EPO 在心肌缺血再灌注损伤的相关作用及保护机制的研究进展*

赵林林，吴乃石（天津医科大学总医院心血管外科，天津 300052）

1986 年，心肌缺血再灌注损伤（Myocardialischemia reperfusion injury，MIRI）理念被首次提出，其具体内容指患者心肌梗死发生后的临界时间内冠状动脉血流的再次恢复，导致再灌注过程中心肌组织发生损伤，加之患者病情不断加重，可进一步造成心肌组织坏死等症状［1-2］。现阶段，冠心病是临床高发的心血管疾病，具有高致残率、高致死率等特点，已严重威胁患者生命安全。近年来，随着医疗技术的快速发展，对于冠心病的治疗包括药物溶栓、经皮冠状动脉介入（Percutaneous coronary intervention，PCI）术治疗等，上述治疗防范均可有效的重建血运，并恢复冠状动脉血流，有助于减轻因心肌缺血导致的心肌损伤，但仍存在部分患者治疗效果不佳［3-4］。目前，MIRI 发病机制暂无明确定义，可能与微循环障碍、心肌细胞凋亡、氧自由基生成、炎症反应等因素间联系密切。

1 促红细胞生成素（Erythropoietin，EPO）概述

EPO 在临床应用中得到较为广泛的应用，其作为促进细胞生成药物获得较好的效果，作为分子量6-7 万的糖蛋白细胞因子，一般情况下，临床多将EPO用于人类免疫缺陷病毒（Human immune deficiency virus，HIV）、恶性肿瘤、慢性肾衰竭及术后等造成的贫血症状的治疗［5］。EPO 的作用原理在于与红细胞生成素受体（Erythropoietin receptor，EPOR）相结合后达到促使红细胞的分化及凋亡的目的。此外，EPO由多个氨基酸组成，相对分子量较大，为55000 的跨膜蛋白质，不仅仅表达于红细胞膜上，还在其他组织细胞中，如神经元、血管平滑肌细胞、星形胶质细胞、内皮细胞、心肌细胞表面等存在少量的表达［6-7］。EPO可与EPOR 相互结合，有助于激活多种细胞因子后发挥抑制炎症反应、稳定细胞超微结构、抗细胞凋亡等作用。在心肌细胞中，EPO 具有较好的保护心肌细胞的作用，可有效减轻MIRI 时产生的炎症反应，并可缩小梗死面积，促进新生血管生成，在临床应用中前景可观［8-9］。

2 EPO 的作用及保护作用

研究发现［10-11］，若机体发生应激反应，心肌细胞发生死亡的数量与炎性反应、钙超载、细胞凋亡、氧自由基增多、细胞自噬、钙超载等因素存在密切联系。但EPO 相对于心肌IRI 的研究均围绕上述过程进行。

2.1 EPO 的抗氧化、抗炎 相关研究显示［12-13］，EPO在缺血再灌注心肌中具有较好的抑制炎症反应的作用。该作用原理在于通过对磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B 的激活作用而完成上述反应，通常表现于心肌的IRI 过程中。另EPO 的预处理能够通过与EPOR 相结合后活化上述通路而完成，利于降低炎性因子的合成及释放，最终达到保护心肌的作用。此外，EPO 还具有较好的抗凋亡、抗炎、抗氧化等作用，所发挥的心脏保护作用与EPO 激活磷脂酰肌醇-3等抑制凋亡的信号激酶相关，可有效减少心肌细胞凋亡，阻止线粒体去极化，确保线粒体的稳定，并可抑制氧自由基的生成，减轻细胞膜的氧化损伤，维持细胞膜稳定性［14-15］。

2.2 EPO 与促进新生血管形成及微循环改善 微静脉、微动脉、组织管道内体液循环、毛细淋巴管等均为微循环的组成结构，也是机体循环系统中最为基础的构成［16］。心肌灌注表现为冠状动脉的微循环灌注，当发生心肌灌注障碍时，将引发心肌缺血及心肌再灌注损伤，对患者生命安全构成影响［17］。江海波等［18］研究人员分析视网膜新生血管中EPO 的作用，结构显示，参与实验的模型鼠中视网膜组织存在较大面积的无灌注区域，且视网膜新生血管中存在荧光渗漏的现象，加之模型鼠视网膜中相关组织蛋白表达与EPO mRNA 处于缺氧状态，其水平缓慢上升，并于发生缺氧后的48 h 内达到顶峰后缓慢下降，直至出生后的26 d 时方可降至最初的基线水平。充分说明在氧的诱导下，发生视网膜病变的模型鼠中受到持续缺氧的影响，视网膜可通过增加EPO 的表达量以促进视网膜新生血管的生成。

2.3 EPO 与抑制细胞凋亡 心肌细胞损伤的重要表现形式为细胞的凋亡，是基因控制下细胞发生的有序且自主的死亡。当发生心肌缺血再灌注损伤时，其机体存在细胞坏死与细胞凋亡两种细胞死亡形式，而凋亡细胞在发生心肌再灌注时其水平将不断升高。张月等［19］研究人员分析EPO 对慢性心力衰竭大鼠的心肌细胞凋亡、心功能及相关基因表达的影响，结果显示，相比于空白组，研究组及对照组心功能各指标水平略差，且研究组大鼠心功能各指标水平优于对照组（P＜0.05）；而对照组心肌细胞凋亡指数、大鼠Fas mRNA 的表达水平均高于研究组及空白组，且研究组大鼠Fas mRNA 的表达水平高于空白组，大鼠PI3K mRNA 的表达水平高于对照组及空白组（P＜0.05），表明EPO 能够有效改善慢性心力衰竭大鼠的心功能水平，并可有效减少发生心力衰竭的大鼠心肌细胞凋亡情况，为心肌细胞的再生提供有利的条件，并可促进其心功能的恢复。沈印等［20］研究人员分析人重组促红细胞生成素对大鼠创伤性颅脑损伤后神经细胞凋亡的影响，结果显示，相比于假手术组，创伤 性颅脑损伤组脑组织神经元细胞凋亡率及Bcl-2 的表达水平均明显升高（P＜0.05）；而与TBI 组相比，人重组促红细胞生成素（Recombinant human erythropoietin，Rh-EPO）组的Bcl-2 表均呈升高趋势，神经细胞凋亡率越来越低，表明EPO 能够有效抑制大鼠TBI 后神经细胞的凋亡，具有较好的神经保护作用，同时还可通过上调Bcl-2 基因表达后实现。牟娇等［21］研究人员分析EPO 通过抑制心肌细胞凋亡保护糖尿病心肌病大鼠的心功能，结果显示，相比于对照组，糖尿病心肌病（Diabetic cardiomyopathy，DCM）组与DCM+EPO 组患者心功能各指标水平均较低，心肌细胞凋亡指数明显增加，Bcl-2 的mRNA及Bax 的mRNA 表达量均下降（P＜0.05）；rh EPO 能够有效改善DCM+EPO 组患者各心功能指标（P＜0.05）；DCM 组大鼠心肌Caspase-3 的蛋白表达量较高，EPO 能够有效降低Caspase-3 水平（P＜0.05）；EPO 可升高Bcl-2 的mRNA 表达（P＜0.05），表明EPO 作用可有效通过抑制心肌细胞凋亡后达到保护糖尿病患者心肌功能的目的，同时有助于抑制心肌细胞凋亡，促进心功能的恢复。

3 讨论与展望

冠心病为临床常见的心脏病的一种，时刻威胁患者生命安全，对该病行积极有效的治疗对提高患者生活质量等具有重要作用，MIRI 是导致冠心病患者预后差的重要因素［22］。EPO 在心肌细胞中不仅仅可抗细胞凋亡、抑制炎症反应、改善微循环、抗氧化，还可促进红细胞再生及新血管的生成，于MIRI 中具有重要作用［23-24］。另EPO 还可有效保护心血管功能，为临床防治心血管疾病提供新思路。但在研究中发现，EPO 多在动物实验中得到验证，在临床保护效果中还需进一步探讨，以明确EPO 的作用机制。