中药调控内皮祖细胞改善心肌缺血损伤研究进展

杨漾，邹蔓姝，苏畅，张秋雁，黄舒淳

湖南中医药大学，湖南 长沙 410208

心肌缺血（myocardial ischemia，MI）是冠心病发生发展的关键病理机制之一。研究表明，内皮祖细胞（EPCs）对改善心肌缺血损伤具有关键作用，其主要通过血管发生的形式参与血管新生，并可修复内皮损伤和/或血管生成，以恢复缺血组织血运，挽救心肌缺血损伤。目前西医以EPCs的治疗性动员为主，而多项研究发现中药可调控EPCs相关通路及因子，在治疗MI方面发挥重要作用。兹从微观病理层面对近年来中药调控EPCs改善MI的分子机制相关研究进行梳理，以期为临床治疗MI提供依据。

1 内皮祖细胞来源、特征及鉴定

EPCs源于胚胎期胚外中胚层的卵黄巢血岛，分布在心脏、血管等组织中，能募集并黏附于血管损伤部位，定向分化为成熟的血管内皮细胞，参与修复血管损伤并促进血管新生，是内源性血管损伤修复的关键机制。EPCs可分为2个亚群，即早期EPCs和晚期 EPCs，其生长特征、形态、表面标记物和细胞因子、促进血管新生的作用途径各不相同（见表1）。

表1 EPCs亚群特征

目前尚未发现特异性的EPCs表面标记物，但有学者将表达祖细胞表面标记物（CD34或CD133）的细胞定义为EPCs，且EPCs的表达也与内皮细胞表面标记物相关，如血管内皮细胞钙黏连蛋白（VE-cadherin）、vWF、血小板内皮细胞黏附分子（PECAM）-1/CD31、VEGFR-2等。因此，EPCs被定义为既表达祖细胞表面标记物又表达内皮细胞表面标记物的细胞。此外，EPCs能吞噬Dil标记的乙酰化低密度脂蛋白（acLDL-Dil）和FITC标记的荆豆凝集素 1（UEA-1-FITC），通过双荧光染色acLDL-Dil和UEA-1-FITC可进行功能评价。

2 内皮祖细胞与心肌缺血

与健康人相比，冠心病患者EPCs数量和活性均明显下降，即数量减少、细胞形态改变，以及增殖、黏附能力低下等。且年龄、吸烟等危险因素可使EPCs数量减少，影响内皮修复和再生，从而加重冠状动脉病变范围及狭窄程度。EPCs作为血管内皮细胞的储存库，缺血性病变血管中多达25%的内皮细胞由EPCs分化而来，可有效恢复血管内皮功能，减少动脉损伤后新生内膜的形成。因此，EPCs对保护血管内皮的完整性、避免急性心肌梗死（AMI）等心血管事件的发生具有关键意义。

EPCs对缺血后受损心肌组织的血管新生具有促进作用，其过程包括动员、归巢和分化3个环节（见图1）。如在MI发生后的数小时至数天内，EPCs从骨髓动员到外周血中，使循环血中EPCs数量显著增加，提示 MI是 AMI早期 EPCs动员的主要刺激因素。AMI发生后，基质金属蛋白酶（MMP）-9、基质细胞衍生因子（SDF-1）、SDF-1/趋化因子受体CXCR4轴等参与EPCs脱离骨髓过程，并在缺氧诱导因子（HIF）-1、SDF-1、VEGF、IL-1β、IL-8等细胞因子诱导下动员至外周血中，可参与冠状侧支血管的形成，减小梗死面积。其次，EPCs归巢也参与血管新生，其过程受趋化因子（CXCL1、CXCL7、CXCL12、CCL2）及其受体（CXCR2、CXCR4、CCR2）的调控。如调节蛋白激酶B（AKT）/eNOS通路可延缓骨髓源 EPCs衰老，增加 CXCR4表达水平，改善EPCs归巢能力。临床也采用能吸引循环EPCs归巢的新型支架，以加速内皮化，达到支架扩冠和促进血管新生的双重治疗效应。此外，AMI发生后，循环血中 EPCs水平与心血管预后呈负相关。因此，EPCs水平常被作为评价药物疗效及预后的重要指标。

图1 EPCs改善MI损伤作用途径

3 中药对心肌缺血后内皮祖细胞的影响

3.1 复方

中药复方调控MI后EPCs相关的方药主要分为活血化瘀、益气活血、益气养阴、豁痰宽胸、补肾活血、活血解毒6类，其调控机制主要包括上调VEGF、SDF-1、GM-CSF、一氧化氮（NO）、eNOS、沉默信息调节因子（SIRT）1、CD106、CD146、MMP-9信号通路、AKT/eNOS信号通路、CXCR4/非受体型酪氨酸蛋白激酶（JAK）-2信号通路、磷脂酰肌醇-3激酶（PI3K）/AKT信号通路表达，下调p53、miR-34a表达，以延缓EPCs衰老，促进EPCs的动员、归巢、分化。

VEGF、SDF-1、GM-CSF、NO 等是调控 EPCs的重要细胞因子，也是活血化瘀类方干预EPCs的重要靶点。如蛭龙活血通瘀胶囊、通心络超微粉溶液、血府逐瘀汤等可干预 VEGF、SDF-1、GM-CSF、NO等细胞因子表达，动员骨髓EPCs，改善外周血EPCs的增殖、迁移、黏附能力，加速EPCs向内皮细胞分化。p53-SIRT1-miR-34a信号通路是调控EPCs衰老的重要环路，血府逐瘀汤可下调p53、miR-34a表达，上调SIRT1表达，改善EPCs的迁移功能。此外，血府逐瘀汤还能与尾静脉注射EPCs产生协同作用，上调内皮细胞CD106、CD146表达及血清、心肌组织NO水平，促进EPCs迁移至大鼠MI组织。CXCR4及其下游信号通路是调节EPCs功能的重要信号通路，阻断该通路可明显抑制EPCs归巢到动脉损伤区域的能力，而上调CXCR4可明显改善EPCs介导的血管内皮修复功能。如通心络能上调冠心病患者外周血EPCs中CXCR4/JAK-2信号通路表达，改善外周血EPCs的迁移、黏附功能。

益气活血类方主要作用机制与增强EPCs动员、增殖、迁移、黏附及成小管功能有关。当归补血汤能上调体外培养的人外周血EPCs中AKT蛋白和eNOS mRNA表达，促进NO分泌，增强EPCs的增殖、迁移、黏附及成小管功能；参元丹胶囊能上调冠心病介入治疗围手术期患者血清中VEGF表达，促进骨髓EPCs动员与归巢。MMP-9介导的细胞外基质重建是动员 EPCs的关键环节，补肾活血类组方可激活MMP-9信号通路，增加NO含量和VEGF水平，促进MI模型大鼠骨髓源EPCs的动员。PI3K/AKT信号通路参与MI再灌注引起的炎症和凋亡，活血解毒类丹参通络解毒汤联合 EPCs移植可上调PI3K/AKT信号通路表达，改善MI再灌注大鼠心肌组织病理形态及心功能。此外，益气养阴类方参麦注射液能增加冠心病患者外周血EPCs数量，缓解患者病情。豁痰宽胸类方瓜蒌薤白半夏汤通过上调MI大鼠血浆VEGF、eNOS、NO表达调节骨髓EPCs的动员。详见表2。

表2 中药复方调控EPCs作用及机制

3.2 单味中药/中药活性成分

与调控EPCs修复MI损伤作用相关的单味药和中药活性成分可分为活血化瘀类、补气类、宽胸散结类、通经活络类、养阴类，其机制主要包括上调VEGF、VEGFR-2、SDF-1、IL-8、eNOS、NO、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）、血管生成素（Ang）1、血红素氧合酶（HO）-1、胞核核因子 E2相关因子（Nrf）2等表达，下调IL-6、胞浆Nrf2蛋白等表达，改善EPCs的功能。

活血化瘀类中药成分能上调 VEGF、SDF-1、VEGFR-2、bFGF、Ang1等细胞因子表达，促进EPCs增殖，改善其黏附、迁移等功能，如丹酚酸 B、红花黄色素 A。补气类中药成分作用机制与增加EPCs数量密切相关，如黄芪多糖、人参皂苷Rh2等。宽胸散结类中药可上调 VEGF、eNOS、NO和MMP-9表达，促进EPCs的动员，如瓜蒌皮、瓜蒌皮注射液。通经活络类葛根素能上调缺氧/复氧损伤模型大鼠外周血EPCs HO-1、胞核Nrf2蛋白表达，降低胞浆Nrf2水平，提高EPCs活力。养阴类麦冬多糖-1能下调 MI再灌注模型大鼠血清缺血修饰白蛋白（IMA）表达，促进 EPCs增殖和分化。详见表3。

表3 单味中药/中药活性成分调控EPCs作用及机制

4 小结

综上所述，中药调控EPCs改善MI损伤主要有2种方式：①促进EPCs动员，提高循环血中EPCs数量；②改善EPCs状态，增强其迁移、黏附、分化功能。中药不仅能保护血管内皮的完整性，还能促进缺血后受损心肌组织的血管新生，恢复缺血区血液供应。其作用机制与上调 VEGF、SDF-1、GM-CSF、NO、eNOS、SIRT1、CD106、CD146、MMP-9 信号通路、AKT/eNOS信号通路、CXCR4/ JAK-2信号通路、PI3K/AKT信号通路表达，下调 p53、miR-34a表达，延缓EPCs衰老，促进EPCs动员、归巢、分化有关。

迄今研究表明，发挥调节EPCs作用的中药具有以下特点：①中药复方多数具有活血化瘀（蛭龙活血通瘀胶囊、通心络、血府逐瘀汤）、益气活血（当归补血汤、参元丹胶囊）功效，少数具有益气养阴、豁痰宽胸、补肾活血、活血解毒功效；②单味中药/中药活性成分多具有活血化瘀（丹酚酸B、红花黄色素A）、补气（黄芪多糖、人参皂苷 Rh2）、宽胸散结（瓜蒌皮、瓜蒌皮注射液）、通经活络（葛根素）、养阴（麦冬多糖-1）等功效；③中成药、汤剂及中药活性成分的分子机制研究较多，单味中药涉及较少。

中药干预EPCs改善MI损伤具有综合性、稳定性优势，但目前还存在以下问题：①研究主要集中于某些细胞因子（如 VEGF、SDF-1、IL-8等）表达和EPCs数目、功能测定，内容相对单薄，缺乏系统性，且重复性研究较多；②EPCs的动员、归巢、分化是一个动态过程，现有研究仅检测中药的终末效应，少有动态演变追踪。为此，笔者建议今后应注重中药调控EPCs减轻MI损伤的系统性研究，并开展多样本、多时间节点的综合研究，以阐明中药调控EPCs减轻MI损伤的有效成分、作用靶点及相关通路。