内皮祖细胞移植研究进展

内皮祖细胞移植研究进展

【关键词】内皮祖细胞移植

内皮祖细胞是一类能增殖并分化为血管内皮细胞，但尚未表达成熟血管内皮细胞表型，也未形成血管的前体细胞。研究发现，EPC不仅参与人胚胎血管生成，同时也参与出生后血管新生和内皮损伤后的修复过程。因而，近年来一些国内外学者在探索通过EPC移植来促进血管新生和维持内皮功能完整，希望为一些临床疾病的治疗提供新的策略。作者就这方面的研究进展作一综述。

1EPC移植治疗冠心病

研究表明EPC在冠心病的发生、发展中扮演了重要角色。Vasa和Hill分别报道冠心病患者循环血中的EPC数量下降了近50%，迁移能力受损，并与危险因子的数目成反向线性关系，而且高危者EPC更易老化［1,2］。由于EPC在血管新生和维持内皮功能完整中具有重要作用，因而用药物或细胞移植增加EPC的数量并改善其功能，可能会促进冠心病患者血管新生和内皮修复，从而改善心脏功能。Kawamoto等［3,4］将人外周血EPC在体外扩增后经静脉输入结扎左冠状动脉前降支的裸鼠，发现移植的EPC聚集在大鼠心肌缺血区并参与心肌血管新生，导致心肌凋亡、胶原沉积和瘢痕形成减少，缺血心肌的毛细血管密度增加，左室功能改善。EPC引起左室功能改善的机制可能是挽救了冬眠心肌，减轻了心肌纤维化程度以及改善了缺血心肌血供，从而减轻了心肌梗死后的左室重构。随后该研究小组又对猪心肌缺血模型进行了经导管缺血心肌内移植自体EPC，4周后检查发现移植自体EPC组的缺血区、侧支循环以及左室射血分数均较对照组明显改善。而且缺血心肌的毛细血管密度也较对照组明显增加。同时，他们将裸鼠的左冠状动脉结扎10min后经导管缺血心肌内移植入外周血EPC，4周后移植EPC组裸鼠的左室收缩功能较对照组好，毛细血管密度也较对照组高［5］。另外，最近的研究表明EPC能分化为功能活跃的心肌细胞［6］。因此，这就意味着EPC移植也许能促进心肌细胞再生。值得关注的是最近的临床研究证实急性心肌梗死患者行自体EPC移植治疗是安全可行的。随访4个月，患者左室射血分数提高，梗死区室壁运动改善，左室收缩末容积减少，梗死区存活心肌增加［7,8］。随访期间患者并未发生恶性心律失常和炎症反应。但是，该研究病例数少，随访时间较短，且并非随机对照研究，这在一定程度上限制了其结果的说服力。因此，关于自体EPC移植的有效性和安全性仍有待大型、多中心、随机临床试验进一步证实。

2治疗肢体缺血

动脉硬化闭塞症是临床上最常见的肢体缺血性疾病,可以通过血管重建或介入的方法进行治疗来达到恢复缺血肢体血流灌注的目的。但是,当肢体的动脉闭塞而无法进行上述治疗时,患者有面临截肢的可能。由于外周血EPC的发现，EPC移植用于肢体缺血性疾病的研究已经成为人们关注的焦点。Kalka等［9］将人EPC在体外扩增后经心腔注入股动脉结扎的裸鼠体内后28d，缺血后肢的血流量恢复至手术前的70%，而输注等量人微血管内皮细胞和EPC培养液的对照组分别只恢复到27%和34%。最终，EPC组10/17的后肢恢复功能，而对照组的后肢存活率仅1/14和1/12。组织切片证实人EPC参与了新血管的形成。随后在大鼠和兔的缺血后肢模型研究表明，自体EPC移植能改善缺血肢体的侧支循环和血流灌注。此外，EPC移植也能改善糖尿病小鼠和大鼠的缺血后肢的血流。由于糖尿病患者的血管形成能力低下，这意味着EPC移植可能会给糖尿病合并缺血性疾病患者带来曙光。近来有些日本学者进行了骨髓单个核细胞移植治疗周围血管疾病所致的肢体缺血的临床研究。Tateishi－Yuyama等［10］对45例下肢缺血的患者随机采用盐水、外周血单个核细胞作为对照与骨髓单个核细胞进行缺血肢体的局部肌肉注射治疗。随访4周，结果显示所有注射骨髓单个核细胞肢体的踝肱指数、经皮氧分压、静息痛、无痛行走时间均明显改善，并未出现严重的并发症。这些临床症状和指标的改善可能主要与骨髓单个核细胞中含有EPC以及一些促血管生成因子有关。

3治疗原发性肺动脉高压

原发性肺动脉高压(primarypulmonaryhypertension，PPH)是一种少见的恶性肺血管疾病，其基本病理特点是肌型小肺动脉丛样病变，血管腔逐渐闭塞，肺动脉压进行性升高，若未及时诊断并积极准确干预，患者一般在出现症状后2～3年内死亡。目前发病机制并不清楚，治疗较为棘手。近年来研究表明内皮功能障碍在PPH的发生、发展中也扮演了重要角色。由于EPC在维持内皮功能完整中具有重要作用，因而EPC移植治疗PPH引起了国内外学者的兴趣。最近，Nagaya等［11］报道在野百合碱诱导的肺动脉高压裸鼠模型中，EPC移植治疗能使肺动脉阻力下降16％，基因转染的EPC能使肺动脉阻力下降35％，且基因转染EPC的存活率更高。而Duncan等［12］报道EPC移植能几乎完全预防野百合碱裸鼠模型的肺动脉高压，提示EPC移植治疗PPH可能具有良好的应用前景。此外，Takahashi等［13］将犬的EPC体外扩增后自体移植治疗肺动脉高压，结果显示EPC移植显着降低肺动脉压力和肺血管阻力，增加心输出量。组织切片显示肺小动脉壁变薄，肺组织新生血管增加。

4治疗血管损伤

内皮损伤在动脉粥样硬化和血管成形术后再狭窄的病理生理过程扮演重要角色。加快内皮损伤后的修复可以有效地抑制平滑肌增殖和内膜增生，从而预防动脉粥样硬化和血管成形术后再狭窄。由于EPC参与内皮损伤后的修复，因而国外学者试图通过EPC移植来促进内皮修复从而预防动脉粥样硬化和血管成形术后再狭窄。Werner等［14］将EPC在体外扩增后经静脉输注到颈动脉损伤的小鼠，结果显示移植的EPC聚集在颈动脉损伤部位，促进内皮修复，减轻内膜增生。这为治疗血管损伤和预防血管成形术后再狭窄提供了一种新的思路。

5基因转染EPC移植

外周血中EPC含量极少，尤其在老龄、糖尿病及高脂血症患者中，存在EPC数量减少、功能不良以及易老化，而这些人群又是EPC移植的主要对象，因而EPC移植治疗可能难以达到预期理想的疗效。另外，据粗略估计临床EPC移植治疗1例患者约需～120L的外周血方能提供足够治疗用的EPC。因而，能否提供足够数量、功能良好的EPC对开展EPC移植来说显得尤为重要。尽管通过运用各种生长因子进行体外扩增以及局部注射EPC等方法在一定程度解决了移植EPC的细胞数量问题，但是EPC的功能及老化问题并不能通过上述两种方法得以解决。近来国外学者在动物试验中发现通过基因转染EPC使细胞功能得到改善，因而显着减少移植细胞数量。将VEGF基因转入EPC后再移植，缺血后肢的血管新生进一步得到改善，缺血造成的肢体坏死和肢体自身断离比对照组减少了64%，所需EPC的量与前面的实验相比也减为1/30［15］。另外，将eNOS基因转入EPC后再移植较单纯EPC移植能更有效地促进内皮修复，防止内膜增生［16］。

6EPC移植治疗缺血性疾病的机制

EPC移植治疗缺血性疾病的机制尚不十分清楚，目前认为可能与下述有关：EPC直接参与血管新生：Aicher等［17］在EPC移植治疗缺血性疾病的动物试验中证实新生血管中7%～20%的内皮细胞是由移植的EPC分化而来的。但是，这似乎难以解释其疗效，因而推测可能存在其他机制。移植的EPC以旁分泌的形式分泌促血管生成因子促进血管形成：研究表明EPC能分泌一些能促进血管形成生长因子或细胞因子［18］。最近Kinnaird等［19］报道肌肉注射含有骨髓细胞衍生的生长因子和细胞因子的骨髓细胞培养液能显着改善缺血肢体的侧支循环及肢体功能。此外，Ziegelhoeffer等［20］在骨髓细胞移植治疗肢体缺血的研究发现移植的骨髓细胞并未直接参与血管新生。所有这些研究均表明旁分泌机制可能在EPC移植治疗缺血性疾病中扮演重要角色，但这有待进一步研究证实。

7自体EPC移植的优点

一般认为，理想的移植细胞应具有：容易取材，易于大量培养；能在宿主体内长期存活并增殖；可自分泌或旁分泌生长因子和血管生长因子；无伦理方面的争论；无排斥反应；无致肿瘤源性。但到目前为止，离这种理想还有较大的距离。自体EPC移植治疗缺血性疾病的优点为：(1)取材方便，简单的骨髓穿刺或抽取外周血即可获得，对机体无害，细胞来源不受限；(2)细胞取自自体，移植时不存在组织配型及免疫排斥问题；(3)从动物及临床实验来看疗效显着。

8结论与展望

综上所述，尽管EPC移植在动物试验以及小规模临床试验具有较好的疗效，显示出良好的应用前景，但是必须认识到，要将EPC移植应用于临床仍有许多问题要解决:(1)EPC的细胞表面标记仍未完全阐明。EPC在循环中的量及其富集、分离方法仍存在较大差异。寻找能把EPC与造血细胞和成熟内皮细胞鉴别开的特异性表面标志，这将为分离和扩增EPC提供标准，进而为临床细胞治疗铺平道路。(2)EPC分化发育中的基因调控，EPC的体外扩增条件以及增殖潜能等需进一步明确，以便获得足量有活力的细胞源。(3)需进一步明确参与促进EPC器官特异性趋化和调节EPC移植的介质及细胞机制。(4)应用EPC移植应注意其可能的各种副作用，如促血管发生的同时也可能促使潜在肿瘤的生长和血管瘤的出现。尽管研究表明近期效果不错且也未发现重大副作用，但远期疗效如何仍有待进一步观察。

【参考文献】

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