內(nèi)皮祖細(xì)胞功能異常與高血壓心肌肥厚的關(guān)系

劉慧敏，趙啟韜

(山東中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，濟(jì)南250355)

近年研究發(fā)現(xiàn)，高血壓左室肥厚的發(fā)生、發(fā)展與微脈管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及血管內(nèi)皮細(xì)胞功能異常密切相關(guān)。一方面血管內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙在高血壓的發(fā)病中起重要作用，而高血壓本身又加劇內(nèi)皮細(xì)胞的功能障礙;另一方面，阻力血管和交換血管的再生落后于心肌細(xì)胞的增生，受損血管內(nèi)皮再生減少致使微血管減少，導(dǎo)致重塑的心肌缺血［1］。提示血管內(nèi)皮細(xì)胞功能異常及再生障礙在高血壓左室肥厚的發(fā)病中發(fā)揮重要作用。內(nèi)皮祖細(xì)胞(EPCs)是具有向內(nèi)皮細(xì)胞分化潛能的一種多能干細(xì)胞，兼有內(nèi)分泌、內(nèi)皮修復(fù)、血管再生等多種生物功能［2］。在成人體內(nèi)主要存在于骨髓，也見于外周血和臍帶血中。生理?xiàng)l件下，EPCs約占循環(huán)血液中單核細(xì)胞的0.01%，血管受到損傷時(shí)，EPCs與骨髓基質(zhì)細(xì)胞分離，進(jìn)入血液循環(huán)并歸巢到血管受損或組織缺血區(qū)域，進(jìn)一步分化為成熟內(nèi)皮細(xì)胞，分泌一氧化氮(NO)、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)等細(xì)胞因子，促進(jìn)內(nèi)皮新生、融合形成新的毛細(xì)血管，提高毛細(xì)血管密度。因此，其數(shù)量和功能的降低將導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞功能異常及再生障礙。EPCs與心血管疾病的關(guān)系日益受到人們重視。研究發(fā)現(xiàn)，心血管病的危險(xiǎn)因素如高血壓、高脂血癥、吸煙、糖尿病、冠狀動脈疾病家族史等均存在 EPCs數(shù)量減少和功能障礙［3］。現(xiàn)就EPCs功能異常與高血壓心肌肥厚的關(guān)系綜述如下。

1 EPCs與高血壓左室肥厚的關(guān)系

近年研究發(fā)現(xiàn)，高血壓患者和高血壓動物模型都存在循環(huán)EPCs的數(shù)量和功能降低、衰老速度加快以及受損血管內(nèi)皮細(xì)胞的修復(fù)能力下降。高血壓前期/高血壓患者與健康受試者相比，EPCs的內(nèi)皮修復(fù)能力以及NO的分泌明顯下降，衰老大幅增加。此外，早期EPCs內(nèi)皮修復(fù)能力的降低明顯與早期EPCs的加速衰老和內(nèi)皮功能受損密切相關(guān)，這可能代表高血壓發(fā)生、發(fā)展的一個早期事件［4］。SHR動物模型［5］和醋酸去氧皮質(zhì)酮誘導(dǎo)的鹽敏感性(DOCA-salt)高血壓大鼠模型［6］的EPCs數(shù)量和增殖、黏附、遷移能力均比正常對照組明顯降低。在高血壓動物模型中，EPCs也表現(xiàn)出過早衰老及功能喪失［7，8］，另外，高血壓患者外周血 EPCs數(shù)量減少獨(dú)立于脂代謝紊亂。不伴脂代謝紊亂的高血壓患者外周血EPCs數(shù)量低于血壓正常者，且隨著血壓的降低而增加。他汀類藥物可使高血壓患者外周血EPCs數(shù)量增加，且同時(shí)出現(xiàn)血壓降低，并且收縮壓下降幅度與外周血EPCs增加量呈直線相關(guān)［9］。頑固性高血壓患者，循環(huán)血液EPCs數(shù)量以及增殖能力均明顯下降;血液中EPCs數(shù)量越低，則收縮壓越高［10，11］。并且，循環(huán)血液 EPCs數(shù)量減少與內(nèi)皮依賴性血管舒張功能獨(dú)立相關(guān)［12］。循環(huán)血液EPCs數(shù)量還與血壓晝夜節(jié)律密切相關(guān)［13］，非杓型高血壓患者循環(huán)血液EPCs數(shù)量明顯低于杓型高血壓患者。而非杓型高血壓患者與杓型高血壓患者相比，患有左室肥厚的傾向明顯增加。

有學(xué)者通過流式細(xì)胞術(shù)檢測內(nèi)皮細(xì)胞凋亡和循環(huán)EPCs的水平發(fā)現(xiàn)，伴左室肥厚的高血壓患者循環(huán)EPCs數(shù)量和黏附功能相對于沒有左室肥厚的高血壓患者要低。同時(shí)，高血壓伴左室肥厚患者內(nèi)皮凋亡微粒子的數(shù)量增多［14］。說明EPCs數(shù)量及功能異常介導(dǎo)的內(nèi)皮損傷在高血壓心肌肥厚的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用。

2 高血壓左室肥厚EPCs數(shù)量及功能異常的可能機(jī)制

2.1 eNOS/NO信號通路 研究［5］發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動訓(xùn)練可有效降低血壓，增加運(yùn)動耐量、峰值攝氧量和檸檬酸合成酶活性。與WKY相比，SHR外周血EPCs數(shù)量和EPCs集落形成單位減少。運(yùn)動訓(xùn)練可使SHR的EPCs數(shù)量和功能恢復(fù)正常的同時(shí)伴隨著VEGF和NO水平的增加以及氧化應(yīng)激水平趨于正常。骨髓EPCs的數(shù)量和功能也發(fā)現(xiàn)了類似變化。另外，運(yùn)動訓(xùn)練通過VEGF/eNOS依賴的信號通路修復(fù)了SHR比目魚肌外周毛細(xì)血管的稀疏?？梢姡珽PCs數(shù)量和功能的恢復(fù)顯著改善了SHR血管生成功能。

主動脈縮窄術(shù)可致12周齡雄性C57/B16野生型(WT)小鼠和 eNOS(-/-)小鼠心臟肥厚，Ki67心肌細(xì)胞的數(shù)量增加，eNOS(-/-)小鼠的心肌纖維化更加明顯。主動脈縮窄可上調(diào)WT小鼠外周血和骨髓EPCs的數(shù)量，但在eNOS(-/-)小鼠上沒有此作用。eNOS(-/-)小鼠EPCs基線遷徙能力低于WT小鼠，主動脈縮窄術(shù)均不能升高兩種系小鼠的EPCs基線遷徙能力。而將WT小鼠的骨髓移植進(jìn)入eNOS(-/-)小鼠后，表現(xiàn)出心肌肥厚和纖維化減輕，心肌毛細(xì)血管化改善以及骨髓和外周血EPCs的水平和遷移能力顯著增強(qiáng)［15］。綜上所述，eNOS/NO信號通路異常介導(dǎo)的EPCs的數(shù)量減少及功能降低與高血壓左室肥厚時(shí)心臟肥大、毛細(xì)血管密度降低以及纖維化密切相關(guān)。

2.2 血管緊張素(Ang)Ⅱ及其受體 人早期生長的EPCs同時(shí)表達(dá)AngⅡ1型和2型受體。AngⅡ刺激后，通過激活A(yù)T(1)-R和誘導(dǎo)氧化應(yīng)激使培養(yǎng)的人早期生長的EPCs數(shù)量減少。此外，AngⅡ可使早期EPCs的集落形成和遷移能力受損。AngⅡ灌注可減少WT大鼠EPCs的數(shù)量和功能，但AT(1)-R基因敲除小鼠卻不能。AngⅡ灌注期間局灶性頸動脈內(nèi)皮細(xì)胞損傷后再內(nèi)皮化減少。應(yīng)用AT(1)-R阻斷劑替米沙坦隨機(jī)治療穩(wěn)定的冠狀動脈疾病患者，CD34/KDR陽性的循環(huán)EPCs數(shù)量顯著增加。無論體外還是體內(nèi)，AngⅡ均通過激活A(yù)T(1)-R、氧化還原敏感性凋亡信號調(diào)節(jié)激酶1-依賴的凋亡通路損害 EPCs，導(dǎo)致血管再生減少［16］。Suzuki也證實(shí)接受AngⅡ受體阻滯藥洛沙坦治療的原發(fā)性高血壓患者EPCs集落數(shù)出現(xiàn)明顯增加，但噻嗪類利尿藥三氯噻嗪對此并無影響。

You等［17］通過觀察右股動脈結(jié)扎閉塞致后肢缺血模型發(fā)現(xiàn)，SHR與純種京都WKY大鼠相比，循環(huán)EPCs的數(shù)量降低了3.1倍，缺血后新血管形成顯著降低。用血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑哌林多普利治療后，SHR出現(xiàn)血壓下降和缺血區(qū)域的血管增長正?；?，循環(huán) EPCs數(shù)量增加，骨髓單個核細(xì)胞(BM-MNC)在體外分化成EPCs的能力恢復(fù)，BMMNC促血管生成效應(yīng)重新建立。因此，高血壓時(shí)EPCs數(shù)量的減少和BM-MNC促血管生成潛力的降低，可能導(dǎo)致了該動物模型的血管并發(fā)癥。

2.3 CXC趨化因子受體7(CXCR7) 趨化因子是能夠?qū)Π准?xì)胞或者干細(xì)胞具有定向募集趨化、激活作用的一類低分子量蛋白質(zhì)。通過與趨化因子受體結(jié)合發(fā)揮調(diào)節(jié)細(xì)胞運(yùn)輸和黏附等多種生物學(xué)功能。研究發(fā)現(xiàn)，高血壓患者內(nèi)皮祖細(xì)胞CXCR7表達(dá)顯著降低。與此同時(shí)，CXCR7的下游信號-p38促分裂原活化蛋白激酶的磷酸化增強(qiáng)，它可增高EPCs的活化型 caspase-3水平。CXCR7基因轉(zhuǎn)移可增強(qiáng)CXCR7表達(dá)和降低p38促分裂原活化蛋白激酶的磷酸化。同時(shí)，EPCs體外黏附功能、抗凋亡活動以及裸鼠頸動脈損傷模型體內(nèi)再內(nèi)皮化能力增強(qiáng)。增強(qiáng)的體外和體內(nèi)的EPCs功能均可受到CXCR7單克隆抗體的明顯抑制。CXCR7基因轉(zhuǎn)移或p38促分裂原活化蛋白激酶抑制劑預(yù)處理誘導(dǎo)的活化型caspase-3水平下調(diào)，可提高EPCs功能。此外，樂卡地平(二氫吡啶類鈣通道拮抗劑)可增強(qiáng)CXCR7表達(dá)和促進(jìn)EPCs功能。由此說明，CXCR7信號的減弱至少在一定程度上導(dǎo)致了高血壓患者EPCs的體外功能和體內(nèi)再內(nèi)皮化能力的降低。CXCR7基因轉(zhuǎn)移或樂卡地平誘導(dǎo)的CXCR7表達(dá)增加可能是提高高血壓患者內(nèi)皮修復(fù)能力的一種新的治療靶點(diǎn)。

2.4 內(nèi)皮素-1(ET-1) 研究［6］發(fā)現(xiàn)，DOCA-salt大鼠EPCs數(shù)量和功能降低，氧化應(yīng)激、活性氧水平、ET-1水平均升高，端粒酶失活，衰老、凋亡增加。此外，EPCs中ET(A)受體表達(dá)顯著增加，NAPDH氧化酶的活性及其gp91(phox)、p22(phox)、Rac1亞基均增強(qiáng)，而錳超氧化物歧化酶、銅鋅超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶-1則減少。阻斷ET(A)受體或NADPH氧化酶均可使上述狀況逆轉(zhuǎn)。另外，股動脈切除24 h后，脛前肌肌內(nèi)注射EPCs可使DOCA-salt大鼠缺血后肢的毛細(xì)血管密度和血液灌注顯著增加。這些結(jié)果證明，ET(A)/NADPH氧化酶途徑中ET-1的激活和抗氧化物的減少都會通過DOCA-salt大鼠的過氧化應(yīng)激而使EPCs數(shù)目減少和功能降低。

綜上所述，EPCs的數(shù)量減少及功能障礙可導(dǎo)致內(nèi)皮修復(fù)、血管再生受損，微脈管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)異常。這與高血壓左室肥厚時(shí)心臟肥大，毛細(xì)血管密度降低以及纖維化密切相關(guān)。因此，EPCs數(shù)量增加和功能改善可以預(yù)防或阻止高血壓心臟靶器官的損傷。

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