腦血管病血管修復中的內皮祖細胞作用及其機制研究進展

魏文亭，姜亞軍

1 腦血管病現狀

腦卒中是世界范圍內致死和致殘的一個很重要的原因。目前治療腦卒中的有效方法甚少，使用重組組織型纖溶酶原激活劑溶栓可以減輕卒中所致的腦損傷，但是其治療的時間窗很短，并且導致腦出血的風險比較大。最近幾年很多研究表明，內皮祖細胞（endoth elial progenitor cells，EPCs）在腦卒中后血－腦屏障修復過程、血管新生和神經發生有著非常積極作用。

2 EPCs的基礎研究

內皮祖細胞是由Asahara等［1］在人的外周循環血中獲取的一種內皮細胞前體細胞，逐漸分化為成熟的內皮細胞而失去干細胞的特性，對內皮損傷的修復和血管新生的促進起到了非常積極作用。早期EPCs和晚期EPCs均參與血管新生過程，早期EPCs通過分泌一系列的生長因子及細胞因子來參與血管新生，如血管內皮生長因子（VEGF），觸發基質細胞來源因子－1（SDF－1），胰島素樣生長因子－1（IGF－1）以及粒細胞集落刺激因子（G－CSF）等，它們可以促進內皮細胞增殖和遷移，減少內皮細胞凋亡，募集內源性的EPCs［2］，形成良性循環促進血管新生。晚期EPCs可以定向歸巢于內皮損害部位并直接分化為成熟內皮細胞替換受損內皮以促進血管新生，據統計EPCs大約占新生血管內皮細胞的26%［3］。另外，晚期EPCs也可以分泌可溶性因子從而促進血管新生過程［4］。

3 EPCs數量變化及影響因素

3.1 腦梗死時循環EPCs的變化 腦梗死病人循環EPCs的數量明顯低于正常人［5］。不過腦梗死急性期循環EPCs水平會短暫升高［6］，具體過程大致為腦梗死前7d循環EPCs數量逐漸上升，至第14天仍然保持較高的水平，直到第28天下降到基礎水平。這表明EPCs被動員至外周血來應答血管損傷并幫助修復損傷血管［7］。腦梗死后EPCs數量減少的機制有很多，包括腦梗死病人EPCs產生和動員機制受損、循環EPCs的不斷消耗等。

3.2 影響循環EPCs水平的因素 傳統的腦血管病危險因素例如體重指數、年齡、血壓、總膽固醇、低密度脂蛋白、血清高敏C 反應蛋白等與循環EPCs水平呈負相關。臨床研究證實，具有腦血管病危險因素的病人循環EPCs水平明顯低于正常人［8］，體外擴增實驗表明C反應蛋白可以顯著減少EPCs數量［9］。腦血管病危險因素導致EPCs數量減少的機制尚有待進一步研究。高血壓和高膽固醇血癥會損害內皮單層的完整性，增加本來數量就有限的EPCs消耗甚至導致耗竭。

4 EPCs研究的臨床意義

4.1 預測卒中預后 高血壓、糖尿病、高膽固醇血癥等腦血管病危險因素會加速血管內皮損傷從而導致循環EPCs消耗增多。這也表明低水平的循環EPCs預示著腦梗死病人較差的臨床預后。Sobrino 等［10］報道，急性腦梗死發生后EPCs被動員至循環血中，循環EPCs水平顯著升高從而應對血管損傷。相反，第一周高水平的內皮細胞集落生成單位（CFU－ECs）和較好的臨床預后獨立有關，因為研究發現第一周內皮細胞集落生成單位水平和梗死體積呈負相關。腦梗死48h后低水平的循環EPCs 明顯提示神經損傷程度較重［11］。因此，EPCs水平可作為卒中預后的評估指標。

4.2 腦卒中的治療新靶點 Blanco等［12］實驗證實，腦梗死急性期不使用他汀類藥物會增加腦損傷并使功能預后變差。他汀類藥物可以誘導EPCs動員至外周血從而有益于腦梗死病人的恢復，這種現象也見于充血性心力衰竭及冠心病病人［13］。腦梗死急性期他汀類藥物的使用可以使循環EPCs水平提高而不使用他汀類藥物則會使臨床預后變差，由此推斷腦梗死急性期的功能預后可能是由EPCs介導的，腦梗死急性期循環EPCs水平的提高和較好的功能預后，較小的梗死體積和較好的神經損傷修復呈正相關［10］。腦梗死急性期使用他汀類藥物治療可以更好地發揮EPCs的作用，促進腦梗死病人的恢復。

4.3 EPCs 移植對腦梗死的治療作用 研究發現CD34＋細胞（EPCs含量豐富）移植可以促進腦梗死后腦部新生血管的形成和神經發生［14］，EPCs給藥可以增加卒中后2d局部腦皮層的血流量，減少梗死體積及神經缺損［15］。功能良好的EPCs輸注可以減少d b／db糖尿病鼠的缺血性腦損害，發現EPCs移植24h后在腦缺血邊界的微血管周圍有被標記的EPCs，而且腦梗死的長期神經行為預后也有所提高［16］。以EPCs為基礎的治療方法有益影響可能來自以下幾方面，首先，腦梗死早期，移植EPCs或者內源性EPCs均可以分泌多種生長因子，如VEGF、SDF－1、IGF－1 等，它們可以保護內皮細胞和神經細胞等免于損傷或壞死；其次，這些因子還會募集更多的EPCs支持它們的生存；再次，各種生長因子通過保護神經血管單位和既有的側支血管來減輕急性腦損傷；最后，在腦梗死后期，EPCs及其分泌的各種生長因子共同促進血管新生和神經發生，并且從功能和結構上重建血－腦屏障、血管和神經網絡，促進卒中后的恢復。

必須指出的是腦卒中急性期由炎癥、自由基或者細胞因子介導的毒性反應會降低移植EPCs的功能及存活率［17］。從腦梗死亞急性期病人身上提取出來的EPCs比從急性期病人身上提取EPCs的促血管新生能力強［18］。關于EPCs在臨床環境下給藥的問題，靜脈滴注可能會是比較好的途徑，因為動脈內灌注不太方便并且可能造成栓塞，而腦內直接注射干細胞操作起來太復雜，并且有可能造成局部出血［19］。

5 EPCs與腦出血的基礎研究現狀

腦出血急性期病人循環EPCs數目增多，增殖和遷移功能增強，這有助于損傷血管的修復和新生。腦出血時，腦組織損傷導致組織缺氧，可以反應性分泌釋放一些細胞因子來動員EPCs并增加其功能，應對應激需要。腦出血應激時EPCs增殖能力增強，數目增加可能增強VEGF的合成和分泌，這可能形成相互的正反饋調節。另外，維持內皮細胞完整性及減少血腫周圍水腫可以提高腦出血臨床療效。

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