高血压血管外膜重构机制及药物干预研究进展
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血管重构又称血管重塑、重建,是指血管内径或血管外 径和血管壁厚度的适应性变化,其结构变化包括血管平滑肌 细胞增殖、迁移及细胞外基质合成增加,功能变化表现为顺 应性降低及对血管活性物质的反应性发生改变等。高血压 血管重构主要表现为管壁增厚,血管壁/腔比例加大,血流阻 力和血管反应性增加。随着病理学、微结构形态计量学及离 体血管灌流等技术的应用,血管重构的研究不断深入,人们 逐渐认识到血管重构是细胞增殖、坏死、迁移及细胞外基质 (ECM)合成、降解所致的动态性血管构型变化过程…。目 前普遍认为血管重构是机体在生长、发育、衰老和疾病过程 中,血管为适应体内外环境变化而发生的结构和功能的改 变。血管重构不但是高血压等一些心血管疾病共同的重要 的病理生理改变和发病基础,而且是引起靶器官损害及其功 能不全的重要发病机制之一。 2高血压血管外膜重构的机理
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构有促进作用的因子主要是AngⅡ和TGF一13。二者在细胞 迁移、增殖、Ec功能障碍及基质调节的改变在血管重构中起 关键作用。 2.2.1 AngII研究发现,在血管平滑肌细胞(SMC)生长中 发挥重要作用。细胞培养中,AngⅡ可与血清协同作用加强 SMC的增生;无血清时,AngⅡ则通过加强c-妇和c-myc基 因的表达诱导SMC肥大。AngⅡ还可刺激血管SMC的蛋白 合成,从而使细胞外基质增加。有学者发现,AngⅡ可使培养 的血管SMC肥大,并与剂量呈正相关,用AngⅡ受体特异性 阻断剂可抑制或阻断此效应。此外,肾素一管紧张素一醛同 酮系统(RAS)成分可在血管壁上表达,产生AngⅡ,并通过 局部作用使血管发生重构。应该指出,虽然局部AngⅡ可刺 激血管SMC生长,但AngⅡ通过升高血压亦可使血管发生 重构。 2.2.2 TGF.B由成纤维细胞产生,是一种与组织炎症和 修复有关的多肽,由血小板携带并释放到损伤区域,可强有 力地吸引巨噬细胞并刺激其产生胶原纤维Fibronectins和 proteogl3,Ca.I'8,从而使培养的SMC肥大,促进血管重构。 TGF-13最显著的作用是可促进血管ECM的合成及释放。它 可刺激血管平滑肌细胞(主要对合成型细胞)产生、释放胶 原,诱导血管外膜的纤维母细胞转化为有合成分泌细胞外基 质功能的成纤维细胞,还可抑制基质金属蛋白酶分解基质的 作用。近年在心肌纤维化过程中,TGF-B.的作用已越来越 受重视。研究发现,自发性高血压(SHR)大鼠TGF-B。表达 显著高于同周龄的WKY,同时22周龄SHR心肌中的 TGF-B.表达水平明显高于14周龄的SHR;相关分析结果同 时揭示SHR中的羟脯氨酸的含量与TGF-B,的表达显著相 关¨J。TGF.B.作为重要的促纤维化细胞因子,被合成并分 泌到细胞外,结合到靶细胞的相应受体上,通过激活一系列 的细胞内信号传导通路,引起靶基因的转录¨】。目前认为, Smad通路是TGF.13。行使功能的主要通路,而Smad7是这一 通路的重要负调控因子悼】。在心肌梗死后的大鼠心肌中发 现Smad7含量明显减少并伴随着TGF—p。的增加…。 3高血压血管重构的药物干预 3.1西药 3.1.1 氯沙坦氯沙坦作为血管紧张素Ⅱ1型受体拮抗 剂,具有逆转心脏重构和防治充血性心力衰竭(CHF)的作 用。有报道,阿霉素所致的兔扩张型心肌病模型存在利钠肽 系统的激活,氯沙坦可降低DCM模型兔血浆心房利钠肽、脑 钠肽水平及左右室内径,认为其具有逆转心室重构的作用; 有学者进行了氯沙坦通过影响高血压大鼠心MF间质成分 抑制心室重构的药理机制研究后,认为氯沙坦防治高血压引 起的心室重构,可能与其对抗Ang II激活MF增殖活性、基质 金属蛋白酶合成、分泌有关。李波平等¨1认为,氯沙坦能有 效逆转心室重构,其机制可能与降低心肌中TNF-q的表达 有关 3.1.2曲尼司特 目前关于曲尼司特对再狭窄或血管损修 复反应的作用的认识,仅局限对平滑肌细胞和内膜增殖的影 响。聂如琼等一。研究显示,动脉损伤后早期即出现血管外膜
高血压血管重构机理复杂,其机制尚不完全清楚,血流 动力学、神经体液改变为其重要原因。研究表明,血压.血管 活性物质和生长因子等因素共同参与了该过程。 2.1成纤维细胞成纤维细胞是血管外膜的主要细胞成 分,由胚胎时期的问充质细胞分化而来【2J。主要功能是分泌 细胞外基质,维持血管正常结构和物理性能。Gabbiahi等发 现,在肉芽形成过程中,成纤维细胞获得平滑肌细胞特征。主
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30873324)。 ·通讯作者
11万4 方数据
要识别特征是胞质内出现d一平滑肌肌动蛋白(a·SM—actin), 被命名为MF。电镜示这些细胞含有丰富的纤维及扩张的粗 面内质网,并与周围细胞外基质产生广泛的联系,如MF可 通过细胞外基质的合成及收缩来闭合伤口;有报道证实,MF 在与组织退缩和重构有关的临床病变中发挥重要作用。与 伤口愈合过程类似,血管损伤亦能够刺激AF向MF发生表 型转化。近年来,AF对新生内膜形成及血管重构的影响受 到极大的关注。研究发现,在血管损伤模型中(重度或中度 球囊损伤)AF的表型改变,转化为MF,后者可向管腔方向迁 移并增殖形成新生内膜口j。同时发现,猪冠状动脉损伤模型 中动脉外膜细胞增生先于中层VSMC,且在球囊损伤3d后 已达高峰。在损伤全过程中,外膜细胞增生活性均大于中层 细胞,并获得of..SM aetin表达特征。提示外膜细胞由成纤维 细胞表型转化为MF表型。成纤维细胞在血管外膜重构中 出现以下变化:①增殖:AF增殖是血管损伤后的早期表现, 其增殖依靠活性氧类(ROS)。特别是来源于还原型辅酶Ⅱ (NADPH)氧化酶的H202作用。在动脉损伤的动物模型中, 使用BrdU标记的AF绝大多数集中于血管外弹力层以外的 血管外膜。血管损伤后局部缺血、缺氧,血管外膜的AF能 快速适应局部血管的需要,启动Gq蛋白信号转导通路,激 活蛋白激酶C(PKC)和促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)家 族成员,导致AF大量增殖。②迁移人内膜:Siow等在大鼠 颈动脉损伤的模型中,用表达B-半乳糖苷酶(Lac-Z)的腺病 毒载体标记AF,直接找到了AF在动脉损伤后由外膜迁移到 内膜,引起血管重构的证据。至于外膜MF向内膜迁移的机 制可能有趋化剂的梯度作用、血管损伤后AF分泌基质金属 蛋白酶增多等外因,但其内在的原因是细胞周期调节失调。 细胞周期蛋白激酶(CDK)抑制因子低水平的表达,能够使 AF和VSMC有较高的增殖和迁移能力。③合成胶原增多: 血管损伤使得AF向MF转化,后者具有很强的合成前胶原 a1信使核糖核酸(mRNA)及细胞内蛋白的能力,继而引起 后期ECM的过度沉积。AF在迁移入内膜后继续表现出合 成活性。 2.2细胞活性因子神经体液因素如Ang 11、内皮素(ET) 及许多生长因子如血小板源生长因子(PDGF)、成纤维细胞 生长因子(FGF)参与重构。目前研究证实,对高血压血管重
高血压血管外膜重构机制及药物干预 研究进展
冯利。张继东‘ (山东大学齐鲁医院,济南250012)
关键词:血管外膜;血管重塑;血管外膜成纤维细胞;Smad通路
中图分类号:/t544.1
文献标志码:A
文章编号:1002-266X(2009)47-01 14-02
随着对高血压发病机理的深入研究和降压药物的迅速 发展,控制患者血压水平多能达到,但高血压伴发靶器官损 害的患病率和致残、致死率尚未得到控制。其中,靶器官损 害的共同病理学基础一心脏、血管重构起关键作用。多年 来,血管重构的研究集中于血管内膜细胞及中膜血管平滑肌 细胞(VSMC)。近年研究显示,血管外膜在高血压血管重构 中亦发挥重要作用,特别是外膜成纤维细胞(AF)在各种病 理性损伤刺激下转化为肌成纤维细胞(MF),后者增殖及迁 移,可由外膜向中膜和内膜下间隙迁移,参与了血管重构的 形成。本文就高血压血管外膜重构的特点、机制及药物逆转 效应进行综述。 1 血管重构的概念及特点
万方数据
反应,表现为外膜增厚和面积增加,同时AF增殖活跃并转 变为MF。推测血管外膜反应可能通过分泌收缩蛋白和基 质。引起损伤血管收缩,参与病理性血管重构。在成纤维细 胞向MF转化的过程中,常伴有多种生理功能如胶原合成增 加和组织退缩等与疤痕形成有关的变化。动脉损伤后,血管 外膜MF的出现具有双重意义,一方面意味着组织修复的开 始,通过细胞增殖、胶原合成来恢复组织连续性;另一方面胶 原合成和收缩蛋白表达,为血管外膜增厚和收缩提供物质基 础。离体细胞培养显示,曲尼司特能抑制增生组织和瘢痕瘤 组织分离的成纤维细胞的胶原合成,抑制肥大细胞脱粒和组 胺释放。 3.2中药
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研究证实,川芎可使大动脉血管病理性重构得到改善和 逆转,可调节内皮素及降钙素代谢平衡,扩张血管,减轻心脏 负荷;丹参能扩张冠脉,抑制胶原诱导的血小板聚集,清除氧 自由基和脂质过氧化物,从而减轻缺血所致的心肌细胞损 伤;从而防止心室重构发生。人参、黄芪、丹参、川芎合用可 改善心肌梗死后心室重构。半枝莲、金银花、丹皮可明显改 善内膜及中膜的增厚,降低血清TGF.B水平,降低增殖内膜 中胶原纤维水平。国外研究证明,王博等发现,芩丹胶囊可 降低SHR中线粒体和骨桥蛋白基因的表达,并使VSMC表 型接近正常。该方以清热平肝、化瘀和络为组方原则,方中 黄芩、黄连、钩藤清热泻火平肝,丹参、J|I芎、地龙活血化瘀通 络;辅以益母草、桑寄生、莱菔子化瘀利水、补益肝肾,对高血 压引起的动脉损害具有明显的保护和逆转作用,其机制可能 与抑制血管壁骨桥蛋白mRNA的表达,降低局部Ang 11含 量有关。金庆文等¨训发现,临床治疗高血压病的验方一通 脉颗粒对自发性高血压大鼠有降低血压及改善胸主动脉血 管重构的作用,但其机理尚需进一步研究。万新红等发现, 血府逐瘀汤对可逆转自发性高血压大鼠颈动脉血管胶原重 构。钱培刚等通过血清药理学分析发现活血潜阳胶囊能抑 制AT II引起的VSMC增生,改善血管重构。 4问题与展望