血小板衍生生長因子-B與冠心病研究進展

路雅茹 秦 勤

血小板衍生生長因子（platelet-derived growth factor，PDGF）是24 ku的陽離子糖蛋白，主要存在于血小板α顆粒中，也存在于受損的內皮細胞、移行于內皮下的巨噬細胞、平滑肌細胞（smooth muscle cell，SMC）、成纖維細胞、系膜細胞等細胞中。這些細胞以自分泌、旁分泌[1]的連鎖放大反應形式大量釋放PDGF，介導多種組織中內皮與間質的相互作用[2-3]。PDGF生物學特征主要促細胞分裂效應、化學趨化性和血管收縮效應。PDGF家族包括A、B、C、D4種不同的多肽鏈，通過二硫鍵形成純合或雜合二聚體，組成5種亞型：PDGF-AA，PDGF-AB，PDGF-BB，PDGF-CC及PDGF-DD，其中具有生物活性的均為純合二聚體形式。PDGF-BB與心血管疾病的關系最為密切，相關研究較多。本文僅就PDGF-BB的生物學特性及與冠心病的關系研究進展進行綜述。

1 PDGF-B的分子結構

1.1 PDGF-B蛋白結構 PDGF-B由241個氨基酸殘基組成，包含典型的生長因子結構域，即與血管內皮生長因子（VEGF）同源的大約100個氨基酸殘基的高度保守序列，位于PDGF的N-末端或C-末端，參與PDGF生物特性的調節，該PDGF/VEGF同源結構域在不同物種的進化過程中都是高度保守的。PDGF-B具有短的N-端延長序列，在細胞內水解后PDGF-B被激活。PDGF-B多以同源二聚體形式即PDGF-BB發揮生物學作用，其三維結構由兩個亞單位呈反向平行方式排列，每一亞單位由反向平行的β鏈組成[4]。

1.2 PDGF-B基因結構 人類PDGF-B是原癌基因c-sis的編碼產物，位于染色體22 q12.3~q13.1，其DNA長約24 kb，由7個外顯子組成。外顯子1編碼信號序列；外顯子2、3編碼生長因子域N-端的前驅序列，在細胞trans-Golgi網內被水解去除；外顯子4、5編碼生長因子域；外顯子6編碼C-端序列，在蛋白成熟過程中參與蛋白水解作用；外顯子7不編碼[5]。

2 PDGF-BB與冠心病的關系

PDGF-BB通過多種機制參與動脈粥樣硬化發生發展過程。Cagnin等[6]研究發現動脈粥樣硬化患者血漿PDGF-BB水平及白細胞介素（IL）-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7水平均顯著升高，提示PDGF-BB可能與炎癥因子共同作用，從而影響動脈粥樣硬化進程。Cha等[7]在體外培養的人主動脈平滑肌細胞中加入20 μg/L PDGF-BB后，平滑肌細胞顯著增殖，可達正常的5倍，并發生遷移，提示PDGF-BB還可通過促進平滑肌細胞遷移和增生促進動脈粥樣硬化的形成。球囊損傷兔頸動脈后，損傷處可檢測PDGF-B mRNA表達增加，平滑肌細胞由其血管中層的正常位置遷移到內膜病變部位增生，這與內膜損傷后以下機制有關：（1）血小板激活，在局部黏附聚集、釋放PDGF-BB，誘導中膜平滑肌細胞遷移至內膜并在內膜增生。（2）內皮細胞功能被激活，產生凝血酶；凝血酶在激活凝血瀑布的同時刺激血小板釋放PDGF-BB[8]。（3）局部血流動力學的改變，承受剪切力的血小板和內皮細胞生成PDGF-BB的能力較強，可以通過PDGF-BB途徑刺激內皮細胞增生，且這種刺激作用是呈時間依賴性的[9]。高脂血癥是冠心病的經典危險因素。Billett等[10]研究發現高膽固醇血癥患者循環血細胞中PDGF-B mRNA表達水平比正常膽固醇患者提高15~20倍，且與血漿總膽固醇水平顯著相關。Hashizume等[11]研究證實非諾貝特可以抑制PPARα介導的血小板分泌PDGF-BB。

經皮冠脈介入治療（PCI）是目前治療冠心病的有效手段，但支架術后再狹窄仍是影響遠期療效的重要問題。Li等[12]對大鼠頸動脈進行球囊擴張后發現PDGF-BB mRNA表達增加。李麗娜等[13]報道了冠心病患者PCI術后冠脈循環內PDGF-BB血漿水平升高。Nakagawa等[14]通過尸體解剖發現，急性冠脈綜合征患者支架術后12 d可在病變處檢測到PDGF-BB表達，24~55 d在新生內膜堆積的巨噬細胞及分化的平滑肌細胞中檢測到PDGF-BB高表達，術后6個月PDGF-BB表達顯著下降，1~5年病變處的新生內膜中則檢測不到PDGF-BB。上述研究提示PDGF-BB可能參與支架術后血管內皮修復及支架內再狹窄的發生。然而Mizia-Stec等[15]的研究卻得到不同的結果，他們認為PDGF-BB水平與支架術后再狹窄無關。但是該研究的樣本量較小，可能影響了結果的真實性。Sun等[16]研究發現PDGF-BB局部注射可以明顯改善缺血組織的灌注，其主要原因是PDGF-BB募集平滑肌細胞及周細胞，促進細胞外基質沉積，穩定新生血管，導致較大的成熟的血管形成。但有研究指出PDGF-BB與肺動脈高壓密切相關[17]。Hsieh等[18]對大鼠心肌梗死模型研究顯示，在梗死心肌局部輸注控釋的PDGF-BB，用藥后左室舒張末期內徑及收縮末期內徑均明顯下降，心室收縮功能明顯改善；4個月后心導管檢查顯示治療后心室容積減低；該研究進一步證實，在心功能改善的同時，右室收縮末壓、右室等容收縮期心室內壓力上升速率（dp/dt）、肺動脈中膜厚度均無明顯改變，提示這種局部治療方法可以改善心功能且并未帶來呼吸系統的毒性。因此認為心肌局部輸注控釋的PDGF-BB對心肌具有保護作用，可以防止梗死后心衰的發生，而無明顯的肺毒性。

有關PDGF-B基因多態性的研究較少。Ben-Ari等[19]報道PDGF-B基因+286G/A和+1135C/A存在單鏈核苷酸（SNP）多態性。Anat等[20]對70例心臟移植患者進行冠脈造影、冠脈內超聲檢查（IVUS）及基因多態性研究報道，PDGF-B基因+286G/A和+1135C/A SNP多態性與心臟移植后移植血管的動脈粥樣硬化有關，AA與GG基因型明顯與患者Stanford評分高低呈負相關，IVUS檢查高Stanford評分的患者+286 AA基因型頻率顯著高于低評分患者，+286 GG基因型在低Stanford評分的患者中頻率較高。Kaplan-Meier生存分析顯示，GG攜帶者的早發心臟移植物血管病變（CAV）率低、生存期長、死亡率低，提示GG基因型可能是保護因素；AA攜帶者CAV發生的風險高。PDGF-B基因+1135位點CC基因型攜帶者發生CAV的風險較低，CC基因型為保護因素。但是該研究樣本較小，還需要更大樣本來探討PDGF-B SNP多態性與CAV的關系。

血小板衍生生長因子受體-β（platelet-derived growth fac?tor receptor-β，PDGFR-β）與冠心病：PDGF受體為一種跨膜糖蛋白，分α和β兩種亞型。該受體膜外部分是PDGF的結合位點，膜內部分含有一個酪氨酸激酶。實驗研究證實PDGF-BB主要通過與PDGFR-β結合，激活PDGFR-β信號途徑發揮生物作用，而不是通過PDGFR-α途徑。該受體與PDGF-BB結合后可發生二聚化和自身酪氨酸殘基磷酸化，激活下游的中間信號蛋白，最終激活促分裂原活化蛋白（MAP）激酶通路的級聯反應[4，21]。MAP激酶是細胞外信號調節激酶，被認為是控制血管平滑肌細胞增生的限速步驟，可以被多種生長因子包括PDGF、血管緊張素Ⅱ（ATⅡ）、內皮縮血管肽及凝血酶所激活。而磷脂酶C（PLC）、細胞外調解激酶1和2（ERK1/2）、Akt激酶等則是已知的促進動脈粥樣硬化進展的生物分子，參與細胞的增生、分化、凋亡。Chintalgattu等[22]研究顯示小鼠心臟壓力負荷增加后PDGFR-β激活、表達顯著增加，提示PDGFR-β是心臟承受壓力負荷后的代償反應。由此可見激活PDGFR-β信號途徑與心血管疾病有密切的關系。研究顯示PDGFR-β mRNA及蛋白水平在動脈粥樣硬化病變中表達增加，動脈粥樣硬化患者酪氨酸磷酸化是非動脈硬化患者的5倍，且與不穩定型心絞痛、血管重建、冠脈造影結果顯著相關[23]。

3 曲匹地爾及酪氨酸激酶抑制劑與支架術后再狹窄

支架術后再狹窄是平滑肌細胞由血管中膜遷移至內膜并增生的結果。人們一直在探尋通過抑制PDGF-B/PDG?FR-β信號系統，抑制平滑肌細胞生長，從而達到抑制支架術后再狹窄的藥物及方法，目前研究較多的是曲匹地爾及酪氨酸激酶抑制劑。

曲匹地爾是一種磷酸二酯酶抑制劑及PDGF抑制劑，具有抗血小板聚集和擴張冠狀動脈的雙重作用，該作用是通過抑制血栓素A2介導的前列環素的合成與釋放而實現的[24]。曲匹地爾可以抑制PDGF刺激的平滑肌細胞增生，此外還可以阻斷胎牛血清、表皮生長因子、堿性成纖維細胞生長因子刺激的平滑肌細胞增殖。動物實驗顯示曲匹地爾對抑制支架再狹窄有效，但大型前瞻性臨床研究（TRAPIST研究）卻未顯示出曲匹地爾對抑制再狹窄有任何益處[25]。

酪氨酸激酶抑制劑是新型的抗腫瘤藥物，因其可以阻斷PDGFR-β信號通路，從而抑制平滑肌細胞的遷移、增生，抑制腫瘤組織血管新生，從而達到抗腫瘤的目的。甲磺酸伊馬替尼是PDGFR的抑制劑之一，是治療慢性粒細胞白血病的藥物。Makiyama等[26]給予頸動脈球囊損傷后的大鼠口服伊馬替尼14 d，顯示伊馬替尼可以顯著抑制內膜增生，并且呈劑量依賴性，證明伊馬替尼具有阻斷動脈平滑肌細胞增生的作用。由此假設給予冠脈支架術后患者口服伊馬替尼有可能降低支架術后再狹窄的風險。然而一項180例支架術后再狹窄（in-stent restenosis，ISR）患者的隨機、雙盲、安慰劑對照研究顯示，再狹窄后再次PCI術前2 d開始給予伊馬替尼600 mg/d口服，共服藥10 d，服藥組與安慰劑對照組相比再狹窄率差異無統計學意義，提示口服該劑量的伊馬替尼并不能有效地防止支架術后再狹窄[27]。但更大劑量、更長療程的伊馬替尼全身治療是否具有預防ISR作用尚無定論，伊馬替尼洗脫支架是否可以預防ISR，尚少見報道。

綜上所述，PDGF-BB由多種細胞通過自分泌及旁分泌作用分泌，與其受體PDGFR-β結合后，促進平滑肌細胞增生、遷移，促進新生血管形成，在多種組織損傷修復及疾病過程中發揮重要作用。PDGF-BB可促進動脈粥樣硬化斑塊形成和進展，并且與支架術后再狹窄有密切關系。研究PDGF-BB的生物學作用機制，探尋其抑制劑及適當的應用方法，對于治療冠心病、預防支架術后再狹窄將有重要作用。

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