內(nèi)皮祖細胞與脂肪因子

孫 陽 陳樹春 (河北省人民醫(yī)院內(nèi)分泌一科，河北 石家莊 050051)

內(nèi)皮祖細胞(EPCs)是修復(fù)血管內(nèi)皮的重要因子，對預(yù)測及改善心血管疾病有重要的作用。不同的脂肪因子對EPCs存在不同的影響。本文對內(nèi)脂素(Visfatin)、瘦素、脂聯(lián)素及腫瘤壞死因子與EPCs的關(guān)系做一綜述。EPCs是Asahara等〔1〕發(fā)現(xiàn)的能分化成為成熟血管內(nèi)皮細胞的前體細胞。自它被發(fā)現(xiàn)的近十幾年來一直是人們關(guān)注的焦點，原因在于EPCs參與出生后的血管生成、血管形成及內(nèi)皮修復(fù)，對于修復(fù)血管內(nèi)皮有十分重要的作用。

1 EPCs的概述

EPCs是骨髓源性的祖細胞。在生理或病理刺激下EPCs從骨髓動員進入到外周循環(huán)。EPCs有兩條動員途徑，一條是基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)介導(dǎo)〔2〕，另一條是 NO 介導(dǎo)〔3〕。外周循環(huán)的EPCs遷移到缺血組織或內(nèi)皮損傷部位，黏附、結(jié)合到受損血管的過程稱為歸巢。動員及歸巢過程受到很多因子的調(diào)節(jié)。目前對EPCs分化的機制了解甚少，分化可能從EPCs由骨髓進入循環(huán)系統(tǒng)時開始，到黏附、結(jié)合到受損血管內(nèi)皮為止。

總之，EPCs通過動員、歸巢和分化一系列過程來修復(fù)損傷內(nèi)皮。對于保持血管內(nèi)皮結(jié)構(gòu)的完整及維持血管內(nèi)皮的功能有十分重要的作用。循環(huán)EPCs的數(shù)量可以反映血管修復(fù)的潛在能力。EPCs受到多種因素的影響。在很多疾病狀態(tài)下EPCs的數(shù)量下降，功能受損，如高血壓、糖尿病等。此外脂肪因子對EPCs也有影響。

2 脂肪因子對EPCs的作用

脂肪組織不僅是儲存能量的器官，還是內(nèi)分泌器官?？煞置诙喾N脂肪因子，包括Visfatin、瘦素、脂聯(lián)素、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等。不同的脂肪因子對EPCs存在著不同的影響。

2.1 Visfatin對EPCs的作用 Visfatin是Fukuhara等新發(fā)現(xiàn)的一種脂肪細胞因子。由于其主要由內(nèi)臟脂肪組織分泌產(chǎn)生。目前，關(guān)于Visfatin對EPCs影響的研究較少，但是以往對Visfatin的研究可以為Visfatin對EPCs影響的研究提供一些啟示。

首先，Visfatin導(dǎo)致血管內(nèi)皮炎癥的研究為Visfatin對EPCs影響的研究提供了一個方向。最新的文獻報導(dǎo)Visfatin具有顯著的促炎作用，可以顯著提高 NF-κB的活性。Adya等〔4〕用不同濃度Visfatin干預(yù)HUVECs和上皮瘤細胞，發(fā)現(xiàn)兩種細胞的NF-κB活性均增加，并且NF-κB的活性與Visfatin有劑量依賴關(guān)系，Visfatin濃度越高，干預(yù)時間越長，NF-κB活性越強。此外，Visfatin可能通過激活胰島素受體-Ras-MAPK信號旁路和非胰島素受體依賴性p38旁路，使單核細胞的NF-κB、TNF-α等炎癥因子表達增加。總之，NF-κB是重要的轉(zhuǎn)錄因子，它可以調(diào)控TNF-α、趨化因子、細胞凋亡有關(guān)的分子的表達。當(dāng)NF-κB的水平升高后，可能導(dǎo)致與炎癥、凋亡相關(guān)的一系列的分子水平發(fā)生變化。Visfatin通過NF-κB途徑對內(nèi)皮細胞及單核細胞有致炎作用，那么Visfatin是否也通過這些機制或者其他機制對EPCs有致炎作用，導(dǎo)致EPCs受損，最終致使血管內(nèi)皮修復(fù)能力不足。這些問題都需要進一步研究探討。

其次，Visfatin促進血管新生的研究為Visfatin對EPCs的影響提供了另外一個方向。有研究報道UTHP，Visfatin可以促進血管的形成，與動脈粥樣硬化的繼發(fā)性改變密切相關(guān)〔5〕。過度的血管新生是動脈粥樣硬化斑塊繼發(fā)性改變的重要機制之一，可以引起粥樣斑塊的脫落和血栓形成等一系列并發(fā)癥。

Visfatin通過多個途徑促進血管的形成。①Adya等〔6〕發(fā)現(xiàn)Visfatin可通過 MAPK及 PI3K/Akt信號通路使 HUVECs的VEGF表達增加。VEGF是血管形成的重要因子，它在EPCs動員的過程中有重要的調(diào)控作用。國內(nèi)肖堅等〔7〕研究報道了Visfatin對EPCs的小管形成能力的影響。他們采用生理濃度和病理濃度visfatin孵育EPCs發(fā)現(xiàn)，生理濃度的Visfatin可以濃度依賴性地增加EPCs的小管形成，而病理濃度的Visfatin使其血管形成能力降低，提示在正常狀態(tài)下Visfatin可能具有緩解組織缺血或修復(fù)血管損傷的能力，其機制可能與VEGF的表達有關(guān)。但病理狀態(tài)下，其對血管的保護作用顯著減弱，這可能是通過其他途徑導(dǎo)致其血管形成的減弱。②Adya等〔4〕還發(fā)現(xiàn)，Visfatin可使血管內(nèi)皮細胞的MMP-9表達上調(diào)。MMP-9是EPCs從骨髓動員進入外周循環(huán)的途徑之一。Visfatin是否可以通過上調(diào)EPCs的MMP-9表達，使骨髓動員進入外周循環(huán)的EPCs數(shù)量增多，血管形成能力失衡。③還有研究發(fā)現(xiàn)Visfatin通過NF-κB信號通路誘導(dǎo)HUVECs的黏附分子表達上調(diào)〔8〕。ICAM-1、E-選擇素可以調(diào)節(jié) EPCs的動員及歸巢。Wu等〔9〕發(fā)現(xiàn)CD18及其配體ICAM-1可以調(diào)控EPCs的歸巢，修復(fù)梗死的心肌。Il-Young等〔10〕研究報道，在下肢缺血的小鼠模型中，血清E-選擇素水平升高，缺血血管內(nèi)皮E-選擇素表達增多，缺血部位的EPCs增多，E-選擇素敲除小鼠的缺血部位EPCs數(shù)量無明顯變化。

總之，以往對Visfatin的探討為其對EPCs影響的研究提供了兩個相反的方向。但是明確在整體水平這兩個方向之間的聯(lián)系以及Visfatin對EPCs的影響機制還需要大量的體外實驗、動物實驗及臨床試驗來研究證實。

2.2 瘦素對EPCs的作用 瘦素作用于下丘腦，抑制食欲，減少食物攝入?yún)⑴c熱調(diào)節(jié)及能量平衡，與肥胖密切相關(guān)。瘦素對EPCs影響的研究較少，僅2005年國外有研究報導(dǎo)晚期EPCs表達瘦素受體〔11〕。此外分別采用10 ng/ml和100 ng/ml孵育EPCs，發(fā)現(xiàn)在低濃度下，瘦素僅能增強小管形成能力。在高濃度下增強小管形成能力的作用不及生理濃度，高濃度瘦素還可以抑制EPCs的遷移。但瘦素對EPCs的影響是通過哪條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路起作用也沒有明確。深入研究瘦素對EPCs的影響，明確其作用機制有可能對于肥胖癥患者的血管功能損傷的預(yù)防以治療有一定的作用。

2.3 脂聯(lián)素對EPC的作用 脂聯(lián)素是一種激素蛋白，具有抗動脈粥樣硬化、改善胰島素抵抗、降血糖、抗炎等生物學(xué)作用。最新研究報導(dǎo)脂聯(lián)素可以提高EPCs的數(shù)量及功能。Rei等〔12〕發(fā)現(xiàn)脂聯(lián)素基因敲除的小鼠與野生型小鼠脂聯(lián)素在未造后肢缺血模型之前，用流式方法檢測外周血及骨髓的EPCs數(shù)量沒有差異，在造模后發(fā)現(xiàn)脂聯(lián)素基因敲除的小鼠的EPCs水平少于野生型小鼠，其機制可能是脂聯(lián)素可以刺激內(nèi)皮細胞產(chǎn)生NO，NO是EPCs從骨髓動員進入外周循環(huán)的途徑之一。此外，他們做體外實驗發(fā)現(xiàn)用30 μg/ml脂聯(lián)素孵育EPCs，發(fā)現(xiàn)小管形成能力及遷移能力比對照組增強，用30 μg/ml孵育外周循環(huán)單個核細胞后，發(fā)現(xiàn)分化為EPCs的數(shù)量比對照組增多。還有研究報道脂聯(lián)素可以提高移植干細胞的成活率，促進EPCs分化〔13〕。這些研究為干細胞移植治療缺血性疾病提供了方向。

2.4 TNF-α對EPC的作用 TNF-α是經(jīng)典的細胞因子之一，它受NF-κB的調(diào)控，并且TNF-α也能促使NF-κB與IκB解離，上調(diào)其活性，形成一種正反饋調(diào)節(jié)機制，增強炎癥反應(yīng)的程度。Seeger等〔14〕研究報導(dǎo)TNF-α對 EPCs有損傷作用。用不同濃度的TNF-α孵育正常志愿者外周循環(huán)EPCs，發(fā)現(xiàn)TNF-α呈現(xiàn)劑量依賴性地降低EPCs的數(shù)量，并且是通過p38MAPK途徑實現(xiàn)。p38MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路主要調(diào)控細胞的分化、凋亡等過程。它的作用底物有很多種，這些底物可以影響多種轉(zhuǎn)錄因子的活性，調(diào)節(jié)多種基因的表達。Seeger等〔14〕還發(fā)現(xiàn)冠狀動脈疾病(CAD)患者外周循環(huán)EPCs的p38MAPK的磷酸化水平比正常對照組高。在給CAD注射MAPK的抑制劑SB203580后，外周循環(huán)的EPCs水平有所升高。進一步證實p38MAPK在TNF-α對EPCs數(shù)量影響的機制中的重要作用。

綜上所述，不同脂肪因子對EPCs的作用不一致，確切的作用機制不清楚，有待進一步研究，明確脂肪因子在糖尿病、肥胖等疾病時EPCs失調(diào)的發(fā)生發(fā)展機制十分重要。這對于預(yù)防及干細胞治療缺血性疾病有重要作用。

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