血管新生概念及其调控因子网络

血管新生概念及其调控因子网络

1.1病理性血管新生与治疗性血管新生

任何组织损伤后的修复都离不开血管生成，血管生成是组织修复的中心。血管生成过程包括血管新生、血管发生和原已存在的血管剪切重构形成的成熟毛细血管网。血管新生，是指毛细血管从原血管以出芽方式形成新血管床的过程。通常存在于胚胎形成和产后组织正常生长的过程中，成年女性生殖系统子宫内膜血管的周期性反复重建和组织受损后正常的修复也有血管生成的参与。在这些过程中，血管生成的启动受到多种因素的控制，仅随刺激信号的出现开启短暂时间，然后即被关闭。所以，体内血管的生长与抑制处于动态平衡，以保持相对静止状态，当这一状态一旦被打破，即导致许多疾病的发生[5]。在创伤、缺血、炎症、伤口愈合、肿瘤生长、糖尿病性视网膜病、风湿性关节炎、牛皮癣等许多病理条件下亦可发生新的血管形成。血管新生包括以下几个过程[6]：①小血管(常常为毛细血管后静脉)基底膜和基质的降解，参与这一过程的有胶原酶、尿激酶型纤溶酶原激活物等；②内皮细胞在趋化因子的作用下发生迁移，bFGF、VEGF、IL-8等对这一过程均具有促进作用；③内皮细胞增殖；④在内皮芽生的基础上形成管腔；⑤芽生的管腔相互融合成环状血管分支，形成三维管状结构，允许血流通过；⑥血管周细胞进一步构建血管结构；⑦血管周围基膜的形成。

血管新生性疾病即指与微血管异常生长有关的疾病，表现为血管生成的过度与缺陷。自1971年Folkman[7]提出：“三维生长的肿瘤

2mm×2mm×2mm之后是绝对血管生成依赖性”的观点后，血管生成的研究受到了广泛的关注，并取得飞速进步。探讨血管生成发生机理和研制逆转血管生成病变的治疗方法和药物是近年医学研究的热点课题。其中，抑制血管新生（抗病理性血管新生）研究与肿瘤的治疗密切相关；而对促进血管新生（治疗性血管新生）的研究多围绕冠状动脉侧枝循环的治疗展开。冠状动脉粥样硬化和渐进型冠状动脉闭塞常能形成侧枝循

环以改善心肌血液供应，但极少能完全补偿因血管闭塞造成血流量的减少； Carmeliet 等[8]提出了治疗性血管新生的概念，即通过某些干预，在缺血心肌上调促血管生长的细胞因子或受体，促进新的小血管生长，建立能够有效供血的侧支循环，达到恢复缺血心肌血供、改善患者症状和预后的目的，也可以形象地称它为“药物促进的心脏自身搭桥”。另一方面，国内学者观察抗肿瘤药物康莱特，考虑其抑制血管生成（抗病理性血管新生）从而抗肿瘤的可能机制有[9]：①抑制血管内皮分裂和迁移，细胞周期研究发现康莱特具有使细胞周期阻滞于G2+M期，DNA合成期(S期)比例减少的作用；②抑制肿瘤细胞释放血管生成正向调控因子；③以抗体的形式阻断血管生成正向调控因子或它的受体；④干扰内皮细胞分化成为完整毛细血管、防止新生血管与宿主血管之间的吻合形成。

近年来，部分中药的抑制血管新生的作用有了相关报道，白花蛇舌草等抗肿瘤药物在鸡胚CAM上有减少局部血管生成的作用[10]；在动脉环体外培养形成微血管样结构的测定中，证实青蒿琥酯亦可以抑制血管内皮细胞的迁移而抑制新生血管的生成[11]。另一方面，中药对血管生成障碍性疾病的治疗上也取得了较好的效果，邱幸凡等[12]研究发现傅氏生化汤能促进大鼠下肢缺血模型的CD34抗原蛋白的表达，增加缺血区骨骼肌组织的微血管密度，从而证实了祛瘀生新法可以促进缺血区的血管新生；桃红四物汤通过提高骨折断端骨痂组织内VEGF表达，并在其达到表达峰值后减缓下降趋势，使断端局部始终维持高表达环境，从而刺激骨折早期骨痂新生微血管的增生形成，加速骨折后期骨痂内微血管改建完善，从而促进骨折愈合过程[13]。以上研究表明，中医药对血管的作用是双向调节，既有促进其新生的一面，又有抑制其生成的一面。

1.2血管新生调控因子网络

血管生成过程受到血管生成刺激因子和血管生成抑制因子的双重调节，即“血管形成的开关平衡假说” [14]。正常组织中由于缺少血管生成刺激因子或者血管生成刺激因子被高水平血管生成抑制因子严格控

制，血管生成的开关处于关闭状态；当生长因子浓度上升，或者血管生成抑制因子浓度下降，都会打破血管生成的调节平衡，使开关处于开放状态引起血管生成过程。血管新生中涉及到较多细胞因子的作用，概括起来有以下两类。

1.2.1血管生成促进因子

①VEGF

在肺损伤时，VEGF是参与内皮细胞修复和促进新生血管形成的重要细胞因子之一。VEGF是血管内皮细胞特异的有丝分裂原，特异地促进内皮细胞的分裂和增殖。其受体只存在于内皮细胞，属酪氨酸激酶受体，与血管生成有关的是VEGFR1和VEGFR2。VEGFR1主要促进血管内皮的分化，而VEGFR2主要与新生血管塑型成熟有关。博莱霉素诱导的小鼠纤维化肺中成纤维细胞VEGF的染色增强，且血清VEGF水平与发生肺纤维化的几率成正相关。Kaner等[15]报告，在肺泡急性炎症期VEGF即呈高表达，提示VEGF的高表达与炎细胞溶出增多有关，而且可能意味着VEGF参与急性炎症损伤肺组织的修复。Leung等[16]亦证实，VEGF不仅具有促进内皮细胞修复和促进新生血管形成的作用，还具有明显的促成纤维细胞增殖、分泌胶原等细胞外基质的作用。显然VEGF激活多种细胞增殖作用是损伤的肺泡结构修复的重要基础之一。

②Ang

Ang-1、Ang-2和其受体Tie1、Tie2对血管的形成和稳定起着重要的调控作用[17]。Ang1通过受体Tie2促进外周细胞聚集于新生血管周围，影响内皮细胞和外周细胞的相互作用，增加血管稳定性，防止渗漏。Ang-2/Tie2通路是Ang-1的拮抗剂，通过降低内皮细胞与其支持细胞的紧密联系，降解细胞外基质的作用，刺激不成熟的肿瘤血管(外周平滑肌细胞贫乏)生长。Ang-2的促血管形成作用依赖于所处环境，它与VEGF 协同作用可刺激血管的出芽生长，形成新生血管，但是当VEGF缺乏时引起内皮细胞凋亡和血管退化[18]。

③TGF-β

大量研究指出，肺纤维化中TGF-β水平升高。除了促进成纤维细胞增生，细胞外基质沉积外，TGF-β还是一种促血管生成因子。它可能不直接作用于血管内皮细胞，而是趋化激活巨噬细胞释放一系列促血管生成因子起作用[19]。TGF-β通过自分泌或旁分泌作用，协调与其他细胞因子的作用，促进细胞增殖和ECM沉积，在肺纤维化发生过程中起着关键性作用。TGF-β可以趋化单核细胞、中性粒细胞和淋巴细胞等，从而促使IL-1、TNF-α、PDGF等细胞因子合成增加[20]。我国学者采用免疫组织化学方法观察实验性大鼠肺纤维化肺组织内TGF-β及其受体(TGF-βR)和PDGF及其受体(PDGF-R)表达的变化[21]，结果提示PDGF的主要来源是巨噬细胞，在肺纤维化的早、中期发挥重要作用，而TGF-β主要由间质细胞自身产生，在肺纤维化的中、后期发挥重要作用，促细胞外基质合成，使肺纤维化进行性进展。

1.2.2血管生成抑制因子

抑制血管生成的因子有IFN、IL-12、ELR-CXC趋化因子、TSP

等[14]。IFN-α、β、γ都有抑制血管生成的作用，但主要是IFN-γ。其机制有：诱导ELR-CXC趋化因子的产生，间接抑制血管生成；减少FGF 在内皮细胞的结合；下调基质金属蛋白酶的表达，抑制内皮基底膜降解。

综上所述，血管新生细胞因子调控是一个复杂的网络，在这个网络中任何一种平衡的改变都可能会引起远端靶点结构或功能的改变，这与中医学络脉生理分布的多层次性、广泛性、网络性具有同一性。由于络病的发生是以络脉为载体，其功能结构与西医学微循环变化高度相似。各细胞因子相互制约、相互调节并形成网络，参与机体免疫和炎症；如果细胞因子网络调节平衡机制被打破，血管内皮、平滑肌细胞受到损伤，这就启动了络脉损伤的病理过程。