斑块内新生血管的作用及应对

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【关 键 词 】 新 生 血 管 ;动 脉 粥 样 硬 化 ;缺 氧 诱 导 因 子 ;缺 氧 ;血 管 内 皮 生 长 因 子 doi:10.3969/j.issn.1673-6583.2014.01.005
斑块内新生血管很可能是冠心病逆转的核心 机制之一,深入讨论 动 脉 粥 样 硬 化 斑 块 内 新 生 血 管 的机制及 应 对 策 略 可 能 为 研 究 冠 心 病 治 疗 提 供 新 的思路。 1 生 理 性 新 生 血 管
新 生 血 管 较 脆 弱 ,易 发 生 斑 块 内 出 血 。 斑 块 内 出 血 定 义 为 斑 块 内 红 细 胞 、纤 维 蛋 白 和 血 小 板 的 混 合 物 的 溢 出 ,Purushothaman等[12]按 斑 块 内 出 血 占 斑 块 面 积的百分比将其分为1~4级。Kockx等[13]的研究显
HIF转 录 因 子 由 2 个 亚 基 组 成:普 遍 存 在 的 HIF-1β和缺氧诱导产生的 HIF-1α[5]。当氧压力从正 常范 围 的 20~100 mmHg 下 降 至 <10 mmHg时, HIF-1 进 入 到 细 胞 核 内 ,启 动 多 种 血 管 生 成 因 子 的 上 调,包 括 血 管 内 皮 生 长 因 子 (vascularendothelial growth factor,VEGF)。当氧 含 量 正 常 时,氧 敏 感 的 脯氨酰羟化酶蛋白 使 HIF-1α和 HIF-2α羟 化[6],羟 化后的 HIF 作用于蛋白酶 体 的 降 解[7],失 去 诱 导 血 管生成的作用。
作为一种防御 机 制,生 理 性 血 管 生 成 与 巨 噬 细 胞清除斑 块 内 胆 固 醇 的 过 程 密 切 相 关 。 [10] 大 量 研 究证明,在人动脉粥 样 硬 化 斑 块 的 微 血 管 中 存 在 巨 噬细胞和 T 细胞,而纤维钙化 斑 块 中 的 微 血 管 非 常 少,其脂质 含 量 也 明 显 较 低,这 提 示 在 巨 噬 细 胞 清 除脂质后,斑块内 新 生 血 管 发 生 了 退 化。 作 为 一 种 防御机制,在 增 加 动 脉 壁 氧 供、促 进 巨 噬 细 胞 清 除 斑 块 后 ,生 理 性 新 生 血 管 退 化 消 失 。 2 病 理 性 新 生 血 管 2.1 病 理 性 新 生 血 管 的 特 点
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管生成因子和炎症 因 子 增 加,不 成 熟 的 新 生 血 管 生 长 ,斑 块 内 出 血 的 风 险 和 斑 块 不 稳 定 性 增 大 。
(2)在内皮 细 胞 内,HIF-1α 被 脯 氨 酰 羟 化 酶 羟 化后抑制血管生成 过 程,减 少 斑 块 内 出 血 并 稳 定 斑 块。大量研究表明,脯 氨 酰 羟 化 酶 2 缺 乏 可 以 恢 复 肿瘤的氧化处理,抑制其转移 。 [8]
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国际心血管病杂志2014年1月第41卷第1期 Int J Cardiovasc Dis,January 2014,Vol.41,No.1
斑块内新生血管的作用及应对
·综述·
郗 扬
【摘要】 斑块内新生血 管 是 由 内 皮 细 胞 芽 生 形 成。 动 脉 粥 样 硬 化 相 关 的 生 理 性 新 生血管能改善动脉壁供氧状 态,减 轻 炎 症 反 应,逆 转 动 脉 粥 样 硬 化 的 进 展。 病 理 性 新 生 血管则会加速疾病的进程,增加巨噬细胞浸润和血管壁的厚度,导致持续的缺 氧 状 态,甚 至坏死。此外,新生血管壁的 破 裂 可 以 导 致 斑 块 内 出 血、增 强 炎 性 反 应、扩 大 脂 质 核 心、 激发氧化应激反应和斑块破裂。
缺氧可以抑制 脯 氨 酰 羟 化 酶 的 活 性,稳 定 缺 氧 诱导因子。炎症和 缺 氧 是 紧 密 联 系 的,在 动 脉 粥 样 硬化斑块中,缺氧和炎症反应诱发的 HIF 表达增加 可能有两种不同的作用:
(1)在巨噬 细 胞 内,HIF-1α 活 性 的 增 加 使 促 血
国际心血管病杂志2014年1月第41卷第1期 Int J Cardiovasc Dis,January 2014,Vol.41,No.1
尽管缺氧是新 生 血 管 形 成 的 重 要 诱 导 条 件,但 是也 有 一 些 研 究 表 明 氧 化 的 低 密 度 脂 蛋 白 (oxLDL)在 氧 供 正 常 情 况 下 可 以 增 加 HIF-1 和 VEGF 的表达,oxLDL 在活体人工基底膜 血 管 生 成 模型中 可 以 促 进 内 皮 增 殖 。 [9] 这 提 示 斑 块 中 的 oxLDL 也可能与新生血管相关,但还需 要 进 一 步 的 研究证实。 1.3 生 理 性 血 管 生 成 有 助 于 斑 块 逆 转
正常生理情况 下,血 管 管 腔 中 的 氧 气 通 过 弥 散 作用到达血管壁。当内膜中细胞外基质聚集增多 时,氧气的弥散作 用 不 足 以 营 养 血 管 壁。 当 血 管 壁 氧 浓 度 持 续 下 降 时,细 胞 表 达 缺 氧 诱 导 因 子 (hypoxic inducible factor,HIF),促 进 新 生 血 管 产 生,从而抵消氧气 供 需 间 的 逆 差。 这 种 生 物 学 防 御 机制被称为生理性 血 管 生 成,其 目 的 在 于 防 止 低 氧 导 致 的 坏 死 ,维 持 组 织 的 完 整 性 。 1.1 生 理 性 新 生 血 管 的 特 点
在珠蛋白结合 游 离 血 红 蛋 白 后,由 清 道 夫 受 体 CD163介导的巨 噬 细 胞 通 过 胞 吞 清 除 血 红 蛋 白-珠 蛋白(Hb-Hp)结合物,中 和 血 红 蛋 白 引 起 的 组 织 氧 化损伤[18]。在抗炎介 质 如IL-10 等 作 用 下,巨 噬 细 胞和炎性反应消退 期 的 单 核 细 胞 表 面 表 达 CD163。 Hb-Hp 结 合 物 与 CD163 结 合 后 刺 激 细 胞 保 护 酶———血红 素 加 氧 酶-1(hemeoxygenase-1,HO-1) 产生。亚铁血红素在 HO-1的作用下降解为一氧化 碳、胆绿素和 Fe2+ [19],这 3 种 物 质 均 有 抗 炎 和 抗 动 脉粥样硬化的作用。 2.3 糖 尿 病 与 新 生 血 管
作 者 单 位 :150081 哈 尔 滨 医 科 大 学 附 属 第 二 医 院 心 内 科
胞层。新生血管能 给 原 本 缺 氧 的 区 域 运 输 氧 气,协 助细胞的修复功能。
生理性 新 生 血 管 通 常 是 局 限 且 自 限 的。 动 脉 粥样硬化和缺氧状 态 能 诱 发 新 生 血 管 形 成,当 去 除 缺氧条件、恢复内 稳 态 后 新 生 血 管 便 退 化。 这 种 生 理性血管 生 成 在 趋 于 稳 定 的 动 脉 硬 化 斑 块 中 可 以 观察到。 1.2 缺 氧 对 生 理 性 新 生 血 管 的 作 用
病理性新 生 血 管 是 由 不 受 控 制 的 内 皮 细 胞 刺 激产生的急 性、持 续 存 在 的 血 管 生 长 反 应[11],它 是 由生理性新生血管在起始期或消退期的异常导致。 生理性新 生 血 管 的 起 始 阶 期 分 为 芽 生 和 管 腔 形 成 (即周围细胞介导的血管稳定化),随 后 VEGF 表 达 的 下 调 和 内 皮 中 血 管 生 成 素-1(angiopoietin-1, Ang-1)、血 小 板 衍 生 因 子 (platelet derived growth factor,PDGF)、转 化 生 长 因 子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)等 的 升 高 介 导 消 退 期 过 程,包含一系 列 的 分 子 级 联 反 应 。 [1] 在 病 理 性 新 生 血管过程中,由于持 续 存 在 的 免 疫 细 胞 介 导 的 细 胞 因子使内皮细胞 持 续 合 成 VEGF,持 续 刺 激 血 管 增 生而失去了消退期 的 过 程,使 病 理 性 新 生 血 管 持 续 存在,导致 血 管 内 皮 细 胞 的 稳 定 性 差,大 大 增 加 了 斑 块 的 风 险 ,特 别 是 斑 块 内 出 血 的 发 生 。 2.2 斑 块 内 出 血
新生血 管 生 成 是 组 织 发 展、再 生 和 修 复 的 基 础。伤口的 愈 合、月 经 周 期 中 子 宫 内 膜 的 生 长、组 织移植、炎 症 和 低 氧 状 态 下 都 有 血 管 生 成 的 过 程。 在一定条件下,促血 管 生 成 物 质 的 作 用 超 过 了 抗 血 管生成物质的作 用,生 理 性 新 生 血 管 启 动。 内 皮 细 胞在血管生成中起到至关重要的作用。生理性新 生血管由多 种 分 子 机 制 调 节,有 以 下 几 个 环 节:起 始、激活、内皮细胞 迁 移、官 腔 形 成 和 最 后 的 微 血 管 稳定。内皮 细 胞 的 芽 生 是 血 管 形 成 过 程 中 的 主 导 环 节[1]:在 基 质 金 属 蛋 白 酶-1 (matrixmetallo- proteinase-1,MMP-1)的 作 用 下,内 皮 细 胞 从 壁 细 胞上脱离,离 开 基 底 膜;在 蛋 白 水 解 酶 作 用 下 释 放 出的促血管生成因子[1-2],促进柄细胞和尖细 胞 的 形 成,使内皮 细 胞 变 得 富 有 活 动 性 和 侵 蚀 性:伪 足 指 引尖细胞 芽 生 形 成 管 状 并 最 终 成 为 稳 定 的 内 皮 细
结 合 珠 蛋铁血红 素 的 毒 性 作 用。 几 乎 所 有 哺 乳 动 物 的 珠 蛋白基因上只有1 个 等 位 基 因,这 使 其 能 预 防 动 脉 粥样硬化。 人 类 是 唯 一 发 生 动 脉 粥 样 硬 化 的 哺 乳 动物,在人染色体 16q22 上 有 2 个 结 合 珠 蛋 白 等 位 基因(1和2)[15]。Hp2-2蛋白 基 因 型 能 增 加 氧 自 由 基的聚集,有促炎症和促 氧 化 的 作 用 。 [16] 有 研 究 表 明,我国 Hp2-2基因型者的冠脉狭窄率更高 。 [17]
示,斑块内出血 能 增 加 斑 块 负 荷 ,这 可 以 解 释 为 什 么 40%的快速 进 展 型 斑 块 和 高 危 斑 块 有 斑 块 内 出 血。 Takaya 等[14]的研究 表 明,斑 块 内 出 血 会 使 较 稳 定 的 斑块患者发生卒中的风险提高5倍。
斑 块 内 出 血 的 机 制 主 要 有 以 下 3 个 方 面 :(1)微 内皮间的缝隙连接 不 够 发 达,新 生 血 管 基 底 膜 的 结 构完整性 较 差。(2)巨 噬 细 胞 释 放 VEGF 增 多,会 增加新生 血 管 的 渗 透 性,促 进 斑 块 内 出 血。 (3)由 于红细胞比其他细胞的胆固醇 含 量 多 40%,斑 块 内 出血会导 致 斑 块 的 脂 核 扩 大。 溢 出 的 红 细 胞 发 生 膜溶解,释放出游 离 血 红 蛋 白,诱 发 芬 顿 反 应,产 生 氧自由基,清 除 一 氧 化 氮 并 产 生 氧 化 的 三 价 铁,对 人体有一定的毒性。
动脉硬化 斑 块 进 展 的 特 点 是 炎 症 反 应 和 内 膜 增厚,导致缺氧,诱发血管生成 。 [3] 炎症反应造成 斑 块内的氧 需 增 大。 使 用 微 电 极 分 析 主 动 脉 弓 中 部 和股动脉的斑块可 以 发 现,斑 块 处 与 动 脉 外 膜 相 比 有明显氧梯度 差。 斑 块 处 氧 压 力 为 0~15 mmHg, 明显低于外 膜 或 管 腔 的 50 mmHg[4]。 炎 性 反 应 区 域的缺氧是由于其 代 谢 旺 盛 导 致 的,脂 质 沉 积 趋 化 激活的巨噬细胞沉 积 引 发 了 炎 症 反 应、缺 氧 和 新 生 血管生成等一系列生理变化。
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