內(nèi)皮祖細(xì)胞在創(chuàng)面修復(fù)中的血管新生機(jī)制研究進(jìn)展

唐乾利 葛 斌 李利青

機(jī)體完整性是維持人體正常生理功能的保證。皮膚作為人體最大的器官，具有預(yù)防機(jī)體內(nèi)部損傷、維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定等作用，因此，一旦出現(xiàn)皮膚缺損，盡早恢復(fù)其完整性尤為重要。然而，研究顯示，皮膚缺損創(chuàng)面修復(fù)過(guò)程中常因炎癥反應(yīng)、肉芽組織新生或組織重塑階段出現(xiàn)機(jī)體調(diào)節(jié)紊亂而導(dǎo)致其遷延不愈，治療較為棘手。為此，筆者鑒于血管新生是創(chuàng)面修復(fù)過(guò)程中不可或缺的一部分，遂于本研究中對(duì)血管新生的部分機(jī)制進(jìn)行了綜述分析，以期為創(chuàng)面的臨床治療提供參考。

1 創(chuàng)面血管新生概述

創(chuàng)面血管新生分為內(nèi)皮祖細(xì)胞參與新生血管與在原有血管基礎(chǔ)上以出芽方式新生血管兩種類(lèi)型，其中，內(nèi)皮祖細(xì)胞參與新生血管是指內(nèi)皮祖細(xì)胞聚集后分裂、分化成有功能的血管[1-2]；在原有血管基礎(chǔ)上以出芽方式新生血管是指以血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(transforming growth factor，TGF)、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(fibroblast growth factor，F(xiàn)GF)等促使新生血管形成。創(chuàng)面的血管新生可為創(chuàng)面肉芽組織的形成提供氧氣及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，為創(chuàng)面的再生修復(fù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，在慢性難愈合創(chuàng)面修復(fù)過(guò)程中，血管新生受限可能是其遷延不愈的病理機(jī)制之一[3-4]，通過(guò)對(duì)血管新生機(jī)制的研究探索，尋求促進(jìn)創(chuàng)面血管新生的方法應(yīng)該能夠?yàn)榻鉀Q創(chuàng)面修復(fù)問(wèn)題提供重要的參考依據(jù)。另外，在原有血管基礎(chǔ)上以出芽方式新生血管的相關(guān)報(bào)道已有較多，本文暫不重述；內(nèi)皮祖細(xì)胞參與新生血管的相關(guān)研究目前尚處于基礎(chǔ)研究階段，本文將重點(diǎn)予以挖掘分析。

2 內(nèi)皮祖細(xì)胞參與的血管新生

1997年，內(nèi)皮祖細(xì)胞因具有血管新生功能而被研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)，并從人的外周血中分離而出[5]。后經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，根據(jù)是否來(lái)源于骨髓衍生，內(nèi)皮祖細(xì)胞可分為骨髓源性?xún)?nèi)皮祖細(xì)胞和非骨髓源性?xún)?nèi)皮祖細(xì)胞兩種，其中尤以來(lái)源于骨髓、間質(zhì)細(xì)胞等的骨髓源性?xún)?nèi)皮祖細(xì)胞最為多見(jiàn)，而來(lái)源于外周血、臍帶血及原位組織的非骨髓源性?xún)?nèi)皮祖細(xì)胞次之[6]；根據(jù)在體外培養(yǎng)過(guò)程中出現(xiàn)的時(shí)間和功能，內(nèi)皮祖細(xì)胞可分為早期內(nèi)皮祖細(xì)胞和晚期內(nèi)皮祖細(xì)胞兩種[5]；根據(jù)細(xì)胞的表面特征，內(nèi)皮祖細(xì)胞早期可分為能夠表達(dá)CD133、CD34及血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體2(vascular endothelial growth factor receptor 2，VEGFR2)的祖細(xì)胞三種，但在后期外周血中CD133的表達(dá)水平逐漸降低、CD34的表達(dá)水平始終維持穩(wěn)定、VEGFR2的表達(dá)水平逐漸增加，而且同時(shí)出現(xiàn)血管內(nèi)皮鈣粘素及血管性血友病因子的表達(dá)，凸顯了新生血管的活性及能力[7]。

研究顯示，內(nèi)皮祖細(xì)胞誘導(dǎo)血管新生的過(guò)程包括動(dòng)員、游走、聚集及血管新生。創(chuàng)面形成后，其缺氧環(huán)境可增加缺氧誘導(dǎo)因子(hypoxia inducible factor, HIF)的表達(dá)水平[8]，而HIF又可誘導(dǎo)VEGF、FGF等多種細(xì)胞生長(zhǎng)因子的高表達(dá)[9-10]，進(jìn)而激活內(nèi)皮祖細(xì)胞動(dòng)員的關(guān)鍵因子金屬蛋白激酶[2，9，11]，動(dòng)員內(nèi)皮祖細(xì)胞向局部創(chuàng)面游走、聚集，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)皮細(xì)胞并形成新生血管。另外，在內(nèi)皮祖細(xì)胞的動(dòng)員過(guò)程中，表達(dá)水平明顯升高的基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1α(stromal cell derived factor-1α，SDF-1α)可促進(jìn)內(nèi)皮祖細(xì)胞自骨髓向外周血?jiǎng)訂T[12-13]。Asai J等的研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病小鼠創(chuàng)面應(yīng)用內(nèi)皮祖細(xì)胞治療后，創(chuàng)面組織內(nèi)的VEGF及堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)的表達(dá)水平明顯升高，創(chuàng)面肉芽組織中血管的新生速度明顯加快[14]；二甲雙胍可通過(guò)激活一磷酸腺苷活化蛋白激酶/內(nèi)皮型一氧化氮合酶(adenosine monophosphate-activated proteinkinase/endothelial nitric oxide synthase，AMPK/eNOS)信號(hào)通路改善內(nèi)皮祖細(xì)胞的血管新生功能[15]；內(nèi)皮祖細(xì)胞體外培養(yǎng)的外分泌液可增加VEGFA、VEGFR2、eNOS等血管生成相關(guān)因子的表達(dá)水平，促進(jìn)血管新生，加快糖尿病大鼠創(chuàng)面的再生修復(fù)[16]；體外培養(yǎng)的骨髓源性?xún)?nèi)皮祖細(xì)胞可在培養(yǎng)基中形成血管管道，并且在與胃內(nèi)皮細(xì)胞共同培養(yǎng)時(shí)，內(nèi)皮祖細(xì)胞鑲嵌在胃內(nèi)皮細(xì)胞中，形成的血管管道明顯增寬[17]；將慢病毒的內(nèi)皮抑制素與內(nèi)皮祖細(xì)胞融合后治療眼部疾病，內(nèi)皮抑制素的表達(dá)水平明顯升高，而VEGF的表達(dá)水平明顯降低，血管新生減少[18]；天然藥物提取物補(bǔ)骨脂查爾酮可通過(guò)調(diào)節(jié)視黃酸相關(guān)孤兒核受體α-紅細(xì)胞生成素-磷酸腺苷蛋白激酶的表達(dá)促進(jìn)內(nèi)皮祖細(xì)胞的分化和血管新生[19]；MEBO可通過(guò)下調(diào)PTEN基因的表達(dá)水平，降低其抑制磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)信號(hào)通路的作用，誘導(dǎo)PI3K因子活化PIP3，進(jìn)而激活并磷酸化AKT因子，誘導(dǎo)細(xì)胞HIF-1與VEGF的高表達(dá)，促進(jìn)創(chuàng)面細(xì)胞的增殖、分化及遷移，調(diào)控血管的新生[20-24]。影響內(nèi)皮祖細(xì)胞功能的相關(guān)因素見(jiàn)表1。

3 小結(jié)

血管新生是創(chuàng)面修復(fù)過(guò)程中的永恒議題，加強(qiáng)創(chuàng)面血管新生程度可明顯提高創(chuàng)面的愈合率，降低慢性難愈合創(chuàng)面的發(fā)生率。與通過(guò)藥物激活VEGF等細(xì)胞因子的作用而促進(jìn)原有血管以出芽方式新生血管相比，內(nèi)皮祖細(xì)胞是通過(guò)被動(dòng)員后游走、聚集于局部創(chuàng)面而形成新生血管的，若在后期研究過(guò)程中能夠?qū)煞N方式結(jié)合起來(lái)，即通過(guò)藥物調(diào)節(jié)VEGF等細(xì)胞因子的釋放，激發(fā)創(chuàng)面組織以出芽方式新生血管的同時(shí)，改善內(nèi)皮祖細(xì)胞的數(shù)量及功能，促進(jìn)內(nèi)皮祖細(xì)胞向缺血?jiǎng)?chuàng)面的聚集，理論上可明顯加快血管的新生，提高創(chuàng)面的愈合率，有待進(jìn)一步深入研究探討。

表1 影響內(nèi)皮祖細(xì)胞功能的相關(guān)因素Table 1 Relevant factors affecting the functions of endothelial progenitor cells