血小板衍化生長(zhǎng)因子在動(dòng)脈粥樣硬化和支架再狹窄中作用機(jī)制的研究進(jìn)展

馮 海 張志文 陳學(xué)明

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院血管外科，北京 100050

?醫(yī)學(xué)綜述?

血小板衍化生長(zhǎng)因子在動(dòng)脈粥樣硬化和支架再狹窄中作用機(jī)制的研究進(jìn)展

馮 海 張志文 陳學(xué)明*

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院血管外科，北京 100050

血小板衍化生長(zhǎng)因子（platelet-derived growth factor，PDGF）是一種炎癥介質(zhì)，其功能包括刺激結(jié)締組織細(xì)胞的分裂增殖、細(xì)胞趨化和血管收縮等，其參與動(dòng)脈粥樣硬化（atherosclerosis，AS）的發(fā)生和發(fā)展，并且對(duì)動(dòng)脈狹窄閉塞性病變行介入治療術(shù)后的再狹窄有著重要的作用，對(duì)PDGF的研究成為治療AS的重要研究方向之一。

血小板衍化生長(zhǎng)因子；動(dòng)脈粥樣硬化；支架內(nèi)再狹窄

PDGF可以刺激結(jié)締組織細(xì)胞的分裂增殖、細(xì)胞趨化和血管收縮，與AS的發(fā)生和發(fā)展有著密切的關(guān)系，對(duì)狹窄閉塞性病變行介入治療術(shù)后的再狹窄有著重要的作用。本文對(duì)PDGF的結(jié)構(gòu)、功能和作用機(jī)制的研究進(jìn)展予以綜述。

1 PDGF的結(jié)構(gòu)

PDGF是一種具有生物效應(yīng)的肽類生長(zhǎng)因子，相對(duì)分子質(zhì)量為28～35 kDa，正常時(shí)貯存在細(xì)胞內(nèi)和血小板顆粒內(nèi)，在血小板激活或者血管受損時(shí)釋放至細(xì)胞外環(huán)境[1]。PDGF通過自分泌或者旁分泌的方式與細(xì)胞膜上特異的血小板源性生長(zhǎng)因子受體（platelet-derived growth factor receptor，PDGFR）相結(jié)合，二者共同構(gòu)成了PDGF家族。

PDGF一般來源于血小板，也可以產(chǎn)生于內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞（smooth muscle cell，SMC）、巨噬細(xì)胞、胚胎組織或者腫瘤等[2]，其結(jié)構(gòu)主要是通過二硫鍵共價(jià)連接形成的二聚體，一條多肽鏈的氨基末端第2位半胱氨酸殘基與另一條肽鏈的第4位半胱氨酸殘基連接，二鏈反向平行[3]。PDGF家族由PDGF-A、-B、-C和-D組成，由于分子組成的來源不同，它們可以組成同源或者異源二聚體PDGF-AA、-BB、-AB、-CC和-DD。PDGF-A一般產(chǎn)生于內(nèi)膜損傷后增殖的SMC，PDGF-B主要由巨噬細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生[4]。研究[3,5]提示，B鏈?zhǔn)荂sis原癌基因的表達(dá)產(chǎn)物，定位在第22號(hào)染色體上（22q11），A鏈定位在第7號(hào)染色體上（7p21,22）。成熟A、B鏈同源性達(dá)60%。C鏈來自胚胎組織、腫瘤、血小板a顆粒和SMC等。D鏈和C鏈有著相同的二級(jí)結(jié)構(gòu)，以同源二聚體形式構(gòu)成PDGF-DD[6]。

PDGF受體分布于SMC、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和軟骨細(xì)胞等，是含N-乙酰氨基葡萄糖和半乳糖殘基的單鏈膜糖蛋白，根據(jù)其功能分為胞外配體結(jié)合區(qū)、跨膜區(qū)、胞內(nèi)近膜區(qū)和酪氨酸蛋白激酶區(qū)。PDGF受體由α和β 2種亞基構(gòu)成3種形式的二聚體，即αα、ββ和αβ。PDGF和其受體的結(jié)合方式比較復(fù)雜，研究表明A鏈和αα受體結(jié)合，B鏈和αα、ββ、αβ受體結(jié)合，C鏈和αα、αβ受體結(jié)合[6]，D鏈和ββ、αβ受體結(jié)合[7]。

2 PDGF的作用

PDGF是一種炎癥介質(zhì)，其生物學(xué)功能主要包括通過化學(xué)趨化作用誘導(dǎo)SMC、巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞聚集到人體受損部位，發(fā)生增殖反應(yīng)，通過激活基因的表達(dá)誘導(dǎo)靜止期成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)樵鲋称诩?xì)胞，并且可以上調(diào)低密度脂蛋白（LDL）受體的表達(dá)，激活蛋白激酶和糖原合成酶。PDGF通過調(diào)節(jié)前列腺素的合成而具有刺激血管收縮的作用，并且促進(jìn)細(xì)胞間質(zhì)的增生和基質(zhì)合成等[8]。形成AS的機(jī)理包括SMC在內(nèi)膜的增生，研究[8,9]提示SMC最強(qiáng)大的生長(zhǎng)因子是PDGF-B，通過誘導(dǎo)PDGFR-β和SMC祖細(xì)胞形成和分泌，從而刺激SMC的增生，引起內(nèi)膜增厚。

3 PDGF參與AS形成過程

AS的發(fā)病機(jī)理復(fù)雜，基本病理學(xué)變化過程是脂紋、纖維斑塊、粥樣斑塊和復(fù)合性病變，主要累及動(dòng)脈壁內(nèi)皮層和血管平滑肌層。研究表明SMC的移行、增殖與合成大量細(xì)胞外基質(zhì)是導(dǎo)致AS發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子等在這個(gè)過程中發(fā)揮重要作用。PDGF能夠刺激中膜SMC向合成表型轉(zhuǎn)變，具有促進(jìn)SMC增殖的能力。研究[10]表明，人AS斑塊和血管成形術(shù)后冠狀動(dòng)脈都可以觀察到PDGF和PDGF-R表達(dá)增加。在AS斑塊邊緣區(qū)和新生斑塊區(qū)SMC內(nèi)的顆粒內(nèi)有大量PDGF-A鏈mRNA陽性表達(dá)，提示PDGF可能在AS斑塊形成的初始階段起作用。而斑塊中部PDGF-B鏈mRNA明顯增多，并且PDGF-A和PDGF-B都參與了斑塊纖維的增厚[11]。

在動(dòng)脈分叉處，由于低切應(yīng)力和血液湍流等容易導(dǎo)致動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞損傷，損傷的內(nèi)皮細(xì)胞、激活的血小板、移行于內(nèi)皮下的單核巨噬細(xì)胞，以及合成型SMC以自分泌和旁分泌形式釋放大量PDGF，PDGF與相應(yīng)PDGF-R結(jié)合又能促進(jìn)大量單核細(xì)胞黏附、增殖和向內(nèi)膜下轉(zhuǎn)移，使單核巨噬細(xì)胞黏附和聚集，巨噬細(xì)胞移行至內(nèi)皮下，產(chǎn)生單核細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞形成，攝取氧化低密度脂蛋白參與形成動(dòng)脈硬化早期病變——脂紋。而動(dòng)脈中膜的SMC在PDGF等生長(zhǎng)因子的刺激下，遷入內(nèi)膜。脂紋向斑塊病變過渡過程的特征是血管中膜SMC向內(nèi)膜損傷部位遷移，在內(nèi)膜沉積形成增生內(nèi)膜和斑塊。后期病變是內(nèi)膜增生、面積增大和纖維斑塊形成，斑塊上覆蓋含高密度結(jié)締組織的纖維帽，帽下為泡沫細(xì)胞和SMC，粥樣斑塊帽下方為脂質(zhì)核心和壞死組織，病變繼續(xù)發(fā)展，形成復(fù)合性病變，可以引起斑塊內(nèi)出血、斑塊破裂、鈣化、血栓形成和血管管腔狹窄等[12]。

4 PDGF在血管成形術(shù)和支架植入術(shù)后再狹窄中的作用

經(jīng)皮腔內(nèi)血管成形術(shù)（percutaneous transluminal angi-oplasty，PTA）和支架植入術(shù)后再狹窄，是影響腔內(nèi)治療血管狹窄性疾病的中期和遠(yuǎn)期治療效果的首要因素。對(duì)再狹窄機(jī)制和治療的研究，從開始就是熱點(diǎn)，早期認(rèn)為PTA和支架植入術(shù)后再狹窄的主要原因是新生內(nèi)膜增生，其中主要是動(dòng)脈中膜SMC的增生并且向內(nèi)膜下遷移。而近年研究[13]將再狹窄的機(jī)理總結(jié)為動(dòng)脈內(nèi)膜損傷后通過血管內(nèi)膜增生、血管重塑、凝血激活和血栓形成等病理生理過程引起再狹窄，是一個(gè)生長(zhǎng)因子依賴性、局限性的血管損傷修復(fù)應(yīng)答反應(yīng)（或者是過度的組織損傷修復(fù)反應(yīng)）。而SMC的增殖，從中膜遷移到內(nèi)膜，細(xì)胞外基質(zhì)的形成和外膜瘢痕形成等，是再狹窄的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[13,14]。

球囊和支架的擴(kuò)張是通過物理學(xué)方法，對(duì)動(dòng)脈內(nèi)膜造成功能性和器質(zhì)性損傷，內(nèi)皮細(xì)胞黏附因子表達(dá)增加，并且膠原暴露，大量血小板黏附聚集，釋放PDGF。PDGF一方面具有強(qiáng)大的收縮血管效應(yīng)，引起血管痙攣；另一方面，PDGF誘導(dǎo)更多的血小板聚集、激活和釋放，血小板和單核細(xì)胞黏附在內(nèi)皮細(xì)胞上的數(shù)量增加，兩者合成和分泌多種細(xì)胞因子，觸發(fā)機(jī)體一系列放大的瀑布效應(yīng)，導(dǎo)致DNA合成和細(xì)胞增殖。PDGF刺激單核細(xì)胞形成巨噬細(xì)胞，促進(jìn)SMC和成纖維細(xì)胞增生和遷移[15]。血管內(nèi)膜撕裂，導(dǎo)致DNA合成和細(xì)胞增殖，在PDGF誘導(dǎo)下，中膜SMC由收縮型轉(zhuǎn)變?yōu)楹铣尚停⑶矣芍心ぶ饾u移行至內(nèi)膜[16]。PDGF的靶細(xì)胞是成纖維細(xì)胞和SMC，這兩種細(xì)胞都能表達(dá)PDGF-α和β受體。PDGF在血管損傷后進(jìn)入中膜，是促進(jìn)SMC遷移、轉(zhuǎn)型和增生的初始刺激。PDGF對(duì)SMC的增生和移行存在復(fù)雜的調(diào)節(jié)機(jī)制，針對(duì)PDGF及其受體的研究也從未停止。

血管重塑是指血管在PTA或者支架植入后產(chǎn)生的一系列幾何學(xué)變化。再狹窄的機(jī)制中，負(fù)性血管重塑是指緊靠支架邊緣的近、遠(yuǎn)端血管直徑減小，管腔面積減少。主要是血管中膜SMC向內(nèi)膜下遷移和增殖，細(xì)胞外基質(zhì)合成增加，管腔比例和幾何形狀也發(fā)生改變。受損的內(nèi)膜和纖維膠原基質(zhì)成分可以逐步恢復(fù)收縮功能，使已經(jīng)擴(kuò)張的血管回縮，導(dǎo)致慢性血管重塑，PDGF可以由劑量依賴性刺激受損的成纖維細(xì)胞增生[5,16]，參與細(xì)胞外基質(zhì)的過度沉積和血管的瘢痕收縮，在血管重塑中起著重要作用。

5 目前臨床應(yīng)用

PTA或者支架植入術(shù)后再狹窄的研究目的是如何抑制或者減緩再狹窄的過程。新生內(nèi)膜增生導(dǎo)致動(dòng)脈閉塞，是腔內(nèi)治療術(shù)后再狹窄的標(biāo)志，PDGF在SMC由中膜遷移至內(nèi)膜中起到重要作用。因此，學(xué)者們針對(duì)PDFG拮抗劑進(jìn)行了廣泛、深入的研究。

當(dāng)前研究提示二環(huán)喹惡啉類，例如AGl295和AGl296對(duì)PDGF-R及其家族成員具有較高的作用性和選擇性，它可以有效地預(yù)防PTA術(shù)后再狹窄。三環(huán)喹惡啉更具有親水力，具有更好的生物利用度。作為PDGF-R的選擇性抑制劑，AGL2033和AGL2043可以被置于納米粒中經(jīng)輸送球囊釋放[15]，并且這些藥物冠狀動(dòng)脈支架已經(jīng)在臨床應(yīng)用。其他藥物包括：⑴ 抑制血小板聚集和PDGF釋放的藥物，例如吲哚美辛栓（Indomethacin）；⑵ 競(jìng)爭(zhēng)性阻斷PDGF-R的藥物，例如曲匹地爾（Trapidil）；⑶ 酪氨酸激酶抑制劑，例如RPRl01511A、SU9518等；⑷ 抑制蛋白激酶C活性藥物，例如溴隱亭（Bromocriptine）[17-20]。這類PDGF拮抗劑的應(yīng)用已經(jīng)被實(shí)驗(yàn)研究證明有效；但是其實(shí)際意義尚未在臨床中得到充分證實(shí)，PDGF拮抗劑作為對(duì)預(yù)防再狹窄的重要研究?jī)?nèi)容之一，仍然存在很多未知領(lǐng)域，需要進(jìn)一步探索。

6 小結(jié)

PDGF參與AS及其腔內(nèi)治療術(shù)后再狹窄的過程，并且起著重要作用，將PDGF及其受體的相互作用作為研究的靶位，可以在下肢動(dòng)脈硬化閉塞性疾病中進(jìn)行研究。由于標(biāo)本取材方便，將成為研究和治療AS的重要方向之一。

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The research progress of the platelet-derived growth factor in atherosclerosis and instent restenosis

FENG Hai ZHANG Zhi-wen CHEN Xue-ming*

Department of Vascular Surgery, Beijing Friendship Hospital, Capital Medical University, Beijing 100050, China

platelet-derived growth factor; atherosclerosis; in-stent restenosis

R331.1＋43 R543.5

A

10.19418/j.cnki.issn2096-0646.2016.06.13

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院科研基金啟動(dòng)項(xiàng)目（yyqdkt2013-18）*

陳學(xué)明，E-mail：Fenghai543@126.com