内皮细胞与类风湿关节炎血管新生及中医药对其影响

刘磊 刘健

【摘 要】 类风湿关节炎基本病理变化为滑膜炎及血管翳，与血管新生密切相关。血管生成因子与抑制血管因子共同调控内皮细胞的增殖、迁移及凋亡，参与血管新生。近年来，伴随着类风湿关节炎血管新生机制的不断深入，中医药调控血管内皮细胞变化抑制类风湿关节炎血管新生取得了一定成就。

【关键词】 关节炎，类风湿；血管新生；内皮细胞

doi：10.3969/j.issn.2095-4174.2016.06.013

类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）是一种慢性、进行性、多系统受累的自身免疫性疾病。反复迁延的滑膜炎是RA基本病理变化。滑膜炎初期可表现为单核细胞、炎症细胞等浸润滑膜组织，滑膜炎反复发生导致滑膜细胞进行性增生肥大、滑膜组织血管新生、肥厚绒毛样突起形成血管翳，进而侵袭关节软骨、软骨下骨，导致关节破坏及功能障碍[1]。RA滑膜组织含有丰富的血管成分，新生血管为滑膜细胞增殖提供营养支持，通过抑制滑膜新生血管可以减少关节炎患者病情活动。血管内皮细胞是血管新生[2]的重要组成细胞，内皮细胞迁移、增殖是血管新生的重要环节。因此，干预血管内皮细胞、抑制RA血管新生是RA治疗的重要研究热点。

1 血管内皮细胞与RA血管新生

血管新生是指在原有血管床基础上的血管发芽，从现已存在的血管系统中形成新的血管是血管由少到多的过程，主要见于生理性和病理性血管重建，且涉及到多种信号分子的共同参与。滑膜组织血管新生的具体机制尚不清楚，目前研究多认为，滑膜组织单核细胞浸润、滑膜细胞增殖肥大、滑膜组织耗氧量增加均与RA血管新生密切相关。首先，RA滑膜内皮衬里细胞释放基质降解酶，使原有血管基底膜及基底部发生降解，血管通透性增加[3]。血管内皮细胞是血管结构形成及血管新生的重要组成部分，内皮细胞增殖是由促血管生成因子如血管内皮生长因子（VEGF）提供促增殖信号，而内皮增殖抑制因子则通过抑制促增殖信号、调节细胞周期、诱导细胞凋亡等途径下调内皮细胞的增殖。在多种生长因子及趋化因子的共同作用下血管内皮细胞穿过原血管壁发生迁移、增殖，形成芽生血管腔，新生血管芽相互融合形成血管网，趋化周围细胞进一步构建稳态血管结构[4]。

2 促血管生成因子对内皮细胞与RA血管新生的影响

2.1 VEGF对RA血管新生中内皮细胞的影响 RA患者滑膜、滑液和血清中含有丰富的VEGF，它作用于新生血管早期，受多种调节因子调控而持续高水平表达。在RA的发病过程中VEGF是直接促炎因子，并与疾病的活动度呈相关性[5]。佐剂性关节炎（AA）大鼠VEGF表达水平与滑膜微血管计数及关节炎指数亦呈正相关[6]。VEGF是由二硫键连接而成的二聚体糖蛋白，属于血小板衍生性生长因子（PDGF）家族的成员。VEGF家族可分为VEGF-A、B、C、D、E、F及胎盘生长因子（PIGF）7个亚型。VEGF是一种特异作用于血管内皮细胞的多功能细胞因子，主要是通过结合特异性血管内皮生长因子受体（VEGFR）磷酸化胞内酪氨酸残基而实现对内皮细胞的调控作用[7]。VEGF主要有VEGFR-1，2，3共3种酪氨酸蛋白激酶受体，所有受体在细胞外拥有7个类似免疫球蛋白结构域。VEGFR-1某些病理情况下可发挥正向调节VEGF的作用，其在介导血管内皮细胞增生和血管通透性增加方面起重要作用。VEGF结合VEGFR-2是血管生成的主要信号通路，VEGF活化VEGFR-2通过级联反应活化信号蛋白，分别激活p38 MAPK通路、RAS-MEK-ERK通路、P13K-Akt/PKA通路促进内皮细胞的增殖、分化。转导的信号可诱发内皮细胞周围局部基底膜分解，位于出芽顶端的内皮细胞后形成血管芽，调控血管新生。同时有研究表明，内皮细胞的迁移、增殖与VEGF的梯度、浓度存在依赖关系[8]。VEGF结合细胞膜表面受体刺激血管内皮细胞膜局部产生H2O2，可促进内皮细胞增殖。

2.2 转化生长因子β（TGF-β）对RA血管新生中内皮细胞的影响 RA患者血清TGF-β水平低于正常人，RA活动期TGF-β水平低于非活动期，提示TGF-β对RA病情的环节主要发挥免疫抑制作用[9]。TGF-β在炎症早期可诱导、激活单核细胞，将免疫淋巴细胞趋化致炎症部位，加重滑膜组织炎症，影响病情发展。TGF-β是由2个结构相同或相近借助二硫键连接而成的二聚体碱性蛋白，TGF-β受体广泛表达于机体组织细胞，体内大部分的正常细胞均表达TGF-β家族成员的膜结合受体[10]，TGF-β与其受体具有高度特异的亲和力。TGF-β家族成员有TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3 3种形式。TGF-β1广泛表达于血管内皮细胞且在调控内皮细胞中的效应上具有两面性，主要与TGF-β选择性激活内皮细胞ALK1与ALK5两种特异性受体而激活不同信号转导通路有关。高浓度TGF-β1活化结合并磷酸化内皮细胞膜表面型受体ALK5，激活并通过Smad2介导信号传递，上调血管内皮细胞成熟相关基因的表达，抑制细胞的增殖和迁移。低浓度TGF-β1活化ALK1-Samd1，5信号转导通路更明显，可促进血管内皮细胞的增殖和迁移，诱导新生血管的形成[11]。同时TGF-β激活TGF-β/Smad信号通路，可调节细胞核的转录活动，使VE-cadherin转录下调，α-连环蛋白表达减少，破坏内皮细胞黏附连接，致使内皮细胞的TER降低和屏障功能破坏。TGF-β的浓度及ALK5、ALK1受体活化比例的动态平衡共同决定其对内皮细胞增殖调控的方向。

3 抑制血管新生因子对内皮细胞与RA血管新生的影响

3.1 血管内皮抑素（ES）对RA血管新生中内皮细胞的影响 RA患者血清中ES显著升高，检测RA中ES表达能显著提高RA的特异诊断，及早监测病情活动情况，对RA的病情评估、治疗效果评价具有重要意义[12]。ES是一种内源性的新生血管生成抑制因子，是目前发现的最有力的抗血管生成物质，能够有效地抑制新生血管的形成。ES是胶原ⅩⅧ分子C末端的一个水解片段，含184个氨基酸，能够抑制内皮细胞的增殖、迁移、血管芽成管，以及诱导凋亡。ES可诱导内皮细胞凋亡抑制其增殖，其具体机制可能涉及ES启动细胞自噬程序，及上调Caspase-3、Fas、C-jun表达，降低抗细胞凋亡蛋白Bcl-x1、Bcl-2的表达[13]。同时ES能降低内皮细胞胞内己糖激酶2表达，诱导线粒体通透性转换孔开放，上调Caspase-9表达，进而诱导内皮细胞凋亡。ES能够通过影响SHb磷酸化及传导信号过程，使内皮细胞于G1期，进而使内皮细胞增殖周期停滞。同时ES可磷酸化内皮细胞一氧化氮合酶，抑制一氧化氮的合成，进而抑制内皮细胞的增殖。ES与整合素α5β1结合，可下调黏着斑激酶活性，影响MAP通路中ERK1/p38的磷酸化，抑制内皮细胞的迁移。基质金属蛋白酶（MMPs）对毛细血管内皮下基底膜的降解是血管新生的重要环节，ES能够降低MMPs活性阻止血管的新生。

3.2 血小板反应蛋白-1（TSP-1）对RA血管新生中内皮细胞的影响 TSP-1是由3条相同肽链构成的同源三聚体的多功能基质糖蛋白，是内皮细胞、血小板等细胞炎症期分泌的趋化因子，主要存在于血小板-α颗粒和细胞外基质中，能够促进内皮细胞与中性粒细胞结合[14]。TSP-1是结构复杂的大分子糖蛋白，其中Ⅰ型重复序列（TSRs）被认为是抑制内皮细胞增生、诱导内皮细胞凋亡和抑制血管新生等作用的结构基础。生理状态下TSP-1具有抗血管增殖作用，高水平TSP-1通过促进炎性细胞因子IL-1、IL-6和TNF-α的分泌与释放，加速RA病情进展。老年RA患者血清中TSP-1水平存在异常表达[15]，并与肿胀关节数、DAS28评分呈显著相关性，提示TSP-1可用于老年RA患者病情评估。TSP-1通过诱导对内皮细胞的凋亡，可降低细胞凋亡相关蛋白Bcl-2的表达，提高Bax的表达进而抑制内皮细胞的增殖[16]。同时TSP-1可以诱导细胞色素C释放，进而活化Caspase-3蛋白诱导内皮细胞凋亡[17]。TSP-1也可直接与VEGF结合，竞争VEGF与VEGFR的结合，阻碍VEGF激活发挥的促细胞增殖的生物学效应。同时TSP-1可竞争性结合内皮细胞表面的肝磷脂，抑制bFGF-2结合内皮细胞后所产生的促内皮细胞增殖的作用。

4 中医药对RA血管新生及内皮细胞的调控作用

中医药对血管新生调控的研究一直都是研究领域的焦点。在中医整体调节、辨证论治理论指导下，结合现代药理学技术，中医药调控RA血管新生的药物研制取得了一定成绩。①新风胶囊：为中药复方，由黄芪、薏苡仁、雷公藤、蜈蚣组成。新风胶囊具有改善RA关节炎症、调节免疫、降低炎性细胞因子、降低血小板活化功效的作用。动物实验研究表明，新风胶囊能有效降低AA大鼠足跖肿胀度、关节炎指数、滑膜微血管密度MVD，且能通过降低血管VEGF的异常表达实现抑制滑膜血管新

生[18]。②雷公藤甲素[19]：是雷公藤治疗RA的有效成分。研究表明，雷公藤甲素对AA大鼠踝关节滑膜组织的VEGF表达有明显抑制作用，提示其抗RA作用与抑制血管增生和血管翳有关。雷公藤甲素可以通过抑制人内皮细胞增殖、迁移、侵袭、血管芽形成，从而达到抑制血管新生的作用。③麝香乌龙丸[20]：具有温经活络、行血祛瘀、消肿止痛功效。研究表明，麝香乌龙丸可降低AA大鼠滑膜组织VEGF和ES的表达，认为本药的抗RA机制可能与其能调控VEGF/ES的失衡来抑制滑膜组织血管生成有关。

5 小 结

RA病情的发生、发展与内皮细胞及RA血管新生密切相关。RA病变过程中的滑膜血管新生涉及细胞增殖的调控、组织炎症与缺氧环境、免疫平衡的失调、细胞因子网络的共同作用，过程繁琐、复杂。这些环节常相互作用、相互影响，是开展中医药干预RA血管新生研究的困难所在，决定了对RA血管新生病变开展研究不能流于单一方法、角度、作用靶点的研究。因此，对RA血管新生的研究，应该以中医整体观为指导，将体内实验与体外细胞培养研究进行有机结合，结合现代研究方法和实验技术，深入开展研究。

6 参考文献

[1] 高秋莲，梅湘，陈俞池，等.中医药抑制类风湿关节炎血管翳形成的研究概况[J].中医药学报，2013，41（5）：94-95.

[2] 倪伟，王浩宇，刘涛，等.Slit/Robo信号在血管新生及内皮细胞迁移中作用的研究进展[J].心血管病学研究进展，2012，33（5）：670-672.

[3] Carmeliet P，Jain RK.Molecular mechanisms and clinical applications of angiogenesis[J].Nature，2011，473（7347）：298-307.

[4] 孙艳，安永潼，尹蓓珮，等.类风湿关节炎中血管新生调节网络及其药物研究启发[J].中国免疫学杂志，2014，30（8）：1148-1151.

[5] 黄娴倩，陈勇，陈立斌，等.类风湿关节炎患者血清血管内皮生长因子血管生成素-1和2的检测及其与关节滑膜病变的相关性研究[J].中华风湿病学杂志，2012，16（10）：679-683.

[6] 张晓军，刘健，万磊，等.佐剂关节炎大鼠滑膜血管新生与PTEN/PI3K/AKT信号传导通路的关系[J].中医正骨，2015，28（1）：71-74.

[7] 达古拉，李鸿斌.血管内皮细胞生长因子与类风湿关节炎发病机制及其治疗的相关性[J].中华临床免疫和变态反应杂志，2012，6（1）：55-59.

[8] 钱中清，曾耀英，王通，等.VEGF诱导血管内皮细胞产生H2O2及其促增殖作用[J].中国病理生理杂志，2007，23（3）：533-635.

[9] 陆翔，王小超，陆玉敏，等.类风湿关节炎患者外周血CD4+CD25+调节性T细胞和白介素17及转化生长因子β的表达研究[J].中国全科医学，2010，13（10C）：3355-3357.

[10] 王艳梅，木合塔尔，张晨.转化生长因子β及其信号通路的研究进展[J].医学综述，2011，17（22）：3368-3369.

[11] 宋灿，黄亚男，霍海如，等.转化生长因子β对血管重塑的调节作用[J].国际药学研究杂志，2012，39（5）：405-408.

[12] 赵亮，罗以勤，孔建新，等.类风湿关节炎患者血清内皮抑素、碱性成纤维细胞生长因子、抗环瓜氨酸肽抗体的联合检测与应用[J].安徽医科大学学报，2010，45（1）：66-69.

[13] Javaherian K，Lee TY，Tjin Tham Sjin RM，et al.Two endogenous antiangiogenic inhibitors，endostatin and angiostatin，demonstrate biphasic curves in their antitumor profiles[J].Dose Response，2011，9（3）：369-376.

[14] Lopez-Dee Z，Pidcock K，Gutierrez LS.Thrombospondin-1：multiple paths to inflammation[J].Mediators Inflamm，2011，2011（2）：296069.

[15] 程永静，孙晓麟，李桂叶，等.类风湿关节炎患者血小板反应蛋白-1水平与疾病活动指标的相关性分析[J].中华中老年杂志，2014，33（6）：606-609.

[16] Lawler PR，Lawler J.Molecular basis for the regulation of angiogenesis by thrombospondin-1 and-2[J].Cold Spring Harb Perspect Med，2012，2（5）：a006627.

[17] 黄小玲，顾立萍，骆元斌.血小板反应蛋白-1在肿瘤血管生成中的作用[J].兰州大学学报，2011，37（2）：74-78.

[18] 张晓军，刘健，万磊，等.新风胶囊对佐剂关节炎大鼠滑膜组织缺氧诱导因子-1α、血管内皮生长因子的影响[J].中医杂志，2014，55（5）：416-419.

[19] 杨锐，李红波，王兵，等.雷公藤甲素及其脂质体对血管生成的抑制作用[J].华中科技大学学报，2014，43（2）：137-141.

[20] 王志文，丁春菊，张爱国，等.麝香乌龙丸对佐剂性关节炎大鼠滑膜病理形态及血管内皮生长因子、内皮抑素表达的影响[J].中国实验方剂学杂志，2011，17（19）：241-244.

收稿日期：2016-01-26；修回日期：2016-03-07