干细胞移植血管新生治疗糖尿病足的研究.docVIP

干细胞移植血管新生治疗糖尿病足的研究 随着糖尿病发病率的增加和人均寿命的延长，糖尿病的慢性并发症尤其是糖尿病足的患病率也明显增加，其病程长、治疗难度大、致残及致死率高，己成为糖尿病最常见而严重的并发症之一。糖尿病足尚无有效治疗手段，药物治疗收效甚微，对于下肢动脉流出道闭塞而且缺乏侧支循环形成的患者，介入治疗和血管搭桥等血管再通技术存在着一定的局限性。近年来，血管内皮祖细胞(endothehal Progenitorcell，EPC)的发现及干细胞的分离、纯化方法的不断改进，使采用干细胞移植血管再生技术重建有效的侧支循环成为可能，为糖尿病足的临床治疗带来新的希望。 1、EPC与血管内皮细胞(endothelialeell，EC) EPC是指机体中存在的能特异性归巢于血管新生组织并分化成EC的一群干细胞亦即EC的前体细胞。胚胎发育过程中的EPC和造血干细胞(HSC)共同起源于胚外中胚层卵黄囊血岛，由原血干细胞(hemang1oblast)即血管干细胞或称为成血管细胞(angioblast)分化发育而来。在小鼠胚胎发育模型上，受精卵形成后约第七天，胚外中胚层细胞聚集形成卵黄囊血岛，12小时后，聚集细胞群的中央细胞分化为HSC而包绕血岛的外周细胞则分化为EPC。受精后约2周时，位于中心部位的HSC分化为血球系列形成血液，而位于边缘部的EPC分化为EC进一步形成原始血管壁。基于EPC和HSC表达共同抗原及其在胚胎发育过程中空间和形态上的紧密联系，研究者认为EPC和HSC可能存在共同的前体，即一种具有双重分化潜能的原血干细胞，在一定的条件下它既能发育为HSC也能分化为EPC。 以前认为EPC仅仅出现于胚胎血管发育阶段，在出生后的机体内并不存在。Asahara等于1997年首次成功将成人外周血中分离出的CD34+单个核细胞载体外诱导分化为EC，在动物体内证明其生成血管的能力，并认为这种CD34+细胞即可能为EPC。随后，又在骨髓和脐血中得到类似发现。Asaharals等通过鼠的同种异体骨髓移植模型证实了成年个体外周血中的EPC来源于骨髓，是CD34+细胞的一个亚群。由于外周血中同时还存在着EC，而EC和EPC在形态和抗原表达方面具有相似性，因此对于外周血中的EPC是否就是EC一直存在争论。近年来的研究显示:与EC相比，EPC同时表达VEGFR-2、AC133(CD133)及CD34，AC133是人类造血干细胞的标记抗原，而VEGFR-2是胚胎干细胞向内皮细胞分化过程中最早表达的内皮标记。同时EPC具有更高的分化潜能，并促进出生后血管发生，主要存在于骨髓。随着EPC向成熟内皮细胞的分化，AC133的表达逐渐下降，外周血成熟的内皮细胞不表达AC133。可以利用这些特征区别EPC和EC，并可以利用这些内皮特异性标记来富集纯度较高的EPC。 2、EPC与血管新生 血管新生主要有两种方式:(1)血管发生(vasculgenesis)，即在胚胎发育中的新生血管形成(neovaseularization)时，由中胚层来源的成血管细胞(angioblast)原位分化为EPC及EC，然后在原位形成原始的毛细血管网；(2)血管生成(angiogenesis)，是指从己存在的血管上出芽方式长出新的毛细血管的过程，即通过存在的EC迁移、增殖、重塑来形成新的血管。以前一直认为成年人血管的修复依赖于血管新生，EPC的发现提示成人也存在EPC参与的血管发生。 EPC参与的血管形成无需依赖原有的血管系统，通过EPC在血管生长的原位分化为成熟内皮细胞并组织成血管的过程，类似于胚胎时期的血管发生过程，又称为出生后血管发生(postnatal vaseulogenesis)。由于高血压，糖尿病，高血脂，动脉粥样硬化、吸烟及年老等因素可以降低患者循环中EC的数量和活性，使细胞因子介导的血管生成的临床应用受到限制。而EPc介导的血管发生则不受EC和原有血管的影响。同时EPC本身具有分泌血管内皮生长因子(VEGE)等细胞因子的能力，有利于新生血管的形成。 3、EPC移植血管新生在精尿病足治疗中的应用 Isner等首先提出了“治疗性血管形成(therapeutievaseulogenesis)”的概念，倡导补充EPC数量来达到更好的血管新生效果，治疗缺血性疾病。研究表明，高糖可减少EPC数量，抑制其增殖潜能、乳附和成血管能力并呈浓度和时间依赖性，这为糖尿病侧支血管形成受损机制提供了体外实验依据。schatteman等发现，输注外源性EPC能改善糖尿病小鼠的血管形成能力，促进糖尿病小鼠缺血肢体的血流恢复。 近年来，Tat1ana等对人体骨髓内和外周血中的单个核细胞(MNC)转化为EPC的潜能进行了研究，结果发现在不同培养条件下骨髓和外周血中的MNC可以转化为EPC，解决来源于骨髓和外周循