血管生成素1，2/Tie2系統(tǒng)在心血管疾病中的研究進(jìn)展

，，

促進(jìn)缺血區(qū)域的血管新生已經(jīng)成為近年來治療缺血性疾病的新思路，可能為心血管疾病的治療提供新方法。血管生成素(angiopoietins，Angs)是一族新發(fā)現(xiàn)的促進(jìn)血管生成因子，其家族成員包括Ang1、Ang2、鼠Ang3、人Ang4。Angs/Tie2系統(tǒng)與血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子協(xié)同控制血管內(nèi)皮細(xì)胞的存活以及血管成熟。研究Angs/Tie2系統(tǒng)在心血管疾病中的生物學(xué)效應(yīng)、表達(dá)規(guī)律以及作用機(jī)制，有助于更好地了解該系統(tǒng)在心血管疾病中的治療靶點(diǎn)?，F(xiàn)對(duì)目前研究最多的Ang1、Ang2及其受體Tie2與心血管疾病的關(guān)系做一綜述。

1 概 述

目前冠心病(coronary heart disease，CHD)在我國發(fā)病率和死亡率呈逐年上升的趨勢(shì)。心肌缺血是冠心病發(fā)病的主要機(jī)制。心肌血運(yùn)重建術(shù)已經(jīng)成為目前治療冠心病主要方法。經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療術(shù)(percutaneous coronary intervention，PCI)、冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)(coronary artery bypass surgery，CABG)及最佳的藥物治療(optimal medication treatment，OMT)，是目前治療冠心病的主要手段，但是，多支冠狀動(dòng)脈嚴(yán)重狹窄的病人，不能通過PCI術(shù)或CABG術(shù)解決心臟缺血問題，因此，需要開發(fā)新的治療。利用蛋白質(zhì)或基因治療，促進(jìn)血管新生的方法，被大多數(shù)學(xué)者和臨床醫(yī)生稱之為“治療性血管新生”。

2 血管生成素1，2/Tie2系統(tǒng)

血管生成素是近年來新發(fā)現(xiàn)的一種特異性的內(nèi)皮細(xì)胞促血管新生因子，包括Ang1、Ang2、鼠Ang3、人Ang4，它們均可作用于細(xì)胞膜上的酪氨酸激酶受體Tie2而發(fā)揮作用[1]。Angs/Tie2在胚胎期的血管發(fā)生和在成人階段的血管新生過程中均起了重要的作用，該系統(tǒng)參與血管形成、血管成熟和維持成熟血管內(nèi)皮的穩(wěn)定性[2]。Angs家族成員與 Tie2的作用方式有所不同，Ang1和Ang4能夠激活Tie2，而Ang2和Ang3則起拮抗作用，目前對(duì)Ang1和Ang2的研究較多。Ang1作用于Tie2受體，調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞形成多細(xì)胞的精細(xì)血管結(jié)構(gòu)，并通過細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與基質(zhì)等相互作用維持血管結(jié)構(gòu)[3]，減輕血管滲漏，對(duì)保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞功能及血管的穩(wěn)定性有重要作用[4]。Ang2通過阻止Ang1與Tie2 相結(jié)合而干擾Ang1的生物活性作用[5]，大量臨床試驗(yàn)表明，Ang2在急性肺損傷、創(chuàng)傷、腫瘤、急性心肌梗死、心源性休克等疾病中表達(dá)明顯增加，是這些疾病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[6- 9]。

2.1 血管生成素1/Tie2受體的生物學(xué)效應(yīng) 1985年，Ang首先在人類的結(jié)腸癌細(xì)胞系HT- 29上清中發(fā)現(xiàn)[10]，因其促血管生成作用而命名，由498個(gè)氨基酸組成的六聚體?；蚨ㄎ挥谌旧w18q22.3- q23，蛋白結(jié)構(gòu)主要由3部分組成，包括N末端疏水性分泌信號(hào)肽、α螺旋卷曲結(jié)構(gòu)域及C末端羧基纖維蛋白原樣結(jié)構(gòu)域。Ang1分布在成人多種正常組織中，如卵巢、胎盤、子宮、骨骼肌、小腸、前列腺，而在肝臟和心臟有少量表達(dá)。

Tie2受體屬于受體酪氨酸家族的一個(gè)新成員，基因定位于染色體9p21上，包括細(xì)胞外區(qū)、跨膜區(qū)和細(xì)胞內(nèi)區(qū)。Ang1與Tie2受體結(jié)合后引起Tie2的酪氨酸殘基磷酸化，激活的Tie2受體可能通過多條途徑產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)，如磷脂酰肌醇- 3- 激酶/蛋白激酶B途徑(PI3K /AKT)[11]、NF- κB途徑等[12]，促進(jìn)p21等參與血管生成的調(diào)節(jié)。在這些信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中，磷脂酰肌醇- 3- 激酶/蛋白激酶B途徑參與細(xì)胞的抗凋亡作用，其機(jī)制可能是通過 ABIN- 2( A20 binding inhibitors of NF- kappa B and apoptosis signaling) 蛋白抑制核因子κB途徑進(jìn)而抑制細(xì)胞表面黏附分子的表達(dá)[13]。此外，最新研究表明Ang1也可能通過整合素促進(jìn)心肌及骨骼肌的生存，但其具體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)節(jié)有待進(jìn)一步研究[14]。

2.2 血管生成素2/Tie2受體的生物學(xué)效應(yīng) Ang2與Ang1有高度的相似性，它們有60%左右的氨基酸同源，主要表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞[15]。靜息狀態(tài)下Ang2在血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)很少，當(dāng)受到缺氧等因素刺激后，Ang2表達(dá)明顯上調(diào)，競(jìng)爭(zhēng)性抑制Ang1對(duì)Tie2受體的磷酸化，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞遷移，破壞內(nèi)皮細(xì)胞和基質(zhì)間的黏附，促進(jìn)血管基膜降解，進(jìn)而引起血管滲漏[16]，也可以誘導(dǎo)炎癥因子的表達(dá)以及白細(xì)胞的聚集[17]，這一過程可能是通過抑制磷脂酰肌醇- 3- 激酶/蛋白激酶B信號(hào)通路，從而抑制血管生成，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡。

3 血管生成素/Tie2系統(tǒng)與心血管疾病

3.1 血管生成素/Tie2系統(tǒng)與動(dòng)脈粥樣硬化 動(dòng)脈粥樣硬化(atheroclerosis，AS)是心肌梗死、腦卒中、外周血管病等缺血性疾病的主要病理基礎(chǔ)之一。傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為，斑塊增大引起血管管腔狹窄是引發(fā)心腦血管事件的主要原因，而近年來大量臨床試驗(yàn)表明，斑塊破裂和糜爛繼發(fā)血栓形成導(dǎo)致管腔急性閉塞是大部分急性心血管事件發(fā)生的根本原因[18]。動(dòng)脈粥樣硬化斑塊分為穩(wěn)定斑塊(stable plaque，SP)和易損斑塊(vulnerable plaque，VP)，研究發(fā)現(xiàn)，斑塊內(nèi)新生血管形成與AS斑塊的穩(wěn)定性密切相關(guān)[19]。Moreno等[20]觀察269例中晚期斑塊的病理切片發(fā)現(xiàn)，易損斑塊新生血管密度明顯增加，在斑塊內(nèi)出血以及薄帽纖維粥樣斑塊的病例中新生血管密度也是增加的，新生血管密度是斑塊易損性的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)新生血管管壁不成熟，炎癥因子及脂質(zhì)進(jìn)入斑塊，容易破裂出血引起嚴(yán)重心血管事件[21]。因此，促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)新生血管成熟，可增強(qiáng)斑塊的穩(wěn)定性。Ang1具有維持血管結(jié)構(gòu)完整性和穩(wěn)定性的作用[22]。Post等[23]通過免疫組織化學(xué)染色觀察人頸動(dòng)脈內(nèi)膜剝脫術(shù)標(biāo)本，提示微血管密度與Ang2/Ang1的比值成正比，而與Ang1的濃度成反比。有研究發(fā)現(xiàn)斑塊內(nèi)新生血管早期主要表達(dá)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子和Ang1，隨病情的進(jìn)展，往往伴隨Ang2分泌的增加。這就充分說明當(dāng)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊部位Ang2增加時(shí)，生成大量不成熟，發(fā)育不完全的血管，促進(jìn)血源性炎癥發(fā)生，故Ang1/Ang2的比值向Ang2傾斜，不利于粥樣硬化病變的逆轉(zhuǎn)。

3.2 血管生成素/Tie2系統(tǒng)與急性心肌梗死 急性心肌梗死是一種嚴(yán)重的缺血性疾病，隨著新型藥物的引進(jìn)及治療方案的改善，急性心肌梗死的短期和長(zhǎng)期病死率都有非常顯著的降低，但是，多支冠狀動(dòng)脈嚴(yán)重病變的病人，不能通過PCI術(shù)或CABG術(shù)解決心臟缺血問題，治療性血管新生可能成為一種改善梗死心臟功能的新路徑。Fam等[24]從12個(gè)急性冠脈綜合征并行冠脈搭橋術(shù)的病人中獲得缺血區(qū)和非缺血區(qū)心肌組織，通過實(shí)時(shí)聚合酶鏈反應(yīng)首次證實(shí)人缺血區(qū)心肌組織中Ang2基因較非缺血區(qū)明顯增加，而且比其他典型的血管生成因子的增加更為顯著。多項(xiàng)臨床試驗(yàn)研究表明，急性心肌梗死病人血清中Ang1、Tie2水平與對(duì)照組之間沒有顯著差別，而血清Ang2水平在急性心肌梗死病人中的表達(dá)明顯增高，并且Ang2及Ang2/Ang1水平的升高伴隨心肌損傷程度加重及心功能下降。運(yùn)用超聲靶向微泡破壞技術(shù)介導(dǎo)Ang1基因轉(zhuǎn)染急性心肌梗死兔，2周后，Ang1的表達(dá)較對(duì)照組顯著增加，行超聲心動(dòng)圖提示基因轉(zhuǎn)染兔后梗死區(qū)再灌注及心功能較對(duì)照組明顯改善，梗死區(qū)域微血管的密度也有所增加，提示提高Ang1的表達(dá)，促進(jìn)血管新生，可能成為一種治療急性心肌梗死的新策略[25]。

急性心肌梗死后心肌細(xì)胞凋亡可以引起心室重構(gòu)，因此防治心肌梗死后心肌細(xì)胞凋亡可以減少梗死面積，改善心室重構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)Ang1能夠使活化磷脂酰肌醇- 3- 激酶作用于磷酸肌醇脂，抑制細(xì)胞凋亡，提高細(xì)胞存活力[26]。因此，Ang1除了具有促進(jìn)新生血管成熟、抑制血管滲出、抗炎作用外，還可以抑制細(xì)胞凋亡，而Ang2可以阻斷Ang1介導(dǎo)的保護(hù)作用。研究發(fā)現(xiàn)，在小鼠心肌梗死組織周圍注入Ang1的基因，小鼠左心室舒張及收縮末期內(nèi)徑均明顯減小，而凋亡的心肌細(xì)胞數(shù)量也較對(duì)照組明顯減少，提示血管生成素的基因治療可能直接抑制心肌缺血時(shí)心肌細(xì)胞的凋亡，延緩心肌梗死后的心室重構(gòu)和心力衰竭的進(jìn)程[27]。

3.3 血管生成素/Tie2系統(tǒng)與心源性休克 心源性休克是由于心臟疾病或合并心功能障礙的心外疾病引起心臟泵功能下降，從而導(dǎo)致休克的發(fā)生，其原因包括急性心肌梗死、心肌病變、心臟機(jī)械結(jié)構(gòu)異?；蛐穆墒С５萚28]。心源性休克病人血管完整性的破壞常常與其預(yù)后相關(guān)。Ang1維持和保護(hù)內(nèi)皮完整性的作用，而Ang2則有破壞作用。研究發(fā)現(xiàn)，Ang/Tie2系統(tǒng)在很多危重病中均起重要的角色[29]；在敗血癥和感染性休克病人中，血清Ang2濃度較對(duì)照組明顯增加，與疾病嚴(yán)重程度相關(guān)，而Ang1水平減少[30]；在急性肺損傷[7- 9]和創(chuàng)傷[31]早期也可以看到這樣的表達(dá)模式，同樣的情形在心血管疾病病人中也有表現(xiàn)，Ang2的濃度在急性冠脈綜合征[32]和充血性心力衰竭病人[33]中增加，其升高往往與疾病嚴(yán)重程度及并發(fā)癥有關(guān)。Link等[34]研究了心源性休克病人、單純急性心肌梗死病人以及正常人群的血清Ang1、Ang2水平，結(jié)果顯示心源性休克病人較對(duì)照組血清Ang1水平減少，而Ang2水平增加，同時(shí)血清Ang2水平也與心源性休克病人28 d、1年死亡率相關(guān)，可能是其獨(dú)立危險(xiǎn)因素，提示血管生成素可能成為心源性休克的一個(gè)預(yù)后指標(biāo)，并且可能是一個(gè)新的藥物作用靶點(diǎn)，值得進(jìn)一步探討。

3.4 血管生成素/Tie2系統(tǒng)與冠脈側(cè)支循環(huán) 冠心病病人建立良好的冠狀動(dòng)脈側(cè)支循環(huán)(coronary collateral circulation，CCC)是心肌缺血的代償機(jī)制，可以為缺血心肌組織提供血供，緩解癥狀，保護(hù)心功能，減少并發(fā)癥。血管生成因子在冠脈側(cè)支循環(huán)形成中有著重要作用。Mits等[35]于左心室及冠狀竇口取血，發(fā)現(xiàn)冠脈側(cè)支形成良好的病例，Tie2受體的表達(dá)明顯上調(diào)，提示冠脈循環(huán)中的Tie2表達(dá)上調(diào)可能在誘導(dǎo)側(cè)支循環(huán)的形成及維持其穩(wěn)定性中有著重要作用，該研究還發(fā)現(xiàn)，Ang1與Ang2水平雖然在冠脈側(cè)支循環(huán)良好組與不良好組之間沒有明顯差別，但是冠脈Ang2的表達(dá)與Tie2表達(dá)相關(guān)性有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，間接地反映了Ang2在冠脈側(cè)支循環(huán)形成中的重要作用。因此，進(jìn)一步研究冠脈側(cè)支循環(huán)中Ang/Tie2的確切機(jī)制及表達(dá)過程，促進(jìn)冠脈側(cè)支循環(huán)的形成，可減小梗死面積，改善心功能，防止心肌重構(gòu)，減少嚴(yán)重的心血管不良事件及并發(fā)癥的發(fā)生率，進(jìn)而改善病人預(yù)后。

4 展 望

Ang/Tie2系統(tǒng)是近年來發(fā)現(xiàn)的一種除血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子之外的一條新的血管形成信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，基于PCI術(shù)或CABG術(shù)治療冠心病的局限性，治療性血管新生將在冠心病的治療中發(fā)揮重要的作用。如上所述，Ang/Tie2系統(tǒng)作用于冠心病的各個(gè)階段，動(dòng)脈粥樣斑塊不穩(wěn)定性與Ang2/ Ang1的平衡密切相關(guān)，而Ang2水平的增加與急性心肌梗死、心源性休克等危重病臨床嚴(yán)重程度及預(yù)后息息相關(guān)，運(yùn)用基因轉(zhuǎn)染技術(shù)增加局部Ang1的表達(dá)可改善心功能、減少梗死面積，延緩心肌梗死后的心室重構(gòu)和心力衰竭的進(jìn)展，冠脈Tie2水平的增加有利于側(cè)支循環(huán)的形成。進(jìn)一步研究Ang/Tie2體系的作用機(jī)制，尋找其在心血管疾病中作用靶點(diǎn)，探討最適基因轉(zhuǎn)染技術(shù)將會(huì)為心血管疾病的治療提供新思路。

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