血管生物学对门静脉治疗的影响范文

《临床肝胆病杂志》2015年第三期

1肝内血管病理生理学

1．1肝窦状内皮细胞(liversinusoidalothelialcells，LSEC)肝脏大多数内皮细胞驻留在肝窦，而这些细胞称为LSEC，它与肝脏其他部位的内皮细胞不同［9］，窗孔是其特征性的结构，其窗孔没有隔膜，内皮下没有基底膜，可以帮助窦腔中的大分子通过内皮细胞，转运到狄氏间隙，从而进入肝细胞内。LSEC的窗孔属于动态结构［10］，在肝细胞和血液的物质交换过程中起着筛选屏障作用，窗孔的缺失会影响到它的筛选屏障作用，受到多种因素的调节，其中血管内皮生长因子(vascularothe-lialgrowthfactor，VEGF)是调节LSEC窗孔大小与数量的最重要的分子，具有维持LSEC窗孔的作用［11－12］。在体外实验中，在没有VEGF的培养液中培养LSEC，可以造成窗孔的缺失，而补充VEGF后可以使窗孔结构恢复［13］;而在动物实验中，条件性敲除小鼠的血管内皮生长因子受体(VEGFR)1可以使VEGF信号通路中断从而导致窗孔的缺失，而恢复VEGFR1可以使窗孔的结构恢复［14］。此外，除了VEGF外还有许多生长因子也可以调节LSEC的结构，其中大多数是受体型络氨酸激酶的激活剂，包括血管生成素、配体、成纤维细胞生长因子［15］。另外，LSEC还受到生物力学的调节，如剪切力，剪切力的主要作用是调节LSEC的内皮型一氧化氮合酶(eNOS)的活性，从而调节肝窦的血流量和血管紧张度，LSEC暴露于不同程度的血流将导致不同程度的eNOS的活化以及NO的释放［16］。当肝脏发生损害时，LSEC会发生巨大的变化，其中最显著的变化是毛细血管化，其特点是LSEC的窗孔缺失以及基底膜基质在LSEC表面的异常堆积［9］。而除了解剖学改变外，LSEC还发生了许多生化学改变，例如，在肝脏发生损伤后，LSEC的eNOS活性减退，从而产生的NO减少，NO的减少在肝损害的强烈血管收缩中发挥着关键作用，因此对门静脉高压具有重要作用［17］。

1．2肝内血管重建新的血管在已存在的血管基础上形成的过程称为血管再生，通过两种不同的生成方式发生，一是血管生成生长因子通过活化内皮细胞，促进已存在的血管的基底膜降解，使得内皮细胞、周皮细胞、平滑肌细胞分离并向血管生成刺激物迁移，之后内皮细胞增殖，形成坚实的芽体，与相邻的芽体或者血管相连，最后内皮细胞停止增殖并相互连接，连接周皮细胞、基底膜细胞，构成新的血管，称为出芽式血管生成［18］;一是毛细血管的两个相对的壁向彼此延伸形成管腔内的支柱，相对的内皮细胞的细胞连接发生重组，以促进支柱的进一步增长，最后导致毛细血管分裂为两个新生的血管，称为套叠式血管生成［19］。两种血管再生方式都受到许多信号通路的调节，其中重要的是Notch和Notch配体。在动物实验中，条件性敲除Notch1小鼠发生套叠式血管生成，结节性再生和门静脉高压，从这些小鼠中获取的LSEC表现出内皮窗孔的减少。这些发现提示，Notch1对维持LSEC窗孔是必需的，且导致了病理性的套叠式血管再生，结节性再生、门静脉高压，而不规则的血流模式也是套叠式血管再生的结果，可能导致肝内循环的血管阻力增加，导致门静脉高压［20］。肝脏发生损伤时，LSEC的NO产生减少，刺激细胞增殖，上调各种血管表面标志物，导致LSEC窗孔的丢失，进而发生肝微血管床的失分化和毛细血管化，这些改变促进了血管的重建及肝血窦血管的收缩［21］，从而使肝脏血管阻力增加，也是肝内门静脉高压的早期特点。

2肠系膜血管病理生理学

从内脏循环到门静脉的血流增加使得门静脉压力增高，从而导致门静脉高压的维持和恶化。内脏循环中动脉血管舒张在增加门静脉血流中发挥重要的作用。因此，要改善门静脉高压，阻止内脏循环中的动脉血管舒张是非常必要的。再者，阻止侧枝循环的发展对降低门体分流性脑病和静脉曲张破裂出血是非常有用的。

2．1肠系膜血管的收缩/舒张动态变化内脏循环中的动脉血管舒张是门静脉高压的一个重要特点，内脏动脉血管舒张增加了进入门静脉的血流，加剧了门静脉高压。由于肝内外循环的血管紧张度的不同调节(肝内血管收缩、肝外血管舒张)，血管舒张分子的器官和(或)组织特异性调节是至关重要的。内脏动脉血管舒张受到内皮细胞、平滑肌细胞及外膜层(包含神经末端)等细胞功能的影响。内脏循环中eNOS来源的NO增加在动脉血管舒张中发挥着主要作用，最近的研究阐释了肝硬化中eNOS新的调节机制涉及了肾素－血管紧张素系统，肾素－血管紧张素系统在血压控制、体液及电解质平衡中发挥着至关重要的作用［22］。除了NO，还有其他的血管舒张分子，如CO、前列环素(PGI2)、肾上腺髓质素、内源性大麻素、内皮依赖性超极化因子(othelium－depenthyperpolarizingfactor，EDHF)。伴随着血管舒张，内脏和系统的动脉表现出对血管收缩剂的低反应。这不仅是因为上述血管舒张分子的增加，还因为血管平滑肌细胞收缩性RhoA/Rho激酶信号通路及这些动脉的交感神经反馈受损［23］。在内脏和系统循环中动脉平滑肌细胞的各种血管收缩分子减少，包括神经肽Y、尾加压素Ⅱ［24］、血管紧张素和缓激肽［25］，均导致了门静脉高压的肠系膜血管收缩能力受损。

2．2肠系膜血管重建肠系膜血管床的血管重建是门静脉高压的主要结果之一。在伴有门静脉高压的肝硬化老鼠模型中，发现在内脏和系统循环中的动脉管壁变薄［26］。动脉管壁包括内皮细胞、平滑肌细胞及动脉外膜。使动脉管壁变薄的细胞和分子机制仍有待阐明，其中一种假设是肠系膜动脉的平滑肌细胞的凋亡增加导致变薄，动脉变薄导致动脉的收缩反应受损。此外，动脉变薄通过血管连接的结构和成分的改变导致渗透性增加，进而导致水肿和腹水的发生。因此，由门静脉高压所致的血流动力学改变引起的动脉变薄有助于维持血管舒张、加剧门静脉高压［27］。

3肝外侧枝循环形成

针对门静脉压力的增加，侧枝循环开放发生门体分流［28］。门静脉压力的改变首先由肠道微循环感知，之后被内脏循环的动脉感知［29］。这些血管床反过来产生各种血管生成因子，如VEGF、胎盘生长因子(placentalgrowthfactor，PIGF)等，刺激血管生成，促进门体分流的形成。使用血管腐蚀技术发现门静脉高压鼠的内脏循环中侧枝的形成是出芽式、套叠式血管生成［30］。门体分流可以使得门静脉系统的压力减轻。然而，门静脉压力仍然升高，因为内脏血管扩张使得内脏血流增加。另外，门体分流可以导致严重的并发症，如静脉曲张破裂出血、肝性脑病［31］。到什么程度时血管开放形成门体分流仍是一个需要探讨的问题。有关门静脉高压和肝硬化的实验模型显示，门体分流可以通过各种不同的方法减少，包括anti－VEGFR2或者anti－VEGF/anti－PDGF联合、PIGF、脂肪因子ape-lin、索拉菲尼、大麻素信号。然而，侧枝血管的减少并不能使门静脉压力降低至正常水平，因为这种减少并不能显著改变门静脉血流。

4相关治疗

4．1他汀类药物他汀类药物在血管生物学和门静脉高压治疗中得到了极大的重视，因为它们可以刺激eNOS，激活内皮NO的产生［32］，还可能刺激对肝脏有益的下游信号分子。他汀类的其中一个作用机制是通过刺激Kruppel样转录因子(Kruppel－likefactors，KLF)2的表达选择性地作用于LSEC［33］。KLF2在血管内皮细胞高表达，通过上调各种血管保护基因的表达来保护内皮细胞［34］，其中就包括eNOS。有趣的是:过表达KLF2的LSEC可以导致HSC沉默，提示他汀类通过上调KLF2发挥的抗纤维化作用是由LSEC调节的［35］。此外，他汀类也可以直接作用于HSC而发挥抗纤维化作用，动物实验表明肝纤维化的老鼠模型早期使用阿托伐他汀可以减弱HSC的活化和纤维化，另外，阿托伐他汀可以在体外和体内实验中诱导肝肌成纤维细胞的衰老［36］，还可以通过抑制Rho－激酶和激活eNOS来降低肝硬化鼠的门静脉压力，另外，Rho－激酶通过调节活化的HSC的紧缩可以增高肝硬化的肝内抵抗，而通过抑制Rho－激酶可以降低肝内抵抗从而降低门静脉压力［32］。以上数据都表明他汀类药物可以降低肝硬化患者门静脉压力。

4．2奥贝胆酸(obeticholicacid，OCA)和VEGFOCA是一种半合成的胆汁酸类似物，是法尼酯衍生物X受体(farnesoidXreceptor，FXR)强大的选择性兴奋剂［37］。最近的研究指出OCA通过增加肝内eNOS活性［分别通过下调Rho－激酶和上调二甲基精氨酸二甲胺水解酶(dimethylargininedimethylamin-ohydrolase，DDAH)2］，减少由硫代乙酰胺(thioacetamide，TAA)诱导和胆管结扎的鼠肝内抵抗，减轻门静脉高压［38］。许多临床前期研究支持抑制VEGF可能对门静脉高压具有有益的治疗效果。抑制VEGF的机制包括减少肠系膜血管和门体静脉侧枝生成及减少肝内血管重塑和纤维发生，其结果还包括减少血管通透性和腹水。此外，一些数据指出VEGF本身在肝组织愈合、肝窦常态化、再生中发挥重要作用，例如，VEGF可以通过对巨噬细胞浸润的作用以及促进机制退化的作用诱导纤维化的消退［39］。此外，还有一项研究表明，VEGF的功能恢复可以使得缺失的LSEC窗孔重建，进而逆转门静脉高压及其次要临床表现［13］，由此可见VEGF在门静脉高压中的作用是非常重要的。5前景与展望综上所述，肝内外血管的改变与门静脉高压的发生发展显著相关，影响肝内外血管阻力、血流量的细胞及信号通路及血管新生重建在门静脉高压中发挥着重要作用。但仍然有许多新的领域需要探索。血管生物学与肠肝轴的相关关系在PTH中发挥着一定的作用，起关键作用的TLR信号通路是如何启动及血管通透性如何改变而导致细菌移位均在PTH的发生发展过程中可能起着重要作用，但是相关的分子机制研究几乎没有;另外，详细了解VEGF诱导通路对理解PTH中的肝内外新血管生成的机制也至关重要;同时还有一些仍未发现，但是在PTH的发生发展过程发挥重要作用的领域还包括细胞外基质成分以及其信号通路在血管细胞中的作用等，特别是某些细胞外基质成分可能在与门静脉高压相关的血管重建中发挥重要作用。因此进一步深入了解它们的作用机制及靶向分子通路，将为我们治疗门静脉高压提供新的治疗前景。

作者：任晓丽时永全韩英单位：第四军医大学西京消化病医院肿瘤生物学国家重点实验室