内皮祖细胞与肿瘤及放疗的关系(1)
[摘要] 作为血管内皮细胞前体的内皮祖细胞在肿瘤的生长、侵袭、肿瘤转移过程中发挥着重要的作用，其数量的变化对于评价肿瘤的恶性程度以及该肿瘤对于放疗的敏感性及放疗后的复发情况能够起到一定的预测作用。在此本文对内皮祖细胞的生物学特性及其在肿瘤与放疗期间的变化做一综述。
[关键词] 内皮祖细胞；肿瘤；放疗
[中图分类号] R730.231 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2013)04(a)-0035-03
内皮祖细胞(endothelial progenitor cell，EPC)起源于骨髓，与造血干细胞具有共同的前体，并且在特定条件下能够分化为成熟的内皮细胞。EPC不仅参与了胚胎期血管的生成，同时在维持血管的正常结构、功能以及损伤后的修复中均发挥着至关重要的作用，并且与肿瘤的生长、转移也存在着密切相关，放射治疗(放疗)会对其数量及功能产生一定的作用，进而对其生物学特性产生一定的影响。在此，本文对EPC及其在肿瘤与放疗期间的变化做一综述。
1 内皮祖细胞的生物学特性
1.1 内皮祖细胞的来源
在正常情况下外周血中EPC的含量极少，为了便于功能检测，通常需要在特定的体外培养条件下对其进行扩增。Asahara等[1]最初于1997年建立的外周血EPC的分离培养体系，开创了人们对于EPC的研究先河。通常认为，EPC与造血干细胞来源于同一骨髓前体细胞，并且二者具有很多相同的表面标志，如Flk-1、C-Kit、CD34等。通过对心血管疾病的模型动物移植进行骨髓移植，在受损局部可以检测到由植入的骨髓EPC及其前体分化而来的内皮细胞，由此表明EPC来源于骨髓[2]。然而，尽管骨髓是循环EPC的主要储存场所，却并非唯一的来源。Wassmann等[3]从小鼠的脾脏分离出一种单个核细胞，这类细胞不仅具有血管内皮细胞特征，在体外培养状态下能够形成小管样结构，同时这些细胞移植到颈动脉损伤的小鼠体内可以归巢到受损区域，明显改善血管的舒张功能。目前人们已经能够从骨髓、肝脏、血管外膜，甚至脂肪组织中实现EPC的分离和扩增[1，4-6]。对于心血管相关疾病患者EPC功能状态的研究，目前应用最多的是外周血单个核细胞通过体外培养扩增获得。然而在小型实验动物模型中，由于外周血采集困难且难以得到足够的细胞数量，因此多采用骨髓细胞进行体外的扩增培养，目前最常用的方法是通过密度梯度离心获得单个核细胞，再在特定的培养体系下进行EPC的诱导和扩增。即便如此，对于那些周龄较小的小鼠，由于骨髓含量少，加之在单个核细胞的密度梯度分离及细胞收集过程中可能存在的细胞损失，都极大地增加了操作的难度。此外，脐血也是EPC的丰富来源，其中含有大量CD133/CD34双阳性的细胞，在体外培养能分化为具有正常表型及功能的内皮细胞，并且具有强大的增殖特性。
1.2 内皮祖细胞的表面标志
EPC处于相对幼稚阶段，缺乏特征性的结构，因此无法从形态学上对其进行识别和鉴定。细胞表面特异性的抗原分子CD34、CD133和血管内皮生长因子受体(VEGFR-2)的表达是目前较为公认的鉴定EPC的表面分子抗原组合[7]，CD34曾经被认为是造血干细胞的特异性标志物，然而，随后的研究显示，CD34不仅存在于造血干细胞上，在成熟的内皮细胞上同样存在有低水平的表达[8]。通过对代表着更早期的造血干细胞表面标志CD133的研究表明，纯化的CD133阳性细胞在体外特定的条件下同样能够分化为内皮细胞，同时在分化过程中，这类细胞逐渐失去CD133，并开始表达成熟内皮细胞特有的表面标志，如VEGFR-2和血管内皮钙黏蛋白(VE-cadherin)[9]。由此认为，CD34/CD133双阳性细胞可能是EPC与造血干细胞共同的前体细胞群，而CD34/VEGFR-2可能代表处于分化阶段的EPC。此外，类似于单核细胞，EPC同时具有吞噬乙酰化低密度脂蛋白及结合荆豆凝集素的特性[10]。虽然并不具有特异性，但是在体外特定的诱导培养体系下，仍可作为一种简易的筛选方法。
1.3 影响循环内皮祖细胞数量的因素
正常状态下，成年人的骨髓及外周血中EPC的数量都很少，在外周血中EPC的比例通常只有0.01%，也就是说1 mL外周血中，一般只有70～210个EPC[11]。而特定的机体状态或内分泌激素的改变会对循环EPC的数量产生一定的影响。研究表明，雌激素可以有效地抑制Caspase-8的活性，进而减少EPC的凋亡，通过循环EPC数量的增加加速受损血管的修复[12]。此外适度的体育锻炼也能增加循环EPC的数量和活性。而在许多心血管相关性疾病中，循环EPC的数量和活性都会发生显著的变化。研究显示，在患有慢性缺血性心血管的患者以及具有相关危险因素的人群，如高血压、慢性肾功能不全、2型糖尿病、高龄、缺氧和吸烟等，其体内EPC的数量和活性都存在显著的下调，同时在体外培养状态下血管生成能力也明显受阻[13-15]。而在急性缺血状态下，机体则通过应激性地增加循环EPC的数量以修复受损的血管，以增加缺血部位的血液供应。除此之外，许多药物的应用也会对循环EPC的数量产生很大的影响。
1.3.1 他汀类药物 作为羟甲基戊二酰辅酶A还原酶抑制剂，他汀类药物可以显著地降低血中胆固醇、三酰甘油及低密度脂蛋白的含量。同时，与之降血脂作用无关，他汀类药物还能够通过磷酸酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信号调节通路上调循环EPC的数量和功能。研究显示，在应用辛伐他汀治疗稳定型冠心病时，在治疗后第4周患者外周血中循环EPC的数量可增加3倍，并且其功能和活性也得到了显著的提高[16]。此外，对同时患有糖尿病的心血管疾病患者服用阿托伐他汀，8～10周后其循环EPC的数量也明显增加[17]。
1.3.2 血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂 作为一种生物活性肽类物质，血管紧张素Ⅱ在体内引起许多生理性反应以维持血压及肾脏功能。同时在高血压病、动脉疾病、心脏肥大、心力衰竭及糖尿病、肾病等的发病机制上都起着重要的作用，目前血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂已广泛应用于多种心血管疾病的治疗。研究显示，血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂能够有效上调EPC的数量和功能，从而对心血管起到一定的保护作用。在对洛沙坦和利尿剂的对照试验中[18]，血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂能够显著提高小鼠EPC的增殖能力和各项功能指标。在对健康人群外周血EPC的进行体外培养时，替米沙坦不仅能够显著地增加早期EPC的集落数目及迁移能力，还可以抑制肿瘤坏死因子诱导的细胞凋亡[19]。
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郭丽双 黄军华 刘俊峰 华北石油总医院放疗科;
【摘要】作为血管内皮细胞前体的内皮祖细胞在肿瘤的生长、侵袭、肿瘤转移过程中发挥着重要的作用,其数量的变化对于评价肿瘤的恶性程度以及该肿瘤对于放疗的敏感性及放疗后的复发情况能够起到一定的预测作用。在此本文对内皮祖细胞的生物学特性及其在肿瘤与放疗期间的变化做一综述。
【关键词】 内皮祖细胞 肿瘤 放疗
【分类号】R730.55
内皮祖细胞(endothelial progenitor cell,EPC)起源于骨髓,与造血干细胞具有共同的前体,并且在特定条件下能够分化为成熟的内皮细胞。EPC不仅参与了胚胎期血管的生成,同时在维持血管的正常结构、功能以及损伤后的修复中均发挥着至关重要的作用,并且与肿瘤的生长、转移也存在 (郭丽双 黄军华 刘俊峰)
[关键词] 内皮祖细胞；肿瘤；放疗
[中图分类号] R730.231 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2013)04(a)-0035-03
内皮祖细胞(endothelial progenitor cell，EPC)起源于骨髓，与造血干细胞具有共同的前体，并且在特定条件下能够分化为成熟的内皮细胞。EPC不仅参与了胚胎期血管的生成，同时在维持血管的正常结构、功能以及损伤后的修复中均发挥着至关重要的作用，并且与肿瘤的生长、转移也存在着密切相关，放射治疗(放疗)会对其数量及功能产生一定的作用，进而对其生物学特性产生一定的影响。在此，本文对EPC及其在肿瘤与放疗期间的变化做一综述。
1 内皮祖细胞的生物学特性
1.1 内皮祖细胞的来源
在正常情况下外周血中EPC的含量极少，为了便于功能检测，通常需要在特定的体外培养条件下对其进行扩增。Asahara等[1]最初于1997年建立的外周血EPC的分离培养体系，开创了人们对于EPC的研究先河。通常认为，EPC与造血干细胞来源于同一骨髓前体细胞，并且二者具有很多相同的表面标志，如Flk-1、C-Kit、CD34等。通过对心血管疾病的模型动物移植进行骨髓移植，在受损局部可以检测到由植入的骨髓EPC及其前体分化而来的内皮细胞，由此表明EPC来源于骨髓[2]。然而，尽管骨髓是循环EPC的主要储存场所，却并非唯一的来源。Wassmann等[3]从小鼠的脾脏分离出一种单个核细胞，这类细胞不仅具有血管内皮细胞特征，在体外培养状态下能够形成小管样结构，同时这些细胞移植到颈动脉损伤的小鼠体内可以归巢到受损区域，明显改善血管的舒张功能。目前人们已经能够从骨髓、肝脏、血管外膜，甚至脂肪组织中实现EPC的分离和扩增[1，4-6]。对于心血管相关疾病患者EPC功能状态的研究，目前应用最多的是外周血单个核细胞通过体外培养扩增获得。然而在小型实验动物模型中，由于外周血采集困难且难以得到足够的细胞数量，因此多采用骨髓细胞进行体外的扩增培养，目前最常用的方法是通过密度梯度离心获得单个核细胞，再在特定的培养体系下进行EPC的诱导和扩增。即便如此，对于那些周龄较小的小鼠，由于骨髓含量少，加之在单个核细胞的密度梯度分离及细胞收集过程中可能存在的细胞损失，都极大地增加了操作的难度。此外，脐血也是EPC的丰富来源，其中含有大量CD133/CD34双阳性的细胞，在体外培养能分化为具有正常表型及功能的内皮细胞，并且具有强大的增殖特性。
1.2 内皮祖细胞的表面标志
EPC处于相对幼稚阶段，缺乏特征性的结构，因此无法从形态学上对其进行识别和鉴定。细胞表面特异性的抗原分子CD34、CD133和血管内皮生长因子受体(VEGFR-2)的表达是目前较为公认的鉴定EPC的表面分子抗原组合[7]，CD34曾经被认为是造血干细胞的特异性标志物，然而，随后的研究显示，CD34不仅存在于造血干细胞上，在成熟的内皮细胞上同样存在有低水平的表达[8]。通过对代表着更早期的造血干细胞表面标志CD133的研究表明，纯化的CD133阳性细胞在体外特定的条件下同样能够分化为内皮细胞，同时在分化过程中，这类细胞逐渐失去CD133，并开始表达成熟内皮细胞特有的表面标志，如VEGFR-2和血管内皮钙黏蛋白(VE-cadherin)[9]。由此认为，CD34/CD133双阳性细胞可能是EPC与造血干细胞共同的前体细胞群，而CD34/VEGFR-2可能代表处于分化阶段的EPC。此外，类似于单核细胞，EPC同时具有吞噬乙酰化低密度脂蛋白及结合荆豆凝集素的特性[10]。虽然并不具有特异性，但是在体外特定的诱导培养体系下，仍可作为一种简易的筛选方法。
1.3 影响循环内皮祖细胞数量的因素
正常状态下，成年人的骨髓及外周血中EPC的数量都很少，在外周血中EPC的比例通常只有0.01%，也就是说1 mL外周血中，一般只有70～210个EPC[11]。而特定的机体状态或内分泌激素的改变会对循环EPC的数量产生一定的影响。研究表明，雌激素可以有效地抑制Caspase-8的活性，进而减少EPC的凋亡，通过循环EPC数量的增加加速受损血管的修复[12]。此外适度的体育锻炼也能增加循环EPC的数量和活性。而在许多心血管相关性疾病中，循环EPC的数量和活性都会发生显著的变化。研究显示，在患有慢性缺血性心血管的患者以及具有相关危险因素的人群，如高血压、慢性肾功能不全、2型糖尿病、高龄、缺氧和吸烟等，其体内EPC的数量和活性都存在显著的下调，同时在体外培养状态下血管生成能力也明显受阻[13-15]。而在急性缺血状态下，机体则通过应激性地增加循环EPC的数量以修复受损的血管，以增加缺血部位的血液供应。除此之外，许多药物的应用也会对循环EPC的数量产生很大的影响。
1.3.1 他汀类药物 作为羟甲基戊二酰辅酶A还原酶抑制剂，他汀类药物可以显著地降低血中胆固醇、三酰甘油及低密度脂蛋白的含量。同时，与之降血脂作用无关，他汀类药物还能够通过磷酸酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信号调节通路上调循环EPC的数量和功能。研究显示，在应用辛伐他汀治疗稳定型冠心病时，在治疗后第4周患者外周血中循环EPC的数量可增加3倍，并且其功能和活性也得到了显著的提高[16]。此外，对同时患有糖尿病的心血管疾病患者服用阿托伐他汀，8～10周后其循环EPC的数量也明显增加[17]。
1.3.2 血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂 作为一种生物活性肽类物质，血管紧张素Ⅱ在体内引起许多生理性反应以维持血压及肾脏功能。同时在高血压病、动脉疾病、心脏肥大、心力衰竭及糖尿病、肾病等的发病机制上都起着重要的作用，目前血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂已广泛应用于多种心血管疾病的治疗。研究显示，血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂能够有效上调EPC的数量和功能，从而对心血管起到一定的保护作用。在对洛沙坦和利尿剂的对照试验中[18]，血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂能够显著提高小鼠EPC的增殖能力和各项功能指标。在对健康人群外周血EPC的进行体外培养时，替米沙坦不仅能够显著地增加早期EPC的集落数目及迁移能力，还可以抑制肿瘤坏死因子诱导的细胞凋亡[19]。
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郭丽双 黄军华 刘俊峰 华北石油总医院放疗科;
【摘要】作为血管内皮细胞前体的内皮祖细胞在肿瘤的生长、侵袭、肿瘤转移过程中发挥着重要的作用,其数量的变化对于评价肿瘤的恶性程度以及该肿瘤对于放疗的敏感性及放疗后的复发情况能够起到一定的预测作用。在此本文对内皮祖细胞的生物学特性及其在肿瘤与放疗期间的变化做一综述。
【关键词】 内皮祖细胞 肿瘤 放疗
【分类号】R730.55
内皮祖细胞(endothelial progenitor cell,EPC)起源于骨髓,与造血干细胞具有共同的前体,并且在特定条件下能够分化为成熟的内皮细胞。EPC不仅参与了胚胎期血管的生成,同时在维持血管的正常结构、功能以及损伤后的修复中均发挥着至关重要的作用,并且与肿瘤的生长、转移也存在 (郭丽双 黄军华 刘俊峰)