/祖细胞标志物，AC133+细胞具有内皮细胞特性。用血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)和干细胞生长因子(stem cell growth factor，SCGF)刺激培养的AC133+，大多数细胞表现出内皮特性，包括VEGFR2、荆豆凝集素1和血管假性血友病因子。研究发现随着EPCs向成熟内皮细胞的分化，AC133表达逐渐下降直至阴性［4］。

目前EPCs分为2种类型，即早期EPCs和晚期EPCs。虽然早期 EPCs和晚期 EPCs共同表达CD34、VEGFR2等表面标志物，但两者在细胞形态、增殖功能和成管功能方面存在很大差异［5］。早期EPCs呈纺锤状，增殖能力低，几乎没有成管功能，却能够大量释放血管生成因子。晚期EPCs呈鹅卵石状，增殖能力旺盛，成管功能强大。基于2种EPCs的差异，有研究者认为早期EPCs迁移到缺血部位后，通过分泌血管生成因子招募循环内皮细胞促进血管形成，而晚期EPCs直接参与新血管的形成过程。虽然2类EPCs的生物学特性差异很大，但其在促进血管新生方面都发挥重要作用。

2 EPCs在出生后血管新生中的作用

2.1 EPCs直接促进新血管形成的作用 血管形成包括原位内皮迁移、增殖和分化的从头形成过程以及骨髓来源的EPCs参与的血管再生［2］。目前有一种较成熟的动物模型证明EPCs直接促进新血管形成作用，该模型用内皮细胞系特异性启动因子诸如VEGFR2和促血管生成素受体等刺激转基因小鼠，转基因小鼠表达半乳糖苷酶基因，将这种转基因小鼠的骨髓细胞移植到野生型小鼠体内，野生型小鼠的EPCs将成为治疗不同缺血性疾病的细胞基础。利用这一模型已经证明骨髓来源EPCs参与肿瘤生长、创伤愈合、骨骼肌和心肌缺血以及激素调节的子宫内膜修复过程中局部血管形成［2，6］。毫无疑问，EPCs在缺血组织血管形成的过程中发挥重要作用。

2.2 EPCs间接促进新血管生成的作用 目前新的研究［7］显示EPCs不仅直接参与新血管形成，而且能够分泌一系列血管生成因子和生长因子，促进已有内皮细胞的增殖和迁移，激活血管生成，间接发挥促进血管生成和维持组织稳态的功能。有临床前期研究［8］证明在心肌缺血模型中，移植的EPCs分泌的外在因子能够增强移植受体内在的血管形成。研究［9］发现EPCs能够分泌多种血管生成因子，包括VEGF、血小板衍生生长因子和成纤维细胞生长因子。因此，EPCs不仅能够直接促进血管生成，同时也可以通过分泌细胞因子激活血管形成过程中原位内皮细胞的增殖和迁移，进而促进缺血组织血管新生而发挥组织保护作用，调节血管形成过程。

3 EPCs移植为基础的血管生成治疗

3.1 EPCs移植的动物实验 动物实验已经证明在没有其他促进血管生成因子的条件下，移植的EPCs能够有效促进缺血组织的新血管形成和血管再生。Kalka等［10］首次将体外扩增培养的人外周血来源的EPCs移植到免疫缺陷小鼠的缺血后肢，发现移植的EPCs能够促进小鼠缺血后肢的新血管形成。Tanaka等［11］采用质量与数量控制培养系统体外扩增培养EPCs 7 d后，移植到链脲霉素诱导的Ⅰ型糖尿病小鼠体内，小鼠新血管形成和切口愈合能力均高于对照组，证明EPCs移植治疗能够改善切口愈合。

此外，CD34是EPCs的主要细胞标志，有研究认为 CD34+细胞可能与 EPCs有同样的治疗意义［12］。缺血心肌左室功能恢复程度以及新血管形成与移植的 CD34+细胞含量呈浓度依赖。Elsharawy等［13］采用链脲霉素腹膜内注射诱导Ⅰ型糖尿病大鼠模型，并在大鼠右前肢造贯穿皮肤全层直径10 mm的切口，治疗组注射人脐静脉来源CD34+细胞，经过2周时间，与对照组相比，CD34+细胞治疗组创伤面积明显下降，表皮平均厚度、新血管形成数量、胶原沉积均高于对照组。CD34+细胞促进血管新生的作用从另一方面体现了EPCs潜在治疗价值。

3.2 EPCs移植的临床研究 基于动物实验的研究结果，目前一些Ⅰ、Ⅱ期临床研究开始观察EPCs治疗缺血性疾病的临床效果，以期得到与动物实验相同的结果。

研究［14］发现EPCs移植治疗能够提高心室射血分数，减少心脏缺血面积并改善心肌的血流灌注。Beeres等［15］研究证明接受EPCs移植治疗的患者心血管症状明显改善，运动耐力增加。同样，CD34+细胞移植治疗的临床实验也得到相类似的结果。Losordo等［16］进行了一项多中心的随机双盲对照临床试验，观察自体CD34+细胞经集落刺激因子(G-colony stimulating factor，G-CSF)刺激后治疗肢体缺血性疾病的安全性和有效性，选取了28例患有轻微肢体缺血性疾病患者和已经失去手术治疗机会或经皮血管成形术治疗的严重肢体缺血性疾病患者，随机分为低剂量治疗组(1×105CD34+/kg，n=7)，高剂量治疗组(1×106CD34+/kg，n=9)和安慰剂对照组(n=12)。安全性评价包括不良反应、生命体征测量和基本实验室检查结果(生化检查、血常规、心脏标志物和尿常规)。有效性评价指标包括随访12个月内的患肢保留、疼痛评分、6 min步行试验、切口面积评估和生活质量评价。经过12个月的随访观察，受试者既没有出现死亡现象，也没有出现威胁生命的不良反应，接受CD34+细胞注射治疗组截肢率低于对照组，且高剂量治疗组较低剂量组有下降趋势。这项研究为EPCs移植治疗Ⅲ期临床研究提供了有力证据［16］。

EPCs移植的治疗效果受到很多因素的影响，如年龄、糖尿病、高三酰甘油血症、高血压和吸烟都是EPCs移植成功与否的限制因素。事实上，大部分进行EPCs移植治疗的患者可能都有上述疾病病史。因此，人们在不断寻求新的方法克服EPCs移植治疗过程中的问题:①细胞或生长因子刺激后促进内源性EPCs的动员［17］;②通过平滑肌祖细胞、间充质干细胞等细胞系的共同移植增强EPCs功能［3］;③基因转染技术增强EPCs的功能［18］;④通过细胞培养技术扩增EPCs［19］。这些方法可能弥补目前EPCs应用于缺血性疾病临床移植治疗中的不足。

综上所述，骨髓来源的EPCs有促进出生后血管形成的潜能，为缺血性疾病开辟了新的治疗方法。但由于EPCs缺乏特异的表面标记，难以从循环血中获得足够数量的自体EPCs，EPCs的分离与纯化都存在一定难度，使得EPCs大规模应用于临床治疗受到限制。为了实现EPCs为基础的细胞移植治疗，寻求一种可行的分离和扩增EPCs的方法仍是这一领域未解决的关键问题。

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(本文编辑:刘斯静)

R543

A

1007-3205(2015)02-0234-03

2014-04-23;

2014-05-25

孙丽娜(1988-)，女，河北张家口人，河北省人民医院医学硕士研究生，从事内分泌与代谢疾病诊治研究。

10.3969/j.issn.1007-3205.2015.02.042