论文摘要：血管内皮细胞在参与调节下肢静脉曲张中的血管炎性反应、血管张力以及血管重塑等方面具有重要作用。为了能够对下肢静脉曲张的病因学有进一步的理解，需要对血管内皮细胞进行更深入的研究。然而，目前对于血管内皮细胞的研究大都停留在组织水平，细胞水平的研究少见[33]，由于曲张静脉的血管壁和瓣膜结构已受到损害，加之在异常的血流动力学作用下，血管内皮细胞的形态结构和功能等方面可能发生了变化，这使得在体外对曲张静脉内皮细胞的细胞学水平的研究成为一个难题。如何在体外对曲张静脉的内皮细胞进行高效的分离培养还需要更多的探索与尝试。本文选自：《中国微生态学杂志》主要刊登有关国内外人体微生态学、动植物微生态学及分子水平的微生态学等各领域的基础研究、应用研究、发展动态、成果和技术方法，包括生态制品(人用、兽用、水产、环境等)的研究、正常微生物群与微环境的平衡关系以及微生态失调造成疾病的防治研究、实验室技术等，以及促进微生态学与生命科学各学科相关领域的学术交流。
下肢静脉曲张是最常见的外周血管疾病。美国约有23%的成年人患有下肢静脉曲张，现人数已超过2500万[1-2]，在我国，静脉曲张的患病率已超过8%[3]。静脉曲张除了影响美观外，还可引起静脉性水肿、皮肤溃疡和血栓性浅静脉炎等并发症，并增加了深静脉血栓形成的危险[4]，不仅可导致慢性疼痛、残疾、生活质量和劳动力降低，也给患者和社会造成了沉重的经济负担。在美国每年用于治疗慢性静脉疾病(chronic venous disease，CVD)的直接费用估计在1.5～10亿美元[5-7]。而在英国，治疗静脉曲张的费用已占全国医疗总支出的2%[8]。下肢静脉曲张的传统治疗手段包括保守治疗和手术治疗(大隐静脉高位结扎及曲张静脉剥脱术等)，但术后十年内的复发率约为1/3[9]，而近几年开展的微创治疗(包括血管内激光、射频消融以及泡沫硬化剂注射等)，虽然短期的治疗效果较好，但其远期效果尚不得而知[10-12]。因此从长远的眼光来看，研究静脉曲张发病的分子及细胞机制，对于寻找新的治疗靶点和发展新的治疗策略都具有重要的意义。血管内皮细胞(vascular endothelial cell，VEC)是血管内表面一层完整的单层细胞，介于血流与血管壁组织之间，直接感受血液动力学的变化。它不仅是一种机械屏障，而且还具有物质转运、自分泌以及旁分泌等多种功能，并与人体的诸多生理及病理过程密切相关，其结构和功能的异常在许多疾病，尤其是在心血管系统疾病的发生和发展中起着重要作用。本文回顾了近年来的相关文献，就血管内皮细胞在下肢静脉曲张发生和发展中的作用作一简要综述。
1 血管内皮细胞参与调节血管炎症反应
长期持续的静脉扩张和血液返流可导致下肢静脉血液动力学的异常，从而引起缺氧，并形成慢性静脉高压，导致血管内皮细胞表面的血流剪切力降低。而缺氧、静脉高压和血流剪切力的降低是导致曲张静脉炎性反应启动的重要因素[13-16]。
Michiels等[17]的研究发现，向静脉中灌注缺氧溶液能够引起中性粒细胞与内皮细胞发生黏附反应，提示一定程度的血氧分压降低(如在血液淤积时)能够引起血管内皮细胞的激活。并且，中性粒细胞与内皮细胞的黏附反应增强促进活性氧自由基(reactive oxide species，ROS)的产生，引起多种细胞因子和白三烯B4等炎性介质的释放[18]。长时间的缺氧可以引起缺氧诱导因子1(hypoxia-inducible factor 1，HIF-1)的活化[19]。研究发现，在曲张静脉组织中，细胞间黏附分子-1(intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1)和内皮细胞白细胞黏附分子-1(endothelial leukocyte adhesion molecule-1，ELAM-1)阳性表达的部位，也有HIF-1α的表达。而最近有证据表明，缺氧可能通过直接激活位于ICAM-1基因启动子上的核因子-κB(nuclear factor-κB，NF-kB)位点而激活ICAM-1，因此认为，缺氧可能通过激活NF-kB而增加ICAM-1的表达[20-23]。ELAM-1表达在活化的血管内皮细胞;而ICAM-1和血管细胞黏附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1)在静息的内皮细胞上呈低水平表达，在干扰素-γ(interferon-γ，IFN-γ)和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)等炎症性细胞因子作用下，其表达可迅速上调[24]。
研究发现，血管张力增加和血流剪切力的降低可经促细胞分裂蛋白激酶等多种信号转导通路作用于血管内皮细胞，产生ROS并引起氧化应激，造成内皮细胞损伤和通透性增高[25]。而电镜下也发现曲张静脉的内皮细胞存在变性和脱落，导致血管内皮细胞屏障丧失和内皮下层暴露[26-27]。在站立30 min诱导的CVD患者下肢静脉高压模型中，位于循环中性粒细胞和单核细胞上的L-选择素和整合素CD11b的血浆水平下降，说明了这些炎症细胞在微循环中被捕获;同时血浆中可溶性L-选择素的水平增加了，提示在白细胞与内皮细胞的黏附过程中这些分子从白细胞表面脱落[28]。类似的研究发现，下肢静脉曲张患者血浆中的细胞间黏附分子ICAM-1、VCAM-1、ELAM-1以及反映血管内皮细胞损伤的血管性血友病因子(von Willebrand factor，vWF)的基础水平均增加了[29]。这些证据表明，在曲张静脉中，内皮细胞被激活，或受到损伤，产生并释放了多种细胞黏附分子，能够促进内皮细胞与白细胞的黏附，引发炎性反应。
2 血管内皮细胞参与调节血管张力
生理情况下，血管内皮细胞通过合成和释放多种血管活性物质来调节血管紧张度。而当内皮细胞损伤或功能障碍时，舒/缩血管活性物质之间的比例失衡能够导致血管舒缩功能异常。
内皮素-1(endothelin-1，ET-1)是血管内皮细胞产生的作用最强的缩血管活性物质之一。研究发现，在曲张静脉中，位于内皮细胞表面的内皮素A受体(endothelin receptor A，ET-A)以及主要分布于血管平滑肌细胞的内皮素B受体(endothelin receptor-B，ET-B)的密度均有减少，以后者减少显著，提示曲张静脉对缩血管活性物质的反应性降低[30]。
一氧化氮(nitric oxide，NO)作为一种重要的舒血管活性物质，能够引起血管平滑肌舒张。一氧化氮合酶(nitric oxide synthase，NOS)能够催化L-精氨酸发生氧化反应，产生NO和L-瓜氨酸。目前已发现人体内有三种NOS亚型：内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase，eNOS)、神经型一氧化氮合酶(neuronal nitric oxide synthase，nNOS)以及诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase，iNOS)。其中eNOS和nNOS是钙离子依赖的亚型，在组织中有基础表达;iNOS是钙离子非依赖的亚型，主要在病理情况下表达。当受到炎症刺激时，iNOS的表达增加，并在短时间内合成大量的NO。动物实验已经证实，在炎症反应中，iNOS的表达上调，成为NOS中最主要的亚型[31-32]。有研究发现，与正常大隐静脉组织相比，曲张大隐静脉组织中的总NOS和iNOS的表达均有显著增加。除此之外，血管内皮细胞可通过内皮依赖性超极化因子(endothelial-derived hyperpolarizing factor， EDHF)的上调引起血管平滑肌细胞的超极化，引起血管平滑肌的舒张。这些结果表明，在曲张大隐静脉中血管收缩和舒张功能已发生改变，舒/缩血管活性物质间的失衡可能是曲张静脉的过度松弛和扩张的原因之一[33-35]。
3 血管内皮细胞参与血管重塑
血管重塑被认为
静脉疾病发生的重要因素之一。细胞和细胞外基质(extracellular matrix，ECM)组成成分的改变可以促使静脉壁结构和功能发生变化，并引起静脉壁软弱，导致静脉扩张。ECM中含有多种胶原、蛋白聚糖、弹性蛋白、糖蛋白以及纤维连接蛋白等，并将各种细胞成分包绕其中。ECM通过与内皮细胞、平滑肌细胞等细胞成分相互作用保持动态平衡，以此来维持静脉的完整性。基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，M[第一论文网lunwen.1lkejiAN.COM提供论文和论文服务]MPs)是一个活性中心含有锌离子的结构和序列高度同源的基质蛋白酶家族，能够降解ECM中的绝大多数组成成分。ECM的降解主要通过蛋白水解酶(包括MMPs、其激活剂和抑制剂)进行调节[36]。血管内皮细胞能够合成多种MMPs。研究发现，静脉高压能够导致内皮细胞中的MMPs过量表达。在曲张静脉的静脉壁以及患者的血浆中，MMPs的浓度和活性均有提高[37]。另外有资料显示，MMPs的蛋白水解酶的活性与内皮细胞膜上ICAM-1、VCAM-1等炎症相关黏附分子的水平增加有关[38]。动物实验还发现，MMP-2可直接作用于静脉壁引起静脉扩张[39-40]。有研究发现，膜型基质金属蛋白酶-1(membrane-type-1 matrix metalloproteinase，MT1-MMP)又称为MMP-14，作为MMP-2的最主要的前体激活物，在曲张静脉中的表达也明显上调[2，41-42]。因此，MMPs在静脉曲张的发展中起到至关重要的作用。
缺氧可引起离子泵功能障碍致使血管内皮细胞的代谢发生变化，同时内皮细胞层的损伤可能激活信号级联反应，促使碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)和血小板源性生长因子(platelet-derived growth factor，PDGF)的释放，从而引起血管中层平滑肌细胞增殖和向内皮下迁移，导致内膜增厚。在向内膜迁移的同时，血管平滑肌细胞发生去分化，导致其收缩功能下降而合成胶原的能力提高[17，43-46]。
综上所述，血管内皮细胞在参与调节下肢静脉曲张中的血管炎性反应、血管张力以及血管重塑等方面具有重要作用。为了能够对下肢静脉曲张的病因学有进一步的理解，需要对血管内皮细胞进行更深入的研究。然而，目前对于血管内皮细胞的研究大都停留在组织水平，细胞水平的研究少见[33]，由于曲张静脉的血管壁和瓣膜结构已受到损害，加之在异常的血流动力学作用下，血管内皮细胞的形态结构和功能等方面可能发生了变化，这使得在体外对曲张静脉内皮细胞的细胞学水平的研究成为一个难题。如何在体外对曲张静脉的内皮细胞进行高效的分离培养还需要更多的探索与尝试。
[参考文献]
[1] Kaplan RM，Criqui MH，Denenberg JO，et al. Quality of life in patients with chronic venous disease：San Diego population study [J]. J Vasc Surg，2003，37(5)：1047-1053.
[2] Raffetto JD，Khalil RA. Mechanisms of varicose vein formation：valve dysfunction and wall dilation [J]. Phlebology，2008，23(2)：85-98.
[3] 张培华，蒋米尔，戴乐天，等.华东四省一市周围血管病调查研究[J].普外临床，1993，8(3)：162-164，138.
[4] Travers JP，Brookes CE，Evans J，et al. Assessment of wall structure and composition of varicose veins with reference to collagen，elastin and smooth muscle content [J]. Eur J Vasc Endovasc Surg，1996，11(2)：230-237.
[5] Gloviczki P，Comerota AJ，Dalsing MC，et al. The care of patients with varicose veins and associated chronic venous diseases：clinical practice guidelines of the Society for Vascular Surgery and the American Venous Forum [J]. J Vasc Surg，2011，53(5)：2-48.
* 稍后学术顾问联系您
