他汀類藥物對內皮祖細胞作用的研究進展

沈根 張順 葉紅華

述評

他汀類藥物對內皮祖細胞作用的研究進展

沈根 張順 葉紅華

內皮祖細胞（EPC）是來源于骨髓且具有分化為成熟內皮細胞特性的未成熟細胞，不僅參與個體出生后的血管新生，還參與了損傷血管的內皮修復進程。有研究表明循環EPC的數量和功能與心血管危險因素呈負相關，而他汀類藥物能增加EPC的數量、改善EPC的功能，他汀類藥物的這種作用可能是其臨床上治療心血管疾病獲益的機制之一。該文就他汀類藥物對EPC作用的研究進展進行綜述。

內皮祖細胞；他汀類藥物；心血管疾病

由骨髓衍生的內皮祖細胞（EPC）在血管內皮的再生和修復中發揮著重要的作用，很多與動脈粥樣硬化有關的疾病均伴隨有EPC數量的減少和功能的下降，而心血管危險因素的聚集導致EPC的修復能力下降，加速了動脈粥樣硬化的進程［1-2］。在動脈粥樣硬化性心血管疾病的一級和二級預防中，他汀類藥物均有明確的研究證據，美國心臟病學會／美國心臟協會2013年指南中推薦臨床確診的動脈粥樣硬化性心血管疾病患者首先選擇強化劑量他汀，而新近的一些研究證實他汀類藥物除調節血脂代謝外，其對EPC的數量和功能有顯著影響，使得他汀類藥物作為可作用于EPC的藥物之一受到廣泛關注［3-10］。

一、EPC的生物學特征

目前，EPC的來源主要有骨髓、臍帶血和外周血，其中骨髓里EPC含量豐富，在外周血EPC處于細胞分化的不同階段，是一組多相性細胞，它既能像干細胞一樣具有克隆擴增的能力，并表達干細胞標記物（CD133、CD34、c-Kit／Sca-1），也能分化為內皮細胞，具有內皮細胞特性及表達內皮細胞標記物（CD146、CD31、CD105、vWF、tyrosine kinase with immunoglobulin-like and EGF-like domains-2、vascular endothelial cadherin、VEGFR-2），因此EPC的準確特征很難鑒定［11-12］。目前有研究推薦通過組合細胞標記物對EPC分離鑒定，主要細胞標記物有CD34、CD133、VEGFR-2、CXCR4及CD31。其中CD34不僅表達于造血干細胞，而且微血管內皮細胞上也有表達，其在介導細胞間黏附中發揮重要作用。CD133是一種高度保守的抗原，在造血干細胞上表達，在成熟內皮細胞和單核細胞上缺乏，CD133＋細胞能在體外培養分化成內皮細胞。VEGFR-2在造血干細胞和造血祖細胞上均有表達，在內皮細胞的成熟和遷移過程中起著關鍵作用。CXCR4是基質細胞衍生因子-1的受體，它和造血細胞的歸巢密切相關，且CXCR4＋細胞可分泌促血管生成細胞因子，因而CXCR4＋細胞具有遷移及促血管生成的能力。CD31在單核細胞和內皮細胞上均有表達，CD31＋細胞可從外周血及骨髓中分離，具有促血管生成的能力［13］。有研究報道CD34＋CD133＋VEGFR-2＋細胞不能形成內皮細胞集落，但可以形成造血細胞集落和表達造血細胞表面標記物CD45，所以應稱為造血祖細胞，而CD45-CD34＋細胞能形成內皮細胞集落，應稱為EPC，但是實驗的細胞局限于臍帶血和粒細胞集落刺激因子動員的外周血［14］。António等［5］認為CD45－CD34＋VEGFR-2＋CD133＋EPC為分化早期的EPC，CD45－CD34＋VEGFR-2＋EPC為較成熟的EPC，而CD45－CD34＋VEGFR-2＋CXCR4＋EPC具有遷移及血管重構的功能。Schmidt-Lucke等［15］報道在評估心血管疾病和他汀類藥物治療方面，與CD45＋CD34＋VEGFR-2＋EPC及CD45－CD34＋VEGFR-2＋EPC相比，CD45－CD34＋VEGFR-2＋EPC有更好的相關性。此外，還有研究通過細胞體外培養的方式將EPC分為早期EPC和晚期EPC，認為早期EPC形成于培養的5～7 d，晚期EPC出現于培養的7～21 d，早期和晚期EPC都表達細胞標記物CD34、VEGFR-2和CXCR4，而CD45和CD133只在早期EPC上表達，早期EPC可通過旁分泌機制促進血管生成，晚期EPC沒有明顯的這種旁分泌功能，卻具有增殖潛能及血管生成能力，然而體外培養的方式容易受到培養環境的影響，可能對細胞的分化產生干擾，因此體外培養的EPC未必能等同于體內的EPC［7］。

二、他汀類藥物對EPC的作用

3-羥基-3-甲基戊二酸輔酶A（HMG-CoA）還原酶促進甲羥戊酸合成，是膽固醇生物合成的限速酶。他汀類藥物通過抑制HMG-CoA還原酶的活性，進而抑制膽固醇的生成，降低血膽固醇的水平，長期以來在臨床上被廣泛應用。近幾年研究表明他汀類藥物能增加EPC的數量，改善EPC的功能［4-10］。

賀甫威等［4］研究顯示，穩定性冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（冠心?。┗颊逷CI術前12 h服用80 mg阿托伐他汀及術前2 h追加40 mg阿托伐他汀，能提高患者圍手術期外周血中CD45－CD34＋CD133＋EPC和CD45－CD34＋VEGFR-2＋EPC的數量，并減少圍手術期炎癥反應及心肌損傷。還有研究報道長期服用他汀類藥物的患者在心肌梗死急性期，CD45－CD34＋VEGFR-2＋CXCR4＋EPC數量增多更顯著，且急性心肌梗死患者他汀強化治療與非強化治療相比，3個月后CD45－CD34＋VEGFR-2＋EPC和CD45－CD34＋VEGFR-2＋CXCR4＋EPC數量更多，2年隨訪患者臨床預后也更好，但是該研究中不同種類的他汀沒有分開比較［5］。Oikonomou等［6］發現每天服用阿托伐他汀40 mg的缺血性心力衰竭患者與10 mg組患者相比，4周后CD45－CD34＋VEGFR-2＋CD133＋EPC數量的增多和血管內皮功能的改善均更顯著。

他汀類藥物對EPC的功能也有明顯改善作用。António等［7］研究表明阿托伐他汀和普伐他汀可以顯著增強AMI患者早期EPC的集落形成能力，延緩晚期EPC的衰老。Liu等［8］研究顯示，阿托伐他汀能提高慢性肺源性心臟病患者EPC的遷移和黏附能力，并降低患者的肺動脈壓力。這2個研究中的EPC均為體外培養的EPC，而人體內環境和體外明顯不同，他汀類藥物的這種有益作用仍需進一步研究。

不同種類的他汀對EPC的作用也有差異。有研究顯示匹伐他汀和阿托伐他汀治療心血管疾病高?；颊?，雖然血脂下降無明顯差異，但只有匹伐他汀組患者循環CD34＋VEGFR-2＋EPC的數量顯著增多，體外實驗也發現只有匹伐他汀改善了早期EPC的黏附以及晚期EPC的遷移和成血管能力［9］。Tabuchi等［10］研究顯示，在穩定性冠心病患者的治療中，阿托伐他汀和瑞舒伐他汀均能顯著降低患者LDL-C及甘油三酯的水平，且LDL-C的下降在2組患者間無顯著差異，但是阿托伐他汀能顯著提高患者外周血CD34＋VEGFR-2＋EPC的數量，而瑞舒伐他汀組患者外周血CD34＋VEGFR-2＋EPC的數量無明顯變化。

三、他汀類藥物對EPC作用的機制

磷脂酰肌醇3激酶／蛋白激酶B（PI3K／Akt）通路是細胞內一條重要的信號傳導通路，與EPC的動員、遷移、凋亡密切相關［16］。他汀類藥物可通過磷酸化修飾來活化Akt，Akt抑制EPC叉頭轉錄因子O4的活性，進而下調細胞周期抑制蛋白P27kipl，延緩EPC的衰老［17］。Akt還可以促進內皮型一氧化氮合酶（eNOS）的磷酸化與活化，而eNOS可以誘導EPC的分化，增強EPC的遷移能力，有研究發現瑞舒伐他汀增加循環EPC數量和促進它們分化是通過eNOS途徑起作用的。

他汀類藥物還通過轉錄后調控的機制增加端粒重復序列結合因子2（TRF2）的表達，而TRF2可以抑制細胞周期檢查點激酶2，改善EPC端粒的功能，延緩EPC的衰老，而且TRF2的表達還與他汀類藥物提高EPC的遷移能力有關［18］。Satoh等［19］研究顯示，冠心病患者EPC端粒的長度短于健康者，而維持端粒的長度有利于細胞持續分裂，嚴重縮短的端粒提示細胞的老化，阿托伐他汀可以抑制冠心病患者EPC的氧化性DNA損傷，阻止EPC端粒的縮短，增加EPC的數量。

整合素是一類非共價連接的異二聚體跨膜糖蛋白，不僅起到維持細胞組織結構的作用，而且在細胞間及細胞與胞外基質間起調控作用，傳遞細胞信號，調控細胞的存活、增殖、分化與遷移。EPC整合素亞單位主要有α1、α2、α3、α4、α5、α6、α9、αv、β1、β2、β3、β5、β7，在細胞外基質及細胞因子的作用下部分亞單位被上調或激活，進而調控EPC的生物學特性［12］。有研究發現他汀類藥物可上調EPC整合素亞單位α5、β1、αv、β5的表達，促進EPC黏附、歸巢到缺血或血管損傷部位［20］。

研究發現他汀類藥物可通過影響EPC微小核糖核酸（miRNA）的表達來調控EPC功能［10］。miRNA為大小19～25 nt的內源性非編碼RNA，可與靶基因mRNA的3′UTR相互配對結合，影響靶基因的轉錄后翻譯表達，在血管生成和心血管疾病中發揮重要作用［21］。其中miRNA-221／222可以減少干細胞因子的受體c-kit的表達，影響內皮細胞的生存、遷移和毛細血管的生成；miRNA-221／222還可以抑制eNOS的水平，eNOS 和EPC的動員、遷移、分化密切相關。Minami等［22］研究提示阿托伐他汀可能通過抑制miRNA-221／222的表達來增加EPC的數量。然而Zhang等［21］發現EPC在培養過程中阿托伐他汀干預24 h后，EPC內miRNA-221／222的表達卻增多了，這兩個研究結果的差異，考慮和阿托伐他汀干預EPC的方式不同有關，阿托伐他汀在人體內的代謝產物可能對EPC及細胞內miRNA的表達有影響。此外，阿托伐他汀還可能通過抑制miRNA-34a來上調EPC內沉默信息調節因子2相關酶1（SIRT1）的表達，延緩EPC的衰老，增加EPC的數量，SIRT1是一種脫乙酰酶，有維持染色質沉默和基因組穩定的作用，SIRT1能脫乙酰化eNOS，活化eNOS，增加內皮一氧化氮的含量，然而SIRT1延緩EPC衰老的機制還未明確。miRNA和EPC的功能緊密相關，他汀類藥物是否還作用于其它miRNA需要進一步的研究［10］。

四、小 結

他汀類藥物對心血管疾病患者EPC的數量和功能均有積極作用，并且可以改善患者的臨床預后。目前的研究中對EPC的鑒定沒有統一意見，其生物學特征還需進一步研究確定。另外不同種類的他汀對EPC的作用也不同，考慮與不同種類的他汀親脂性的差異有關，親脂性較好的他汀更易透過細胞膜，另外不同的他汀在體內的活性代謝產物可能也有差異，對EPC內eNOS、血管內皮生長因子及miRNA表達的影響也不一樣，進而對EPC的作用不同［9-10，22］。而且在調脂作用無明顯差異的前提下，調脂作用強的他汀劑量較小，而多項研究提示他汀劑量增加后，EPC數量增多更顯著［4-6］。他汀類藥物對EPC的作用仍需進一步研究，這對合理應用他汀類藥物治療心血管疾病有重要的指導意義。

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Research progress of the effect of statin therapy on endothelial progenitor cells

Shen Gen，Zhang Shun，Ye Honghua.Medical College of Ningbo University，Ningbo 315010，China Corresponding author，Ye Honghua，E-mail：yehonghua＠medmail.com.cn

Endothelial progenitor cells（EPC）are immature bone marrow-derived cells that have the ability to differentiate into mature endothelial cells.EPC are involved in the angiogenesis after birth and the healing of endothelial cells of injured vessels.Several studies have demonstrated that the quantity and function of circulating EPC are negatively correlated with the risk factors of cardiovascular diseases.Statin agents has been proven to increase the quantity and enhance the function of EPC，which may contribute to clinical benefits in the treatment of cardiovascular diseases.Here，we reviewed the research progress of the effect of statin therapy upon EPC.

Endothelial progenitor cell；Statins；Cardiovascular disease

簡介：葉紅華，主任醫師，碩士研究生導師，國家衛計委冠心病介入診療培訓導師?，F任寧波市第二醫院副院長，兼任中國康復醫學會心血管病專業委員會委員；中國醫療保健國際交流促進高血壓專業委員會委員；浙江省醫學會心血管分會委員；寧波市康復醫學會副會長；寧波市心血管介入診療質控中心副主任。1988年畢業于浙江大學醫學院，2005年獲衛生部笹川獎學金在日本廉倉綜合病院心臟中心進修經橈動脈冠心病介入診療和先進的心臟起搏治療。回國后帶領團隊率先在寧波市開展經橈動脈冠心病介入診療，冠狀動脈內超聲，冠狀動脈內光學相干斷層成像等技術，填補多項寧波市空白。2009年再度赴美國克里夫蘭心臟中心學習，獲得美國ACC／AHA聯合授予的心血管CT臨床能力2級證書。連續2屆寧波市優秀中青年衛生技術人才，曾獲浙江省衛生廳醫藥科技獎二等獎和三等獎。主持或參與完成寧波市科委或衛生局科研項目5項，獲省市科研獎項3項，獲浙江省心血管病學術年會優秀論文獎1項。在國內外各級期刊發表論文50余篇。

2015-08-06）

（本文編輯：楊江瑜）

10.3969／j.issn.0253-9802.2015.12.001

浙江省醫藥衛生科技計劃（2015KYA200）

315010寧波，寧波大學醫學院（沈根）；315010寧波，寧波市第二醫院（張順，葉紅華）

通訊作者，葉紅華，E-mail：yehonghua＠medmail.com.cn