内皮祖细胞(endothelial progenitor cells,EPCs)是
血管内皮细胞的
前体细胞,亦称为成血管细胞(angioblast),在生理或病理因素刺激下,可从骨髓动员到外周血参与损伤血管的修复.1997年,Asahara等首次证明循环外周血中存在能分化为血管内皮细胞的前体细胞,并将其命名为血管内皮祖细胞.研究显示,内皮祖细胞在
心脑血管疾病、
外周血管疾病、肿瘤血管形成及创伤愈合等方面均发挥重要作用,并为缺血性疾病的研究治疗提供了新思路。EPCs生物学特性和治疗作用的研究成为这一领域新的热点。
现在通常采用CD34、CD133及KDR/FIk~1等几种抗原联合的方式对EPCs进行鉴定。CD34是分子量110 ku的唾液酸粘蛋白,选择性表达于
造血干细胞及某些激活的
血管内皮细胞 J,其功能是作为内皮细胞及造血
前体细胞相互作用的粘附分子。CD133(即AC133)是造血干细胞及祖细胞选择性表达的胆固醇结合糖蛋白,分子量为120 ku ,它的确切功能尚且未知,但CD133 的细胞能够分化成多种细胞表型,包括内皮细胞 [10]。KDR/Flk一1是2型
血管内皮生长因子受体(vascular endothelial growth factor receptor,VEGFR一2) 。
EPCs是一群具有游走特性,能进一步增殖分化的幼稚
内皮细胞,缺乏成熟内皮细胞的特征性表型,不能形成管腔样结构。其功能主要为参与了出生后缺血组织的血管发生和
血管损伤后的修复。
人EPCs主要存在于骨髓中,外周血中含量很少,外周血EPCs只占外周细胞0. 01% ,外周血EPCs主要由骨髓动员而来,并趋化至缺血部位。促进EPCs动员的因素有内源性因素、外源性细胞因子及药物等。
(1)内源性因素如体内缺血、
血管损伤、烧伤等能促进内皮祖细胞从骨髓中进入体循环到达损伤部位,促进内皮修复和
新生血管形成,动物实验证实局部组织缺血程度与外周血EPCs数量成正相关。
(2)外源性
细胞因子如
血管内皮生长因子(VEGF) 、
成纤维细胞生长因子( FGF) 、
表皮生长因子( EGF) 、
促红细胞生成素(EPO) 、
干细胞因子( SCF) 、重组人粒巨噬细胞集落刺激因子( rhGM2CSF) 、重组人粒细胞集落刺激因子( rhG2CSF)等。
(3)他汀类调脂药物可动员骨髓EPCs到外周血循环中,通过
磷脂酰肌醇232激酶( P I3K) /AKT通路动员造血
前体细胞及诱导其分化为EPCs,使患者体内EPCs的数量增加。另外发现雌激素、运动等也能促进骨髓EPCs动员进入外周血。
内皮祖细胞取材方便,在血管再生和
心血管疾病的细胞治疗和基因治疗中具有广阔的应用前景。例如,利用内皮祖细胞修复心肌梗死患者的心脏,治疗I临床肢体缺血,治疗
冠状动脉疾病,改善血管移植物的通畅率,改善糖尿病患者的血管形成能力,定向抑制肿瘤血管生成,作为基因治疗导向载体和靶细胞,等等。应用内皮细胞治疗
心血管疾病将是很有前途的新方法。