內皮祖細胞與中醫藥研究進展

中圖分類號：R541 R256.2 文獻標識碼：A 文章編號：1672—1349(2007)04—0283—03

動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)導致的心腦血管疾病是嚴重危害人類健康的一大類疾病，病死率和致殘率居所有疾病之首，在發達國家被稱為“頭號殺手”，是世界范圍的主要死亡原因。近年來有關AS的發生機制提出了新的學說，該學說以損傷應答和炎癥學說為中心，而內皮祖細胞介導的損傷和修復反應則為AS的始動因素和重要環節，內皮祖細胞(endothelial pro-genitor cells，EPCs可能成為中醫藥抗動脈粥樣硬化研究的新方向。

1 當代醫學對內皮祖細胞的研究現狀

1.1 內皮細胞結構和功能損害是動脈粥樣硬化疾病的重要病理機制近年來研究發現，內皮細胞不僅僅是血管壁的單層細胞，而且是一個具有內分泌功能的器官，各種冠心病危險因素導致的內皮細胞結構和功能損傷是動脈粥樣硬化、冠心病介入治療后再狹窄(restenosis，RS)共有的始動病理機制^[1－3]。各種心血管危險因素可對內皮細胞造成過度損害，導致內皮細胞凋亡和內皮完整性喪失，從而引起血管內皮的滲透性增加和平滑肌細胞增生，使得單核細胞易于遷移，并伴有脂質的沉積和炎癥因子的激活，最后形成動脈粥樣斑塊。

加速損傷內皮的修復可有效抑制動脈粥樣硬化的進展和平滑肌細胞的增殖，對于動脈粥樣硬化早期和經皮冠狀動脈介入(percutaneous coronary intervention，PCI)治療后再狹窄的防治有重要意義。藥物涂層支架(drug－eluting stent，DES)通過抑制平滑肌細胞的增殖而降低再狹窄的發生率，然而，DES的藥物涂層也嚴重抑制了內皮細胞的修復，這是造成DES置入后支架內遲發性血栓事件增多的重要病理環節^[4]。由于成熟的內皮細胞為終末分化細胞，其受損后自我增生、分化、修復能力有限，因而如何加速受損內皮的修復成為動脈粥樣硬化疾病和再狹窄治療領域一個迫切需要解決的重大問題^[5]。

1.2 內皮祖細胞在內皮細胞的損傷修復中發揮重要作用 研究發現內皮祖細胞在受損血管內皮的自我修復中發揮重要作用，EPCs是指出生后機體中存在的能特異性歸巢于血管新生組織并分化成內皮細胞的一群干／祖細胞，它不僅參與胚胎時期血管生成(angiogenesis)，還與損傷的血管內皮的愈合和血管新生(neovascularization)密切相關^[6]，尤其是對于前者具有重要的促進作用。Asahara等^[7]于1997年首先發現成體外周血中存在能分化為血管內皮細胞的前體細胞(表面標志為CD34^＋)，并將其稱為EPCs。成人EPCs主要定居于骨髓，在某些生理、病理狀態下，可從骨髓釋放，并在外周血循環中運行，遷移到局部血管損傷處，分化成成熟的血管內皮細胞，從而修復損傷內皮、促進血管再內皮化。由于內皮損傷是動脈粥樣硬化和再狹窄的始動機制，而內皮祖細胞在內皮的結構和功能損傷中的修復具有重要的作用，因而內皮祖細胞成為心血管基礎研究領域的熱點和關鍵問題之一。

日益增多的證據^[8－10]顯示，通過各種途徑向體內移植或動員機體自身的EPCs可以促進損傷血管內膜的再內皮化、抑制內膜的超常增生，提高缺血組織的血管新生能力，從而為治療缺血性心臟病、血管介入治療后再狹窄防治和糖尿病血管病變提供了新思路。利用lacZ基因編碼的β—半乳糖苷酶可與x－gal接觸后呈現藍色，且不受細胞分化影響的這一特性，lacZ基因被廣泛用于細胞的譜系分析，有作者將轉Tie2/lacZ基因小鼠的骨髓移植給裸鼠(或FVB/N小鼠)，并行頸動脈損傷，予他汀類藥物干預，結果發現他汀類藥物能夠明顯促進裸鼠(或小鼠)損傷內膜的再內皮化，且再內皮化的組織中x－gal染色陽性的細胞數也明顯多于對照組，從而證實再內皮化的內皮細胞多來源于骨髓細胞，而他汀類藥物通過動員骨髓內皮祖細胞能加速損傷內膜的再內皮化^[11]。運用同一方法證實雌激素、血管內皮生長因子(VEGF)和基質細胞衍生因子－1(SDF－1)均具有動員骨髓EPCs，修復損傷內皮細胞的能力^[12－14]，尤其是VEGF和RDF－1對于EPCs動員、分化和歸巢均有促進作用^[15]。此外，EPCs可以促進人工移植物的內皮化，動物實驗顯示利用EPCs體外擴增后再注射入體內方法都可以促進移植物內皮化^[16]。關于EPCs的臨床研究業已初步開展，小規模研究發現自身動員或移植EPCs能夠用改善心肌梗死后心功能和外周血管疾病血管新生^[17]。

1.3 冠心病人群中內皮祖細胞的數量和功能受損 冠心病病人的外周循環中EPCs數量和功能受到不同程度的損傷，vasa等^[18]發現冠心病病人外周血EPCs數量較正常人減少40％，后續研究進一步發現冠心病病人循環血液中的EPCs數量和遷移能力與Framingham心血管危險因子呈負相關^[19]。老年和糖尿病也是冠心病的重要危險因索，研究者發現老年和糖尿病病人組的EPCs的數量減少，其遷移、歸巢、分化功能均明顯受到限制^[20、21]。故可以推測在心血管高危人群中由于循環EPCs的數量和功能均受到不同程度的抑制，內皮細胞損傷后不能得到有效修復，最終導致動脈粥樣硬化進展和再狹窄的發生。

鑒于以上問題，深入研究骨髓中內皮祖細胞遷移、歸巢、黏附和修復損傷內皮作用的分子機制和調控因素，及開發平臺以篩選能夠動員骨髓內皮祖細胞修復損傷內皮細胞的藥物，對于動脈粥樣硬化疾病和PCI術后再狹窄的防治具有重要創新性價值和社會經濟價值。

2 內皮祖細胞的中醫藥研究現狀

近年來的一系列研究發現，某些活血化瘀、益氣、補腎類中藥具有良好的內皮細胞保護作用。黃芪的主要成分黃芪多糖^[22]對動脈粥樣硬化內皮細胞和對抗氧化損傷具有良好的內皮保護功能；丹參水溶性成分丹酚酸B^[23]能夠減少動脈粥樣硬化家兔血漿血栓素B₂(TXB₂)、ET濃度，對家兔動脈粥樣硬化模型內皮細胞具有保護作用；水蛭素可以拮抗凝血酶誘導的血管內皮細胞產生和活化基質金屬蛋白酶－2，從而保護內皮細胞^[24]。既然中藥能夠抑制球囊損傷血管后的內膜增殖，對內皮細胞具有保護作用，而EPCs在內皮損傷后的修復過程中扮演著重要的角色，中藥的內皮細胞保護作用是否通過動員骨髓內皮祖細胞修復損傷內皮而達到的，從而發揮保護血管內皮、防治動脈粥樣硬化和PCI術后再狹窄的作用，是一個值得探索的重耍問題。日前，關于內皮祖細胞的中醫藥研究業已引起研究者拘重視。文獻報道，丹參素^[25，26]干預組可促進外周血EPCs擴曾，并顯著改善外周血EPCs的黏附、遷移和增殖能力，丹參酮ⅡA則無明顯影響，低劑量復方丹參注射液^[27]顯著提高培養EPCs數量和功能，高劑量復方丹參注射液則反之。有學者建立映血后肢大鼠模型^[28]，補腎生血藥通過動員骨髓EPCs的遷移、分化，促進局部的血管新生，達到改善供血目的。然而，目前關于EPCs的中醫藥研究尚處于起步狀態，無論是理論和實驗研究均需進一步深入。

3 內皮祖細胞的中醫藥研究思路

3.1益氣活血法“邪之所湊，其氣必虛”，從微觀辨證分析，正是由于正氣不足，防御功能減弱，導致內皮細胞易于被外邪損傷，引起功能和結構的障礙，進一步可導致動脈粥樣硬化和血栓形成，引起瘀血內停，因而內皮損傷多表現為氣虛血瘀證，其修復需以益氣活血法為主。當代多個研究發現益氣活血中藥能夠調節骨髓干細胞的生理活性，李連達等^[29]研究發現雙龍方(人參、丹參)則能夠促進骨髓單核細胞在心肌梗死梗死區域歸巢、分化、擴增，產生大量新生的心肌細胞及心肌小血管，促進梗死心肌的修復。有文獻報道^[30]自體骨髓單核細胞抑制聯合益氣話血中藥治療可以迅速改善下肢缺血病人的局部血液循環，從而改善病人的疼痛及冷感；益氣活血中藥能夠減輕及治療骨髓基質細胞的放射損傷^[31]。因而，認為益氣活血法對于EPCs具有潛在的動員作用。通冠膠囊具有良好的內皮保護作用，實驗研究發現抑制兔髂動脈球囊血管損傷后的早期內膜增殖，減少內膜／中層面積比，抑制血管中層平滑肌細胞增生，抑制血管內膜PDGF－B mRNA及TGF－β₁的表達，抑制內膜細胞外基質合成^[32，33]。在預試驗中，發現通冠膠囊能夠增加急性冠脈綜合征病人外周內皮祖細胞的數量和功能的作用，其動員EPCs的作用值得進一步探討。

3.2補腎活血法由于年老是冠心病的重要的危險因素，而人的衰老決定于腎氣的盛衰，即《內經》所謂：“年四十而陰氣自半也”“丈夫……五八腎氣衰”“女子……七七任脈虛，太沖脈衰少，天癸竭，地道不通，故形壞而無子”。這些皆說明冠心病的發生與腎中精氣的虛衰有著密切的關系。若腎陰虧虛，不能滋養五臟之陰，心陰虧虛，脈道失潤，心臟及其血脈失其濡養，而發“心痛”，即所謂“不榮則痛”；命火式微，不能上濟心陽，引起心氣不足，鼓動無力而為瘀血；腎陽虛衰，脾陽亦衰，陰寒內盛，痰濁宜生。上述過程中產生的血瘀、痰濁、寒凝等病理產物，痹阻心脈，即發心痛，即所謂“不通則痛”，故腎臟陰陽的虛衰和失調是為冠心病的重要病理基礎。因而，以補腎為基礎的補腎活血法為冠心病治療的重要治法^[34]。而“腎主骨生髓”，只有腎中經氣充盈，才能充盈骨髓，EPCs來源于骨髓，因而可以推測補腎活血對于EPCs具有動員作用。

愈來愈多的證據顯示，內皮細胞的凋亡和再生的平衡可能決定AS的進程和程度，來自骨髓的EPCs對于動脈“樹”自穩態的維持至關重要。所以，利用EPCs來平衡內皮細胞的再生和凋亡，恢復內皮細胞的功能，修復損傷的血管有望成為將來治療的重要手段和策略。初步研究發現某些補腎、益氣、活血中藥對于EPCs的增殖和功能具有動員作用，為中藥抗動脈粥樣硬化作用提供了新的作用靶點。今后，將在建立動脈內膜損傷模型的基礎上，結合細胞譜系分析的方法進一步探討中藥動員EPCs的作用。

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作者簡介：張敏州(1953—)，男，畢業于中山醫科大學，教授，主任醫師，博士生導師，本刊編委，現工作于廣州中醫藥大學第二附屬醫院(郵編：510120)；王磊、曹愛琴，工作于廣州中醫藥大學第二附屬醫院。

(本文編輯 郭懷印)