血管内皮祖细胞与冠心病的研究进展

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・综述・

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严卓综述李结华审校

(安徽医科大学第一附属医院干部心内科,合肥230022)

冠心病(CHD)是现代社会严莺威胁人类健康的主要疾病之一,其病死率极高。内皮细胞的损伤与CHD的发生发展关系密切。血管内皮祖细胞(endothelialprogenitorcells,EPCs)作为内皮细胞的前体细胞,在组织缺血及血管损伤时动员入血,参与微血管的生成及血管内皮的修复,在冠心病发生及发展过程中起着非常莺要的作用。现就|IIL管内皮祖细胞的生物学特性、与冠心病相互关系的研究进展及目前存在的问题综述如下。

lEPCs的定义及其生物学特性

1.1EPCs的起源与分化:血管祖细胞是指能产生成熟的、有功能的血管壁细胞和前体细胞群,主要包括内皮祖细胞(EPCs)、平滑肌祖细胞(smoothmuscleprogenitorcells,SMPC)、造血干细胞(hematopoietiestemcells,HSC)、间充质干细胞(mesenchymalstemcells,MSC)和其他来源的前体细胞‘“。EPCs是一群在胚胎发育过程中,发源于中胚层、发源部位邻近并具有发育和分化为外周血细胞和血管壁细胞功能的细胞群‘“。1997年,Asahara等报道f自成人体内分离纯化的CD34+的造血祖细胞可在体外培养分化成内皮细胞表型.表达内皮细胞标记并整合进缺血部位的新生皿管中,这些细胞即为EPCs。在体外,EPCs能吸收乙酰化低密度脂蛋白,结合荆豆凝集素(ulexeuropeaslectin)形成毛细血管管腔样结构;在体内,EPCs能募集、归巢到血管损伤区,分化为内皮细胞,促进血管再生。

1.2EPCs的分离、表面标记和体外诱导分化:EPCs主要集中在骨髓,同时在外周血及胎肝、脐带血中亦有存在。日前,用于EPCs的体外分离纯化的方法有两种。包括密度梯度离心法和免疫磁珠分选法。对于EPCs的表型特征尚存在诸多争议:最初内皮祖细胞被定义为既有造血细胞的标记如CD34,又有内皮细胞的标记如血管内皮生长因子受体一2(vascularendothelialgrowthfactorreceptor一2,VEGFR一2)的一群幼稚细胞,随着细胞的分化,幼稚细胞的特征(CD34)会逐渐消失。取而代之的是内皮细胞的表型特征。骨髓中的EPCs进入外周血后会逐渐丧失CDl33抗原而CD34和VEGFR一2表犁仍可呈阳性,而且还表现出血管内皮细胞钙粘素、CD31、血管性血友病因子(vWF)、内皮一氧化氮合酶(eNOS)及E选择素以及结合乙酰化低密度脂蛋白胆固醇的阳性特征。随后进一步的研究发现,CDl33在成熟内皮细胞以及单核细胞不表达,由此可见,CDl33+/VEGFR+的细胞町能更能反映内皮祖细胞,但至今的研究尚未发现EPCs失去CDl33标志的准确时间和机制。,同时有研究证明.造血千细胞以外的其他细胞群也有分化为内皮细胞,并形成内皮样结构的能力,如脂肪组织来源的于细胞,以及神经干细胞在特定环境下能分化为内皮细胞,并拥有促进血管新,圭的潜能…。所以,目前尚难定义一种“真正”的内皮祖细胞。

有研究发现|41,EPCs有迟发性高增殖能力,体外培养时EPCs的扩增能力是1000倍,而成熟的内皮细胞仅为20倍。成熟微血管内皮细胞在体外能很快进入增殖期。但4~6周后增殖活力即逐渐下降。与此相反,外周血、胎肝、骨髓来源的EPCs细胞在15—20d后形成迅速生长的鹅卵石样内皮细胞层,并能稳定传代30次以上,其增殖潜能是脐静脉内皮细胞的lo倍。EPCs在VEGF、粒细胞集落刺激因子(G—CSF)等趋化因子的作用下能归巢到缺血组织参与新生血管形成。EPCs作为血管内皮的前体细胞。也具有与成熟血管内皮细胞相似的特性,如能表达内皮系特异性抗原,能摄入乙酰化低密度脂蛋白并能与荆豆凝集素反应,在体外培养7~10d的内皮祖细胞成纺锤形内皮细胞样并町成典型的铺路石样形态特征,能分泌维持正常血管功能的活性物质,作为组织工程再生内皮化的种子细胞具有良好的血液相容性.能分泌抗血栓形成的生物活性物质。

1.3EPCs的动员、迁移、归巢:EPCs在骨髓分化完成后,经过动员经血液循环到达损伤部位并分化为成熟的内皮细胞,参与损伤部位内皮的修复和新生血管的生成,这一过程被称为EPCs的动员,确切机制尚不清楚。研究表明,如VEGF、G—CSF、粒一巨噬细胞集落刺激因子(GM—CSF)、干细胞因子(SCF)和基质细胞衍牛因子一l(SDF一1)等细胞因子在EPCs的动员、归巢和分化中发挥重要的作用H1。EPCs的分化与粘附分子、粘附后细胞间的相互作用及微环境有密切关系。有研究指出,C一反庇蛋白可抑制EPCs的分化。用C一反应蛋白处理EPCs,可通过抑制eNOSmRNA的表达,显著抑制EPCs的分化,并加速其凋亡冲J。基质细胞衍生因子SDF—IOa与EPCS表面的趋化子受体CXCR一4结合,在EPCs的归巢中也发挥重要作用“。血管紧张素Ⅱ受体阻断剂能增加2型糖尿病患者循环中再生EPCs数目,可能有助于保护心血管系统。“,另外,体内缺血、血管损伤可动员骨髓中的EPCs,使其向外周循环迁移,并分化为成熟内皮细胞,促进形成新牛血管,缓解组织缺血和修复血管损伤。Shintani等的研究也支持这个结论。

1.4EPCs的功能和病理生理意义:胚胎血管有丽个过程发育,即血管发生和血管生成。血管发生是指中胚层衍生的血管母细胞在发育胚胎中形成原始血管网,血管生成是指从已存在的血管中生长出新的毛细血管。最初的学者认为成人血管仅由血管新生来维持和修复,但EPCs的发现提示在成人也存在血管发生。有研究证实,在新生血管中有约25%的内皮细胞有EPCs增殖分化而来一j。同时有研究指出,EPCs不仅参与生理性血管形成,而且在多种病理状态下也能被动员入外周循环,增强代偿性血管重建并参与肿瘤血管的生成,如在非小细胞肺癌中发现('D133(+)EPCs参与其血管生成,促进肿瘤生长。

2EPcs与冠心病

2.1冠心病患者内皮细胞的变化:研究证实¨…,冠心病发生

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