内皮细胞微粒与脓毒血症研究进展.doc

内皮细胞微粒与脓毒血症研究进展 郑佳1宋玉娥2张爱平2 1.内蒙古科技大学包头医学院，内蒙古包头014060；2.包头医学院第一附属医院儿科，内蒙古包头014010 摘要内皮细胞在凋亡或激活条件下可以释放一种直径为0.051的囊泡状物质，我们称其为内皮细胞微粒。在脓毒血症中我们发内皮细胞微粒水平明显升高，这说明内皮细胞微粒与脓毒血症之间存在着一定关系。内皮细胞微粒通过自身表达的物质及刺激其他细胞表达的物质而在炎症、凝血、血管功能改变中产生重要作用。该研究就内皮细胞微粒的形成及与脓毒血症的关系做一概述。 关键词内皮细胞微粒；脓毒症；炎症；凝血；内皮功能障碍 R515A1674-074（4）05（a）195-02 脓毒血症是由感染引起的全身炎症反应并且临床上证实有细菌存在或有高度可疑感染灶。根据病情程度不同可分为脓毒症、严重脓毒症、脓毒性休克及多器官功能衰竭。病情凶险且病死率高约25%，若伴发感染性休克病死率可高达80%1，已成为重症监护室内非心脏病人死亡的最主要原因。脓毒血症中感染、炎症、凝血血管功能失调之间存在着复杂机制，内皮细胞在此过程中扮演着重要角色。 脓毒血症中内皮细胞在凋亡或活化时可释放一种直径约0.051m的粒子我们称其为内皮细胞微粒（EMPs）。1990年，Hamilton第一次用流式细胞仪检测出了这种粒子并命名为EMPs2。1999年bes等3首次报道有关EMPs的临床研究，从此内皮微粒与临床相关疾病方面的研究逐渐增多。Soriano4等研究发现在脓毒血症中可检测到EMPs的含量出现明显升高，这表明存在着某种关联。现报道如下 1EMPs的产生 内皮细胞在在内源性或外源性的凋亡或活化因素刺激下时均可以释放EMPs。其中常见的活化因素有LSP、补体C5b-9、IL-1、TNF-、凝血酶、APC等。常见凋亡因素如新型孢菌素、丝裂霉素等。在脓毒血症由于大量炎症反应、凝血反应及细胞凋亡的存在因而可以刺激内皮细胞释放EMPs。活化和凋亡刺激其分泌的机制是不一样的。凋亡时主要由半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3（caspase3)激活丝氨酸-苏氨酸激酶1（ROCKI）促进肌球蛋白轻链的磷酸化，导致细胞收缩细胞骨架重组5。凝血酶则通过caspase2激活ROCK11促进肌球蛋白的磷酸化6。细胞活化导致EMPs分泌的过程主要与胞质内钙离子浓度增加有关，钙离子通过激活钙蛋白酶7（calpain）使得构成细胞骨架的踝蛋白降解从而导致细胞膜骨架紊乱。细胞膜由不对称分布的磷脂双分子层和蛋白质组成。外层主要分布着胆碱磷脂，内层主要分布着氨基磷脂（磷脂酰丝氨酸和磷脂酰乙醇胺)。在活化过程中钙离子浓度增加可激活细胞膜表面钙依赖性的磷脂爬行酶（scramblase）使得磷脂酰丝氨酸快速地从内层转移到外层。由于磷脂酰丝氨酸外移磷脂不对称分布消失，外层张力增加并高于内层且细胞膜骨架紊乱故活化部位细胞膜形成小泡状结构并发生脱落。我们将脱落的微小囊泡状物质称为微粒。研究发现不仅内皮细胞可以分泌微粒，单核细胞、血小板、粒细胞等均可以在凋亡或活化状态下分泌微粒。 内皮微粒主要由含磷脂双分子层和蛋白质的膜和膜内容物构成，根据刺激条件不同、血管不同的蛋白表型会存在显著差异且这些内皮微粒大小不均、作用不同8。现在研究发现的所携带的物质有CD31(PECAM-1)、CD42、CD54(ICAM-1)CD62E(E-selectin)、CD62P(P-selectin)、CD105(endoglin)、CD106(VCAM-1)、CD144(VE-cadherin)、146(S-endo1)、NAD(P)H氧化酶等。它们在内皮微粒与细胞之间及细胞与细胞之间的相互作用及代谢中产生重要作用。分析EMPs的蛋白组织学时发现EMPs上包含有60种以上的蛋白质9。 2EMPs在脓毒血症中的损伤作用 2.1促进炎症反应 脓毒血症中有广泛存在的炎症反应可以释放大量的炎症介质如IL-1、TNF-及LSP它们都能刺激血管内皮细胞释放，反之EMPs也能参加炎症反应。一方面EMP可以活化单核细胞分泌炎症介质IL-6、TNF-加重炎症。另一方面EMPs可以其表达的黏附分子影响炎性细胞与内皮的作用。如表达的CD62E、CD62P凝集素结构域可与白细胞上表达唾液酸化LewisX和LewisA发生共价结合。EMPs不仅自身表达ICAM-1、VCAM-1还可以诱导内皮细胞分泌黏附分子VCAM-1和ICAM-110二者均属于免疫球蛋白超家族分子可与白细胞表面的整合蛋白受体结合从而促进内皮细胞白细胞与内皮细胞的异常黏附和渗出。EMPs诱导ICAM-1形成的过程可能与激活ERK1/2信号通路有关11。EMPs可以激活单核细胞使促使其分泌vEGF-A、vEGFC、此外激活的单核细胞还可以表达CD11b12、及表达组织因子13而趋化更多的单核细胞。另外EMPs可以此外EMPs还参与脓毒症中炎症扩散，这与MODS的形成相关14。通过对白细胞的激活、促进白细胞黏附、渗出、趋化及炎症的扩散而在脓毒血症中发挥重要作用。 2.2促进凝血 研究表明EMPs与血液高凝状态相关说明EMPs具有一定的促凝血作用。脓毒血症中促炎症细胞因子、LSP及病原微生物的作用下内皮细胞自身可以表达TF,同时分泌的中也含有TF。还可以上调单核细胞TF的表达13。TF是外源性凝血途径的启动因子，可与FVII/FVIIa结合时形成TF-FVIIa复合物。同时在钙离子和磷脂存在的作用下激活FIX和FX,。EMPs表面暴露的大量带负电荷的磷脂酰丝氨酸为其提供了磷脂表面。其表面可表达管性血友病因子(vWF)15,与血小板结合形成聚合物。此外EMPs可以促进内皮细胞表面表达vWF，可引起未激活的血小板在血管内皮细胞上聚集。EMPs自身表达的黏附分子及其刺激内皮细胞所表达的黏附分子可以增强细胞间相互作用增强凝血反应。 2.3血管内皮细胞及血管功能的损伤 在体外研究中表明能减少EMPsNO的释放及抑制ACH导致的血管扩张16，从而使血管收缩，导致组织缺血缺氧.研究表明EMP所诱导的内皮细胞产生的氧自由基增加，用穿透血管的PEG-SOD以清除血管内的氧自由基后则可以恢复部分EMP抑制的血管舒张功能17。田刚等人发现高浓度葡萄糖诱导HUVEC内皮微粒的释放水平与细胞凋亡率呈正相关18;内皮细胞受损后血管壁通透性导致炎性细胞游出、血液渗出到组织间隙造成水肿和低血压进一步造成组织缺血缺氧。因而EMPs被广泛认为是一种内皮损伤及功能障碍的标志物。 3EMPs在脓毒血症中的保护性作用 3.1APC所介导的保护作用 值得注意的是脓毒血症中EMPs不仅具有促炎、促凝、损伤细胞和血管功能的功能，而且还具有一定的保护作用，APC刺激内皮细胞可以释放一种含完整型ERCP的EMPs19，其释放过程依赖于EPCR-APC-PAR1轴20。而ECPR主要通过两种途径影响APC的生物利用度。一种ECPR与APC结合后可导致FVa和FVIIIa失活。而发挥抗凝作用。此外ECPR还可以作为PAR1的共受体而在APC的信号传递中发挥作用。ECPR还可以通过转运APC到细胞核而影响基因表达。ECPR与APC结合后可以可以通过多条途径达到细胞保护作用。调节基因构成、调节细胞因子和细胞黏附分子的转录水平、发挥抗凋亡作用、稳定血管内皮21。含APC的微粒可以使得抗凋亡产物如BCL-XL的表达增加并且抑制促凋亡性质的Bax的表达，从而产生抗内皮细胞凋亡作用21。因此APC对机体具有保护作用，研究发现严重脓毒血症患者输入rhAPC可以降低19.6%的死亡率22。 脓毒症休克中往往伴随着低血压，低血压可以加重组织缺血缺氧并造成血管低反应性。而EM可通过其对ACH的抑制作用而使血管产生收缩，抵抗血管低反应性而产生机体保护作用。 内皮微粒能够激活单核细胞，促使其分泌VEGF-A、VEGFC，从而VEGF-A与内皮细胞上的相应受体结合后可以发挥促进血管内皮增殖、增加血管通透性、促进血管支持物的生成的作用而VEGF-C与相应受体结合后可以发挥促进血管、淋巴管生成的作用。从而在炎症修复，淋巴回流中产生重要作用。 结束语 目前，内皮细胞微粒在脓毒血症中的作用越来越得到人们的重视。我们不仅要重视其对疾病加重的方面，我们也应重视其保护作用。其生物活性的发挥机制还需更一步探讨。如何将内皮微粒的基础研究指导临床工作将是以后的热点。 参考文献 1GalleyHF.OxidativestressandmitochondrialdusfunctioninsepsisJ.BrJAnaesh,xx,107(1):57-64. 2HamiltonKK,HattoriR,EsmonCT,etal.ComplementproteinsC5b-9induceesiculationoftheendothelialplasmamembraneandexposecatalyticsurfaceforassemblyoftheprothrombinaseenzymeplexJ.JBiolChem,1990,265(7):3809-3814. 3CombesV,SimonAC,GrauGE,etal.InvitrogenerationofendothelialmicroparticlesandpossibleprothromboticactivityinpatientswithlupusanticoagulantJ.JClinInvest,1999,104(1):93-102. 4SorianoAO,JyW,ChirinosJA,etal.LevelsofendothelialandplateletmicroparticlesandtheirinteractionswithleukocytesnegativelyorrelatewithorgandysfunctionandpredictmortalityinseveresepsisJ.CritCareMed,xx,33(11):2540-2546. 5ColemanML,SahaiEA,YeoM,etal.Membraneblebbingduringapoptosisresultsfromcaspase-mediatedactivationofROCK1J.NatBellBiol,xx,3(4):339-345. 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