孙艺玮，姜维良

(哈尔滨医科大学附属第二医院普通外科，黑龙江哈尔滨150081)

血管内皮祖细胞(endothelial progenitor cells，EPCs)是一类与造血前体细胞有着相似特征的单核细胞群，它们在成体血管新生和受损内膜的再内皮化中发挥重要作用。近年来有关EPCs的基础研究进展迅速，其研究成果为缺血性疾病、肿瘤的治疗和组织工程研究展现了新的视角，同时也显示出良好的临床应用前景，本文就成体EPCs的来源、分布，生物学特征、作用及临床应用等方面的研究现状进行综述。

1 EPCs概述

1.1 EPCs的来源及分布

EPCs主要来源于骨髓、外周血、脐血和胚胎等组织。1997年采用磁珠分选法首次从外周血中分离出EPCs，它们在血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)的作用下分化为内皮细胞，同时发现这些细胞参与动物缺血肢体血管生成［1］。近年来也有研究者从外周血收集祖细胞，采用内皮祖细胞局部肌间注射治疗闭塞性动脉硬化症，结果显示移植部位皮温明显升高、溃疡面出现新生肉芽组织以致溃疡缩小愈合［2］。

此外研究已经证实，脐血也能分离出EPCs。采用免疫磁珠法分离出CD34+和CD133+细胞，并分析细胞表面的特征性分子，发现这些细胞可表达EPCs特有的转录基因，其编码的蛋白质与细胞的自我复制、信号传导、细胞骨架重建、招募及黏附密切相关［3］。从胚胎中分离出EPCs，可表达血管性血友病因子(Von Willebrand Factor，vWF)等，这些细胞经诱导分化为内皮细胞［4］。造血细胞和内皮细胞来源于胚胎，两者在胚胎时期比成年时期关系更密切［5］。

1.2 EPCs的表面标记

2000年，发现了CD133(AC133)，认为CD133+/CD34+/VEGFR-2+细胞是一种早期 EPCs［6］，分化成熟的过程中逐渐失去CD133，而在成熟的EC上则无 CD133表达。但2001年，又提出了 CD34－EPCs的概念［7］。2002年，从成体骨髓中分离出一种 CD133+/VEGFR-2+/CD34－/VE-cadherin－的多潜能祖细胞［8］。这些细胞在体外经VEGF诱导培养可增殖分化为CD34+/VEGFR-2+/VE-cadherin+EPCs;在体内参与肿瘤的血管新生和创伤愈合，故也被认为是EPCs的前体细胞。由此可见，EPCs的表面标记并非单一的，且在不同的发育阶段可能表达不同的标记，或者不同来源的EPCs也可能具有不同的标记。总之，迄今为止，还没有发现可以明确识别EPCs的特异性表面标记，但是有关研究表明，同时表达CD133、VEGFR-2和CD34的细胞具有迁移并分化为成熟内皮细胞的能力，能够促进出生后的血管形成。

1.3 EPCs的动员、归巢

动员指EPCs从骨髓释放到外周血的过程，成人内皮祖细胞的动员过程是一个复杂的过程，其受许多细胞因子的影响，如VEGF、血小板源性生长因子(platelet derived growth factor，PDGF)等在内皮祖细胞的动员中发挥重要的促进作用。归巢指外周血EPCs迁移到组织缺血或内皮损伤部位，黏附、结合到受损血管的过程，EPCs的归巢是一个复杂、精密的过程。将含有VEGF的填充物移植到缺血部位，可引起移植部位的EPCs聚集，促进血管新生，提示VEGF有促进EPCs归巢的作用［9］。二者可受到多种共同因素的调控，又受到各自独立的因素调控，如VEGF和基质细胞源性因子-1(stromal cell derived factor-1，SDF-1)既可促进EPCs动员，又可促使其归巢。而活化的基质金属蛋白酶-9(matrix metallo proteinase-9，MMP-9)可激活造血母细胞，使其分化为EPCs和造血干细胞;一氧化氮合酶在骨髓干/祖细胞动员中也起着重要作用，它可以促使MMP-9 的激活［10］。

1.4 EPCs的分化

EPCs的分化与黏附分子、黏附后细胞之间的相互作用及微环境有密切关系。经西伐他汀处理过的EPCs表现出较强的向血管内皮细胞分化的能力，然而，这种增强的分化能力可以被黏附素受体阻断剂所阻断，这表明黏附分子在EPCs的分化中发挥重要作用［11］。

1.5 EPCs的作用

研究证实，EPCs在成体的生理性和病理性血管新生中发挥着重要作用。小鼠骨髓移植实验发现，诱发排卵后的黄体和子宫内膜及下肢或心肌缺血组织中均能检测 EPCs［12］。将体外扩增的人EPCs移植到后肢缺血的裸鼠中发现，EPCs促进了缺血组织的血管新生，肢体坏死和截肢减少了近50%［13］。将新鲜分离的人EPCs移植到后肢缺血的糖尿病裸鼠中，其结果提示，在疾病状态下它们也可以促进血管新生［14］。研究显示，EPCs参与受损血管内膜的再内皮化，在维持内皮稳态方面发挥重要作用。研究人员在犬的胸降主动脉人工血管以及患者的左心室辅助装置表面发现EPCs移生现象［15］。通过对犬颈动脉内皮剥脱实验研究，证实骨髓来源的EPCs参与了受损内膜的再内皮化［16］。

1.6 EPCs的影响因素

正常情况下，骨髓中EPCs处于休眠状态，在很多刺激因素作用下动员到体循环，导致外周循环血中EPCs的数量增加，并迁移到特定的位点分化增生，形成内皮细胞并促进血管发生。目前已证实对EPCs有动员作用的因素包括生长因子:VEGF、碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)、胎 盘 生 长 因 子 (placenta growth factor，P1-GF)、促红细胞生成素(erythropoietin，EPO)等;致炎细胞因子:粒-巨噬细胞集落刺激因子(macrophage colony stimulating factor，GM-CSF)、白细胞介素-1(interleukin-1，IL-1)、基质细胞衍生因子(stroma cell derivation factor-1，SDF-1);药物和激素:他汀类药物、血管紧张素转化酶抑制剂、雌激素等;机体某些生理或病理状态:组织缺血、不稳定型心绞痛、急性心肌梗死时外周血中EPCs迅速增加。在低氧5周的大鼠中发现他汀类药物通过抑制SDF-la/CXCR4和ICAM-1/CDl8途径减少骨髓来源的EPCs的动员及归巢［17］。不少研究己证实，EPCs在VEGF或缺血刺激下确可分化为成熟内皮细胞，它在体内具有明显的内皮修复和促血管新生作用［18］。研究也证实了EPO可诱导EPCsAkt/eNOS磷酸化和NO合成，增加EPCs的动员而抑制损伤动脉的内膜增生［19］。

2 EPCs与肢体缺血性疾病的治疗

血管新生疗法用于治疗缺血性疾病的临床实验已有十余年的历史，经历了从生长因子(growth factor，GF)基因导入的治疗性血管新生(therapeutic angiogenesis)到EPCs移植的治疗性血管形成(therapeutic vasculogenesis)阶段。

目前已有EPCs移植治疗肢体缺血性疾病的临床应用报道。国外首先采用骨髓单个核细胞进行缺血肢体的局部肌肉注射治疗［20］。随访4周，结果显示患者的踝肱指数、静息痛及无痛行走时间均明显改善，并无严重的并发症;24周时，缺血肢体侧支血管数目明显增加，血流灌注恢复。这些可能与骨髓单个核细胞中含有EPCs及一些促血管生成因子有关。另外，2002年相关研究也证明了，EPCs移植治疗肢体缺血性疾病安全、可行［21］。从国外应用情况来看，取得了缓解症状、降低截肢平面，甚至避免截肢的效果。

继国外相应的临床应用研究报道之后，2003年国内首先开展了自体骨髓干细胞移植治疗下肢缺血的临床研究，发现大多数患者达到了避免截肢或降低截肢平面的目的［22］。同年又进行了第1例动脉腔内干细胞移植术，并对这2种不同自体骨髓干细胞移植的方法进行了对比，肌肉局部注射组患者小腿疼痛的缓解率＞90%，而血管腔内注射组的疼痛缓解改善率几乎100%。之后又尝试采用外周血干细胞移植治疗下肢缺血，到目前为止全国大约有2 000余例患者已经得到治疗，大多数患者的临床症状明显改善，这使不少患者不仅保存了肢体，而且挽救了生命。

3 EPCs的展望

目前，干细胞研究是生物医学领域研究的热点之一。EPCs移植通过促进血管新生治疗缺血性疾病的新策略具有巨大的临床应用潜力，EPC在血管新生治疗中的作用已在临床前实验中取得了较为肯定的结果。虽然有许多问题尚需解决，但该手段较传统的治疗方法有着无可比拟的优越性。相信随着基础与临床研究的不断深入，在不久的将来，采用其他来源的干细胞移植如脐血干细胞移植、胎肝细胞移植、干细胞和(或)祖细胞的基因修饰、细胞因子的联合运用等多种治疗手段，干细胞移植治疗下肢缺血性疾病定会迎来更加广阔的应用前景。

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