內(nèi)皮祖細(xì)胞移植研究進(jìn)展

內(nèi)皮祖細(xì)胞移植研究進(jìn)展

【關(guān)鍵詞】?jī)?nèi)皮祖細(xì)胞移植

內(nèi)皮祖細(xì)胞是一類能增殖并分化為血管內(nèi)皮細(xì)胞，但尚未表達(dá)成熟血管內(nèi)皮細(xì)胞表型，也未形成血管的前體細(xì)胞。研究發(fā)現(xiàn)，EPC不僅參與人胚胎血管生成，同時(shí)也參與出生后血管新生和內(nèi)皮損傷后的修復(fù)過程。因而，近年來一些國(guó)內(nèi)外學(xué)者在探索通過EPC移植來促進(jìn)血管新生和維持內(nèi)皮功能完整，希望為一些臨床疾病的治療提供新的策略。作者就這方面的研究進(jìn)展作一綜述。

1EPC移植治療冠心病

研究表明EPC在冠心病的發(fā)生、發(fā)展中扮演了重要角色。Vasa和Hill分別報(bào)道冠心病患者循環(huán)血中的EPC數(shù)量下降了近50%，遷移能力受損，并與危險(xiǎn)因子的數(shù)目成反向線性關(guān)系，而且高危者EPC更易老化［1,2］。由于EPC在血管新生和維持內(nèi)皮功能完整中具有重要作用，因而用藥物或細(xì)胞移植增加EPC的數(shù)量并改善其功能，可能會(huì)促進(jìn)冠心病患者血管新生和內(nèi)皮修復(fù)，從而改善心臟功能。Kawamoto等［3,4］將人外周血EPC在體外擴(kuò)增后經(jīng)靜脈輸入結(jié)扎左冠狀動(dòng)脈前降支的裸鼠，發(fā)現(xiàn)移植的EPC聚集在大鼠心肌缺血區(qū)并參與心肌血管新生，導(dǎo)致心肌凋亡、膠原沉積和瘢痕形成減少，缺血心肌的毛細(xì)血管密度增加，左室功能改善。EPC引起左室功能改善的機(jī)制可能是挽救了冬眠心肌，減輕了心肌纖維化程度以及改善了缺血心肌血供，從而減輕了心肌梗死后的左室重構(gòu)。隨后該研究小組又對(duì)豬心肌缺血模型進(jìn)行了經(jīng)導(dǎo)管缺血心肌內(nèi)移植自體EPC，4周后檢查發(fā)現(xiàn)移植自體EPC組的缺血區(qū)、側(cè)支循環(huán)以及左室射血分?jǐn)?shù)均較對(duì)照組明顯改善。而且缺血心肌的毛細(xì)血管密度也較對(duì)照組明顯增加。同時(shí)，他們將裸鼠的左冠狀動(dòng)脈結(jié)扎10min后經(jīng)導(dǎo)管缺血心肌內(nèi)移植入外周血EPC，4周后移植EPC組裸鼠的左室收縮功能較對(duì)照組好，毛細(xì)血管密度也較對(duì)照組高［5］。另外，最近的研究表明EPC能分化為功能活躍的心肌細(xì)胞［6］。因此，這就意味著EPC移植也許能促進(jìn)心肌細(xì)胞再生。值得關(guān)注的是最近的臨床研究證實(shí)急性心肌梗死患者行自體EPC移植治療是安全可行的。隨訪4個(gè)月，患者左室射血分?jǐn)?shù)提高，梗死區(qū)室壁運(yùn)動(dòng)改善，左室收縮末容積減少，梗死區(qū)存活心肌增加［7,8］。隨訪期間患者并未發(fā)生惡性心律失常和炎癥反應(yīng)。但是，該研究病例數(shù)少，隨訪時(shí)間較短，且并非隨機(jī)對(duì)照研究，這在一定程度上限制了其結(jié)果的說服力。因此，關(guān)于自體EPC移植的有效性和安全性仍有待大型、多中心、隨機(jī)臨床試驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)。

2治療肢體缺血

動(dòng)脈硬化閉塞癥是臨床上最常見的肢體缺血性疾病,可以通過血管重建或介入的方法進(jìn)行治療來達(dá)到恢復(fù)缺血肢體血流灌注的目的。但是,當(dāng)肢體的動(dòng)脈閉塞而無法進(jìn)行上述治療時(shí),患者有面臨截肢的可能。由于外周血EPC的發(fā)現(xiàn)，EPC移植用于肢體缺血性疾病的研究已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。Kalka等［9］將人EPC在體外擴(kuò)增后經(jīng)心腔注入股動(dòng)脈結(jié)扎的裸鼠體內(nèi)后28d，缺血后肢的血流量恢復(fù)至手術(shù)前的70%，而輸注等量人微血管內(nèi)皮細(xì)胞和EPC培養(yǎng)液的對(duì)照組分別只恢復(fù)到27%和34%。最終，EPC組10/17的后肢恢復(fù)功能，而對(duì)照組的后肢存活率僅1/14和1/12。組織切片證實(shí)人EPC參與了新血管的形成。隨后在大鼠和兔的缺血后肢模型研究表明，自體EPC移植能改善缺血肢體的側(cè)支循環(huán)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，這意味著EPC移植可能會(huì)給糖尿病合并缺血性疾病患者帶來曙光。近來有些日本學(xué)者進(jìn)行了骨髓單個(gè)核細(xì)胞移植治療周圍血管疾病所致的肢體缺血的臨床研究。Tateishi－Yuyama等［10］對(duì)45例下肢缺血的患者隨機(jī)采用鹽水、外周血單個(gè)核細(xì)胞作為對(duì)照與骨髓單個(gè)核細(xì)胞進(jìn)行缺血肢體的局部肌肉注射治療。隨訪4周，結(jié)果顯示所有注射骨髓單個(gè)核細(xì)胞肢體的踝肱指數(shù)、經(jīng)皮氧分壓、靜息痛、無痛行走時(shí)間均明顯改善，并未出現(xiàn)嚴(yán)重的并發(fā)癥。這些臨床癥狀和指標(biāo)的改善可能主要與骨髓單個(gè)核細(xì)胞中含有EPC以及一些促血管生成因子有關(guān)。

3治療原發(fā)性肺動(dòng)脈高壓

原發(fā)性肺動(dòng)脈高壓(primarypulmonaryhypertension，PPH)是一種少見的惡性肺血管疾病，其基本病理特點(diǎn)是肌型小肺動(dòng)脈叢樣病變，血管腔逐漸閉塞，肺動(dòng)脈壓進(jìn)行性升高，若未及時(shí)診斷并積極準(zhǔn)確干預(yù)，患者一般在出現(xiàn)癥狀后2～3年內(nèi)死亡。目前發(fā)病機(jī)制并不清楚，治療較為棘手。近年來研究表明內(nèi)皮功能障礙在PPH的發(fā)生、發(fā)展中也扮演了重要角色。由于EPC在維持內(nèi)皮功能完整中具有重要作用，因而EPC移植治療PPH引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的興趣。最近，Nagaya等［11］報(bào)道在野百合堿誘導(dǎo)的肺動(dòng)脈高壓裸鼠模型中，EPC移植治療能使肺動(dòng)脈阻力下降16％，基因轉(zhuǎn)染的EPC能使肺動(dòng)脈阻力下降35％，且基因轉(zhuǎn)染EPC的存活率更高。而Duncan等［12］報(bào)道EPC移植能幾乎完全預(yù)防野百合堿裸鼠模型的肺動(dòng)脈高壓，提示EPC移植治療PPH可能具有良好的應(yīng)用前景。此外，Takahashi等［13］將犬的EPC體外擴(kuò)增后自體移植治療肺動(dòng)脈高壓，結(jié)果顯示EPC移植顯著降低肺動(dòng)脈壓力和肺血管阻力，增加心輸出量。組織切片顯示肺小動(dòng)脈壁變薄，肺組織新生血管增加。

4治療血管損傷

內(nèi)皮損傷在動(dòng)脈粥樣硬化和血管成形術(shù)后再狹窄的病理生理過程扮演重要角色。加快內(nèi)皮損傷后的修復(fù)可以有效地抑制平滑肌增殖和內(nèi)膜增生，從而預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化和血管成形術(shù)后再狹窄。由于EPC參與內(nèi)皮損傷后的修復(fù)，因而國(guó)外學(xué)者試圖通過EPC移植來促進(jìn)內(nèi)皮修復(fù)從而預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化和血管成形術(shù)后再狹窄。Werner等［14］將EPC在體外擴(kuò)增后經(jīng)靜脈輸注到頸動(dòng)脈損傷的小鼠，結(jié)果顯示移植的EPC聚集在頸動(dòng)脈損傷部位，促進(jìn)內(nèi)皮修復(fù)，減輕內(nèi)膜增生。這為治療血管損傷和預(yù)防血管成形術(shù)后再狹窄提供了一種新的思路。

5基因轉(zhuǎn)染EPC移植

外周血中EPC含量極少，尤其在老齡、糖尿病及高脂血癥患者中，存在EPC數(shù)量減少、功能不良以及易老化，而這些人群又是EPC移植的主要對(duì)象，因而EPC移植治療可能難以達(dá)到預(yù)期理想的療效。另外，據(jù)粗略估計(jì)臨床EPC移植治療1例患者約需～120L的外周血方能提供足夠治療用的EPC。因而，能否提供足夠數(shù)量、功能良好的EPC對(duì)開展EPC移植來說顯得尤為重要。盡管通過運(yùn)用各種生長(zhǎng)因子進(jìn)行體外擴(kuò)增以及局部注射EPC等方法在一定程度解決了移植EPC的細(xì)胞數(shù)量問題，但是EPC的功能及老化問題并不能通過上述兩種方法得以解決。近來國(guó)外學(xué)者在動(dòng)物試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)通過基因轉(zhuǎn)染EPC使細(xì)胞功能得到改善，因而顯著減少移植細(xì)胞數(shù)量。將VEGF基因轉(zhuǎn)入EPC后再移植，缺血后肢的血管新生進(jìn)一步得到改善，缺血造成的肢體壞死和肢體自身斷離比對(duì)照組減少了64%，所需EPC的量與前面的實(shí)驗(yàn)相比也減為1/30［15］。另外，將eNOS基因轉(zhuǎn)入EPC后再移植較單純EPC移植能更有效地促進(jìn)內(nèi)皮修復(fù)，防止內(nèi)膜增生［16］。

6EPC移植治療缺血性疾病的機(jī)制

EPC移植治療缺血性疾病的機(jī)制尚不十分清楚，目前認(rèn)為可能與下述有關(guān)：EPC直接參與血管新生：Aicher等［17］在EPC移植治療缺血性疾病的動(dòng)物試驗(yàn)中證實(shí)新生血管中7%～20%的內(nèi)皮細(xì)胞是由移植的EPC分化而來的。但是，這似乎難以解釋其療效，因而推測(cè)可能存在其他機(jī)制。移植的EPC以旁分泌的形式分泌促血管生成因子促進(jìn)血管形成：研究表明EPC能分泌一些能促進(jìn)血管形成生長(zhǎng)因子或細(xì)胞因子［18］。最近Kinnaird等［19］報(bào)道肌肉注射含有骨髓細(xì)胞衍生的生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子的骨髓細(xì)胞培養(yǎng)液能顯著改善缺血肢體的側(cè)支循環(huán)及肢體功能。此外，Ziegelhoeffer等［20］在骨髓細(xì)胞移植治療肢體缺血的研究發(fā)現(xiàn)移植的骨髓細(xì)胞并未直接參與血管新生。所有這些研究均表明旁分泌機(jī)制可能在EPC移植治療缺血性疾病中扮演重要角色，但這有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

7自體EPC移植的優(yōu)點(diǎn)

一般認(rèn)為，理想的移植細(xì)胞應(yīng)具有：容易取材，易于大量培養(yǎng)；能在宿主體內(nèi)長(zhǎng)期存活并增殖；可自分泌或旁分泌生長(zhǎng)因子和血管生長(zhǎng)因子；無倫理方面的爭(zhēng)論；無排斥反應(yīng)；無致腫瘤源性。但到目前為止，離這種理想還有較大的距離。自體EPC移植治療缺血性疾病的優(yōu)點(diǎn)為：(1)取材方便，簡(jiǎn)單的骨髓穿刺或抽取外周血即可獲得，對(duì)機(jī)體無害，細(xì)胞來源不受限；(2)細(xì)胞取自自體，移植時(shí)不存在組織配型及免疫排斥問題；(3)從動(dòng)物及臨床實(shí)驗(yàn)來看療效顯著。

8結(jié)論與展望

綜上所述，盡管EPC移植在動(dòng)物試驗(yàn)以及小規(guī)模臨床試驗(yàn)具有較好的療效，顯示出良好的應(yīng)用前景，但是必須認(rèn)識(shí)到，要將EPC移植應(yīng)用于臨床仍有許多問題要解決:(1)EPC的細(xì)胞表面標(biāo)記仍未完全闡明。EPC在循環(huán)中的量及其富集、分離方法仍存在較大差異。尋找能把EPC與造血細(xì)胞和成熟內(nèi)皮細(xì)胞鑒別開的特異性表面標(biāo)志，這將為分離和擴(kuò)增EPC提供標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而為臨床細(xì)胞治療鋪平道路。(2)EPC分化發(fā)育中的基因調(diào)控，EPC的體外擴(kuò)增條件以及增殖潛能等需進(jìn)一步明確，以便獲得足量有活力的細(xì)胞源。(3)需進(jìn)一步明確參與促進(jìn)EPC器官特異性趨化和調(diào)節(jié)EPC移植的介質(zhì)及細(xì)胞機(jī)制。(4)應(yīng)用EPC移植應(yīng)注意其可能的各種副作用，如促血管發(fā)生的同時(shí)也可能促使?jié)撛谀[瘤的生長(zhǎng)和血管瘤的出現(xiàn)。盡管研究表明近期效果不錯(cuò)且也未發(fā)現(xiàn)重大副作用，但遠(yuǎn)期療效如何仍有待進(jìn)一步觀察。

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