动脉粥样斑块内血管新生及其成熟过程调节的研究进展*

张洪侠，周桂桐，李国振，张 敏，姜希娟，郭茂娟

（1.天津中医药大学，天津 300193；2.山东省单县中心医院，单县 274300；3.泰安市妇幼保健院，泰安 271000）

冠心病是严重危害人类健康的常见病和多发病，其病理基础是动脉粥样硬化（AS）。传统观点认为，AS的发展是一个线性过程——由于脂质沉积，动脉粥样斑块逐渐增大并凸入管腔，造成管腔进行性狭窄和组织缺血，最终导致急性心血管事件发生。因此，大家一度以促进斑块消退为治疗AS的重点。近年来研究发现，AS是稳定期和不稳定期交替出现的非线性过程，这一过程取决于斑块的易损性。AS一旦由稳定期发展为不稳定期，则斑块容易发生破裂、继发血栓形成，病变管腔迅速狭窄，临床表现为急性冠状动脉综合征（ACS），甚至危及生命。因此，稳定斑块是当前心血管疾病的研究热点。研究发现AS斑块的不稳定与斑块内新生血管不成熟密切相关[1-2]。这些结构不成熟的新生血管仅是内皮细胞简单围成的管道，缺乏周细胞与平滑肌细胞及基底膜的支撑。多数新生血管管腔明显扩张，管壁变薄，管壁脆性变大，容易破裂出血。因此，重塑斑块内新生血管，降低其通透性和脆性，为稳定斑块提供了一个新视角。中医学认为气虚血瘀是导致AS形成斑块内病理性新生血管的主要病机。正气内虚，气行不畅，而气为血帅，气行则血行，气虚则血瘀。故以补气为根本，兼用活血方药可以有效阻断AS的病机演变。针对该病气虚血瘀的基本病机，临床及基础研究中常用“益气活血”功效的中药复方防治AS所致的缺血性疾病。新生血管的成熟需要多种因素参与调节。笔者仅就促进新生血管成熟相关生长因子及主要信号通路做一简要综述。

1 斑块内新生血管

1.1 新生血管与周细胞 血管新生是指从原有血管上以出芽形式生长出新血管的过程，即通过血管内皮细胞出芽、迁移、增殖而形成新的血管。内皮细胞的增殖和迁移是血管形成的必要条件，而周细胞的募集和基底膜的形成才标志着新生血管成熟的开始[3]。周细胞与内皮细胞的基底面相邻，两者有共同的基底膜；周细胞从胞浆伸出数支大的细胞突起与微血管长轴平行。这些突起逐渐变细并包绕微血管腔，对血管腔起到支持作用。一个周细胞可通过伸展的突起与微循环的多个毛细血管接触。在基底膜缺如部位，周细胞可通过紧密连接、缝隙连接、钉—槽复合体和黏着斑等与内皮细胞发生特异性局部接触[4]。周细胞能合成基底膜和细胞外基质成分，并通过与内皮细胞直接接触及复杂的分子信号联系，调节血管周径及血流，维持血压和微血管的通透性[5]。由此可见，周细胞及其产物对管腔起到物理和化学支持作用，保持其结构和功能的稳定。如果周细胞功能不足或受到阻断，血管会扩张和渗漏，形成功能差的血管，不能运输氧合的血液和排出代谢废物。因此，成功实现对周细胞的募集是新生血管得以成熟、稳定的关键环节。

1.2 斑块内血管新生 AS主要发生在大中动脉，特别是冠状动脉、脑动脉和主动脉。正常大、中动脉的滋养血管仅限定在动脉的外膜与中膜外层，其功能是为外膜和中膜提供营养物质，内膜及中膜内层并无滋养血管存在，营养和氧由动脉管腔直接提供。而在AS侵蚀了的血管壁上，滋养血管不仅局限在血管外膜和中膜层，并延伸到内膜，于斑块内形成新生血管，并且新生血管的检出率随着AS发展而逐渐增多。Pedersen等[6]证明，随着病理分型从I～Ⅵ，病变内膜新生血管的发生率也从31%发展到100%，而且部分新生血管结构不稳定，缺乏完整的基底膜和周细胞。这类血管管壁通透性高，利于炎细胞浸润；管壁脆性大，血管易于破裂出血，形成斑块内血肿甚至导致斑块破裂。同时，这类新生血管周围常有含铁血黄素沉积或伴有新鲜出血，表明在病灶局部出血、吸收经常发生。2007年Dunmone等[7]对比颈动脉斑块发现，无临床症状的稳定斑块内也有明显的新生血管，但其结构成熟、稳定；而有临床症状的不稳定斑块内新生血管往往缺少基底膜和周细胞包绕，提示这类血管新生存在对周细胞的募集缺陷。

2 调节新生血管成熟的生长因子

2.1 VEGF VEGF是1989年Ferrara和Henzel等首先在牛垂体滤泡细胞体外培养液中分离出来的一种可扩散的内皮细胞特异的有丝分裂原。VEGF是极强的血管通透性因子，这种血管通透作用提示单纯VEGF诱导生成的血管不成熟，需要其他因子继续配合，才能募集周细胞和产生基底膜，形成稳定的新生血管。2007年Dunmore等[7]研究发现不稳定斑块内存在VEGF过表达，其含量与斑块不稳定呈明显正相关，提示斑块内VEGF过表达与其他相关因子不协调可能是新生血管不成熟的重要原因。恰恰2003年Cao等[8]曾利用角膜血管可视性的优势，单纯给予VEGF可诱导角膜血管新生，然而，这些新生血管排列混乱、缺乏周细胞包绕，70 d后全部蜕变、消失，显示单一VEGF无法成功募集周细胞，导致新生血管不成熟。

2.2 碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）及其受体 bFGF是FGF家族成员之一，是一种多功能蛋白质，在血管发生中起重要作用。bFGF在体或离体均能强烈刺激毛细血管内皮细胞及血管周围细胞增殖，促进毛细血管形成管腔。bFGF可刺激成纤维细胞增殖、分化和合成新的细胞外基质，使胶原含量增高；刺激成纤维细胞、内皮细胞分泌胶原酶、纤维酶原激活酶分解胶原。bFGF通过调节胶原纤维的合成与分解，使胶原含量在新生血管结缔组织中达到相对平衡。Cao等[8]发现由单纯bFGF诱导产生的血管存活时间长于VEGF诱导的血管，然而，这些血管仍未能形成稳定、成熟血管，在诱导210 d左右基本消失。

2.3 血小板源性生长因子-BB（PDGF-BB）及其受体 PDGF-BB也参与血管新生，主要通过募集周细胞参与新生血管的重建和成熟。内皮细胞源性的PDGF-BB对PDGF受体（PDGFR）阳性的周细胞起明显的趋化作用，两者结合具促进周细胞的增殖和迁移。PDGFR存在PDGFR-AA和PDGFR-AB两个亚型，其中PDGFR-AB亚型具有稳定血管的功能[9-10]。在新生血管的内皮细胞中，只有处于细胞前缘且活化的顶端细胞才具有分泌PDGF-BB能力。因此，在新生血管的芽顶端PDGF-BB浓度较高，周细胞的增殖也相对活跃。PDGF-BB浓度也影响周细胞的覆盖。当不同程度敲除内皮细胞PDGF基因后，新生血管的周细胞局部性甚至全部脱落，完全敲除基因者周细胞损失可达90%。PDGF-BB和（或）PDGFR基因敲除后，新生血管缺乏周细胞和平滑肌细胞募集，表明PDGF-BB是促进血管成熟的重要因子[11-12]。

此外，与新生血管成熟有关的因子还包括转化生长因子β（TGF-β）家族、血管生成素1(Ang1)以及其酪氨酸蛋白激酶受体2（Tie2）。TGF-β是诱导血管平滑肌细胞和周细胞生成的主要因子，主要由血管内皮细胞分泌。Ang1/Tie2具有调节血管重塑和稳定的作用。

3 斑块内新生血管成熟的通路

3.1 bFGF/PDGF-BB/PDGFR-AB通路 鉴于单一因子VEGF无法有效募集周细胞、稳定血管，Cao等[8]将不同因子进行组合，发现bFGF/和PDGF-BB具有良好的协同作用：可以促进生成稳定新生血管，这些血管结构成熟，具有丰富周细胞包绕。Lu等[13]同样发现，PDGF-BB和bFGF联合应用对新生血管成熟具有协同作用。2007年Nissen等[14]解释了两者协同作用的机制：缺乏bFGF时，周细胞处于静止状态，无明显PDGFR表达，周细胞对内皮细胞分泌PDGFBB反应性极低；一旦被bFGF激活后，周细胞则高表达PDGFR。内皮细胞分泌的PDGF-BB通过与PDGFR阳性的周细胞结合最终实现募集周细胞、稳定血管的作用，PDGF-BB表达减少一半导致周细胞密度的显著减少[15]。目前认为bFGF/PDGF-BB/PDGFR-AB通路是募集周细胞、促新生血管成熟的最佳组合，激活上述通路可以达到重塑斑块内新生血管结构、稳定血管的目的[16]。

3.2 新生血管成熟其他通路 TGF-β通路，TGF-β超家族可刺激细胞外基质的产生，并且是血管平滑肌细胞及周细胞生成的主要因子，是血管成熟的调控因素之一[16]。研究发现，TGF-β在新生血管的重塑中发挥着双重作用：促进血管形成和抑制血管形成。低浓度时，TGF-β上调促血管形成因子和蛋白酶，而引发血管形成过程；高浓度时，TGF-β抑制内皮细胞生长，促进基底膜形成，刺激血管平滑肌细胞、周细胞的分化和聚集，从而增进血管的稳定性[17]。

Ang1-Tie2通路是维持新生血管稳定的另一重要途径。Tie2或Ang1敲除小鼠血管缺乏平滑肌细胞和周细胞的包绕[18]，表明Tie2、Ang1参与周细胞的募集过程。周细胞来源的Ang1与内皮细胞表面的Tie2结合，可以促进周细胞及平滑肌细胞的移行和对血管的包绕，增加新生血管的稳定性[19-20]。

综上所述，通过对血管生长因子及信号通路等的研究，人们对血管成熟的分子机制已有了初步的认识。随着认识不断完善，通过调节血管生长和成熟来探索治疗微血管病变将具有广阔的前景。

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