内皮祖细胞在炎症损伤修复中的作用和机制

内皮祖细胞（endothelial progenitor cells,EPCs）是出生后,可以在机体内分化为成熟内皮细胞的一种前体细胞,主要来源于骨髓。多种伴有血管内皮细胞损伤的疾病都可引起外周血EPCs数量变化。有研究显示EPCs参与炎性损伤修复,并且外周血EPCs数量与血管内皮损伤程度和疾病预后存在一定的相关关系。EPCs。通过动员、迁移、归巢和分化等步骤修复内皮。炎症反应中受损组织释放的基质细胞衍生因子、血管内皮生长因子可与EPCs相应的受体结合,通过内皮型一氧化氮合酶、基质金属蛋白酶9等途径调节内皮修复过程,这是EPCs分化为内皮细胞过程的主要调控机制。此外,EPCs还可通过旁分泌机制促进相邻的内皮细胞增殖分化。目前,EPCs在炎症领域仅用于内皮炎性损伤和疾病预后评估,但是EPCs在心血管疾病和组织工程领域应用研究的成功,为EPCs在炎症反应的诊断和治疗提供了新的思路。     

内皮祖细胞研究进展

内皮细胞是能直接分化为血管内皮细胞的前体细胞,不仅参与胚胎血管生成,而且最近研究发现其也参与出生后的血管新生过程,提示内皮细胞在缺血性疾病、创伤愈合中的重要治疗作用和广阔的临床运用前景。本文将就目前有关内皮祖细胞的来源、发育分化、生理病理意义和应用研究作一综述。     

血管再生中的内皮祖细胞

循环血液里存在一种被称为内皮祖细胞(endothelial progenitor cells,EPCs)的祖细胞亚群,具有在体内外分化为成熟内皮细胞的能力。根据内皮祖细胞与其他血液细胞的粘附能力的差异和内皮祖细胞的抗原特异性,内皮祖细胞可通过贴壁培养和免疫磁珠筛选而分离获得。内皮祖细胞可特异性表达三种祖细胞分子标志：CD133、CD34和血管内皮生长因子受体-2。当内皮祖细胞分化为成熟内皮细胞后,血小板内皮细胞粘附分子-1(CD31)、血管内皮粘附素(VE-cadherin,又称CD144)和Ⅷ因子(vWF)表达将上调。越来越多的证据显示,内皮祖细胞有利于体内内皮损伤后修复和血管再生。我们的研究发现,内皮祖细胞可修复apoE-缺陷小鼠血管移植物中的损伤内皮并且在动脉血管外膜中存在大量的血管祖细胞。然而,在机体的血管再生和动脉硬化的形成进程中,这些内皮祖细胞的作用和机制还不太明确。另外,有关机体内相应心血管疾病危险因素是如何影响内皮祖细胞功能的机制也不清楚。因此,对内皮祖细胞的归巢、释放和粘附机制的进一步深入研究将有助于人们探索内皮祖细胞的基础理论和临床应用价值。     

内皮祖细胞与血管重新内皮化

血管内皮是循环血液和血管壁组织间的一层天然屏障,在维持血管的正常形态和功能中起重要作用。内皮受损后可引起炎症反应、单核细胞浸润和血管平滑肌细胞增生,促发动脉粥样硬化和再狭窄。因此,直接修复受损血管内皮,促使血管重新内皮化已经成为防止动脉粥样硬化及再狭窄领域的重要课题。大量研究表明,内皮祖细胞(EPC)参与受损血管的重新内皮化。该文就内皮祖细胞的来源、鉴定、参与重新内皮化进行综述。     

内皮祖细胞生物学特性及其进展

内皮祖细胞(Endothelial Progenitor Cells,EPCs)是血管内皮细胞的前体细胞,即能分化为成熟血管内皮细胞的祖细胞。随着对EPCs功能和影响其分化、生存、归巢和组织分布因素的了解,EPCs作为临床诊断、预后判断和治疗方法将有广阔的前景。本文就EPCs的的来源,EPCs的分离、培养、鉴定,EPCs的表面标志,EPCs的动员、分化和归巢等生物学特性及其进展展开综述。     

血管内皮祖细胞与炎性因子相关性的研究进展

内皮祖细胞(EPCs)是一种能直接分化为血管内皮细胞的前体细胞,不仅参与胚胎期的血管发生,还存在于骨髓、外周血和脐血中,在成体血管新生和受损内膜的再内皮化中发挥重要作用.然而,血管发生和炎症反应是两个密切联系的过程,血管损伤通常伴有局部促炎症介质的释放.多种炎症介质通过不同信号通路影响内皮祖细胞的数量和功能,从而影响损伤血管的修复和再生,参与炎症反应的发生和发展.本文结合近年来的研究进展,就EPCs与炎性相关因子如C-反应蛋白、肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1β、血管生成素、基质细胞衍生因子-1等的关系作一综述.     

内皮祖细胞在血管组织工程研究中的应用现状

组织工程血管是修复紫绀型先心病右心室流出道的潜在替代材料,实验研究表明外周血内皮祖细胞(endothelial progenitor cell,EPC)可作为构建组织工程血管的良好种子细胞。现阶段国内外对组织工程血管的研究方兴未艾,EPC在血管组织工程研究中的应用还处在体外培养或动物实验阶段,尚无临床应用报道。近来某些基础研究的成果对于新生血管的形成和EPC的自动募集机制有了合理的解释,其中缺氧被认为是重要的始动因素,这些研究成果也为EPC作为种子细胞应用于血管组织工程提供了理论基础。所以,阐明EPC的低氧诱导机制及其在血管组织工程的应用必将有助于复杂紫绀型先心病的外科治疗。本文主要介绍了目前该领域研究现状及相关研究基础的进展,并总结提出了在EPC研究和未来临床应用中需解决的问题。     

内皮祖细胞在支架术后再内皮化中应用的研究进展

经皮冠状动脉介入治疗的应用改善了冠心病患者的临床症状及预后,但现在困扰人们的问题是作为其术后并发症之一的支架内再狭窄发病率仍然很高。大量的研究证实,内膜增生在支架内再狭窄的形成中起主导作用,所以提高受损内膜再内皮化的速度是防止支架内再狭窄的一个重要措施。新近的研究表明,内皮祖细胞能参与损伤后血管内皮修复,促进受损血管内膜的再内皮化,因此,在防止支架内再狭窄中将得到进一步的研究与应用。因此,本文就内皮祖细胞在支架术后再内皮化中应用的研究进展做一综述。     

内皮祖细胞移植加速鼠颈动脉内皮修复预防再狭窄的研究

目的：以安慰机组作对照,观察EPCs自体移植防治再狭窄的疗效以及该作用与血管再内皮化是否相关。方法：共30只雄性SD大鼠纳入实验,随机均分为假手术组、安慰剂组和EPCs移植组。造模前3周时取血3毫升,M199培养基培养传代,行EPCs鉴定,移植组在球囊损伤后即予尾静脉注射1×10^6个EPCs自体移植。4周后观察再狭窄和再内皮化程度。结果：与安慰剂组相比,EPCs自体移植组再内皮化程度提高,再狭窄程度减轻;EPCs移植组内膜／中膜比值与再内皮化率呈线性负相关。结论：EPCs体外扩增自体移植可预防再狭窄;其机制与加速再内皮化有关。     

内皮祖细胞及其在组织工程中的应用

目前,组织工程化血管的构建和工程化组织器官的血管化因内皮种子细胞的扩增能力不足和生物活性不强而受到限制。内皮祖细胞(EPC)是内皮细胞的前体细胞。出生后,EPC主要存在于骨髓,可向外周血液缓慢释放,参与机体缺血组织的血管重建和损伤血管的重新内皮化。现对EPC的来源、分布、表型特征、动员、分化、归巢、分离、培养与鉴定等生物学特性和EPC在组织工程中的应用进行了全面的综述,并指出目前存在的问题和研究方向。     

两种不同内皮祖细胞的分离培养与鉴定

目的:探讨从小鼠骨髓中分离、培养、诱导分化及鉴定两种内皮祖细胞的方法,为进一步研究和临床应用奠定基础。方法:密度梯度离心法分离小鼠骨髓单个核细胞,接种于内皮祖细胞条件培养基,通过贴壁培养法培养出早期内皮祖细胞和晚期内皮祖细胞,并在0 d、6 d、10 d流式鉴定早期内皮祖细胞,在第8周流式鉴定晚期内皮祖细胞。结果:通过体外贴壁扩增培养,从小鼠骨髓细胞中成功培养出EEPC(早期内皮祖细胞)和EOC(晚期内皮祖细胞),表达CD34+/CD133+/VEGFR2+的EEPC比例从最初的0.08%能够增长至70%;EOC大约出现于3-4周,5-8周时呈现指数增长,具有典型的内皮细胞鹅卵石样形态,表达CD31、VEGFR2等内皮细胞表面标志而不表达CD34、CD133等干细胞表面标志。结论:确立了内皮祖细胞体外分离培养和诱导分化的实验方法,为进一步研究奠定基础。     

FOX03a过表达对内皮祖细胞周期相关蛋白的调控

目的：观察FOXO3a（forkhead box O3a）的活性改变对内皮祖细胞（endothelial progenitor cells,EPCs）增殖和细胞周期相关蛋白表达的影响。方法：将携带突变激活FOXO3a基因的腺病毒载体Ad-TM（triple mutant）-FOXO3a和阴性对照腺病毒载体Ad-GFP体外感染人脐血来源的EPCs。观察EPCs形态学改变,CCK-8分析转染后EPCs增殖情况,Western blot检测FOXO3a蛋白、细胞周期相关蛋白p27^kip1以及CDK2的表达水平。结果：构建了的2种腺病毒相关载体被成功转染。形态学改变方面,Ad-TM—FOXO3a组EPCs细胞生长缓慢,集落不明显;Westem blot和CCK-8结果显示,Ad-TM—FOXO3a转染组与阴性对照组相比,EPCs增殖被抑制,FOXO3a与p27^kip1蛋白过表达,CDK2表达下调。结论：FOXO3a可能通过上调p27kip1蛋白表达,下调CDK2表达,以抑制EPCs增殖。     

过氧化氢对内皮祖细胞凋亡相关蛋白表达的影响

目的:比较不同浓度过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)对人外周血来源的内皮祖细胞(endothelial progenitor cells,EPCs)生存能力的改变及其对凋亡相关蛋白表达的影响。方法:采用密度梯度离心法和差速贴壁法从人外周静脉血中分离培养内皮祖细胞。选取传代后第3代EPCs作为研究对象,以终浓度分别为50μmol/L、100μmol/L、150μmol/L、200μmol/L、300μmol/L和400μmol/L的过氧化氢处理内皮祖细胞12 h,同时设立正常处理对照组。CCK-8法检测各组内皮祖细胞生存能力的差异;Western blot分析各组内皮祖细胞中凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2和p53的蛋白表达情况。结果:与对照组相比,在浓度为50μmol/L、100μmol/L和150μmol/L过氧化氢处理组中细胞存活能力逐渐增强,促凋亡蛋白Bax、p53随之下调,抗凋亡蛋白Bcl-2则显著上调;在浓度为200μmol/L、300μmol/L和400μmol/L过氧化氢处理组中细胞生存能力相对于正常对照组逐渐减弱,促凋亡蛋白Bax、p53表达水平逐渐增加,抗凋亡蛋白Bcl-2表达水平下降。结论:过氧化氢对内皮祖细胞存活能力和凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2、p53表达的影响均呈双相性变化。     

FOXO3a过表达对内皮祖细胞周期相关蛋白的调控

目的:观察FOXO3a(forkhead box O3a)的活性改变对内皮祖细胞(endothelial progenitor cells,EPCs)增殖和细胞周期相关蛋白表达的影响。方法:将携带突变激活FOXO3a基因的腺病毒载体Ad-TM(triple mutant)-FOXO3a和阴性对照腺病毒载体Ad-GFP体外感染人脐血来源的EPCs。观察EPCs形态学改变,CCK-8分析转染后EPCs增殖情况,Western blot检测FOXO3a蛋白、细胞周期相关蛋白p27kip1以及CDK2的表达水平。结果:构建了的2种腺病毒相关载体被成功转染。形态学改变方面,Ad-TM-FOXO3a组EPCs细胞生长缓慢,集落不明显;Western blot和CCK-8结果显示,Ad-TM-FOXO3a转染组与阴性对照组相比,EPCs增殖被抑制,FOXO3a与p27kip1蛋白过表达,CDK2表达下调。结论:FOXO3a可能通过上调p27kip1蛋白表达,下调CDK2表达,以抑制EPCs增殖。     

E-钙黏蛋白对血管内皮祖细胞和骨髓间充质干细胞之间的黏附作用研究

目的初步探讨E-钙黏蛋白（E-cad）在内皮祖细胞（EPCs）和间充质干细胞（MSCs）之间的黏附作用。 方法体外C57BL/6J小鼠骨髓腔分离培养EPCs和MSCs,使用Mito Tracker Red标记EPCs,DAPI标记MSCs;采用免疫荧光的方法观察E-cad在细胞内的表达情况;细胞黏附实验观察EPCs与MSCs体外黏附现象;使用E-cad siRNA干扰EPCs和MSCs中E-cad的表达,RT-qPCR和Western blot检测siRNA转染效率;转染成功后在成血管的凝胶上进一步观察二者黏附现象。多组间比较采用单因素方差分析,组间两两比较使用LSD-t检验。 结果（1）与MSCs、EPCs比较,体外共培养MSCs和EPCs上清液中E-cad表达（378.26±34.47、564.72±41.58比1087.28±101.92）升高,差异均具有统计学意义（P < 0.05）;（2）与Control-siRNA、Mock、Negative相比,E-cad siRNA转染MSCs 48 h后E-cad mRNA表达（0.97±0.07、0.93±0.06、1.00±0.03比0.30±0.05）、E-cad蛋白表达（252.19±11.62、223.70±13.66、257.50±12.08比31.74±4.08）均降低,差异有统计学意义（P < 0.05）;与Control-siRNA、Mock、Negative比较,E-cad siRNA转染EPCs 48 h后E-cad mRNA表达（0.93 ±0.07、0.88±0.08、1.00±0.02比0.36±0.07）、E-cad蛋白表达（429.46±31.87、409.13±26.97、436.80±34.69比54.03±15.05）均降低,差异有统计学意义（P < 0.05）;（3）E-cad siRNA成功转染MSCs和EPCs后,二者黏附现象受到抑制;（4）沉默EPCs和MSCs的E-cad后,二者在成血管凝胶上的黏附及成管现象均受到抑制。 结论E-cad介导EPCs和MSCs之间的黏附。     

骨髓间充质干细胞和内皮祖细胞移植促进血流重建的比较

目的:比较骨髓间充质细胞(Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells,BM/MSC)和骨髓源内皮祖细胞(Bone Marrow Endothelialprogenitor cells,BM/EPC)移植促进血流重建的效果,为进一步优化骨髓干细胞移植治疗肢体缺血提供理论基础。方法:获取Lewis大鼠骨髓单个核细胞,在体外培养分化为MSC和EPC。采用Lewis大鼠建立单侧后肢缺血模型。在模型建立后3天,将0.8mlD-Hanks液注入大鼠缺血侧后肢,为对照组(n=6);将8×106个骨髓MSC植入大鼠缺血侧后肢,为MSC组(n=6);将体外培养的8×106个EPC植入大鼠缺血侧后肢,为EPC组(n=6)。细胞移植后3周行缺血大鼠后肢动脉造影,检测缺血侧后肢侧支血管数;获取缺血侧后肢腓肠肌,分别行CD31和α-SMA免疫组化染色,计算毛细血管密度和小动脉密度。结果:MSC组与EPC组侧支血管数无显著性差异,二者均高于对照组;EPC组毛细血管密度明显高于MSC组,二者均高于对照组;MSC组与EPC组小动脉密度无显著性差异,二者均高于对照组。结论:骨髓间充质干细胞移植和内皮祖细胞移植均能够明显促进血流重建,而且骨髓间充质干细胞在治疗肢体缺血性疾病中的优势应该受到重视。     

Characteristics of bone marrow-derived endothelial progenitor cells in aged mice

Evidence for dysfunction of endothelial repair in aged mice was sought by studying the pattern of induced differentiation, quantity, and function of bone marrow-derived endothelial progenitor cells (EPCs) in aged mice. The CD117-positive stem cell population was separated from bone marrow by magnetic activated cell-sorting system (MACS), and EPCs were defined by demonstrating the expression of CD117+CD34+Flk-1+ by flow cytometry. After 7 days of culture, the number of clones formed was counted, and proliferation and migration of EPCs were analyzed by MTT[3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide] assay and modified Boyden chamber assay. The results demonstrated that compared to the control group, the quantity of bone marrow-derived CD117+ stem cells and EPCs, as well as the proliferation, migration, the number of clones formed, and phagocytotic function of EPCs were significantly reduced in aged mice. There were no significant differences in the morphology and induced differentiation pattern of EPCs between the aged mouse group and the control group. Authors suggest that the dysfunction of EPCs may serve as a surrogate parameter of vascular function in old mice.     

三维联合培养牙髓细胞和血管内皮祖细胞促进成牙本质向/成骨向分化

目的:探讨三维联合培养牙髓细胞(dental pulp cells, DPCs)和血管内皮祖细胞(endothelial progenitor cells, EPCs)对成牙本质向/成骨向分化的影响。方法:取单独培养DPCs及联合培养的DPCs和EPCs进行三维培养后成牙本质向/成骨向诱导,使用茜素红染色及半定量分析、RT-PCR和细胞免疫荧光检测成牙本质向/成骨向分化能力。采用SPSS 23.0统计软件对数据进行统计学分析。结果:茜素红染色显示联合培养组和单独培养组之间未见显著差异。RT-PCR和细胞免疫荧光显示成牙本质向/成骨向相关基因m RNAs和蛋白表达水平联合培养组显著高于单独培养组。结论:三维联合培养的DPCs和EPCs促进成牙本质向/成骨向分化,为牙髓再生提供可能实验依据。     

Bone morphogenetic protein (BMP)-7 but not BMP-2 and BMP-4 improves maintenance of primitive peripheral blood-derived hematopoietic progenitor cells (HPC) cultured in serum-free medium supplemented with early acting cytokines

BMPs regulate the developmental program of hematopoiesis. We demonstrate an increased expression of the BMP receptors Ia and II on cultured CD34⁺ cells and examine the impact of BMP-2, -4 and -7 on postnatal HPC cultured with stem cell factor, flt3-ligand and interleukin-3 (SF3). The addition of BMP-2 at 5, 25 and 50 ng/m to serum-free medium with SF3 yielded a 1.4- to 1.2-fold increase of CD34⁺ cells after seven days, but no effect on CFC or LTC-IC was observed. BMP-4 at 25 ng/ml induced a 2.9-fold expansion of colony-forming cells (CFC) within 1 week followed by a decrease to pre-culture values on day 14. The number of long-term culture initiating cells (LTC-IC) decreased by the factor 40 from day 0 to day 14. BMP-7 at 5–50 ng/ml had not effect on the expansion of CD34⁺ cells and CFC, but improved at 5 ng/ml the survival of LTC-IC significantly as compared to SF3 alone. In summary, BMP-2, -4 and -7 have no effect on the proliferation of CD34⁺ cells and CFC cultured with serum-free medium and SF3. However, BMP-7 but not BMP-2 and BMP-4 prevents the loss of primitive hematopoietic progenitor cells cultured in SFM plus SF3.