細(xì)胞凋亡與血管再狹窄
作者：賈光宏
單位：賈光宏(咸寧醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院內(nèi)科，咸寧 437100)
關(guān)鍵詞：
咸寧醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)000240 中圖分類號 R540.4+6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 C
文章編號 1008-0635(2000)02-0148-02
經(jīng)皮穿刺冠脈成形術(shù)(PTCA)治療冠狀動脈狹窄性疾病術(shù)后血管再狹窄(RS)發(fā)生率為30～40%。目前有關(guān)研究預(yù)防RS的結(jié)果令人滿意。近幾年，隨著分子生物學(xué)發(fā)展，基因治療RS正日益受到介入工作者重視，并在動物實(shí)驗(yàn)與臨床取得了一些令人滿意的結(jié)果。
1 再狹窄形成的主要機(jī)制
在RS發(fā)生機(jī)制中，血管平滑肌細(xì)胞的遷移、過度增殖和大量合成細(xì)胞外基質(zhì)是導(dǎo)致血管內(nèi)膜增厚管腔狹窄的主要原因。Edward等[1，2]發(fā)現(xiàn)血管平滑肌細(xì)胞在PTCA術(shù)后24小時(shí)開始增殖，中膜SMC快速增生，48小時(shí)達(dá)高峰，于4天內(nèi)停止，并在3～4天中，中膜處于增殖狀態(tài)的SMC部分向內(nèi)膜遷移，在一周內(nèi)最為明顯，在5～10天遷移至內(nèi)膜的SMC以1%～5%速度緩慢增殖，持續(xù)數(shù)周至數(shù)月，6個月后內(nèi)膜中SMC全部轉(zhuǎn)變?yōu)槭湛s型，數(shù)量逐漸減少。
, 百拇醫(yī)藥
2 血管平滑肌細(xì)胞的增殖、凋亡與再狹窄
2.1血管平滑肌細(xì)胞相關(guān)凋亡基因
P53基因全長16～20Kb，由11個外顯子和10個內(nèi)含子組成。其中有5個高度保守的蛋白編碼區(qū)。P53基因表達(dá)產(chǎn)物P53蛋白的氨基端有轉(zhuǎn)錄激活的作用，中間部分是高度保守的蛋白順序，羧基端為寡聚體形成和核定位順序。正常的P53基因即野生型P53(wtP53)具有促進(jìn)細(xì)胞凋亡作用，而突變型P53(muP53)基因則有抑制細(xì)胞凋亡的作用。生長抑制有兩種效應(yīng)，一是調(diào)控細(xì)胞周期，二是誘導(dǎo)凋亡[1]。P53在損傷存活中起重要作用，被譽(yù)為“基因警察”。
Bcl-2基因定位于14號染色體上，全長約4.2-7.2Kb，其主要作用是通過抵抗多種形式的細(xì)胞死亡，延長細(xì)胞壽命，促進(jìn)細(xì)胞生存，抑制細(xì)胞凋亡，故亦稱“存活”基因，其分子機(jī)制可能直接參與細(xì)胞增殖和生存[3]。
, 百拇醫(yī)藥
C-myc基因的產(chǎn)物一般認(rèn)為是一個轉(zhuǎn)錄因子，既能刺激細(xì)胞增生，又能刺激細(xì)胞產(chǎn)生凋亡的雙重調(diào)節(jié)作用[4]。在不同外來信號刺激下，C-myc基因表現(xiàn)不同的結(jié)果，即myc蛋白作為轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，當(dāng)接受存活刺激信號細(xì)胞便增生，否則細(xì)胞就出現(xiàn)凋亡。C-myc引起的增生和凋亡常常在G1和S期。其在細(xì)胞增殖、分化、靜止及死亡調(diào)控中均起重要作用。
2.2 平滑肌細(xì)胞增殖、凋亡與再狹窄
Harris等[5～7]對球囊損傷后的大鼠頸動脈進(jìn)行研究，通過Tunel染色，在0.5h、1h、2h出現(xiàn)有凋亡細(xì)胞，并有bcl-2蛋白表達(dá)減少。Clowes等也證實(shí)了大鼠動脈的平滑肌細(xì)胞確實(shí)表現(xiàn)有凋亡跡象。凋亡不僅可調(diào)節(jié)正常的及出生后動脈血管壁上的平滑肌細(xì)胞數(shù)量，而且可調(diào)節(jié)導(dǎo)致人血管閉塞病損的細(xì)胞構(gòu)成，尤其是在那些廣泛增生的情況下，并且凋亡率與細(xì)胞增殖成直線關(guān)系，即細(xì)胞增生越活躍，凋亡率越高；細(xì)胞增生減慢，凋亡率下降。在動脈球囊損傷模型中，C-fos及C-myc轉(zhuǎn)錄水平分別在損傷后30分鐘出現(xiàn)，1h～2h達(dá)高峰，分別在1.5h、4h回歸正常，二者的有序表達(dá)提示C-fox基因可能誘導(dǎo)c-myc表達(dá)，從而調(diào)控平滑肌細(xì)胞增生，而平滑肌細(xì)胞增生越活躍，凋亡率越高。同樣在人的血管平滑肌細(xì)胞中也存在著細(xì)胞凋亡和細(xì)胞增生之間平衡，也就是說細(xì)胞凋亡可以抵消外界因素導(dǎo)致的細(xì)胞增生。而在PTCA術(shù)后發(fā)生的再狹窄可能是這種平衡失調(diào)，即增生大于凋亡所致。由于bcl-2和muP53基因可抑制細(xì)胞凋亡，而wtP53可誘凋亡，因而推測PTCA術(shù)后RS就是由于P53基因表達(dá)受到抑制，而bcl-2基因過度表達(dá)引起的[3，8]。國內(nèi)謝春毅等[9]研究證實(shí)在血管成形術(shù)后再狹窄的發(fā)生中確有bcl-2表達(dá)異常，即術(shù)后一周時(shí)bcl-2過度表達(dá)，P53基因表達(dá)受抑制。
, 百拇醫(yī)藥
3 P53抑制平滑肌細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)凋亡機(jī)制
P53基因在細(xì)胞凋亡過程中可能起到分子警察的作用，當(dāng)細(xì)胞DNA損傷時(shí)，P53WAFl/CIPl基因的發(fā)現(xiàn)揭示了P53基因調(diào)控細(xì)胞周期機(jī)制，該基因與檢測的各種細(xì)胞周期素依賴的蛋白激酶(CDK)復(fù)合物有關(guān)，進(jìn)一步的研究確認(rèn)WAFl/CIPl的產(chǎn)物P21蛋白定位于含有P53蛋白且處于G1停滯的細(xì)胞胞核內(nèi)。P53引起平滑肌細(xì)胞凋亡抑制增殖過程是DNA損傷、P53蛋白表達(dá)增加、 P53蛋白產(chǎn)生，并同cyclin-cdk結(jié)合抑制CDK作用，從而阻止DNA的合成和細(xì)胞分裂，導(dǎo)制細(xì)胞出現(xiàn)G1期停滯，進(jìn)而DNA進(jìn)行修復(fù)，末修復(fù)者則發(fā)生凋亡[10，11]。Yosshikazu[12]通過腺病毒為裁體在體內(nèi)外轉(zhuǎn)染wtP53基因，能明顯抑制平滑肌細(xì)胞增生，通過檢測G1期細(xì)胞為92.6%，而對照組為79.3%，這證明P53蛋白在DNA損傷誘導(dǎo)Gl阻滯中是主要生物調(diào)節(jié)分子。
, 百拇醫(yī)藥
4 再狹窄基因治療前景
冠狀動脈再狹窄的發(fā)生與內(nèi)皮細(xì)胞損傷、血小板的粘附、局部炎癥反應(yīng)、生長因子和細(xì)胞因子的作用及癌基因和抗癌基因的異常表達(dá)有關(guān)。因此，應(yīng)用抗血栓、抗炎癥、抗細(xì)胞增殖劑、鈣阻斷劑等可防止或減輕PTCA術(shù)后再狹窄的發(fā)生，具有一定的療效，但全身用藥具有嚴(yán)重的毒副作用，難以實(shí)際應(yīng)用。血管內(nèi)支架雖可也降低狹窄，但再狹窄率高達(dá)30%～50%。
隨著基因治療發(fā)展和應(yīng)用，一些癌基因和抗癌基因日益受到人們關(guān)注，已有實(shí)驗(yàn)表明再狹窄的平滑肌細(xì)胞中有P53和bcl-2基因表達(dá)異常[9]，并且已有人把P53抑癌基因的逆轉(zhuǎn)錄病毒載體導(dǎo)入內(nèi)皮剝脫損傷引起的再狹窄組織中[10]，己取得了一些令人鼓舞的結(jié)，我們相信在不遠(yuǎn)的將來，再狹窄的基因治療一定能迅速地應(yīng)用于臨床，造福于人類。
參考文獻(xiàn)
, 百拇醫(yī)藥
1，Edward R.Marina F.Proliferation in primary and restenotic coronary a therectomy tissue.Circ Res，1993；73(2)：223
2，Hartmut H,Thomas S.Time course of SMC proliferation in the intima and media of arteries following experimental angioplasty.Circ Res,1990；67(3)：651
3，Jeffrey M,Isner.Apoptosis in human atheroscleros and restenosis.Circulation,1995；91(11)：2703
4，Leszynski D,Zhao Y.Apoptosis of VSMC.AM J P athol,1994;145:1265
, 百拇醫(yī)藥
5，Blank KR,Rudoltz MS.The molecular regulation of apoptosis and implications for rediation oncology.Int J Radiat Biol,1997；71(5)：455
6，Harris P.Evidence for the rapid onset of apoptosis in medical SMC after baloon injury.Circulation,1997；94(5)：981
7，Verin.Intraarteria beta irradiation reduces medial SMC density and induces apoptosis in a hyperchoesterolemic rabbit restenosis modell(sabstract).Circuation,1997；96(suppl1)：219
, 百拇醫(yī)藥
8，謝春毅.Bcl-2和P53與冠狀動脈成形術(shù)后再狹窄的關(guān)系.國外醫(yī)學(xué)生理、病理科學(xué)與臨床分冊，1997；17(3)：198
9，謝春毅.凋亡基因與血管成形術(shù)后再狹窄的關(guān)系.中國心血管雜志，1998；3(2)：77
10，施勤.P53基因狀態(tài)與電離輻射效應(yīng)，國外醫(yī)學(xué)放射醫(yī)學(xué)核醫(yī)學(xué)分冊，1998；22(4)：181
11，苑賓.輻射誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的基因調(diào)控.國外醫(yī)學(xué)放射醫(yī)學(xué)核醫(yī)學(xué)分冊，1998；22(6)：269
12，Yoshikazu Y.Transfer of wild-type P53 gene effectively in hibits SMC proliferation in vitro and vivo.Circ Res,1998；Feb 982(2):147
收稿1999-12-13
, 百拇醫(yī)藥
單位：賈光宏(咸寧醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院內(nèi)科，咸寧 437100)
關(guān)鍵詞：
咸寧醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)000240 中圖分類號 R540.4+6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 C
文章編號 1008-0635(2000)02-0148-02
經(jīng)皮穿刺冠脈成形術(shù)(PTCA)治療冠狀動脈狹窄性疾病術(shù)后血管再狹窄(RS)發(fā)生率為30～40%。目前有關(guān)研究預(yù)防RS的結(jié)果令人滿意。近幾年，隨著分子生物學(xué)發(fā)展，基因治療RS正日益受到介入工作者重視，并在動物實(shí)驗(yàn)與臨床取得了一些令人滿意的結(jié)果。
1 再狹窄形成的主要機(jī)制
在RS發(fā)生機(jī)制中，血管平滑肌細(xì)胞的遷移、過度增殖和大量合成細(xì)胞外基質(zhì)是導(dǎo)致血管內(nèi)膜增厚管腔狹窄的主要原因。Edward等[1，2]發(fā)現(xiàn)血管平滑肌細(xì)胞在PTCA術(shù)后24小時(shí)開始增殖，中膜SMC快速增生，48小時(shí)達(dá)高峰，于4天內(nèi)停止，并在3～4天中，中膜處于增殖狀態(tài)的SMC部分向內(nèi)膜遷移，在一周內(nèi)最為明顯，在5～10天遷移至內(nèi)膜的SMC以1%～5%速度緩慢增殖，持續(xù)數(shù)周至數(shù)月，6個月后內(nèi)膜中SMC全部轉(zhuǎn)變?yōu)槭湛s型，數(shù)量逐漸減少。
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2 血管平滑肌細(xì)胞的增殖、凋亡與再狹窄
2.1血管平滑肌細(xì)胞相關(guān)凋亡基因
P53基因全長16～20Kb，由11個外顯子和10個內(nèi)含子組成。其中有5個高度保守的蛋白編碼區(qū)。P53基因表達(dá)產(chǎn)物P53蛋白的氨基端有轉(zhuǎn)錄激活的作用，中間部分是高度保守的蛋白順序，羧基端為寡聚體形成和核定位順序。正常的P53基因即野生型P53(wtP53)具有促進(jìn)細(xì)胞凋亡作用，而突變型P53(muP53)基因則有抑制細(xì)胞凋亡的作用。生長抑制有兩種效應(yīng)，一是調(diào)控細(xì)胞周期，二是誘導(dǎo)凋亡[1]。P53在損傷存活中起重要作用，被譽(yù)為“基因警察”。
Bcl-2基因定位于14號染色體上，全長約4.2-7.2Kb，其主要作用是通過抵抗多種形式的細(xì)胞死亡，延長細(xì)胞壽命，促進(jìn)細(xì)胞生存，抑制細(xì)胞凋亡，故亦稱“存活”基因，其分子機(jī)制可能直接參與細(xì)胞增殖和生存[3]。
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C-myc基因的產(chǎn)物一般認(rèn)為是一個轉(zhuǎn)錄因子，既能刺激細(xì)胞增生，又能刺激細(xì)胞產(chǎn)生凋亡的雙重調(diào)節(jié)作用[4]。在不同外來信號刺激下，C-myc基因表現(xiàn)不同的結(jié)果，即myc蛋白作為轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，當(dāng)接受存活刺激信號細(xì)胞便增生，否則細(xì)胞就出現(xiàn)凋亡。C-myc引起的增生和凋亡常常在G1和S期。其在細(xì)胞增殖、分化、靜止及死亡調(diào)控中均起重要作用。
2.2 平滑肌細(xì)胞增殖、凋亡與再狹窄
Harris等[5～7]對球囊損傷后的大鼠頸動脈進(jìn)行研究，通過Tunel染色，在0.5h、1h、2h出現(xiàn)有凋亡細(xì)胞，并有bcl-2蛋白表達(dá)減少。Clowes等也證實(shí)了大鼠動脈的平滑肌細(xì)胞確實(shí)表現(xiàn)有凋亡跡象。凋亡不僅可調(diào)節(jié)正常的及出生后動脈血管壁上的平滑肌細(xì)胞數(shù)量，而且可調(diào)節(jié)導(dǎo)致人血管閉塞病損的細(xì)胞構(gòu)成，尤其是在那些廣泛增生的情況下，并且凋亡率與細(xì)胞增殖成直線關(guān)系，即細(xì)胞增生越活躍，凋亡率越高；細(xì)胞增生減慢，凋亡率下降。在動脈球囊損傷模型中，C-fos及C-myc轉(zhuǎn)錄水平分別在損傷后30分鐘出現(xiàn)，1h～2h達(dá)高峰，分別在1.5h、4h回歸正常，二者的有序表達(dá)提示C-fox基因可能誘導(dǎo)c-myc表達(dá)，從而調(diào)控平滑肌細(xì)胞增生，而平滑肌細(xì)胞增生越活躍，凋亡率越高。同樣在人的血管平滑肌細(xì)胞中也存在著細(xì)胞凋亡和細(xì)胞增生之間平衡，也就是說細(xì)胞凋亡可以抵消外界因素導(dǎo)致的細(xì)胞增生。而在PTCA術(shù)后發(fā)生的再狹窄可能是這種平衡失調(diào)，即增生大于凋亡所致。由于bcl-2和muP53基因可抑制細(xì)胞凋亡，而wtP53可誘凋亡，因而推測PTCA術(shù)后RS就是由于P53基因表達(dá)受到抑制，而bcl-2基因過度表達(dá)引起的[3，8]。國內(nèi)謝春毅等[9]研究證實(shí)在血管成形術(shù)后再狹窄的發(fā)生中確有bcl-2表達(dá)異常，即術(shù)后一周時(shí)bcl-2過度表達(dá)，P53基因表達(dá)受抑制。
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3 P53抑制平滑肌細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)凋亡機(jī)制
P53基因在細(xì)胞凋亡過程中可能起到分子警察的作用，當(dāng)細(xì)胞DNA損傷時(shí)，P53WAFl/CIPl基因的發(fā)現(xiàn)揭示了P53基因調(diào)控細(xì)胞周期機(jī)制，該基因與檢測的各種細(xì)胞周期素依賴的蛋白激酶(CDK)復(fù)合物有關(guān)，進(jìn)一步的研究確認(rèn)WAFl/CIPl的產(chǎn)物P21蛋白定位于含有P53蛋白且處于G1停滯的細(xì)胞胞核內(nèi)。P53引起平滑肌細(xì)胞凋亡抑制增殖過程是DNA損傷、P53蛋白表達(dá)增加、 P53蛋白產(chǎn)生，并同cyclin-cdk結(jié)合抑制CDK作用，從而阻止DNA的合成和細(xì)胞分裂，導(dǎo)制細(xì)胞出現(xiàn)G1期停滯，進(jìn)而DNA進(jìn)行修復(fù)，末修復(fù)者則發(fā)生凋亡[10，11]。Yosshikazu[12]通過腺病毒為裁體在體內(nèi)外轉(zhuǎn)染wtP53基因，能明顯抑制平滑肌細(xì)胞增生，通過檢測G1期細(xì)胞為92.6%，而對照組為79.3%，這證明P53蛋白在DNA損傷誘導(dǎo)Gl阻滯中是主要生物調(diào)節(jié)分子。
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4 再狹窄基因治療前景
冠狀動脈再狹窄的發(fā)生與內(nèi)皮細(xì)胞損傷、血小板的粘附、局部炎癥反應(yīng)、生長因子和細(xì)胞因子的作用及癌基因和抗癌基因的異常表達(dá)有關(guān)。因此，應(yīng)用抗血栓、抗炎癥、抗細(xì)胞增殖劑、鈣阻斷劑等可防止或減輕PTCA術(shù)后再狹窄的發(fā)生，具有一定的療效，但全身用藥具有嚴(yán)重的毒副作用，難以實(shí)際應(yīng)用。血管內(nèi)支架雖可也降低狹窄，但再狹窄率高達(dá)30%～50%。
隨著基因治療發(fā)展和應(yīng)用，一些癌基因和抗癌基因日益受到人們關(guān)注，已有實(shí)驗(yàn)表明再狹窄的平滑肌細(xì)胞中有P53和bcl-2基因表達(dá)異常[9]，并且已有人把P53抑癌基因的逆轉(zhuǎn)錄病毒載體導(dǎo)入內(nèi)皮剝脫損傷引起的再狹窄組織中[10]，己取得了一些令人鼓舞的結(jié)，我們相信在不遠(yuǎn)的將來，再狹窄的基因治療一定能迅速地應(yīng)用于臨床，造福于人類。
參考文獻(xiàn)
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7，Verin.Intraarteria beta irradiation reduces medial SMC density and induces apoptosis in a hyperchoesterolemic rabbit restenosis modell(sabstract).Circuation,1997；96(suppl1)：219
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8，謝春毅.Bcl-2和P53與冠狀動脈成形術(shù)后再狹窄的關(guān)系.國外醫(yī)學(xué)生理、病理科學(xué)與臨床分冊，1997；17(3)：198
9，謝春毅.凋亡基因與血管成形術(shù)后再狹窄的關(guān)系.中國心血管雜志，1998；3(2)：77
10，施勤.P53基因狀態(tài)與電離輻射效應(yīng)，國外醫(yī)學(xué)放射醫(yī)學(xué)核醫(yī)學(xué)分冊，1998；22(4)：181
11，苑賓.輻射誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的基因調(diào)控.國外醫(yī)學(xué)放射醫(yī)學(xué)核醫(yī)學(xué)分冊，1998；22(6)：269
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收稿1999-12-13
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