脑血管病血管修复中的内皮祖细胞作用及其机制研究进展

魏文亭，姜亚军

1 脑血管病现状

脑卒中是世界范围内致死和致残的一个很重要的原因。目前治疗脑卒中的有效方法甚少，使用重组组织型纤溶酶原激活剂溶栓可以减轻卒中所致的脑损伤，但是其治疗的时间窗很短，并且导致脑出血的风险比较大。最近几年很多研究表明，内皮祖细胞（endoth elial progenitor cells，EPCs）在脑卒中后血－脑屏障修复过程、血管新生和神经发生有着非常积极作用。

2 EPCs的基础研究

内皮祖细胞是由Asahara等［1］在人的外周循环血中获取的一种内皮细胞前体细胞，逐渐分化为成熟的内皮细胞而失去干细胞的特性，对内皮损伤的修复和血管新生的促进起到了非常积极作用。早期EPCs和晚期EPCs均参与血管新生过程，早期EPCs通过分泌一系列的生长因子及细胞因子来参与血管新生，如血管内皮生长因子（VEGF），触发基质细胞来源因子－1（SDF－1），胰岛素样生长因子－1（IGF－1）以及粒细胞集落刺激因子（G－CSF）等，它们可以促进内皮细胞增殖和迁移，减少内皮细胞凋亡，募集内源性的EPCs［2］，形成良性循环促进血管新生。晚期EPCs可以定向归巢于内皮损害部位并直接分化为成熟内皮细胞替换受损内皮以促进血管新生，据统计EPCs大约占新生血管内皮细胞的26%［3］。另外，晚期EPCs也可以分泌可溶性因子从而促进血管新生过程［4］。

3 EPCs数量变化及影响因素

3.1 脑梗死时循环EPCs的变化 脑梗死病人循环EPCs的数量明显低于正常人［5］。不过脑梗死急性期循环EPCs水平会短暂升高［6］，具体过程大致为脑梗死前7d循环EPCs数量逐渐上升，至第14天仍然保持较高的水平，直到第28天下降到基础水平。这表明EPCs被动员至外周血来应答血管损伤并帮助修复损伤血管［7］。脑梗死后EPCs数量减少的机制有很多，包括脑梗死病人EPCs产生和动员机制受损、循环EPCs的不断消耗等。

3.2 影响循环EPCs水平的因素 传统的脑血管病危险因素例如体重指数、年龄、血压、总胆固醇、低密度脂蛋白、血清高敏C 反应蛋白等与循环EPCs水平呈负相关。临床研究证实，具有脑血管病危险因素的病人循环EPCs水平明显低于正常人［8］，体外扩增实验表明C反应蛋白可以显著减少EPCs数量［9］。脑血管病危险因素导致EPCs数量减少的机制尚有待进一步研究。高血压和高胆固醇血症会损害内皮单层的完整性，增加本来数量就有限的EPCs消耗甚至导致耗竭。

4 EPCs研究的临床意义

4.1 预测卒中预后 高血压、糖尿病、高胆固醇血症等脑血管病危险因素会加速血管内皮损伤从而导致循环EPCs消耗增多。这也表明低水平的循环EPCs预示着脑梗死病人较差的临床预后。Sobrino 等［10］报道，急性脑梗死发生后EPCs被动员至循环血中，循环EPCs水平显著升高从而应对血管损伤。相反，第一周高水平的内皮细胞集落生成单位（CFU－ECs）和较好的临床预后独立有关，因为研究发现第一周内皮细胞集落生成单位水平和梗死体积呈负相关。脑梗死48h后低水平的循环EPCs 明显提示神经损伤程度较重［11］。因此，EPCs水平可作为卒中预后的评估指标。

4.2 脑卒中的治疗新靶点 Blanco等［12］实验证实，脑梗死急性期不使用他汀类药物会增加脑损伤并使功能预后变差。他汀类药物可以诱导EPCs动员至外周血从而有益于脑梗死病人的恢复，这种现象也见于充血性心力衰竭及冠心病病人［13］。脑梗死急性期他汀类药物的使用可以使循环EPCs水平提高而不使用他汀类药物则会使临床预后变差，由此推断脑梗死急性期的功能预后可能是由EPCs介导的，脑梗死急性期循环EPCs水平的提高和较好的功能预后，较小的梗死体积和较好的神经损伤修复呈正相关［10］。脑梗死急性期使用他汀类药物治疗可以更好地发挥EPCs的作用，促进脑梗死病人的恢复。

4.3 EPCs 移植对脑梗死的治疗作用 研究发现CD34＋细胞（EPCs含量丰富）移植可以促进脑梗死后脑部新生血管的形成和神经发生［14］，EPCs给药可以增加卒中后2d局部脑皮层的血流量，减少梗死体积及神经缺损［15］。功能良好的EPCs输注可以减少d b／db糖尿病鼠的缺血性脑损害，发现EPCs移植24h后在脑缺血边界的微血管周围有被标记的EPCs，而且脑梗死的长期神经行为预后也有所提高［16］。以EPCs为基础的治疗方法有益影响可能来自以下几方面，首先，脑梗死早期，移植EPCs或者内源性EPCs均可以分泌多种生长因子，如VEGF、SDF－1、IGF－1 等，它们可以保护内皮细胞和神经细胞等免于损伤或坏死；其次，这些因子还会募集更多的EPCs支持它们的生存；再次，各种生长因子通过保护神经血管单位和既有的侧支血管来减轻急性脑损伤；最后，在脑梗死后期，EPCs及其分泌的各种生长因子共同促进血管新生和神经发生，并且从功能和结构上重建血－脑屏障、血管和神经网络，促进卒中后的恢复。

必须指出的是脑卒中急性期由炎症、自由基或者细胞因子介导的毒性反应会降低移植EPCs的功能及存活率［17］。从脑梗死亚急性期病人身上提取出来的EPCs比从急性期病人身上提取EPCs的促血管新生能力强［18］。关于EPCs在临床环境下给药的问题，静脉滴注可能会是比较好的途径，因为动脉内灌注不太方便并且可能造成栓塞，而脑内直接注射干细胞操作起来太复杂，并且有可能造成局部出血［19］。

5 EPCs与脑出血的基础研究现状

脑出血急性期病人循环EPCs数目增多，增殖和迁移功能增强，这有助于损伤血管的修复和新生。脑出血时，脑组织损伤导致组织缺氧，可以反应性分泌释放一些细胞因子来动员EPCs并增加其功能，应对应激需要。脑出血应激时EPCs增殖能力增强，数目增加可能增强VEGF的合成和分泌，这可能形成相互的正反馈调节。另外，维持内皮细胞完整性及减少血肿周围水肿可以提高脑出血临床疗效。

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