促紅細胞生成素與肝缺血再灌注損傷

馬菁璠，趙英鵬，李曉延（.昆明醫科大學，云南 昆明 65000；.昆明醫科大學附屬甘美醫院肝膽胰二科，云南 昆明 65000；.云南省昆明市同仁醫院，云南 昆明 65000）

肝臟缺血再灌注損傷（HIRI）是肝臟外科常見的問題，見于肝臟外傷、肝腫瘤切除術、肝移植及休克、感染等。促紅細胞生成素（EPO）主要作用于骨髓巨核前體細胞，刺激紅系造血祖組織及早幼紅細胞形成成熟的紅細胞集落。文章對EPO在肝臟缺血再灌注損傷中的保護效應及相關機制進行綜述。

1 肝臟缺血再灌注損傷

肝缺血再灌注損傷（HIRI）是肝臟外科中常見的病理過程，多見于需要肝斷流的肝臟外科手術。肝臟缺血再灌注損傷機制如下。

1.1 線粒體損傷：無氧代謝缺氧時，線粒體內的氧化磷酸化受到抑制，ATP主要來源于糖酵解，乳酸、酮體堆積，導致線粒體功能下降，ATP生成困難，蛋白質合成障礙。

1.2 鈣超載：首先ATP缺乏使Na+-K+泵功能障礙，細胞內Na+增多，為減少細胞內Na+啟動Na+-Ca2+交換機制，細胞外Ca2+大量進入細胞內；正常時Ca2+泵可將過多Ca2+排出，維持胞內Ca2+水平，但由于ATP生成減少，導致Ca2+泵無法工作，使細胞內Ca2+積聚，引起鈣超載；其次，酸中毒也可加重鈣超載。

1.3 氧自由基（OFR）：OFR在通常情況下可殺傷病原微生物、腫瘤細胞等，對機體的功能重點保護，但過多也有可能會加重炎性反應，也可造成直接損傷。

1.4 微循環障礙：肝內微循環障礙是影響IRI的一個重要因素，會加重缺血的癥狀，使得缺血細胞發生不可逆的損傷和死亡。考慮與下列因素有關：①生成的大量OFR對肝內皮細胞有極大的損傷；②酸中毒、鈣超載有可能導致細胞水腫；③內皮細胞受到損傷時也會造成血小板黏附微血栓；④PMN趨化黏附、聚集肝血竇、造成循環障礙。

1.5 細胞因子：細胞因子可加重炎性反應，使得再灌注損害發生成為可能，通過自分泌、旁分泌和激素方式誘生成炎性介質，TNF-α和白細胞介素（IL）-1是涉及HIRI的兩個重要細胞因子。

1.6 細胞凋亡：Vivek等建立大鼠常溫肝臟缺血再灌注模型后，將采集的標本予以HE染色，Tunel染色檢查，觀察發現在肝缺血再灌注損傷的肝細胞和肝竇狀上皮細胞的死亡方式主要是以細胞凋亡的方式存在[1]。肝細胞凋亡受P53、Fas、Myc、Bcl-2家族等的調控，受體介導是肝細胞凋亡最主要的途徑之一。研究較多的是Fas及TNF受體。目前已知參與肝細胞凋亡的主要有Fas受體，TNF1和TNF2受體，AP0-2、APO-3、DR-4（死亡受體-4）、TGF-β受體[2]。

2 促紅細胞生成素（Erythropoietin，EPO）

1948年Bonsdor與Jalsvisto發現一種含唾液酸的34 KDa的糖蛋白，主要由成年腎臟和胎兒肝臟分泌，能促進紅細胞的生成，因此將它稱為EPO。

2.1 EPO及EPOR的生物性：EPO是一種相對分子量為30.4 kDa，含40%碳水化合物的糖蛋白，位于人體7q22染色體，它編碼一條含193個氨基酸的多肽鏈，并通過蛋白修飾作用最終形成含165個氨基酸的蛋白質[3-4]。EPO-R是一種Ⅰ型膜糖蛋白，包含8個外顯子序列。含有兩個高度保守序列boxl和box2，對保證EPO-R正常形成折疊發揮著非常重大的作用和意義[5]。

2.2 EPO及EPO-R的信號傳導：EPO的胞內信號轉導是多個通路交聯、互補、形成網絡的一個復雜傳導過程。EPO/EPOR信號通路與胞漿非受體酪氨酸激酶JaK2和Stat5的活化有著密切關聯；還通可過其他如PI3K（磷脂酰肌醇-3-激酶）信號轉導通路發揮生物學作用；除此外，一些負性調節因子如SH-PTPI也參與了信號轉導這個過程。

2.3 EPO的作用

2.3.1 EPO/EPOR在正常中的表達與作用：最近研究認為EPO是一種由于缺氧誘導因子（Hypoxia-induction factor，HIF）家族誘導產生的多功能細胞因子超家族成員[6]。有實驗證明其單獨或與血小板生成素（TPO）聯合可加速巨核細胞集落形成單位細胞增殖成熟及胞質裂解形成血小板。EPO同時還是一種抗凋亡因子，在減少神經元、心肌細胞、腎小管上皮細胞、視膜神經節細胞（RGCs）、血管內皮細胞及人乳腺癌細胞（MCF-7）凋亡方面起著非同小可的作用，其機制與保持線粒體膜穩定、上調Bcl-2，Bcl-X 及下調caspase-3有關。

2.3.2 EPO在肝臟缺血再灌注損傷的作用：EPO可與機體各處的EPOR受體結合，發揮器官保護作用。研究表明EPO除能調節紅細胞生成以增加組織供氧外，還具有：①抑制細胞凋亡[5]；②減少炎性反應；③減輕Ca2+超載；④抗氧化應激[7]；⑤保護血管內皮、促進血管再生等[8]。在對肝臟缺血再灌注損傷的保護具有一定生物學機制。

2.3.2.1 抑制細胞凋亡：大量的研究表明細胞凋亡存在于肝臟缺血再灌注損傷，并能在HIRI找到細胞凋亡的解剖學證據。肝臟斷流手術是肝細胞壞死和凋亡的有力誘導因素。肝臟內EPOR也是在內皮細胞表達，故EPO治療可有效防止再灌注期內皮細胞凋亡，進而保護肝臟，維持血流[9]。根據Maximilian研究中EPO與EPOR結合活化受體， 活化的EPOR可啟動MAPK p42/44、JAK2-STAT5和PI-3K/AKT蛋白家族等多種信號轉導通路，通過激活PI-3K/AKT軸或JAK2-STAT5系統抑制細胞凋亡[10-11]。龐利群在轉基因鼠的實驗研究中證明，促進抗凋亡途徑的表達可對缺血再灌注損傷起保護作用[2]。

2.3.2.2 減少炎性反應：有研究對大鼠肝缺血再灌注損傷模型在建模前使用rhEPO，通過檢測肝移植后外周血中NF-KB活性、TNF-α的蛋白、肝臟酶學指標和IL-1和IL-6的表達與未使用rkEPO的缺血模型進行對比，發現使用rhEPO后，肝組織NFKB，血清TNF-a、肝臟酶學指標及IL-1和IL-6的表達明顯較未使用rhEPO的患者降低[12]。由此可以認為，EPO對肝缺血再灌注損傷具有一定的保護作用，能有效抑制NF-KB的表達，直接降低其與靶基因啟動子區特異序列的結合活性。其所調控的靶基因表達相應受到抑制，血液TNF-α等促炎因子的蛋白水平表達減少，從而有效抑制了因中性粒細胞的聚集而產生的組織損傷[13]。

2.3.2.3 減輕Ca2+超載：研究表明EPO可通過調節Ca2+內流發揮作用，當EPO與EPO受體結合后，EPO受體即被激活直接作用于Ca2+通道，通過去極化抑制Ca2+內流。

2.3.2.4 抗氧化應激：EPO可抑制血管平滑肌細胞上誘導型一氧化氮合酶（iNOS）的表達，減少NO誘導的自由基產生，拮抗其毒性，保護細胞免于缺血性損傷。動物實驗顯示，EPO的全身應用可使缺血后脂質過氧化物的生成明顯減少，從而減輕缺血再灌注所誘發的致命性的氧化損傷[5]。

2.3.2.5 保護血管內皮、促進血管再生：EPO對血管具雙重作用， 一方面保持內皮細胞的完整性，另一方面在無血管區促進血管發生， 形成新的毛細血管[14]。體內、外實驗均證明EPO能促進內皮細胞增殖， 人的內皮細胞表達EPOR，可在EPO的作用下分化為血管結構，推測其對成體血管的形成和修復起到調節作用[15]。EPO有促有分裂和趨化作用，有助于細胞MMP-2生成。

3 臨床應用與展望

EPO應用于腎性貧血患者中取得了相對滿意的效果，且具有安全性較高的優勢，同時對多器官缺血再灌注損傷都有保護作用。但是，EPO如果長期大劑量的應用可有可能會增加血栓形成，并增加高血壓等心腦血管事件的發生率等不良反應，且國外有EPO增多可引起惡性腫瘤等報道，使EPO的臨床應用又具有一定的局限性。如果能夠利用化學修飾對EPO進行改造，克服EPO的不良反應，將在臨床器官保護和缺血再灌注損傷治療中有廣闊的應用前景。

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