内皮祖细胞功能异常与高血压心肌肥厚的关系

刘慧敏，赵启韬

(山东中医药大学基础医学院，济南250355)

近年研究发现，高血压左室肥厚的发生、发展与微脉管系统结构及血管内皮细胞功能异常密切相关。一方面血管内皮细胞功能障碍在高血压的发病中起重要作用，而高血压本身又加剧内皮细胞的功能障碍;另一方面，阻力血管和交换血管的再生落后于心肌细胞的增生，受损血管内皮再生减少致使微血管减少，导致重塑的心肌缺血［1］。提示血管内皮细胞功能异常及再生障碍在高血压左室肥厚的发病中发挥重要作用。内皮祖细胞(EPCs)是具有向内皮细胞分化潜能的一种多能干细胞，兼有内分泌、内皮修复、血管再生等多种生物功能［2］。在成人体内主要存在于骨髓，也见于外周血和脐带血中。生理条件下，EPCs约占循环血液中单核细胞的0.01%，血管受到损伤时，EPCs与骨髓基质细胞分离，进入血液循环并归巢到血管受损或组织缺血区域，进一步分化为成熟内皮细胞，分泌一氧化氮(NO)、血管内皮生长因子(VEGF)等细胞因子，促进内皮新生、融合形成新的毛细血管，提高毛细血管密度。因此，其数量和功能的降低将导致血管内皮细胞功能异常及再生障碍。EPCs与心血管疾病的关系日益受到人们重视。研究发现，心血管病的危险因素如高血压、高脂血症、吸烟、糖尿病、冠状动脉疾病家族史等均存在 EPCs数量减少和功能障碍［3］。现就EPCs功能异常与高血压心肌肥厚的关系综述如下。

1 EPCs与高血压左室肥厚的关系

近年研究发现，高血压患者和高血压动物模型都存在循环EPCs的数量和功能降低、衰老速度加快以及受损血管内皮细胞的修复能力下降。高血压前期/高血压患者与健康受试者相比，EPCs的内皮修复能力以及NO的分泌明显下降，衰老大幅增加。此外，早期EPCs内皮修复能力的降低明显与早期EPCs的加速衰老和内皮功能受损密切相关，这可能代表高血压发生、发展的一个早期事件［4］。SHR动物模型［5］和醋酸去氧皮质酮诱导的盐敏感性(DOCA-salt)高血压大鼠模型［6］的EPCs数量和增殖、黏附、迁移能力均比正常对照组明显降低。在高血压动物模型中，EPCs也表现出过早衰老及功能丧失［7，8］，另外，高血压患者外周血 EPCs数量减少独立于脂代谢紊乱。不伴脂代谢紊乱的高血压患者外周血EPCs数量低于血压正常者，且随着血压的降低而增加。他汀类药物可使高血压患者外周血EPCs数量增加，且同时出现血压降低，并且收缩压下降幅度与外周血EPCs增加量呈直线相关［9］。顽固性高血压患者，循环血液EPCs数量以及增殖能力均明显下降;血液中EPCs数量越低，则收缩压越高［10，11］。并且，循环血液 EPCs数量减少与内皮依赖性血管舒张功能独立相关［12］。循环血液EPCs数量还与血压昼夜节律密切相关［13］，非杓型高血压患者循环血液EPCs数量明显低于杓型高血压患者。而非杓型高血压患者与杓型高血压患者相比，患有左室肥厚的倾向明显增加。

有学者通过流式细胞术检测内皮细胞凋亡和循环EPCs的水平发现，伴左室肥厚的高血压患者循环EPCs数量和黏附功能相对于没有左室肥厚的高血压患者要低。同时，高血压伴左室肥厚患者内皮凋亡微粒子的数量增多［14］。说明EPCs数量及功能异常介导的内皮损伤在高血压心肌肥厚的发病机制中发挥重要作用。

2 高血压左室肥厚EPCs数量及功能异常的可能机制

2.1 eNOS/NO信号通路 研究［5］发现，运动训练可有效降低血压，增加运动耐量、峰值摄氧量和柠檬酸合成酶活性。与WKY相比，SHR外周血EPCs数量和EPCs集落形成单位减少。运动训练可使SHR的EPCs数量和功能恢复正常的同时伴随着VEGF和NO水平的增加以及氧化应激水平趋于正常。骨髓EPCs的数量和功能也发现了类似变化。另外，运动训练通过VEGF/eNOS依赖的信号通路修复了SHR比目鱼肌外周毛细血管的稀疏。可见，EPCs数量和功能的恢复显著改善了SHR血管生成功能。

主动脉缩窄术可致12周龄雄性C57/B16野生型(WT)小鼠和 eNOS(-/-)小鼠心脏肥厚，Ki67心肌细胞的数量增加，eNOS(-/-)小鼠的心肌纤维化更加明显。主动脉缩窄可上调WT小鼠外周血和骨髓EPCs的数量，但在eNOS(-/-)小鼠上没有此作用。eNOS(-/-)小鼠EPCs基线迁徙能力低于WT小鼠，主动脉缩窄术均不能升高两种系小鼠的EPCs基线迁徙能力。而将WT小鼠的骨髓移植进入eNOS(-/-)小鼠后，表现出心肌肥厚和纤维化减轻，心肌毛细血管化改善以及骨髓和外周血EPCs的水平和迁移能力显著增强［15］。综上所述，eNOS/NO信号通路异常介导的EPCs的数量减少及功能降低与高血压左室肥厚时心脏肥大、毛细血管密度降低以及纤维化密切相关。

2.2 血管紧张素(Ang)Ⅱ及其受体 人早期生长的EPCs同时表达AngⅡ1型和2型受体。AngⅡ刺激后，通过激活AT(1)-R和诱导氧化应激使培养的人早期生长的EPCs数量减少。此外，AngⅡ可使早期EPCs的集落形成和迁移能力受损。AngⅡ灌注可减少WT大鼠EPCs的数量和功能，但AT(1)-R基因敲除小鼠却不能。AngⅡ灌注期间局灶性颈动脉内皮细胞损伤后再内皮化减少。应用AT(1)-R阻断剂替米沙坦随机治疗稳定的冠状动脉疾病患者，CD34/KDR阳性的循环EPCs数量显著增加。无论体外还是体内，AngⅡ均通过激活AT(1)-R、氧化还原敏感性凋亡信号调节激酶1-依赖的凋亡通路损害 EPCs，导致血管再生减少［16］。Suzuki也证实接受AngⅡ受体阻滞药洛沙坦治疗的原发性高血压患者EPCs集落数出现明显增加，但噻嗪类利尿药三氯噻嗪对此并无影响。

You等［17］通过观察右股动脉结扎闭塞致后肢缺血模型发现，SHR与纯种京都WKY大鼠相比，循环EPCs的数量降低了3.1倍，缺血后新血管形成显著降低。用血管紧张素转换酶抑制剂哌林多普利治疗后，SHR出现血压下降和缺血区域的血管增长正常化，循环 EPCs数量增加，骨髓单个核细胞(BM-MNC)在体外分化成EPCs的能力恢复，BMMNC促血管生成效应重新建立。因此，高血压时EPCs数量的减少和BM-MNC促血管生成潜力的降低，可能导致了该动物模型的血管并发症。

2.3 CXC趋化因子受体7(CXCR7) 趋化因子是能够对白细胞或者干细胞具有定向募集趋化、激活作用的一类低分子量蛋白质。通过与趋化因子受体结合发挥调节细胞运输和黏附等多种生物学功能。研究发现，高血压患者内皮祖细胞CXCR7表达显著降低。与此同时，CXCR7的下游信号-p38促分裂原活化蛋白激酶的磷酸化增强，它可增高EPCs的活化型 caspase-3水平。CXCR7基因转移可增强CXCR7表达和降低p38促分裂原活化蛋白激酶的磷酸化。同时，EPCs体外黏附功能、抗凋亡活动以及裸鼠颈动脉损伤模型体内再内皮化能力增强。增强的体外和体内的EPCs功能均可受到CXCR7单克隆抗体的明显抑制。CXCR7基因转移或p38促分裂原活化蛋白激酶抑制剂预处理诱导的活化型caspase-3水平下调，可提高EPCs功能。此外，乐卡地平(二氢吡啶类钙通道拮抗剂)可增强CXCR7表达和促进EPCs功能。由此说明，CXCR7信号的减弱至少在一定程度上导致了高血压患者EPCs的体外功能和体内再内皮化能力的降低。CXCR7基因转移或乐卡地平诱导的CXCR7表达增加可能是提高高血压患者内皮修复能力的一种新的治疗靶点。

2.4 内皮素-1(ET-1) 研究［6］发现，DOCA-salt大鼠EPCs数量和功能降低，氧化应激、活性氧水平、ET-1水平均升高，端粒酶失活，衰老、凋亡增加。此外，EPCs中ET(A)受体表达显著增加，NAPDH氧化酶的活性及其gp91(phox)、p22(phox)、Rac1亚基均增强，而锰超氧化物歧化酶、铜锌超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶-1则减少。阻断ET(A)受体或NADPH氧化酶均可使上述状况逆转。另外，股动脉切除24 h后，胫前肌肌内注射EPCs可使DOCA-salt大鼠缺血后肢的毛细血管密度和血液灌注显著增加。这些结果证明，ET(A)/NADPH氧化酶途径中ET-1的激活和抗氧化物的减少都会通过DOCA-salt大鼠的过氧化应激而使EPCs数目减少和功能降低。

综上所述，EPCs的数量减少及功能障碍可导致内皮修复、血管再生受损，微脉管系统结构异常。这与高血压左室肥厚时心脏肥大，毛细血管密度降低以及纤维化密切相关。因此，EPCs数量增加和功能改善可以预防或阻止高血压心脏靶器官的损伤。

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