内皮祖细胞与冠状动脉支架置入术后再内皮化的研究进展(1)
[摘要] 冠状动脉内支架置入术已成为目前冠状动脉粥样硬化治疗的最重要手段之一，支架内涂层药物能抑制平滑肌细胞的生长，降低血栓发生率，但也抑制了内皮细胞的爬行，延迟了再内皮化的进展。如何促进再内皮化已成为关注的焦点，内皮祖细胞的发现和不断的研究进展，为再内皮化打开了一条新道路。
[关键词] 经皮冠状动脉介入治疗；内皮祖细胞；再内皮化
[中图分类号] R541.4 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721(2014)12(a)-0191-04
自Puel和Signant在1986年实行第1例支架置入手术至今已二十余年，其已发展成为目前冠状动脉硬化性心脏病最重要的治疗手段之一。随着2003年药物涂层支架正式应用于临床，冠状动脉介入治疗被带入了一个新的具有里程碑意义的时代。然而随着技术的广泛应用，一些新的、需要解决的问题也随之而来。经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention，PCI)能很好地实现冠状动脉血运重建，显著改善患者的症状和生活质量，但同时也会造成血管再狭窄。在裸支架时代，PCI术后6个月再狭窄的发生率高达20%～30%[1]。支架内涂层药物的释放能抑制血管平滑肌细胞的增殖，降低术后再狭窄率，但也同时抑制了内皮细胞的生长，导致内皮细胞功能紊乱，延迟支架内内皮细胞爬行，这使得晚期支架内血栓的形成和再狭窄仍不容忽视[2]。冠状动脉支架内再狭窄(instent restenosis，ISR)已成为一个亟待解决的难题，ISR发生是一个多因素造成的血管应激反应，内皮细胞损伤是ISR的始动因子，而炎性反应、平滑肌细胞增殖及细胞外基质产生是发生狭窄的三个主要环节，通过修复内皮细胞，进而促进血管再内皮化，是治疗ISR的根本途径[3]。血管支架置入术后再内皮化的途径包括宿主内皮细胞的增殖迁移，内皮祖细胞(endothelial progenitor cells，EPCs)动员、迁移、归巢和分化等。支架临近的原有宿主内皮细胞增殖，向支架内迁移，逐渐覆盖支架是重要的内膜修复方式之一。
1 EPCs的发现及其特征
1997年日本学者Asahara等[4]从人外周血中分离出细胞，在体外将其诱导分化成内皮细胞，在动物下肢缺血模型中移植这种细胞，并在局部形成新生血管，因此定义这群细胞为EPCs。后来的研究在骨髓和脐带血中也发现了EPCs。EPCs是成熟血管内皮细胞的前体细胞，属于干细胞群体，骨髓的造血干细胞在生理或病理因素作用下，分化成EPCs并进入外周血循环，分化成内皮细胞参与缺血组织的血管新生和损伤内皮的修复。ASahara将CD34作为EPCs的标记，后来Gehling等[5]发现CD133+在粒细胞集落刺激因子影响下能分化成内皮细胞，也有研究发现外周血CD14+/CD34+单核细胞也可以诱导分化获得内皮细胞标志。目前认为EPCs表达三种特异性标志物为CD34、VEGFR-2、CD133。有效促进EPCs从骨髓中动员、迁移及分化能够加速支架内再内皮化进程，多项试验提示功能完整的内皮化过程可抑制新生内膜增生、预防晚期血栓形成。球囊损伤血管试验显示，当内皮受到损害时，周围正常的成熟内皮细胞向损伤部位迁移，促进早期血管的修复，同时EPCs向外周血中的动员增加，向损伤部位迁移、黏附、分化[6]。循环血中EPCs在PCI所导致的血管损伤反应中具有关键作用，其可能机制是EC-CFUs细胞在血管损伤后最早动员，附着至血管损伤部位，释放血管源性因子，促进内皮细胞的增殖和迁移，使受损血管在短时间内愈合[7]。目前EPCs的治疗应用主要体现在通过药物刺激加速其动员、增殖、归巢和分化，细胞移植和支架内捕获EPCs。
2 药物干预
现有研究显示，VEGF、纤维生长因子、生长激素、粒细胞细胞集落刺激因子、他汀类、血管紧张素受体阻滞剂及过氧物酶体增殖体激活物受体激动剂等，均可促进EPCs的动员。
Walter等[8]的研究显示，辛伐他汀可加速小鼠球囊损伤后动脉的再内皮化，减少支架内内膜增生。Fukuda等[9]的研究显示，氟伐他汀通过促进雷帕霉素支架邻近的成熟内皮细胞的增生改善再内皮化。Jie等[10]的实验研究显示，阿托伐他汀可促进循环血中内皮细胞的增殖、迁移和分化，较大剂量的阿托伐他汀可改善小口径血管移植物的通畅情况。张坡等[11-13]的研究显示，辛伐他汀能选择性地抑制大鼠骨髓源平滑肌细胞(smooth muscle progenitor cell，SPC)的增生、黏附、分化，促进EPCs的增殖、迁移、黏附、分化，提示辛伐他汀或许有助于抑制再狭窄，促进损伤血管段再内皮化，预防迟发性支架内血栓形成。在PCI术前给予他汀类药物，也能有效提高术后EPCs的数量[14]。他汀类药物具有很好的降脂、稳定斑块作用，其作用于EPCs，可能是通过激活PI3k/Akt通路及其下游信号，包括增强eNOS表达和活性等来影响EPCs的增生、迁移、黏附、分化及凋亡等[15]。
PPARr激动(如替米沙坦)可以增加早期EPCs的数量并增强其增值能力，还可以抑制肿瘤坏死因子诱导的EPCs凋亡[16]。西洛他唑为一种抗血小板药物，研究显示，它也能防止内皮细胞的凋亡，Kawabe-Yako等[17]对球囊扩张颈动脉大鼠给予西洛他唑，显示其能加速动脉损伤处的再内皮化程度。研究显示，血管内皮生长因子和成纤维细胞生长因子有利于刺激内皮细胞的迁移和增殖，Cho等[18]在兔髂动脉内置入DES，连续给予6 d粒细胞集落刺激因子(G-GSF)，显示再内皮化延迟改善，雌激素能快速激活eNOS，释放NO，增加骨髓EPCs的动员、增殖，从而促进再内皮化[19]。
3 EPCs移植
EPCs的直接移植也慢慢进入人们的视野，Kawamoto等[20]的研究显示，移植EPCs能改善裸鼠缺血肢体的血流，但同时发现，如果骨髓及外周EPCs缺乏，移植后的细胞作用效果有限，只有少数能到达受损器官。正常人循环血中的EPCs数量有限，这使得自体移植存在许多局限，虽然目前体外EPCs的分离和培养技术已日趋成熟，但在部分地方仍存在争议，缺乏对EPCs确切的定义，这项技术仍需进一步探讨[21]。 (李亮 梁亚州 朱飞云 周鑫 胡天勇)
[关键词] 经皮冠状动脉介入治疗；内皮祖细胞；再内皮化
[中图分类号] R541.4 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721(2014)12(a)-0191-04
自Puel和Signant在1986年实行第1例支架置入手术至今已二十余年，其已发展成为目前冠状动脉硬化性心脏病最重要的治疗手段之一。随着2003年药物涂层支架正式应用于临床，冠状动脉介入治疗被带入了一个新的具有里程碑意义的时代。然而随着技术的广泛应用，一些新的、需要解决的问题也随之而来。经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention，PCI)能很好地实现冠状动脉血运重建，显著改善患者的症状和生活质量，但同时也会造成血管再狭窄。在裸支架时代，PCI术后6个月再狭窄的发生率高达20%～30%[1]。支架内涂层药物的释放能抑制血管平滑肌细胞的增殖，降低术后再狭窄率，但也同时抑制了内皮细胞的生长，导致内皮细胞功能紊乱，延迟支架内内皮细胞爬行，这使得晚期支架内血栓的形成和再狭窄仍不容忽视[2]。冠状动脉支架内再狭窄(instent restenosis，ISR)已成为一个亟待解决的难题，ISR发生是一个多因素造成的血管应激反应，内皮细胞损伤是ISR的始动因子，而炎性反应、平滑肌细胞增殖及细胞外基质产生是发生狭窄的三个主要环节，通过修复内皮细胞，进而促进血管再内皮化，是治疗ISR的根本途径[3]。血管支架置入术后再内皮化的途径包括宿主内皮细胞的增殖迁移，内皮祖细胞(endothelial progenitor cells，EPCs)动员、迁移、归巢和分化等。支架临近的原有宿主内皮细胞增殖，向支架内迁移，逐渐覆盖支架是重要的内膜修复方式之一。
1 EPCs的发现及其特征
1997年日本学者Asahara等[4]从人外周血中分离出细胞，在体外将其诱导分化成内皮细胞，在动物下肢缺血模型中移植这种细胞，并在局部形成新生血管，因此定义这群细胞为EPCs。后来的研究在骨髓和脐带血中也发现了EPCs。EPCs是成熟血管内皮细胞的前体细胞，属于干细胞群体，骨髓的造血干细胞在生理或病理因素作用下，分化成EPCs并进入外周血循环，分化成内皮细胞参与缺血组织的血管新生和损伤内皮的修复。ASahara将CD34作为EPCs的标记，后来Gehling等[5]发现CD133+在粒细胞集落刺激因子影响下能分化成内皮细胞，也有研究发现外周血CD14+/CD34+单核细胞也可以诱导分化获得内皮细胞标志。目前认为EPCs表达三种特异性标志物为CD34、VEGFR-2、CD133。有效促进EPCs从骨髓中动员、迁移及分化能够加速支架内再内皮化进程，多项试验提示功能完整的内皮化过程可抑制新生内膜增生、预防晚期血栓形成。球囊损伤血管试验显示，当内皮受到损害时，周围正常的成熟内皮细胞向损伤部位迁移，促进早期血管的修复，同时EPCs向外周血中的动员增加，向损伤部位迁移、黏附、分化[6]。循环血中EPCs在PCI所导致的血管损伤反应中具有关键作用，其可能机制是EC-CFUs细胞在血管损伤后最早动员，附着至血管损伤部位，释放血管源性因子，促进内皮细胞的增殖和迁移，使受损血管在短时间内愈合[7]。目前EPCs的治疗应用主要体现在通过药物刺激加速其动员、增殖、归巢和分化，细胞移植和支架内捕获EPCs。
2 药物干预
现有研究显示，VEGF、纤维生长因子、生长激素、粒细胞细胞集落刺激因子、他汀类、血管紧张素受体阻滞剂及过氧物酶体增殖体激活物受体激动剂等，均可促进EPCs的动员。
Walter等[8]的研究显示，辛伐他汀可加速小鼠球囊损伤后动脉的再内皮化，减少支架内内膜增生。Fukuda等[9]的研究显示，氟伐他汀通过促进雷帕霉素支架邻近的成熟内皮细胞的增生改善再内皮化。Jie等[10]的实验研究显示，阿托伐他汀可促进循环血中内皮细胞的增殖、迁移和分化，较大剂量的阿托伐他汀可改善小口径血管移植物的通畅情况。张坡等[11-13]的研究显示，辛伐他汀能选择性地抑制大鼠骨髓源平滑肌细胞(smooth muscle progenitor cell，SPC)的增生、黏附、分化，促进EPCs的增殖、迁移、黏附、分化，提示辛伐他汀或许有助于抑制再狭窄，促进损伤血管段再内皮化，预防迟发性支架内血栓形成。在PCI术前给予他汀类药物，也能有效提高术后EPCs的数量[14]。他汀类药物具有很好的降脂、稳定斑块作用，其作用于EPCs，可能是通过激活PI3k/Akt通路及其下游信号，包括增强eNOS表达和活性等来影响EPCs的增生、迁移、黏附、分化及凋亡等[15]。
PPARr激动(如替米沙坦)可以增加早期EPCs的数量并增强其增值能力，还可以抑制肿瘤坏死因子诱导的EPCs凋亡[16]。西洛他唑为一种抗血小板药物，研究显示，它也能防止内皮细胞的凋亡，Kawabe-Yako等[17]对球囊扩张颈动脉大鼠给予西洛他唑，显示其能加速动脉损伤处的再内皮化程度。研究显示，血管内皮生长因子和成纤维细胞生长因子有利于刺激内皮细胞的迁移和增殖，Cho等[18]在兔髂动脉内置入DES，连续给予6 d粒细胞集落刺激因子(G-GSF)，显示再内皮化延迟改善，雌激素能快速激活eNOS，释放NO，增加骨髓EPCs的动员、增殖，从而促进再内皮化[19]。
3 EPCs移植
EPCs的直接移植也慢慢进入人们的视野，Kawamoto等[20]的研究显示，移植EPCs能改善裸鼠缺血肢体的血流，但同时发现，如果骨髓及外周EPCs缺乏，移植后的细胞作用效果有限，只有少数能到达受损器官。正常人循环血中的EPCs数量有限，这使得自体移植存在许多局限，虽然目前体外EPCs的分离和培养技术已日趋成熟，但在部分地方仍存在争议，缺乏对EPCs确切的定义，这项技术仍需进一步探讨[21]。 (李亮 梁亚州 朱飞云 周鑫 胡天勇)