動脈粥樣斑塊內血管新生及其成熟過程調節的研究進展*

張洪俠，周桂桐，李國振，張 敏，姜希娟，郭茂娟

（1.天津中醫藥大學，天津 300193；2.山東省單縣中心醫院，單縣 274300；3.泰安市婦幼保健院，泰安 271000）

冠心病是嚴重危害人類健康的常見病和多發病，其病理基礎是動脈粥樣硬化（AS）。傳統觀點認為，AS的發展是一個線性過程——由于脂質沉積，動脈粥樣斑塊逐漸增大并凸入管腔，造成管腔進行性狹窄和組織缺血，最終導致急性心血管事件發生。因此，大家一度以促進斑塊消退為治療AS的重點。近年來研究發現，AS是穩定期和不穩定期交替出現的非線性過程，這一過程取決于斑塊的易損性。AS一旦由穩定期發展為不穩定期，則斑塊容易發生破裂、繼發血栓形成，病變管腔迅速狹窄，臨床表現為急性冠狀動脈綜合征（ACS），甚至危及生命。因此，穩定斑塊是當前心血管疾病的研究熱點。研究發現AS斑塊的不穩定與斑塊內新生血管不成熟密切相關[1-2]。這些結構不成熟的新生血管僅是內皮細胞簡單圍成的管道，缺乏周細胞與平滑肌細胞及基底膜的支撐。多數新生血管管腔明顯擴張，管壁變薄，管壁脆性變大，容易破裂出血。因此，重塑斑塊內新生血管，降低其通透性和脆性，為穩定斑塊提供了一個新視角。中醫學認為氣虛血瘀是導致AS形成斑塊內病理性新生血管的主要病機。正氣內虛，氣行不暢，而氣為血帥，氣行則血行，氣虛則血瘀。故以補氣為根本，兼用活血方藥可以有效阻斷AS的病機演變。針對該病氣虛血瘀的基本病機，臨床及基礎研究中常用“益氣活血”功效的中藥復方防治AS所致的缺血性疾病。新生血管的成熟需要多種因素參與調節。筆者僅就促進新生血管成熟相關生長因子及主要信號通路做一簡要綜述。

1 斑塊內新生血管

1.1 新生血管與周細胞 血管新生是指從原有血管上以出芽形式生長出新血管的過程，即通過血管內皮細胞出芽、遷移、增殖而形成新的血管。內皮細胞的增殖和遷移是血管形成的必要條件，而周細胞的募集和基底膜的形成才標志著新生血管成熟的開始[3]。周細胞與內皮細胞的基底面相鄰，兩者有共同的基底膜；周細胞從胞漿伸出數支大的細胞突起與微血管長軸平行。這些突起逐漸變細并包繞微血管腔，對血管腔起到支持作用。一個周細胞可通過伸展的突起與微循環的多個毛細血管接觸。在基底膜缺如部位，周細胞可通過緊密連接、縫隙連接、釘—槽復合體和黏著斑等與內皮細胞發生特異性局部接觸[4]。周細胞能合成基底膜和細胞外基質成分，并通過與內皮細胞直接接觸及復雜的分子信號聯系，調節血管周徑及血流，維持血壓和微血管的通透性[5]。由此可見，周細胞及其產物對管腔起到物理和化學支持作用，保持其結構和功能的穩定。如果周細胞功能不足或受到阻斷，血管會擴張和滲漏，形成功能差的血管，不能運輸氧合的血液和排出代謝廢物。因此，成功實現對周細胞的募集是新生血管得以成熟、穩定的關鍵環節。

1.2 斑塊內血管新生 AS主要發生在大中動脈，特別是冠狀動脈、腦動脈和主動脈。正常大、中動脈的滋養血管僅限定在動脈的外膜與中膜外層，其功能是為外膜和中膜提供營養物質，內膜及中膜內層并無滋養血管存在，營養和氧由動脈管腔直接提供。而在AS侵蝕了的血管壁上，滋養血管不僅局限在血管外膜和中膜層，并延伸到內膜，于斑塊內形成新生血管，并且新生血管的檢出率隨著AS發展而逐漸增多。Pedersen等[6]證明，隨著病理分型從I～Ⅵ，病變內膜新生血管的發生率也從31%發展到100%，而且部分新生血管結構不穩定，缺乏完整的基底膜和周細胞。這類血管管壁通透性高，利于炎細胞浸潤；管壁脆性大，血管易于破裂出血，形成斑塊內血腫甚至導致斑塊破裂。同時，這類新生血管周圍常有含鐵血黃素沉積或伴有新鮮出血，表明在病灶局部出血、吸收經常發生。2007年Dunmone等[7]對比頸動脈斑塊發現，無臨床癥狀的穩定斑塊內也有明顯的新生血管，但其結構成熟、穩定；而有臨床癥狀的不穩定斑塊內新生血管往往缺少基底膜和周細胞包繞，提示這類血管新生存在對周細胞的募集缺陷。

2 調節新生血管成熟的生長因子

2.1 VEGF VEGF是1989年Ferrara和Henzel等首先在牛垂體濾泡細胞體外培養液中分離出來的一種可擴散的內皮細胞特異的有絲分裂原。VEGF是極強的血管通透性因子，這種血管通透作用提示單純VEGF誘導生成的血管不成熟，需要其他因子繼續配合，才能募集周細胞和產生基底膜，形成穩定的新生血管。2007年Dunmore等[7]研究發現不穩定斑塊內存在VEGF過表達，其含量與斑塊不穩定呈明顯正相關，提示斑塊內VEGF過表達與其他相關因子不協調可能是新生血管不成熟的重要原因。恰恰2003年Cao等[8]曾利用角膜血管可視性的優勢，單純給予VEGF可誘導角膜血管新生，然而，這些新生血管排列混亂、缺乏周細胞包繞，70 d后全部蛻變、消失，顯示單一VEGF無法成功募集周細胞，導致新生血管不成熟。

2.2 堿性成纖維細胞生長因子（bFGF）及其受體 bFGF是FGF家族成員之一，是一種多功能蛋白質，在血管發生中起重要作用。bFGF在體或離體均能強烈刺激毛細血管內皮細胞及血管周圍細胞增殖，促進毛細血管形成管腔。bFGF可刺激成纖維細胞增殖、分化和合成新的細胞外基質，使膠原含量增高；刺激成纖維細胞、內皮細胞分泌膠原酶、纖維酶原激活酶分解膠原。bFGF通過調節膠原纖維的合成與分解，使膠原含量在新生血管結締組織中達到相對平衡。Cao等[8]發現由單純bFGF誘導產生的血管存活時間長于VEGF誘導的血管，然而，這些血管仍未能形成穩定、成熟血管，在誘導210 d左右基本消失。

2.3 血小板源性生長因子-BB（PDGF-BB）及其受體 PDGF-BB也參與血管新生，主要通過募集周細胞參與新生血管的重建和成熟。內皮細胞源性的PDGF-BB對PDGF受體（PDGFR）陽性的周細胞起明顯的趨化作用，兩者結合具促進周細胞的增殖和遷移。PDGFR存在PDGFR-AA和PDGFR-AB兩個亞型，其中PDGFR-AB亞型具有穩定血管的功能[9-10]。在新生血管的內皮細胞中，只有處于細胞前緣且活化的頂端細胞才具有分泌PDGF-BB能力。因此，在新生血管的芽頂端PDGF-BB濃度較高，周細胞的增殖也相對活躍。PDGF-BB濃度也影響周細胞的覆蓋。當不同程度敲除內皮細胞PDGF基因后，新生血管的周細胞局部性甚至全部脫落，完全敲除基因者周細胞損失可達90%。PDGF-BB和（或）PDGFR基因敲除后，新生血管缺乏周細胞和平滑肌細胞募集，表明PDGF-BB是促進血管成熟的重要因子[11-12]。

此外，與新生血管成熟有關的因子還包括轉化生長因子β（TGF-β）家族、血管生成素1(Ang1)以及其酪氨酸蛋白激酶受體2（Tie2）。TGF-β是誘導血管平滑肌細胞和周細胞生成的主要因子，主要由血管內皮細胞分泌。Ang1/Tie2具有調節血管重塑和穩定的作用。

3 斑塊內新生血管成熟的通路

3.1 bFGF/PDGF-BB/PDGFR-AB通路 鑒于單一因子VEGF無法有效募集周細胞、穩定血管，Cao等[8]將不同因子進行組合，發現bFGF/和PDGF-BB具有良好的協同作用：可以促進生成穩定新生血管，這些血管結構成熟，具有豐富周細胞包繞。Lu等[13]同樣發現，PDGF-BB和bFGF聯合應用對新生血管成熟具有協同作用。2007年Nissen等[14]解釋了兩者協同作用的機制：缺乏bFGF時，周細胞處于靜止狀態，無明顯PDGFR表達，周細胞對內皮細胞分泌PDGFBB反應性極低；一旦被bFGF激活后，周細胞則高表達PDGFR。內皮細胞分泌的PDGF-BB通過與PDGFR陽性的周細胞結合最終實現募集周細胞、穩定血管的作用，PDGF-BB表達減少一半導致周細胞密度的顯著減少[15]。目前認為bFGF/PDGF-BB/PDGFR-AB通路是募集周細胞、促新生血管成熟的最佳組合，激活上述通路可以達到重塑斑塊內新生血管結構、穩定血管的目的[16]。

3.2 新生血管成熟其他通路 TGF-β通路，TGF-β超家族可刺激細胞外基質的產生，并且是血管平滑肌細胞及周細胞生成的主要因子，是血管成熟的調控因素之一[16]。研究發現，TGF-β在新生血管的重塑中發揮著雙重作用：促進血管形成和抑制血管形成。低濃度時，TGF-β上調促血管形成因子和蛋白酶，而引發血管形成過程；高濃度時，TGF-β抑制內皮細胞生長，促進基底膜形成，刺激血管平滑肌細胞、周細胞的分化和聚集，從而增進血管的穩定性[17]。

Ang1-Tie2通路是維持新生血管穩定的另一重要途徑。Tie2或Ang1敲除小鼠血管缺乏平滑肌細胞和周細胞的包繞[18]，表明Tie2、Ang1參與周細胞的募集過程。周細胞來源的Ang1與內皮細胞表面的Tie2結合，可以促進周細胞及平滑肌細胞的移行和對血管的包繞，增加新生血管的穩定性[19-20]。

綜上所述，通過對血管生長因子及信號通路等的研究，人們對血管成熟的分子機制已有了初步的認識。隨著認識不斷完善，通過調節血管生長和成熟來探索治療微血管病變將具有廣闊的前景。

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