张玉新(综述)，周 燕(审校)

(第二军医大学长征医院南京分院内分泌科，南京225001)

天然胰岛具有类似肾小球毛细血管网样的丰富血供，为胰岛细胞提供了充足的氧和营养物质，并使分泌的激素迅速进入循环。而移植的胰岛完全脱离了天然环境，其存活及功能依赖于新生血管的重构，继而从受体获得血供。据估计，移植后只有不到30%的胰岛能够存活，多数胰岛在移植早期即死亡，此与免疫无关，主要由于缺血缺氧所致。因此，迅速而充分的再血管化对于移植胰岛的存活及功能至关重要。而血管内皮细胞是再血管化的关键。

1 血管内皮细胞与胰岛再血管化

胰岛中存在丰富的血管内皮细胞，绝大多数胰岛内皮细胞在分离后早期仍然存活。以往认为，胰岛移植后的血管重建完全依赖于供体，而Song等［1］将新鲜分离的胰岛立即移植，发现移植后的胰岛中供体的胰岛血管内皮细胞仍然存活，接近40%的胰岛新生血管来源于这些供体的内皮细胞。因此，供体和受体的内皮细胞共同参与了胰岛移植后的血管重建。Cabric等［2］采用小鼠复制缺陷反转录病毒转染胰岛，成功地从胰岛中克隆并建立了内皮细胞系，证实了胰岛中尚存在去分化的内皮前体细胞，这些血管内皮种子细胞也可能在胰岛移植后的血管新生中发挥作用。

然而，移植胰岛自身的血管新生能力较弱，并不足以形成类似天然胰岛的充足血供。在胰岛分离、纯化及移植早期，由于正常血供的破坏，胰岛一直处于缺氧状态，低氧刺激胰岛β细胞代偿性地增加表达血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)，但VEGF表达的增加并不能阻止胰岛内皮细胞的死亡［3］。缺氧状态使胰岛内皮细胞大量死亡，是导致移植物血管新生能力差，血供不足的重要原因。

目前认为，胰岛内的血管新生开始于移植后3～5 d，至第14天基本完成［4］。因此，在移植后早期加快血管新生的进程，就能够改善胰岛移植的效果。

2 VEGF对血管内皮细胞及胰岛移植的影响

VEGF能通过激活丝裂素活化蛋白激酶/细胞外信号调节激酶并抑制应激活化蛋白激酶信号通路维持内皮细胞的存活［5］。胰岛β细胞表达VEGF，正常胰腺中胰岛的血管密度约为外分泌腺的5倍，而剔除胰岛β细胞VEGF基因的小鼠胰岛血管密度明显降低，胰岛的内皮细胞密度与外分泌腺相当。因此，高表达VEGF是胰岛中血管内皮细胞含量丰富的主要原因。

VEGF对胰岛移植的保护作用主要是通过促进血管新生而间接实现的。用腺病毒载体转染小鼠胰岛使其表达VEGF，移植转染的胰岛后发现移植物血管新生明显增强，再血管化进程明显加快，一次移植成功所需的胰岛数量亦明显减少［6］。

Stagner等［4］改变策略，在大鼠肾包膜下移植胰岛时添加VEGF缓释颗粒(每日释放20 ng VEGF，持续30 d)，发现移植效率亦明显改善。由此可见，VEGF对胰岛移植的保护作用主要是通过促进再血管化而间接实现的。除此之外，VEGF还能直接抑制胰岛表达组织相容性复合体Ⅱ，降低移植胰岛的免疫原性，并阻止胰岛的坏死和凋亡［4］。

一种新的超声介导的基因操作技术亦被用于转染胰岛，Shimoda等［7］采用该方法转染 VEGF后发现，该方法也能显著改善移植的成功率，作为一种非病毒介导的更为安全的基因操作手段，该方法有望对改善移植效果起到重要作用。

此外，某些药物对VEGF也会产生影响，deferoxamine能使β细胞产生 VEGF增多［8］，而 Rapamycin则会影响VEGF介导的再血管化［9］。

因此，在移植早期提高局部VEGF的浓度，并维持一段时间，能够明显加快再血管化进程，改善移植预后。

3 内皮细胞包被对胰岛移植的影响

胰岛表达组织因子，能结合活化的凝血因子Ⅶ，进而激活外源性的凝血通路，是体内凝血的主要启动因子。临床胰岛移植时，输入门静脉的胰岛表达的组织因子会诱发凝集反应，即血液介导的急性炎性反应［10］，表现为凝血系统和补体系统的活化、血小板的快速结合活化以及白细胞浸润胰岛，从而破坏胰岛形态，影响胰岛功能。而血管内皮细胞是体内唯一能够耐受与血液直接接触的细胞。

Johansson等［11］将人的胰岛与原代培养的人主动脉内皮细胞在体外共培养2～7 d，使胰岛表面被内皮细胞覆盖形成一层天然的生物膜，而后暴露于同血型的血液，发现包被后的胰岛引发的凝血及补体系统活化明显减弱，炎性反应、CD11b+细胞浸润亦明显减少，对血液直接接触的耐受性增加，血液介导的急性炎性反应明显缓解，并且这种保护作用与覆盖程度密切相关;将这种内皮细胞包被的胰岛移植到裸鼠肾包膜下，发现存活的内皮细胞能显著增强移植胰岛的血管新生能力。因此，经血液采集自体血管内皮细胞并体外扩增后包被供体胰岛，也可能改善临床胰岛移植的效果。

4 内皮前体细胞动员对胰岛移植的影响

在胚胎形成期，胚胎通过局部信号吸引血管母细胞迁移聚集到特定位置后不断增殖，形成原始血管，这一过程称为血管发生(vasculogenesis)，而出生后，血管的新生主要依赖现有的血管以出芽(sprouting)的方式形成。1997年，内皮前体细胞(circulating endothelial precursors，EPC)首次从人的外周血中分离出来，并证实其体外可以分化为成熟的血管内皮细胞，晚近研究发现这些细胞主要来源于骨髓，并能通过一种类似胚胎期血管发生的机制参与血管形成，称为出生后的血管发生(postnatal vasculogenesis)［12］。将分离纯化的EPC移植或直接动员骨髓中的EPC都能明显促进缺血组织的血管新生，加快组织再生及功能恢复［13］。

Mathews等［14］用动物模型证实，损伤的胰岛能在局部募集外周血中骨髓来源的EPC，这些细胞在局部分化为成熟的血管内皮细胞，从而促进损伤胰岛的血管新生。Contreras等［15］对胰岛移植的小鼠行粒-巨噬细胞集落刺激因子注射动员骨髓中的EPC，0.5 μg/d，持续7 d后，发现外周循环中的内皮前体细胞数量明显增加，并参与移植后胰岛的血管重建，使其血管密度明显增加，移植物功能改善。因此，在胰岛移植的同时动员骨髓中的EPC，将体外扩增的自体EPC与胰岛混合移植或经静脉回输，都可能通过促进胰岛血管新生而改善移植的效果。

5 骨髓干细胞对再血管化的影响

研究表明，骨髓中的造血干细胞和间充质干细胞对再血管化均有贡献，在STZ造模的大鼠，将胰岛和107数量级的间充质干细胞共移植能显著提高胰岛移植的成功率，降低成功移植所需要的胰岛用量，共移植后的胰岛血管密度更高，血供更好，糖耐量表现亦更好［16］。另有研究将骨髓有核细胞分离后直接与胰岛共移植给STZ造模的小鼠，与单纯移植胰岛组相比，共移植骨髓细胞的小鼠血糖水平更低，血胰岛素水平更高，免疫组化证实，移植的胰岛VEGF密度更高，提示再血管化改善［17］。

6 其他

血管内皮细胞对胰岛的作用还体现在一些特殊的时期。在胚胎期，内胚层前肠与胚胎背侧主动脉和腹侧卵黄静脉内皮接触的部位产生背胰芽，缺乏内皮信号则不能产生正常的胰腺［18］。在妊娠期，胰岛中增殖的血管内皮细胞表达肝细胞生长因子，刺激β细胞增殖，而β细胞产生的VEGF和胰岛素又能作用于血管内皮细胞，促进其表达肝细胞生长因子［19］。此外，血管内皮细胞亦可作为基因治疗的载体细胞，转基因修饰的血管内皮细胞对胰岛移植的保护作用尚有待研究。另外，有研究发现肝脏星形细胞与胰岛共移植也能改善移植胰岛的存活状态，一个重要的机制是星形细胞发挥了营养支持作用，促进了血管内皮细胞的存活和再血管化［20］。

7 小结

血管内皮细胞与胰岛移植后的再血管化关系密切。局部高表达VEGF促进内皮细胞增殖，直接补充内皮细胞或内皮前体细胞，动员骨髓中的内皮前体细胞，都能加快胰岛移植后血管新生的进程，改善移植效果，对临床胰岛移植具有重要意义。

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