SDF-1對 Tip血管內皮細胞的影響及其在治療下肢深靜脈血栓中的應用

云南省第二人民醫院昆明醫科大學第四附屬醫院血管外科，云南 昆明 650021

SDF-1對Tip血管內皮細胞的影響及其在治療下肢深靜脈血栓中的應用

杜玲娟楊鏞

云南省第二人民醫院昆明醫科大學第四附屬醫院血管外科，云南 昆明 650021

下肢深靜脈血栓特別是亞急性期、慢性期深靜脈血栓的治療方法和治療效果目前仍有不足之處，為了探索更好的治療方法，文中從下肢深靜脈血栓形成的治療、Tip 內皮細胞與血管形成、SDF-1與Tip 內皮細胞及血栓機化再通三個方面綜述了國內外研究進展。

下肢深靜脈血栓；Tip 內皮細胞；基質細胞衍生因子-1 (stromal cell derived factor , SDF-1 )

下肢深靜脈血栓形成(deep vein thrombosis of the lower limbs，DVT)是一種危害健康、降低患者生存質量的嚴重疾病，近年來隨著人們生活方式的改變，其臨床發病率有逐年上升的趨勢。目前不論行手術取栓或溶栓治療都存在很多爭議，尤其是進入亞急性期、慢性期之后，采用以往的外科手術和溶栓療法很難奏效，許多患者形成血栓后綜合征，其臨床癥狀的緩解往往主要依靠側支血管的建立和遠期血管再通[1]。Tip 內皮細胞(尖端內皮細胞)在血管新生演變過程中發揮著重要的生物學作用?；|細胞衍生因子-1 (stromal cell derived factor , SDF-1 )是新近發現的一種趨化因子，對Tip血管內皮細胞的生物學特性有一定的影響。本文就SDF-1對 Tip內皮細胞的生物學影響及在治療下肢深靜脈血栓形成中的作用進行綜述。

1 下肢深靜脈血栓形成的治療

下肢深靜脈血栓形成(DVT)是一種臨床常見病、多發病，隨著人們生活條件的改善，發病率有逐年上升的趨勢[2]。發病的主要原因無異于Virchow于上個世紀中葉提出的血流淤滯、血管內皮細胞損傷及血液高凝狀態三大因素。目前國內外尚無一種令人滿意的治療方法,治療方案主要有保守治療和手術治療兩大類。保守治療主要是抗凝、溶栓、祛聚等措施，抗凝、祛聚的目的是防止新的血栓形成，并不能去除已經形成的血栓。溶栓治療雖然能將形成的血栓溶解，但血栓形成后阻塞血管，存在于血循環中的藥物只能與阻塞血管的血栓的兩端接觸，藥物很難到達血栓內部，其溶栓作用就相當有限；Fogarty 導管取栓術雖能一次性取出大量血栓，迅速降低靜脈腔內壓力，從而迅速緩解肢體的水腫，盡可能保留深靜脈瓣膜功能,但取栓過程中有可能損傷到靜脈內膜、血栓復發率高。近年來隨著腔內治療的發展，經溶栓導管溶栓，球囊導管擴張、血管支架置入術也用于深靜脈血栓形成的治療，但無論采取保守治療還是手術、腔內治療，對于慢性期血栓的治療效果都不令人滿意，大部分病人在治療后會演變為血栓后綜合征，表現為血栓的復發、肢體的長期水腫、淺表靜脈曲張、深靜脈瓣膜的永久性損害、皮膚色素沉著和下肢慢性經久不愈的潰瘍等。所以下肢深靜脈血栓形成進入慢性期之后，如何采用更為有效的治療方法提高該病的治愈率和促進血栓的再通成為當前研究的熱點。目前，已證實新生的血管能夠對血栓溶解產生顯著影響，促進血管新生可以加速血栓的溶解、機化和再通[3]。

2 Tip內皮細胞與血管形成

血管系統的生成主要包括血管發生(vasculogenesis)與血管再生(angiogenesis)兩種方式。血管發生是指內皮祖細胞(endothelial progenitor cells, EPCs)或成血管細胞在原位形成血管，即定位于胚胎卵黃囊胚外、中胚層的血島外周部的細胞分化為成熟內皮細胞并組織成血管的過程，這一過程主要存在于胚胎時期[4]。血管再生是指在已有的血管基礎上，內皮細胞以出芽的方式擴增、遷移并相互連接形成血管內腔，進而塑形成為新的血管[5]。血管再生過程起始于一部分內皮細胞的極性改變，這些內皮細胞在血管內皮生長因子某濃度梯度下被誘導，向促血管發生因子遷移，內皮萌發分支形成管腔。為了更好的描述這類極性改變的內皮細胞，便有學者提出尖端細胞(tip cell)的概念[6]。Tip內皮細胞是位于新生血管最前端的一類非增殖性細胞,具有高度遷移活性,調控著血管的數量和生長方向。其絲狀偽足的寬度一致(約100nm)但長度不一,長者可達100μm以上,富含肌動蛋白。絲狀偽足向前伸展,能夠充分接受周圍組織中各種生長因子的信號,尤其是血管內皮生長因子A(VEGFA)[7],并受到周細胞的接觸抑制及部分細胞外基質蛋白的調控。同時,尖端細胞產生血小板源性生長因子(PDGF),為新生血管募集更多周細胞,最終形成結構完整的血管[6]。雖然尖端細胞的偽足可為血管新生指示方向,但真正形成結構完整、功能健全的血管則需要管腔化(tubulogenesis)過程。組成管道壁的內皮細胞被稱為莖細胞(stalk cells),緊鄰尖端細胞位于其后方,能夠進行增殖,促進血管芽及血管網的延長。

Tip血管內皮細胞可產生Ⅰ型膜結合型基質金屬蛋白酶(membrane typeⅠmetalloprotease,MT Ⅰ-MMP)[8]。血管芽生開始時,基質金屬蛋白酶水解內皮基底膜,在基質中形成空間供莖細胞形成管腔[9]。血管形成過程始于血管萌芽,在血管萌芽階段,內皮細胞向尖端細胞和莖細胞的功能性分化是一個關鍵事件。當組織或器官缺氧時,首先會加速分泌生長因子和化學增活素,主要是VEGFA ,使原本處于靜止休眠狀態的內皮細胞對VEGFA發生響應,啟動整個血管形成過程。VEGFA通過其受體酪氨酸激酶(kdr/Nrp1/Flt4)誘導內皮細胞表達不同的Dll4 ,在內皮細胞中啟動不同強度的Notch信號,從而使內皮細胞有區別地向尖端細胞和莖細胞分化。然后,莖細胞在尖端細胞帶領下持續增殖,血管芽形成管腔,不斷延長并分支,通過尖端細胞互相識別和融合,形成交錯的網狀血管叢[10]。最后,血管叢進行重塑,供血充足的大血管得到保留,多余血管發生退化,最終建立一個能夠快速有效轉運營養、氧氣、信號分子、體內代謝廢物的血管網絡。

3 SDF-1與Tip 內皮細胞及血栓機化再通

血栓的機化和再通過程十分復雜，具體的機制仍不清楚。血栓的微環境由參與的多種細胞因子和細胞構成，而血栓的機化和再通過程是由其微環境決定的一個動態而復雜的過程，Tip 內皮細胞在這個過程中可能發揮著重要的作用。機體對靜脈血栓的吸收、溶解即是血栓的機化過程，隨著血栓的機化，嗜中性粒細胞、單核細胞、內皮細胞進入血栓中。在機化的早期階段，血栓收縮，血管壁與血栓間形成裂隙，隨著時間的延長裂隙逐漸增大，內皮細胞逐漸覆蓋裂隙，同時血栓內新生血管形成，裂隙及新生血管接合并增大形成管道，血流通過管道實現血管再通。因此增加嗜中性粒細胞、單核細胞、內皮細胞進入血栓中可能有助于血栓的溶解、吸收，實現血管的再通。在靜脈血栓機化與溶解過程中促血管生成細胞包括內皮細胞、巨噬細胞、骨髓源性血管內皮祖細胞等進入到血栓中或集中在血栓周圍[11]，通過表達血管內皮生長因子(VEGF)來促進血管生成[12]。VEGF與血管生長密切相關，它能夠增加血管通透性和內皮細胞的滲透性，促進內皮細胞的增殖和遷移[13]。VEGF還可介導內皮細胞一氧化氮(NO)和前列環素的生成，NO可激活可溶性鳥苷酸環化酶(SGC)，增高細胞內cGMP水平，抑制血小板凝集、黏附，從而起到血管保護的作用。還有研究發現，VEGF還可增加絲氨酸蛋白酶、纖維蛋白溶解酶、尿激酶和組織型纖溶酶原激活物的表達和活性，這些酶可使血漿酶原成為關鍵性的血栓溶解酶一血漿酶，從而發揮抗血栓形成的作用。

SDF-1是新近發現的一種趨化因子，SDF-1和趨化因子受體4(CXCR4)共同構成了特異性的SDF-1/CXCR4軸。SDF-1與CXCR4結合激活CXCR4受體偶聯的G蛋白,繼而激活下游信號轉導途徑,其主要信號通路包括：①磷酸肌醇-3激酶(PI3K)/蛋白激酶B (PKB或AKT )/核因子-KB (NF-KB )途徑；②P42/44促絲裂原活化蛋白激酶(MAPK )/ELK-1途徑；③Janus激酶(JAK )/轉錄信號傳導子與激活子(STATS )途徑；④酪氨酸磷酸酶1 (SHP1 ) 、SHP2和CD45; ⑤黏著斑激酶(FAK)、樁蛋白、富脯氨酸激酶-2(PyK-2)等參與黏附作用。SDF-1/CXCR4軸通過以上信號轉導通路,引起的生物學效應主要包括細胞動員、趨化反應、黏附以及促進細胞分泌基質金屬蛋白酶和血管內皮生長因子等。

SDF-1與Tip 內皮細胞可能通過以下機制促進血栓機化與再通：①深靜脈血栓形成后，由于血液瘀滯，血栓內形成缺氧環境，血栓內局部微環境發生改變，VEGF 顯著增加，Tip 內皮細胞有可能被VEGF 動員到外周，促進血管新生，加速血栓的溶解和機化；②Tip血管內皮細胞能產生PDGF，研究發現，PDGF-CC[14]對血栓溶解機化再通有良好的促進作用；③SDF-1/CXCR4參與血管重塑和生成,并能促進各種內皮細胞包括Tip內皮細胞的遷移,從而促進毛細血管形成；④SDF-1促進Tip內皮細胞分泌VEGF[15]，而VEGF本身能夠增加血管通透性和內皮細胞的滲透性，有保護血管和加速血栓的溶解和機化的作用[16]，并且VEGF是刺激新生血管形成的重要因子,它能增加血管滲透性,促進內皮細胞分裂,進而促進血管新生。

4 問題與展望

治療性血管新生為慢性深靜脈血栓的治療提供了一個新的思路，SDF-1能激活Tip 內皮細胞，影響偽足數量和血管芽的發生，但目前還缺少SDF-1與Tip 內皮細胞促進血栓機化與再通的實驗研究，所以如果我們在這方面深入研究，可為下一步臨床上治療慢性深靜脈血栓形成打下基礎。

[1]李曉強，桑宏飛.下肢深靜脈血栓形成的外科治療.中國普外基礎與臨床雜志，2006,13(6):638-639.

[2] Lindblad B, Teraby NH, Bergqvist D. Incidence of venousthromboembolism verified by nererospy over 30 year [ J] .Br Med J, 2006, 302: 709.

[3]Leistner DM ,Fischer-Rasokat U,Honold J,et al.Transplantation of progenitor cells and regeneration enhancement in acute myocardial infarction (TOPCARE-AMI):final 5-year results suggest long -term safety and efficacy[J].Clin Res Cardiol,2011,100(10):925-934.

[4] Kalka C, Asahara T, Krone W, et al. Angiogenesis and vasculogenesis.Therapeutic strategies for stimulation of postnatal neovascularization[J]. Herz, 2000,25:611- 622.

[5] Kontos CD, Annex BH. Angiogenesis [J]. Curr Atheroscler Rep,1999, 1:165- 171.

[6] Gerhardt H, Golding M, Fruttiger M, et al. VEGF guides angiogenicsprouting utilizing endothelial tip cell filopodia [J]. J Cell Biol, 2003,161:1163- 1177.

[7] Ralf H, Adams, Kari A ,et al. Molecular regulation of angiogenesis and lymphangiog enesis [J] .Nat RevM olCel Bio ,2007 ,8:464-478 .

[8]YanaI,Sagara H,Takaki S,et al.Crosstalk between neovessels and mural cells directs the siye-specific expression of MTI-MMP to endothelial tip cells. J Cell Sci,2007,120pt9:1607-1614.

[9] Karagiannis ED,Popel AS. Distinct modes of collagen typeⅠproteolysis by matrix metalloproteinase(MMP)2 and membrane type ⅠMMP during the migration of a tip endothelial cell:insights from a computational model.J Theor Biol,2006,238(1):124-145.

[10] Roca C，Adams RH. Regulation of vascular morphogene by Notch signaling[J].Genes Dev，2007，21(20) : 2511-2524 .

[11] Modarai B, Burnand KG, Sawyer B, Smith A. Endothelial progenitor cells arerecruited into resolving venous thrombi. Circulation. 2005. 111(20): 2645-2653.

[12] Waltham M, Burnand KG, Collins M, Smith A. Vascular endothelial growth factorand basic fibroblast growth factor are foundin resolving venous thrombi. J Vasc Surg.2000. 32(5): 988-996.

[13] Kielczewski JL, Jarajapu YP, McFarland EL, et al. Insulin-like growth factor bindingprotein-3 mediates vascular repair byenhancing nitric oxide generation. Circ Res.2009. 105(9): 897-905.

[14]李炯,羅文軍.重組血小板衍生生長因子CC促靜脈血栓溶解、機化、再通的實驗研究.重慶醫學，2013，42(24)：2877-2880.

[15]Saleedo R,oppenheimJJ. Role of ehemokines in angiogenesis:CXCL12/SDF-1 and CXCR4interaetion, a key regulator of endothelial cell responses[J].Mieroeireulation,2003,10(3-4):359-370.

[16]Waltham M，Bumand KG，Collins M，et a1．Vascular endothelial growth factor andbasic fibroblast growth factor are found in resolving venous thrombi．J Vasc Surg，2000，32(5)：988-996．

R365

A

1007-8517(2014)13-0019-02

2014.05.06)