SDF-1對 Tip血管內(nèi)皮細(xì)胞的影響及其在治療下肢深靜脈血栓中的應(yīng)用

云南省第二人民醫(yī)院昆明醫(yī)科大學(xué)第四附屬醫(yī)院血管外科，云南 昆明 650021

SDF-1對Tip血管內(nèi)皮細(xì)胞的影響及其在治療下肢深靜脈血栓中的應(yīng)用

杜玲娟楊鏞

云南省第二人民醫(yī)院昆明醫(yī)科大學(xué)第四附屬醫(yī)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(nèi)皮細(xì)胞與血管形成、SDF-1與Tip 內(nèi)皮細(xì)胞及血栓機(jī)化再通三個方面綜述了國內(nèi)外研究進(jìn)展。

下肢深靜脈血栓；Tip 內(nèi)皮細(xì)胞；基質(zhì)細(xì)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(zhì)量的嚴(yán)重疾病，近年來隨著人們生活方式的改變，其臨床發(fā)病率有逐年上升的趨勢。目前不論行手術(shù)取栓或溶栓治療都存在很多爭議，尤其是進(jìn)入亞急性期、慢性期之后，采用以往的外科手術(shù)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(cè)支血管的建立和遠(yuǎn)期血管再通[1]。Tip 內(nèi)皮細(xì)胞(尖端內(nèi)皮細(xì)胞)在血管新生演變過程中發(fā)揮著重要的生物學(xué)作用?；|(zhì)細(xì)胞衍生因子-1 (stromal cell derived factor , SDF-1 )是新近發(fā)現(xiàn)的一種趨化因子，對Tip血管內(nèi)皮細(xì)胞的生物學(xué)特性有一定的影響。本文就SDF-1對 Tip內(nèi)皮細(xì)胞的生物學(xué)影響及在治療下肢深靜脈血栓形成中的作用進(jìn)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(fā)病，隨著人們生活條件的改善，發(fā)病率有逐年上升的趨勢[2]。發(fā)病的主要原因無異于Virchow于上個世紀(jì)中葉提出的血流淤滯、血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷及血液高凝狀態(tài)三大因素。目前國內(nèi)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(shù)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(jīng)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(huán)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(dá)血栓內(nèi)部，其溶栓作用就相當(dāng)有限；Fogarty 導(dǎo)管取栓術(shù)雖能一次性取出大量血栓，迅速降低靜脈腔內(nèi)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(nèi)膜、血栓復(fù)發(fā)率高。近年來隨著腔內(nèi)治療的發(fā)展，經(jīng)溶栓導(dǎo)管溶栓，球囊導(dǎo)管擴(kuò)張、血管支架置入術(shù)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(shù)、腔內(nèi)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?yōu)檠ê缶C合征，表現(xiàn)為血栓的復(fù)發(fā)、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(jīng)久不愈的潰瘍等。所以下肢深靜脈血栓形成進(jìn)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(jìn)血栓的再通成為當(dāng)前研究的熱點。目前，已證實新生的血管能夠?qū)ρㄈ芙猱a(chǎn)生顯著影響，促進(jìn)血管新生可以加速血栓的溶解、機(jī)化和再通[3]。

2 Tip內(nèi)皮細(xì)胞與血管形成

血管系統(tǒng)的生成主要包括血管發(fā)生(vasculogenesis)與血管再生(angiogenesis)兩種方式。血管發(fā)生是指內(nèi)皮祖細(xì)胞(endothelial progenitor cells, EPCs)或成血管細(xì)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(xì)胞分化為成熟內(nèi)皮細(xì)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(chǔ)上，內(nèi)皮細(xì)胞以出芽的方式擴(kuò)增、遷移并相互連接形成血管內(nèi)腔，進(jìn)而塑形成為新的血管[5]。血管再生過程起始于一部分內(nèi)皮細(xì)胞的極性改變，這些內(nèi)皮細(xì)胞在血管內(nèi)皮生長因子某濃度梯度下被誘導(dǎo)，向促血管發(fā)生因子遷移，內(nèi)皮萌發(fā)分支形成管腔。為了更好的描述這類極性改變的內(nèi)皮細(xì)胞，便有學(xué)者提出尖端細(xì)胞(tip cell)的概念[6]。Tip內(nèi)皮細(xì)胞是位于新生血管最前端的一類非增殖性細(xì)胞,具有高度遷移活性,調(diào)控著血管的數(shù)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(dá)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(nèi)皮生長因子A(VEGFA)[7],并受到周細(xì)胞的接觸抑制及部分細(xì)胞外基質(zhì)蛋白的調(diào)控。同時,尖端細(xì)胞產(chǎn)生血小板源性生長因子(PDGF),為新生血管募集更多周細(xì)胞,最終形成結(jié)構(gòu)完整的血管[6]。雖然尖端細(xì)胞的偽足可為血管新生指示方向,但真正形成結(jié)構(gòu)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(nèi)皮細(xì)胞被稱為莖細(xì)胞(stalk cells),緊鄰尖端細(xì)胞位于其后方,能夠進(jìn)行增殖,促進(jìn)血管芽及血管網(wǎng)的延長。

Tip血管內(nèi)皮細(xì)胞可產(chǎn)生Ⅰ型膜結(jié)合型基質(zhì)金屬蛋白酶(membrane typeⅠmetalloprotease,MT Ⅰ-MMP)[8]。血管芽生開始時,基質(zhì)金屬蛋白酶水解內(nèi)皮基底膜,在基質(zhì)中形成空間供莖細(xì)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(nèi)皮細(xì)胞向尖端細(xì)胞和莖細(xì)胞的功能性分化是一個關(guān)鍵事件。當(dāng)組織或器官缺氧時,首先會加速分泌生長因子和化學(xué)增活素,主要是VEGFA ,使原本處于靜止休眠狀態(tài)的內(nèi)皮細(xì)胞對VEGFA發(fā)生響應(yīng),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(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)不同的Dll4 ,在內(nèi)皮細(xì)胞中啟動不同強(qiáng)度的Notch信號,從而使內(nèi)皮細(xì)胞有區(qū)別地向尖端細(xì)胞和莖細(xì)胞分化。然后,莖細(xì)胞在尖端細(xì)胞帶領(lǐng)下持續(xù)增殖,血管芽形成管腔,不斷延長并分支,通過尖端細(xì)胞互相識別和融合,形成交錯的網(wǎng)狀血管叢[10]。最后,血管叢進(jìn)行重塑,供血充足的大血管得到保留,多余血管發(fā)生退化,最終建立一個能夠快速有效轉(zhuǎn)運營養(yǎng)、氧氣、信號分子、體內(nèi)代謝廢物的血管網(wǎng)絡(luò)。

3 SDF-1與Tip 內(nèi)皮細(xì)胞及血栓機(jī)化再通

血栓的機(jī)化和再通過程十分復(fù)雜，具體的機(jī)制仍不清楚。血栓的微環(huán)境由參與的多種細(xì)胞因子和細(xì)胞構(gòu)成，而血栓的機(jī)化和再通過程是由其微環(huán)境決定的一個動態(tài)而復(fù)雜的過程，Tip 內(nèi)皮細(xì)胞在這個過程中可能發(fā)揮著重要的作用。機(jī)體對靜脈血栓的吸收、溶解即是血栓的機(jī)化過程，隨著血栓的機(jī)化，嗜中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)入血栓中。在機(jī)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(nèi)皮細(xì)胞逐漸覆蓋裂隙，同時血栓內(nèi)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(xiàn)血管再通。因此增加嗜中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)入血栓中可能有助于血栓的溶解、吸收，實現(xiàn)血管的再通。在靜脈血栓機(jī)化與溶解過程中促血管生成細(xì)胞包括內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、骨髓源性血管內(nèi)皮祖細(xì)胞等進(jìn)入到血栓中或集中在血栓周圍[11]，通過表達(dá)血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)來促進(jìn)血管生成[12]。VEGF與血管生長密切相關(guān)，它能夠增加血管通透性和內(nèi)皮細(xì)胞的滲透性，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移[13]。VEGF還可介導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮(NO)和前列環(huán)素的生成，NO可激活可溶性鳥苷酸環(huán)化酶(SGC)，增高細(xì)胞內(nèi)cGMP水平，抑制血小板凝集、黏附，從而起到血管保護(hù)的作用。還有研究發(fā)現(xiàn)，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(dá)和活性，這些酶可使血漿酶原成為關(guān)鍵性的血栓溶解酶一血漿酶，從而發(fā)揮抗血栓形成的作用。

SDF-1是新近發(fā)現(xiàn)的一種趨化因子，SDF-1和趨化因子受體4(CXCR4)共同構(gòu)成了特異性的SDF-1/CXCR4軸。SDF-1與CXCR4結(jié)合激活CXCR4受體偶聯(lián)的G蛋白,繼而激活下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)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(zhuǎn)錄信號傳導(dǎo)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(zhuǎn)導(dǎo)通路,引起的生物學(xué)效應(yīng)主要包括細(xì)胞動員、趨化反應(yīng)、黏附以及促進(jìn)細(xì)胞分泌基質(zhì)金屬蛋白酶和血管內(nèi)皮生長因子等。

SDF-1與Tip 內(nèi)皮細(xì)胞可能通過以下機(jī)制促進(jìn)血栓機(jī)化與再通：①深靜脈血栓形成后，由于血液瘀滯，血栓內(nèi)形成缺氧環(huán)境，血栓內(nèi)局部微環(huán)境發(fā)生改變，VEGF 顯著增加，Tip 內(nèi)皮細(xì)胞有可能被VEGF 動員到外周，促進(jìn)血管新生，加速血栓的溶解和機(jī)化；②Tip血管內(nèi)皮細(xì)胞能產(chǎn)生PDGF，研究發(fā)現(xiàn)，PDGF-CC[14]對血栓溶解機(jī)化再通有良好的促進(jìn)作用；③SDF-1/CXCR4參與血管重塑和生成,并能促進(jìn)各種內(nèi)皮細(xì)胞包括Tip內(nèi)皮細(xì)胞的遷移,從而促進(jìn)毛細(xì)血管形成；④SDF-1促進(jìn)Tip內(nèi)皮細(xì)胞分泌VEGF[15]，而VEGF本身能夠增加血管通透性和內(nèi)皮細(xì)胞的滲透性，有保護(hù)血管和加速血栓的溶解和機(jī)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(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞分裂,進(jìn)而促進(jìn)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(nèi)皮細(xì)胞，影響偽足數(shù)量和血管芽的發(fā)生，但目前還缺少SDF-1與Tip 內(nèi)皮細(xì)胞促進(jìn)血栓機(jī)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(chǔ)。

[1]李曉強(qiáng)，桑宏飛.下肢深靜脈血栓形成的外科治療.中國普外基礎(chǔ)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(jī)化、再通的實驗研究.重慶醫(yī)學(xué)，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．

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