血管内皮祖细胞在子痫前期中的作用

姚宝林，程海东

·论著·

血管内皮祖细胞在子痫前期中的作用

姚宝林，程海东△

子痫前期是妊娠期的严重并发症，除了提前终止妊娠外尚无有效的治疗方法，其病因及发病机制尚不清楚，但血管内皮细胞损伤是子痫前期发病的关键因素之一。血管内皮祖细胞（endothelial progenitor cells，EPCs）是血管内皮细胞的储备形式，当血管内皮细胞受损时，机体发生一系列变化以诱导募集EPCs至损伤部位，修补受损的血管内皮。但在子痫前期患者体内，损伤的血管内皮不能及时得到修复，推测子痫前期患者体内的EPCs在功能或数量上存在异常；与此同时EPCs移植可能成为治疗子痫前期的一种新方法。综述EPCs与子痫前期的关系，概括EPCs的调节因素，论述EPCs移植治疗子痫前期的可能性，以寻找预防和治疗子痫前期的新方法。

先兆子痫；内皮，血管；干细胞；治疗

【Abstract】Pre-eclampsia is a serious complication of pregnancy.There is no effective treatment in addition to early delivery.The etiology and pathogenesis of pre-eclampsia is still unclear.Endothelial dysfunction is a characteristic of preeclampsia.Endothelial progenitor cells（EPCs）are stem cells which have the potential of differentiation into vascular endothelial cells.EPCs are mobilized，and then migrated to the injury position to repair the damaged vascular endothelium when endothelial cells were damaged.But the damaged vascular endothelium of pre-eclampsic patient is not restored in time.So we speculate that the number or function of EPCs in pre-eclampsic patient is abnormal.Meanwhile EPCs transplantation may be a new method for the treatment of pre-eclampsia.This paper detailedly explained the relationship between EPCs and preeclampsia，summarized the regulation of endothelial progenitor cells，and discussed the possibility of EPCs transplantation for the treatment of pre-eclampsia，so we could find new methods of prevention and treatment of pre-eclampsia.

【Keywords】Pre-eclampsia；Endothelium，vascular；Stem cells；Therapy （J Int Obstet Gynecol，2016，43：381-384）

子痫前期（pre-eclampsia）是指妊娠20周后首次出现高血压、蛋白尿、水肿伴重要脏器损害的妊娠期特有的并发症，其发病率约为2％～8％［1］，是导致妊娠妇女和围生儿患病率和及死亡率增高的主要原因，严重威胁母儿预后。且该病的治疗手段有限，主要以解痉、降压、调节血黏度、改善微循环等对症支持治疗为主，尽量延长孕周或争取促胎肺成熟时间，而最终只能终止妊娠挽救孕妇生命。因此子痫前期是产科研究的热点和难点，尤其对其病因、发病机制和治疗方法的研究一直在进行中。

血管内皮祖细胞（endothelial progenitor cells，EPCs）是血管内皮细胞（vascular endothelial cells，VECs）的前体细胞，在机体的外周血、骨髓及脐血中均存在EPCs，当血管内皮受损时，其从骨髓定向迁移到循环中参与损伤血管的修复［2］。EPCs不仅参与胚胎血管形成，而且在出生后的血管再生过程中有重要的促进作用。1997年Asahara等［3］首次从人外周血的单个核细胞中分离并诱导出EPCs，通过动物实验发现EPCs具有分化为成熟血管内皮的潜能，并参与机体的血管新生。随着研究不断深入，分离、纯化、增殖EPCs的实验技术日渐成熟，但EPCs在外周血的数量极少，获取大量的EPCs应用于临床仍是一项挑战。

虽然子痫前期的病因及发病机制至今不十分清楚，但血管内皮损伤被认为是子痫前期发病的重要环节。正常情况下，血管内皮损伤后即启动EPCs的动员机制，能诱导并定向募集骨髓中的EPCs至损伤部位，促进受损血管内皮的修复，同时促进血管新生。但在子痫前期患者中，损伤的血管内皮未能得到及时修复，导致血管痉挛，血压升高，肾小球毛细血管内皮受损，出现蛋白尿，进而出现子痫前期的临床表现。本文详细阐明子痫前期与EPCs的关系，并总结EPCs的调节因素及机制，这些调节因素可能对预防和治疗子痫前期有益，同时阐述了利用EPCs移植治疗子痫前期的可能性，为将来研究子痫前期的病因和治疗方法提供新思路。

1　子痫前期与EPCs

二阶段学说认为子痫前期患者在妊娠早期滋养细胞对子宫螺旋动脉的浸润有缺陷，螺旋动脉重铸障碍，导致胎盘浅着床，使子宫-胎盘血流灌注减少，引起胎盘缺血、缺氧，进而释放大量“毒性因子”进入循环，使子痫前期的病理变化从胎盘局部发展到全身各系统，这些“毒性因子”直接或间接损伤母体的内皮细胞，从而出现多种病理生理改变及临床表现［4］。许多研究表明子痫前期患者体内存在血管内皮损伤［5-8］。EPCs作为干细胞，具有向成熟VECs分化的潜能，当血管内皮损伤时，机体发生一系列适应性反应，动员骨髓中的EPCs定向进入血循环，抵达损伤部位，修复损伤的血管内皮。很多学者研究发现子痫前期患者循环中EPCs的数量较正常妊娠孕妇降低［9-11］，另有研究证明子痫前期患者EPCs的成血管能力减弱［12］，所以子痫前期患者受损的血管内皮得不到修复。最近的一项研究表明子痫前期患者分娩的新生儿脐血中内皮细胞克隆形成细胞数量较健康妊娠者显著减少，使新生儿成年后发生心血管疾病的风险增加［13］。总结分析上述研究发现：首先，研究普遍认为子痫前期起源于胎盘病变，而血管内皮损伤是子痫前期患者出现临床表现的重要发病环节，在缺血缺氧情况下胎盘释放大量的“毒性因子”，导致母体全身各系统的血管内皮受损，损伤的范围很大，以致于大量动员和消耗EPCs，使子痫前期患者循环中EPCs数量减少，低于正常妊娠者；其次，大范围的血管内皮损伤导致大量动员激活EPCs，可能会导致EPCs的分化成熟不完全，形成功能幼稚的细胞，使EPCs形成血管的能力减弱。因此，如通过各种方法调控EPCs的数量和功能，有可能为治疗子痫前期提供新方法。

2　EPCs的调节

最近已有学者报道了许多调节EPCs的方法［14-15］。下面将详细讨论EPCs的调节因素，探讨可能用于治疗子痫前期的新方法。

2.1血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）与EPCsVEGF是一个复杂的系统，包括6种不同的因子：VEGF-A，-B，-C，-D，-E和胎盘生长因子；其受体有VEGFR1（Flt-1），VEGFR2（Flk-1），VEGFR3（Flt-4）和血管生成素［16］。VEGF是促进血管生成的重要诱导物之一，可促进内皮细胞迁移和生存，促进血管生成及增加血管通透性。VEGF在许多生理和病理情况下发挥重要作用，尤其在肿瘤、炎症、缺血性疾病中。Asahara等［17］研究证实VEGF也可以调节EPCs的动力学，即促进骨髓中的EPCs释放到外周血，参与出生后血管新生；同时揭示VEGF具有适度调节EPCs增殖的作用，EPCs的迁移能力与VEGF的剂量呈正相关。VEGF应答在EPCs增殖中发挥重要的作用，主要是通过结合2种关系高度密切的酪氨酸激酶受体Flt-1和激酶插入区受体（KDR）/Flk-1而发挥其生物学效应［18］。故VEGF是一种有效动员EPCs和促进其增殖的因子，其可以显著增加EPCs增殖，提高EPCs的功能［19］。

2.2雌激素与EPCs2007年Hoetzer等［20］对无明显心血管危险因素的健康中年人进行研究发现，中年女性的EPCs克隆形成能力较中年男性明显升高，其迁移能力也显著增强；而且血雌激素水平越高的妇女其血循环中含EPCs的量越多。其后的一项类似研究证实新生儿刚出生时脐血中EPCs的数量存在性别差异，并且在一生中呈波动状态，具体表现为：刚出生新生儿脐血中的CD34+KDR+EPCs的数量女婴高于男婴，而这种差异在青春期前儿童的外周血中倒置过来，育龄妇女外周血中CD34+KDR+EPCs的数量较同龄男性高，绝经后或老年妇女与同龄男性比较差异无统计学意义［21］。EPCs在体内或体外均受雌激素调节，女性绝经后患心血管疾病的危险性增加可能与EPCs减少有关。近年也有一项关于雌激素在体外促进EPCs增殖、迁移、血管生成及其分化为成熟内皮细胞的研究，EPCs的迁移能力与雌激素浓度呈正相关，而EPCs的增殖能力在低浓度（10 nmmol/L）时比高浓度（100 nmmol/L）强［22］。总之，雌激素能促进EPCs的动员、迁移、增殖，抑制EPCs凋亡，这种调节作用依赖于内皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS）的表达［23］。

2.3缺氧诱导因子（hypoxia inducible factor，HIF）与EPCsHIF是一种转录调控因子，由α和β亚型组成，一般情况下，α亚型是主要的调节因子，而β亚型（ARNT）不受组织氧状态的影响。在正常氧的情况下，α亚型中的HIF-1α和HIF-2α可被快速降解；但在缺氧情况下，α亚型与β亚型迅速结合转移至核内，通过上调诱导型一氧化氮合酶（induced nitric oxide synthase，iNOS）、VEGF及受体、促红细胞生成素（EPO）、葡萄糖转运体（GLUT）和糖酵解过程中的多种酶（如己糖激酶等）弥补机体缺氧所产生的多种病理生理反应。2008年Jiang等［24］报道利用HIF-1α转染的HIF-1α过表达EPCs可以治疗下肢缺血，在缺氧损伤部位发现了新生血管的产生，说明HIF-1α可以诱发EPCs的分化、增殖以及迁移。最近Lee等［25］的研究表明，缺氧可诱导HIF-1α增加，HIF-1α进一步诱导TWIST表达，通过HIF-1α-TWIST-p21轴的作用防止EPCs在增殖过程中衰老，增强EPCs的增殖能力，延长EPCs的寿命，维持EPCs的干细胞特性。肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF）的表达也可诱导HIF-1α释放，促进EPCs增殖，提高EPCs的成血管功能［26］。由此可见，HIF在EPCs增殖、分化、促进血管新生中具有重要的作用。2010年有学者发现翻译调节因子eIF3e/Int6基因的干扰抑制可以显著上调HIF-2α活性，活化的HIF-2α又同时诱导了多种与血管新生因子、细胞因子有关的基因生成，从而促进缺血组织的血管新生，促进缺血损伤组织的愈合［27］。因此假设不仅HIF-1α过表达的EPCs可以治疗下肢缺血，或许小干扰RNA（siRNA）-Int6可以抑制Int6基因，使之表达减少，从而提高HIF-2α的活性，可以更有效地提高EPCs的增殖、迁移、血管再生作用，因为Int6基因受干扰抑制期间，HIF-2α可以在有氧条件下保持稳定的表达水平，从而对细胞和血管的再生发挥重要作用。

2.4其他另外尚有许多已知或未知的调节因子，如羟基二十碳四烯酸（20-hydroxyeicosatetraenoic acid，20-HETE）。Chen等［28］的研究证明20-HETE在体外可以控制EPCs的血管新生功能，在体内也可控制EPCs诱导的血管新生，同时证明20-HETE与VEGF有协同调节作用。其他调节因素尚有一些未知的调节因素有待进一步研究阐明。

综上，通过对EPCs调控因素的研究，有助于寻找可有效提高EPCs数目和功能的方法，进而预防和治疗子痫前期，或者在体外试验中可提高EPCs的获取率，得到更多的EPCs应用于细胞治疗，为缺血性疾病的治疗寻找新方案。

3　EPCs的治疗作用

EPCs是VECs的前体细胞，由骨髓释放入外周血后在体内增殖，汇聚到血管异常或梗塞的部位，促进血管新生，修复坏死组织。已有很多研究探讨了EPCs移植治疗缺血性疾病的效果，众多试验结果表明移植EPCs能使缺血损伤区域的毛细血管密度和血流灌注量增加，保护损伤组织［29-31］。虽然有希望在临床上运用扩增自体的EPCs实现治疗性的血管新生，但最大的障碍是在不使用动物源性血清［如胎牛血清（FBS）］的情况下，EPCs的扩增存在很大的限制。2010年Shumiya等［32］研究证实用自体血清（AS）扩增的人EPCs与FBS扩增的人EPCs比较，在血管生成功能方面无明显差异，如增殖、迁移和血管形成，均能显著增加缺血组织的血流量和毛细血管密度。EPCs的治疗作用不论在基础研究还是临床研究均已有阐述，总的来说包括两个方面：①通过移植自体的EPCs或异体的EPCs，使汇聚到损伤部位的EPCs数量增多，促进损伤部位血管新生，解救或减轻组织损伤；②输入具有从骨髓动员EPCs的细胞因子，从而动员自身骨髓中的EPCs到循环血液，再迁移至损伤部位，促进血管新生，保护损伤部位的组织。

目前EPCs的表面标志物尚不清楚，EPCs分离纯化技术尚有缺陷，EPCs在外周血的数量极少，尚不能在体外实现大量扩增EPCs。另外，什么样的患者需接受EPCs治疗，采取哪种特异的EPCs治疗，均需有指南才能在临床上应用，EPCs治疗过程中的安全性亟待解决。

4　结语

EPCs移植治疗缺血性疾病的研究经过了几十年，但是在科研和临床上均没有取得进步，其原因可能有：①EPCs在外周血的数量极少，分离纯化技术不完善，以致很难得到数量可观的EPCs；②细胞移植治疗存在免疫排斥反应，降低治疗的成功率；③细胞移植的安全性问题尚未得到保障，大多数患者不能接受此项治疗。那么通过各种方法诱导内源性的EPCs释放，增强内源性EPCs的功能，可能是治疗缺血性疾病更好的方法，除了上述介绍的EPCs调控因素外，尚有一些未发现的调节因子需要进一步探讨，这些调节因子将有望成为治疗缺血性疾病的新方法。

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［本文编辑秦娟］

The Role of Endothelial Progenitor Cells in Pre-eclampsia

YAO Bao-lin，CHENG Hai-dong.Department of Obstetrics and Gynecology，Obstetrics and Gynecology Hospital of Fudan University，Shanghai 200011，China

CHENG Hai-dong，E-mail：hdcheng_2003@163.com

200011上海，复旦大学附属妇产科医院

程海东，E-mail：hdcheng_2003@163.com△审校者

2016-03-10）