内皮祖细胞在缺血性心脏病中的研究进展

【摘要】  缺血性心脏病是一类严重威胁人类健康的疾患，其发生、发展和预后与血管内皮密切相关。研究发现内皮祖细胞也参与出生后的内皮修复和血管新生过程，提示其在缺血性心脏病中的重要治疗作用和临床运用前景。

【关键词】  内皮祖细胞 缺血性心脏病 综述

　　血管内皮祖细胞(EPC)是血管内皮的前体细胞，亦称为成血管细胞(angioblast),是一类具有游走、增殖并能分化为血管内皮细胞，但缺乏成熟血管内皮细胞表型，也未形成血管的前体细胞［１］。缺血性心脏病，特别是心肌梗死，是病死率极高的疾病之一，随着人们生活水平的提高，发病率显著升高，其治疗主要包括药物治疗、介入治疗和外科手术，但是内皮祖细胞在促进血管和心肌再生方面的发展使其治疗前景发生了深刻的变化。

　　1  EPC的来源
   
　　1997年,Asahara等人分离并证实成年人外周血中存在着能分化为血管内皮细胞的内皮祖细胞(endothelial progenitor cells,EPC)，并在体内证实了其生成血管的能力［２］。它不仅在胚胎期参与血管生成，而且在出生后也参与血管新生过程［３］。在胚胎发育过程中，卵黄囊的胚外中胚层一些间充质细胞逐渐聚集成条索或团块，形成血岛。这些细胞团结构进一步出现腔隙化改变，位于血岛外层的细胞分化形成原始的血管内皮细胞，即angioblast，中心的细胞则成为原始的造血细胞［4］。EPC存在于各种成年动物和人的骨髓和外周血中，主要存在于骨髓。在某些生理、病理状态下,EPC可从骨髓释放，并在外周血中运行。近几年，人们从脐带血中分离出EPC,并成功地诱导其分化为血管内皮细胞。

　　2  EPC与缺血性心脏病
   
　　EPC促进血管形成无需依赖原有的血管系统，其机制主要有两个方面:一是内皮祖细胞能直接分泌VEGF等细胞因子，通过旁分泌的方式促进局部缺血组织的血管新生；二是内皮祖细胞通过归巢、整合于受损的血管丛，进而直接分化、发育为新生血管［５］。Kawamoto等［６］将体外扩增的EPC经静脉注射到冠状动脉前降支结扎的心肌缺血模型后，发现EPC能够增加缺血心肌的血供，减少缺血面积，改善左心室功能。Badorff等［7］将来源于健康成人或冠状动脉疾病患者外周血单个核细胞经培养，并表达EPCs标记后，与大鼠心肌细胞共同培养6d，发现EPCs可转化为心肌细胞。并且与鼠心肌细胞发生缝隙连接。心肌梗死后，归巢到心脏的EPC显著增加(近乎于心肌梗死前的2倍)，但EPC的数目仍低。EPC数目的有限性是EPC用于治疗的一个障碍,目前已有不少研究将EPC作为基因治疗载体，将EPC作为基因治疗的导向载体，使得所载基因定向运载到体内血管形成的部位并合成行使功能的蛋白质，或同时将EPC作为靶细胞，调节其数量及功能。有说服力的证据来自临床试验。
   
　　BOOST研究显示在PCI后，进行自体骨髓单个核细胞冠脉内注射，在术后6个月的随访期内可明显改善左室射血分数(治疗组升高6.7%，对照组升高0.7%，P＜0.01)，细胞移植提升梗死心肌邻近心肌组织的收缩功能；且上述治疗不伴有支架内再狭窄、心律失常和其它临床副作用［８］。Asssmus等［９］将20例成功植入支架再灌注后平均(4.3±1.5)d的急性心肌梗死患者分为两组，分别于冠状动脉内注射外周血源性的祖细胞及骨髓源性的单个核细胞。4个月后患者的左室射血分数均显著提高，并且明显可以抑制左室重构。提示祖细胞移植可用于治疗急性心肌梗死患者，并且有效且安全地改善其左室功能。但是这种不同来源的细胞无显著差异。Stamm等［１０］报道6例注射自体AC133+骨髓细胞到梗死灶边缘，6例患者中有5例3-9月后明显改善了梗死部位的血流灌注和左心室功能。TOPCAREAMI试验［11］评价了心脏损害患者自体前体细胞移植的安全和可行性。Strauer等［12］将20个再发心肌梗死患者，随机分组，分别接受骨髓来源或外周血来源的前体细胞治疗，4个月后与对照组相比，注射单个核细胞组，左室射血分数增加，梗死区室壁运动改善。骨髓来源和外周血来源的两个移植组无显著差异，并且两组没有恶性心律失常或炎症反应。

　　3  问题与展望
   
　　EPC治疗冠心病的研究尚处于起步阶段，目前大多数研究仅留于动物实验阶段,若将EPCs应用于临床仍有许多问题需要解决。首先，有关它确式的惟一的表面标记还没有定论，这严重阻碍了它的分离、纯化技术的进展，有待更深入研究；其次，EPC的数量有限，有数据表明100ml分离出的单个核细胞，体外扩增培养7d后才能得到5×106个EPC,因此急需优化体外扩增条件，以便获得足量有活力的细胞源；后，有很多因素对EPCs有影响，如何正确应用以避免短期或长期的副作用也尚需进一步探讨。所以,还要对EPC的生物学特性和临床应用进行更多研究。

【参考文献】

　　［1］Caprioli A,Jaffredo T,Gautier R etal.Bolld-borne seeding by hematopoietic and endothelial precursors from the allontois［J］.Proc Natl Acad Sci USA,1998,(95):1641-1646.

　　［2］Asahara T,Murohara T,Alison S,et al.Isolation of putative prognitor endot helial progenitor endot helial cell s of angiogenesis［J］.Science,1997,275(5302):964-967.

　　［3］Isner JM,AsaharaT.Angiogenesis and vasculogenesis astheraputic strategies for postnatal neovascularization［J］.JClin Invest,1999,103(9):1231.

　　［4］Suda T,Takakura N,Oike Y.Hematopoiesis and angiogeneisis［J］.Int J HeMatol,2000,(71):99-107.

　　［5］Hristov M,Er1 W,Weber PC.Endot helial progenitor cell s:mobilization,differentiation,and homing［J］.A rterioscler Thromb V asc Biol,2003,23(6):1185-1189.

　　［6］Kawamoto A,Heon-cheol Gwon,Hideki I,Yamaguchi J I,Uchida S,Masuda H,et al.Therapeutic potential of ex vivo expanded endothelial progenitor cells for myocardia ischemia［J］.Circulation,2001,(103):634-637.

　　［7］Badorff C,Brandes RP,Popp R,et al.Transdifferentiation of blood-derived human adult endothelial progenitor cells into functionally active cardiomyocytes［J］.Circulation,2003,107(7):1024-1032.

　　［8］Wollert KC,Meyer GP,Lotz J,et al.Intracoronary autologous bone-marrow cell transfer after myocardial infarction:the BOOST randomized controlled clinical trial［J］.Lancet,2004,364(9429):141-148.

　　［9］Assmus B,Schachinger V,Teupe C,et al.Transplantation of progenitor cells and regeneration enhancement in acute myocardial infarction(TOPCARE2AMT)［J］.cIRCULATION,2002,(106):3009-3017.

　　［10］Stamm C,Westphal B,Kleine H-D,et al.Autologous bone-marrowtransplantation for myocardial regeneration［J］.Lancet,2003,(361):45-46.

　　［11］Assmus B,Schachinger V,Teupe C et al.Transplantation of progenitor cells and regeneration enhancement in acute myocardial information(TOPCARE-AMI)［J］.Circulation,2002,(106):53-61.

　　［12］Strauer BE,Brehm M,Zeus T et al.Repair of infracted myocardium by autologous intracoronary mononuclear bone marrow cell transplantation in humans［J］.Circulation,2002,(106):1913-1918.

作者：宋晓燕，姜振宇*

作者单位：吉林大学医院 血液科，吉林 长春 130021