冠状动脉严重狭窄SAP患者的侧支循环、EPCs、SDF-1α 变化及意义

祁学文，刘海峰，杨传胜

(聊城市人民医院，山东聊城252000)

冠状动脉侧支循环(CCC)形成是慢性或反复心肌缺血继发的一种代偿机制，丰富的CCC能够限制急性心肌梗死面积、改善左心室功能、减少室壁瘤发生［1～3］。临床实践证实，不同患者发生相同冠状动脉病变后心肌CCC的建立情况有较大差异，但具体原因目前尚无定论。研究发现，良好的CCC与内皮功能及一氧化氮生物利用度有关［4］，其中血管内皮祖细胞(EPCs)是内皮细胞的前体细胞，能分化为血管内皮细胞，特异性归巢于受损内皮部位，参与损伤内皮的修复;基质细胞衍生因子-1α(SDF-1α)是一类新近发现的具有趋化活性的细胞因子，在干/祖细胞动员和归巢过程中起关键作用，SDF-1α/CXCR4(SDF-1α惟一受体)轴也可能参与血管新生及其相关的生物学效应。2008年12月～2010年3月，我们对92例冠状动脉严重狭窄的稳定型心绞痛(SAP)患者循环EPCs及SDF-1α进行了测定，旨在进一步探讨CCC的形成机制。

1 资料与方法

1.1 临床资料 同期收治的92例冠状动脉严重狭窄的SAP患者，男65例，女27例;年龄(67.3±10.7)岁。冠脉造影检查均发现至少1支冠状动脉有重度狭窄(＞90%)或闭塞，按Rentrop分级分为CCC良好(2级24例，3级18例)42例、CCC不良(0级22例，1级28例)50例，其一般资料具可比性，且冠脉造影前均接受5 d左右常规药物治疗。排除标准:①近1个月内有心肌梗死;②既往接受过冠状动脉介入(PCI)或外科冠状动脉旁路手术(CABG)治疗;③并冠状动脉心肌桥或先天性心脏病;④并瓣膜性心脏病;⑤并感染、肿瘤、慢性炎症或结缔组织疾病;⑥组织理化损伤，如外伤、骨折等;⑦严重肝、肾功能不全或外周血管疾病;⑧精神疾病。

1.2 CCC良好与不良者EPCs数量、体外生成血管能力及血浆SDF-1α水平检测 ①EPCs数量、体外生成血管能力:采用密度梯度离心法取外周血分离、培养EPCs，每孔(包被有HFN)置入5×106外周血单个核细胞，孵育2 d后收集未贴壁细胞，调整密度为1×106/孔，继续培养5 d，计数每个样本中每孔的克隆数;将预先冷处理的EPCs悬液［细胞密度为(3～5)×105/ml］100 μl接种于铺有基质胶的培养板［细胞密度为(3～5)×104/cm2］，37℃温育30min，200倍倒置显微镜下观察新生小(血)管生成(细胞拉长变形，长度为宽度的4倍以上)情况。②血浆SDF-1α水平:于入院24 h内采集空腹肘静脉血2 ml，采用ELISA法按试剂说明书检测血浆SDF-1α水平。

1.3 SDF-1α、AMD3100、KI8751 干预后循环 EPCs数量、体外生成血管能力及VEGF水平测定 同上分离92例患者外周血单个核细胞，培养4 d后随机分为6组，分别加入含有 PBS、SDF-1α(10 、50、100 ng/ml)、SDF-1α (100 ng/ml)+CXCR4 拮抗剂AMD3100(20 ng/ml)、SDF-1α(100 ng/ml)+血管内皮生长因子(VEGF)特异性受体酪氨酸激酶抑制剂KI8751(20 ng/ml)的培养液，培养至第7天同上测定EPCs数量、体外生成血管能力，采用ELISA法检测培养液中VEGF水平。各组实验均重复6次，取均值。

1.4 统计学方法 采用SPSS12.0统计分析软件进行统计学处理。计量资料以±s表示，多组间资料比较采用方差分析，两组间资料比较采用t检验;指标间相关性采用直线相关分析和Pearson检验，检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 CCC良好与不良者EPCs、血浆SDF-1α水平及与CCC分级的相关性 CCC良好与不良者 EPCs数量、体外生成血管能力及血浆SDF-1α水平见表1。循环EPCs数量、体外生成血管能力及血浆SDF-1α水平均与 CCC分级呈显著正相关，r=0.74、0.69、0.82(P均＜0.01);血浆SDF-1α水平与循环EPCs数量及体外生成血管能力亦均呈正相关，r=0.81、0.64(P 均 ＜0.01)。

表1 CCC良好与不良者EPCs数量、体外生成血管能力及血浆SDF-1α水平比较(±s)

表1 CCC良好与不良者EPCs数量、体外生成血管能力及血浆SDF-1α水平比较(±s)

注:与CCC良好者比较，*P＜0.01

CCC情况 n EPCs数量(克隆个数)体外生成血管能力(小管个数/视野)SDF-1α水平(ng/ml)良好42 22.10±4.69 25.3±3.2 243.7±19.2不良 50 16.90±3.66* 17.4±2.6* 203.1±17.8*

2.2 SDF-1α、AMD3100、KI8751 干预后循环中EPCs数量、体外生成血管能力及VEGF水平 见表2。

3 讨论

文献报道，冠状动脉粥样硬化与内皮损伤和功能障碍密切相关，而新生血管中有约25%的内皮细胞由EPCs增殖分化而来［5］，提示后者在冠心病发生、发展中可能扮演重要角色。Kawamoto等［6］将EPCs移植于冠状动脉狭窄的猪心肌内，发现其CCC形成良好;另有研究表明，非ST段抬高心肌梗死患者CCC的形成与循环EPCs数量呈正相关［7］;Matsuo等［8］发现，单支冠状动脉慢性完全闭塞性病变患者中CCC良好者EPCs数量增多、衰老细胞减少。本研究显示，与CCC不良者比较，CCC良好者EPCs集落形成数量增加、体外生成血管能力增强，且两指标均与CCC分级呈显著正相关。提示EPCs介导的血管发生可能参与冠心病患者CCC形成。

表2 干预后循环中EPCs数量、体外生成血管能力及VEGF 水平比较(±s)

表2 干预后循环中EPCs数量、体外生成血管能力及VEGF 水平比较(±s)

注:与 PBS及 SDF-1α+AMD3100、SDF-1α+KI8751干预者比较，*P＜0.05，#P＜0.01;与10 ng/ml的SDF-1α 干预者比较，ΔP ＜0.05，▽P ＜0.01;与50 ng/ml者比较，▲P＜0.01

干预药物 EPCs数量(克隆形成数)体外生成血管能力(小管个数/视野)VEGF(ng/ml)PBS 19.7±3.5 17.2±3.8 85.4±14.6 SDF-1α 10 ng/ml 27.3±4.1* 20.0±4.0 104.7±17.4*50 ng/ml 39.2±4.2#Δ 26.7±4.1*Δ 141.9±14.3#Δ 100 ng/ml 56.3±7.4#▽▲ 39.5±5.5#▽▲ 239.1±33.4#▽▲SDF-1α+AMD3100 17.2±3.9 17.7±4.6 90.8±15.7 SDF-1α+KI8751 18.8±5.2 19.5±4.2 79.8±11.6

许多研究证明，细胞因子如SDF-1、细胞集落刺激因子(GM-CSF)及他汀类药物在EPCs与血管新生中发挥重要作用;VEGF是最重要的促血管生长因子，具有强大的促内皮增殖、促血管生长作用，是目前公认的最具特异性的内源性血管生长因子，在冠状动脉中直接注入VEGF蛋白后，约50%冠心病患者的核素心肌显像提示心肌缺血改善，70%的患者冠状动脉造影显示建立良好的CCC［9］。近年来，SDF-1/CXCR4生物学轴在调节EPCs功能中的作用越来越受关注。SDF-1α是被报道的第一个针对人类造血干细胞的趋化因子，是主要由骨髓基质细胞分泌的有明显趋化作用的蛋白，其在缺血组织中表达增强，并参与缺血诱导的EPCs动员、介导EPCs归巢到缺血组织促进新生血管的形成;SDF-1α可刺激VEGF表达［10］。本研究显示，与CCC不良者比较，CCC良好者血浆SDF-1α水平增加，且与循环EPCs数量、体外生成血管能力及CCC分级均呈正相关;SDF-1α可呈剂量依赖性显著上调EPCs数量、增强其体外生成血管能力及VEGF水平，且此作用可被CXCR4拮抗剂AMD3100及VEGF特异性受体酪氨酸激酶抑制剂KI8751阻断。提示EPCs介导的血管发生可能与SDF-1α有关，两者可能协同参与冠心病患者CCC形成;SDF-1α对EPCs的生物学作用可通过受体介导，而 VEGF可能参与此过程的调节。

综上所述，冠状动脉严重狭窄的SAP患者的CCC形成情况与循环EPCs及血浆SDF-1α水平有关，VEGF可能参与此过程的调节;提高VEGF及SDF-1α活性可能对冠心病患者有益。

［1］Aboul-Enein F，Kar S，Hayes SW，et al.Influence of angiographic co11ateral cirulation on myocardial perfusion in patients with chronic total occlusion of a single coronary artery and no prior myocardial infarction［J］.J Nucl Med，2004，45(6):950-955.

［2］Gatzov P，Manglnas A，Voudris V，et al.Blood flow velocity in donor coronary artery depends on the degree and pattern of collateral vessel development:a study using thrombolysis in myocardial infarction frame count method［J］.Catheter Cardiovasclnterv，2003，60(7):462-468.

［3］Ozdemir O，Soylu M，Demir AD，et al.Collaterals that regressed after angioplasty can be recruited to protect the left ventricle in case of an acute occlusion［J］.Angiology，2005，56(6):517-523.

［4］Matsunaga T，Warltier DC，Weihrauch DW，et al.Ischemia-induced coronary collateral growth is dependent on vascular endothelial growth factor and nitric oxide［J］.Circulation，2000，102(8):3098-3103.

［5］Zeng L，Xiao Q，Margariti A，et al.HDAC3 is crucial in shearand VEGF-induced stem cell differentiation toward endothelial cells［J］.Cell Biol，2006，25，174(7):1059-1069.

［6］Kawamoto A，Tkebuchava T，Yamaguchi J，et al.Intramyocardial transplantation of autologous endothelial progenitor cells for therapeutic neovascularization of myocardial ischemia［J］.Circulation，2003，107(4):461-468.

［7］Lev EI，Kleiman NS，Birnbaum Y，et al.Circulating endothelial progenitor cells and coronary collaterals in patients with non-ST segment elevation myocardial infarction［J］.J Vasc Res，2005，42(5):408-414.

［8］Matsuo Y，Imanishi T，Hayashi Y，et al.The effect of endothelial progenitor cells on the development of collateral formation in patients with coronary artery disease［J］.Intern Med，2008，47(3):127-134.

［9］Henry TD，Rocha-Singh K，Isner JM，et al.Intracoronary administration of recombinant human vascular endothelial growth factor to patients with coronary artery disease［J］.Am Heart J，2001，142(5):872-880.

［10］Kijowski J，Baj-Krzyworzeka M，Iizasa H，et al.The SDF-1/CXCR4 axis stimulates VEGF secretion and activates integrins but does not affect proliferation and survival in lymphohematopoietic cells［J］.Stem Cells，2001，19(5):453-466.