中藥調(diào)控內(nèi)皮祖細胞改善心肌缺血損傷研究進展

楊漾，鄒蔓姝，蘇暢，張秋雁，黃舒淳

湖南中醫(yī)藥大學(xué)，湖南 長沙 410208

心肌缺血（myocardial ischemia，MI）是冠心病發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵病理機制之一。研究表明，內(nèi)皮祖細胞（EPCs）對改善心肌缺血損傷具有關(guān)鍵作用，其主要通過血管發(fā)生的形式參與血管新生，并可修復(fù)內(nèi)皮損傷和/或血管生成，以恢復(fù)缺血組織血運，挽救心肌缺血損傷。目前西醫(yī)以EPCs的治療性動員為主，而多項研究發(fā)現(xiàn)中藥可調(diào)控EPCs相關(guān)通路及因子，在治療MI方面發(fā)揮重要作用。茲從微觀病理層面對近年來中藥調(diào)控EPCs改善MI的分子機制相關(guān)研究進行梳理，以期為臨床治療MI提供依據(jù)。

1 內(nèi)皮祖細胞來源、特征及鑒定

EPCs源于胚胎期胚外中胚層的卵黃巢血島，分布在心臟、血管等組織中，能募集并黏附于血管損傷部位，定向分化為成熟的血管內(nèi)皮細胞，參與修復(fù)血管損傷并促進血管新生，是內(nèi)源性血管損傷修復(fù)的關(guān)鍵機制。EPCs可分為2個亞群，即早期EPCs和晚期 EPCs，其生長特征、形態(tài)、表面標記物和細胞因子、促進血管新生的作用途徑各不相同（見表1）。

表1 EPCs亞群特征

目前尚未發(fā)現(xiàn)特異性的EPCs表面標記物，但有學(xué)者將表達祖細胞表面標記物（CD34或CD133）的細胞定義為EPCs，且EPCs的表達也與內(nèi)皮細胞表面標記物相關(guān)，如血管內(nèi)皮細胞鈣黏連蛋白（VE-cadherin）、vWF、血小板內(nèi)皮細胞黏附分子（PECAM）-1/CD31、VEGFR-2等。因此，EPCs被定義為既表達祖細胞表面標記物又表達內(nèi)皮細胞表面標記物的細胞。此外，EPCs能吞噬Dil標記的乙酰化低密度脂蛋白（acLDL-Dil）和FITC標記的荊豆凝集素 1（UEA-1-FITC），通過雙熒光染色acLDL-Dil和UEA-1-FITC可進行功能評價。

2 內(nèi)皮祖細胞與心肌缺血

與健康人相比，冠心病患者EPCs數(shù)量和活性均明顯下降，即數(shù)量減少、細胞形態(tài)改變，以及增殖、黏附能力低下等。且年齡、吸煙等危險因素可使EPCs數(shù)量減少，影響內(nèi)皮修復(fù)和再生，從而加重冠狀動脈病變范圍及狹窄程度。EPCs作為血管內(nèi)皮細胞的儲存庫，缺血性病變血管中多達25%的內(nèi)皮細胞由EPCs分化而來，可有效恢復(fù)血管內(nèi)皮功能，減少動脈損傷后新生內(nèi)膜的形成。因此，EPCs對保護血管內(nèi)皮的完整性、避免急性心肌梗死（AMI）等心血管事件的發(fā)生具有關(guān)鍵意義。

EPCs對缺血后受損心肌組織的血管新生具有促進作用，其過程包括動員、歸巢和分化3個環(huán)節(jié)（見圖1）。如在MI發(fā)生后的數(shù)小時至數(shù)天內(nèi)，EPCs從骨髓動員到外周血中，使循環(huán)血中EPCs數(shù)量顯著增加，提示 MI是 AMI早期 EPCs動員的主要刺激因素。AMI發(fā)生后，基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）-9、基質(zhì)細胞衍生因子（SDF-1）、SDF-1/趨化因子受體CXCR4軸等參與EPCs脫離骨髓過程，并在缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）-1、SDF-1、VEGF、IL-1β、IL-8等細胞因子誘導(dǎo)下動員至外周血中，可參與冠狀側(cè)支血管的形成，減小梗死面積。其次，EPCs歸巢也參與血管新生，其過程受趨化因子（CXCL1、CXCL7、CXCL12、CCL2）及其受體（CXCR2、CXCR4、CCR2）的調(diào)控。如調(diào)節(jié)蛋白激酶B（AKT）/eNOS通路可延緩骨髓源 EPCs衰老，增加 CXCR4表達水平，改善EPCs歸巢能力。臨床也采用能吸引循環(huán)EPCs歸巢的新型支架，以加速內(nèi)皮化，達到支架擴冠和促進血管新生的雙重治療效應(yīng)。此外，AMI發(fā)生后，循環(huán)血中 EPCs水平與心血管預(yù)后呈負相關(guān)。因此，EPCs水平常被作為評價藥物療效及預(yù)后的重要指標。

圖1 EPCs改善MI損傷作用途徑

3 中藥對心肌缺血后內(nèi)皮祖細胞的影響

3.1 復(fù)方

中藥復(fù)方調(diào)控MI后EPCs相關(guān)的方藥主要分為活血化瘀、益氣活血、益氣養(yǎng)陰、豁痰寬胸、補腎活血、活血解毒6類，其調(diào)控機制主要包括上調(diào)VEGF、SDF-1、GM-CSF、一氧化氮（NO）、eNOS、沉默信息調(diào)節(jié)因子（SIRT）1、CD106、CD146、MMP-9信號通路、AKT/eNOS信號通路、CXCR4/非受體型酪氨酸蛋白激酶（JAK）-2信號通路、磷脂酰肌醇-3激酶（PI3K）/AKT信號通路表達，下調(diào)p53、miR-34a表達，以延緩EPCs衰老，促進EPCs的動員、歸巢、分化。

VEGF、SDF-1、GM-CSF、NO 等是調(diào)控 EPCs的重要細胞因子，也是活血化瘀類方干預(yù)EPCs的重要靶點。如蛭龍活血通瘀膠囊、通心絡(luò)超微粉溶液、血府逐瘀湯等可干預(yù) VEGF、SDF-1、GM-CSF、NO等細胞因子表達，動員骨髓EPCs，改善外周血EPCs的增殖、遷移、黏附能力，加速EPCs向內(nèi)皮細胞分化。p53-SIRT1-miR-34a信號通路是調(diào)控EPCs衰老的重要環(huán)路，血府逐瘀湯可下調(diào)p53、miR-34a表達，上調(diào)SIRT1表達，改善EPCs的遷移功能。此外，血府逐瘀湯還能與尾靜脈注射EPCs產(chǎn)生協(xié)同作用，上調(diào)內(nèi)皮細胞CD106、CD146表達及血清、心肌組織NO水平，促進EPCs遷移至大鼠MI組織。CXCR4及其下游信號通路是調(diào)節(jié)EPCs功能的重要信號通路，阻斷該通路可明顯抑制EPCs歸巢到動脈損傷區(qū)域的能力，而上調(diào)CXCR4可明顯改善EPCs介導(dǎo)的血管內(nèi)皮修復(fù)功能。如通心絡(luò)能上調(diào)冠心病患者外周血EPCs中CXCR4/JAK-2信號通路表達，改善外周血EPCs的遷移、黏附功能。

益氣活血類方主要作用機制與增強EPCs動員、增殖、遷移、黏附及成小管功能有關(guān)。當(dāng)歸補血湯能上調(diào)體外培養(yǎng)的人外周血EPCs中AKT蛋白和eNOS mRNA表達，促進NO分泌，增強EPCs的增殖、遷移、黏附及成小管功能；參元丹膠囊能上調(diào)冠心病介入治療圍手術(shù)期患者血清中VEGF表達，促進骨髓EPCs動員與歸巢。MMP-9介導(dǎo)的細胞外基質(zhì)重建是動員 EPCs的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，補腎活血類組方可激活MMP-9信號通路，增加NO含量和VEGF水平，促進MI模型大鼠骨髓源EPCs的動員。PI3K/AKT信號通路參與MI再灌注引起的炎癥和凋亡，活血解毒類丹參通絡(luò)解毒湯聯(lián)合 EPCs移植可上調(diào)PI3K/AKT信號通路表達，改善MI再灌注大鼠心肌組織病理形態(tài)及心功能。此外，益氣養(yǎng)陰類方參麥注射液能增加冠心病患者外周血EPCs數(shù)量，緩解患者病情?；硖祵捫仡惙焦鲜V薤白半夏湯通過上調(diào)MI大鼠血漿VEGF、eNOS、NO表達調(diào)節(jié)骨髓EPCs的動員。詳見表2。

表2 中藥復(fù)方調(diào)控EPCs作用及機制

3.2 單味中藥/中藥活性成分

與調(diào)控EPCs修復(fù)MI損傷作用相關(guān)的單味藥和中藥活性成分可分為活血化瘀類、補氣類、寬胸散結(jié)類、通經(jīng)活絡(luò)類、養(yǎng)陰類，其機制主要包括上調(diào)VEGF、VEGFR-2、SDF-1、IL-8、eNOS、NO、堿性成纖維細胞生長因子（bFGF）、血管生成素（Ang）1、血紅素氧合酶（HO）-1、胞核核因子 E2相關(guān)因子（Nrf）2等表達，下調(diào)IL-6、胞漿Nrf2蛋白等表達，改善EPCs的功能。

活血化瘀類中藥成分能上調(diào) VEGF、SDF-1、VEGFR-2、bFGF、Ang1等細胞因子表達，促進EPCs增殖，改善其黏附、遷移等功能，如丹酚酸 B、紅花黃色素 A。補氣類中藥成分作用機制與增加EPCs數(shù)量密切相關(guān)，如黃芪多糖、人參皂苷Rh2等。寬胸散結(jié)類中藥可上調(diào) VEGF、eNOS、NO和MMP-9表達，促進EPCs的動員，如瓜蔞皮、瓜蔞皮注射液。通經(jīng)活絡(luò)類葛根素能上調(diào)缺氧/復(fù)氧損傷模型大鼠外周血EPCs HO-1、胞核Nrf2蛋白表達，降低胞漿Nrf2水平，提高EPCs活力。養(yǎng)陰類麥冬多糖-1能下調(diào) MI再灌注模型大鼠血清缺血修飾白蛋白（IMA）表達，促進 EPCs增殖和分化。詳見表3。

表3 單味中藥/中藥活性成分調(diào)控EPCs作用及機制

4 小結(jié)

綜上所述，中藥調(diào)控EPCs改善MI損傷主要有2種方式：①促進EPCs動員，提高循環(huán)血中EPCs數(shù)量；②改善EPCs狀態(tài)，增強其遷移、黏附、分化功能。中藥不僅能保護血管內(nèi)皮的完整性，還能促進缺血后受損心肌組織的血管新生，恢復(fù)缺血區(qū)血液供應(yīng)。其作用機制與上調(diào) VEGF、SDF-1、GM-CSF、NO、eNOS、SIRT1、CD106、CD146、MMP-9 信號通路、AKT/eNOS信號通路、CXCR4/ JAK-2信號通路、PI3K/AKT信號通路表達，下調(diào) p53、miR-34a表達，延緩EPCs衰老，促進EPCs動員、歸巢、分化有關(guān)。

迄今研究表明，發(fā)揮調(diào)節(jié)EPCs作用的中藥具有以下特點：①中藥復(fù)方多數(shù)具有活血化瘀（蛭龍活血通瘀膠囊、通心絡(luò)、血府逐瘀湯）、益氣活血（當(dāng)歸補血湯、參元丹膠囊）功效，少數(shù)具有益氣養(yǎng)陰、豁痰寬胸、補腎活血、活血解毒功效；②單味中藥/中藥活性成分多具有活血化瘀（丹酚酸B、紅花黃色素A）、補氣（黃芪多糖、人參皂苷 Rh2）、寬胸散結(jié)（瓜蔞皮、瓜蔞皮注射液）、通經(jīng)活絡(luò)（葛根素）、養(yǎng)陰（麥冬多糖-1）等功效；③中成藥、湯劑及中藥活性成分的分子機制研究較多，單味中藥涉及較少。

中藥干預(yù)EPCs改善MI損傷具有綜合性、穩(wěn)定性優(yōu)勢，但目前還存在以下問題：①研究主要集中于某些細胞因子（如 VEGF、SDF-1、IL-8等）表達和EPCs數(shù)目、功能測定，內(nèi)容相對單薄，缺乏系統(tǒng)性，且重復(fù)性研究較多；②EPCs的動員、歸巢、分化是一個動態(tài)過程，現(xiàn)有研究僅檢測中藥的終末效應(yīng)，少有動態(tài)演變追蹤。為此，筆者建議今后應(yīng)注重中藥調(diào)控EPCs減輕MI損傷的系統(tǒng)性研究，并開展多樣本、多時間節(jié)點的綜合研究，以闡明中藥調(diào)控EPCs減輕MI損傷的有效成分、作用靶點及相關(guān)通路。