血管内皮生长因子促进脑缺血后血管和神经发生
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935
综述
血管内皮生长因子促进脑缺血后
血管和神经发生
王兆露,杨冀萍,程曦,成松明,徐格林,刘新峰
摘要血管内皮生长因子是一种强有力的血管生成因子。近年来还发现其具有强大的促进神经再生能力,在治疗缺血性脑血管病中具有潜在价值。新生的血管内皮细胞可形成“血管龛”,通过释放某
些神经营养因子促进神经发生。同样,新生的神经细胞也可促进血管发生,二者之间存在“交叉对
话”,血管内皮生长因子在其中发挥着非常重要的媒介作用。文章对血管内皮生长因子促进脑缺血
后血管和神经发生方面的研究做了综述。
关键词血管内皮生长因子;血管发生;神经发生;脑缺血
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andand"Promotedl'romotebvDys|sNeuro暨qNeurogcnesisenegoignAlucsaVVas
ulat"
EndothelialGrowthFactorAfterCerebralIschemia
Zhao—Lu
Wang,Ji—PingYang,XJCheng,Song-Ming
Cheng,Ge—IAnXu,YOn—Feng“u
Depavtme掰ofNeurology,NanjingGeneralHospitalo/NanjingMilitaryComm册d,Nanjing
UniversitySchoolofMedcine,Nanjing210002,ChinaCorrespondingAuthor:Xin一尼馏Liu
Abstrmt
endothelialgrowthfactor(VEGF)isapowerfulangiogeneticfactor.In
recentyears.ithasbeenfoundthatithasapowerfulcapacitytopromotenen它regeneration,andhaspotentialvalueinthetreatmentofischemiccerebrovasculardisease.Newbornendothelial
Vascular
form’kascularniche’:andpromoteneurogenesisbyreleasingallarrayofneurotrophic
factors.Also,uewbomneuronalcellsCane曲_anceangiogenesis.Thereisa’'cross—talk'’between
celts
Call
angiogenesisandneurogenesis,andVEGFplaysiSCheⅡli乱
Key
a
very
importantintermediary
role
init.This
articlereviewsthestudiesofVEGFinpromotingangiogenesisandneurogenesisaftercerebral
Words
vascularendothelial
growthfactor;angiogenesis;ueurogenesis;cerebralischemia
脑缺血可诱导脑内血管发生和神经发生。大鼠
大脑中动脉闭塞(middlecerebral
arteryocclusion,
管和神经发生作用,从而有可能治疗缺血性脑血管病,血管内皮生长因子(vascular
endothelialgrowth
MCAO)模型研究表明,缺血边缘区出现新生血管,
缺血侧室管膜下层(subventricularzone,s、亿)内源性神经干细胞(neuralstemcell,NSC)增殖并迁移到缺
factor,VEGF)就是其中重要的一员。现就VEGF在
脑缺血中的促血管和神经发生作用做一简要综述。
1
VEGF概述
血区,进一步分化为成熟的神经元,以替代受损神经
细胞。遗憾的是,这种由脑缺血本身诱导的血管发生和神经发生的程度非常小,不能显著改善血供以及神经功能恢复。许多神经营养因子可扩大这种血
VEGF是一种相对分子质量为4500的糖蛋白同源二聚体,其家族现有5个成员:VEGF—A(即通
常所指的VEGF)、VEGF—B、VEGF—C、VEGF—D以及胎
盘生长因子。根据所含氨基酸数量的不同,VEGF存在5种异构体:VEGFl21、VEGFl45、VEGFl65、VEGFl89和VEGF206,它们分别来自mRNA的不同
剪接片段。VEGFl65在脊椎动物组织中的含量丰
基金项目:中国博上后科学基金(20070411051)
作者单位:210002南京大学医学院临床学院,南京军区南京总医院神经内科
通讯作者:刘新峰
万方数据
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寓,相关实验研究较多。它可通过2种商亲和力酪
氮酸激酶受体VEGFR-1(F1t—1)、VEGFR-2
(秘k-1燃)泼及享率经毡蛋自一l(neuropilin-1,NPl)
和NP2受体发挥生物学效应。VEGF通过结合不同
的受体,启动不同的下游信号转导通路发挥相应的
生物学效应H’。
缺血缺氧可通过诱导缺氧诱导因子 l(hypoxia
inducible
factor—l,HIF-1)促进脑内VEGF及其受体
Fit.1和Hk-1表达泣j。最近的研究表鹳,VEGF对中
枢神经系统的作用远不限于调节血管发生和生长。
在脑缺血发生时,懈对神经系统具有多重保护
效应,涉及盘管发生、神经发生、直接的神经营养保
护作用以及抗凋亡等多种机制。
2
VEGF的惺迸纛管发生和神经发生传用
2.1促血管发生作用
Rosenstein等日。取胚胎、薪生和成年大鼠脑皮质切片组织,分别给予不同剂量覆组VEGF进行体外培养发现,所有培养组织中都存在剂量依赖性血篱发生现象,应用VEGF抗体可消除这种现象。此外,他们还通过微泵向成年太鼠皮质注入VEGF,同样观测到明腥的血管发生。Wang等H1应用质粒编码VEGF治疗短暂性MCAO大鼠发现,VEGF能缩小梗死体积,增强纹状体滨脱氧尿背(bromodeoxyuridine,BrdU;一种细胞增殖标志物)与vonWillebrand因子
(Ⅷ鞋Wiltebrandfactor,vWF;一种血管内皮细胞标志
物)双阳性细胞数量,表明VEGF具有促进脑内瓶管
发生的作用。
2。2诞神经发生终籍
Jin等¨1对小鼠神经祖细胞进行体外培养,通过BrdU标记发现,VEGF可刺激其增殖,而VEGF受体酪氨酸激酶撺铺裁熊抑制这攀争增殖作用;大鼠脑室内直接’溅入VEGF可增加SVZ和颗粒下层
(subgranularZOlle,SGZ)BrdU阳性细胞数量。Kawai
等汹’发现,缺蛊大鼠掇|j脑室给予VEGF受体酪氨酸
激酶抑制剂能减弱海马区NSC增殖和分化。同样,
Wang等∽o应用质粒编码VEGF治疗短暂性MCAO
大鼠发现,VEGF在增强盘管发生的同时也能促进
缺血侧SVZ和纹状体区BrdU和CRMP-4、喇1(未
成熟神经元标记物)或MAP-2(成熟神经元标记物)
双标细胞数量,表明VEGF能促进脑内神经发生。3血管发生和神经发生的关系以及VEGF在其中
万方数据
的作用
3,1
血管发生与神经发生密切相关
q]aored等F列发现,缺血性卒中后曦邻SVZ的背
内侧纹状体区有大量新生血管形成(通过BrdU与内皮细胞标志物RECA双标判断),在此区域,35%的Dcx(未成熟神经元或正在迁移神经元的标记物)阳性细胞与血管相距<5Ixm,80%的Dcx阳性细胞
与血管相距<15强m,Dcx阳性细胞呈簇状分布于盎管髑围。Shen等强3研究证实,血管内皮细胞通过释
放一种可溶性内皮因子刺激NSC自我更新。体外
培养显示,胚胎和成人NSC对此因子均有反应,可产生大量投射神经元和中间神经元。当NSC与血
管内皮细胞共同培养时,可促进神经上皮细胞问的互樱联络,并通过激活Notch信号途径促进害擎经细胞自我更新,嫩管内皮细胞在神经发生中发挥重要
作用。因此,有学者提出了“血管龛(vascular
蠢che)”的概念,认为在戴“龛”中,神经袒细胞、胶质祖细胞和内皮细胞前体围绕着小皿管聚集成簇,血
管内皮细胞通过释放一蝗因子,如脑源性神经营养因子(brain-drived
neurotrophic
factor,B蹦F)拶。等影
响与血管毗邻的神经母细胞的增殖、存活、迁移和分
化。VEGF可能在其中发挥着重要的介导作用。
3。2
VEGF可通过闻接或直接途径促进神经再生Palmer等[1叫发现,在成年大鼠SGZ中,增生的
细胞在微血管附近密集成簇,这些细胞包括神经祖细脆、神经母细胞、神经胶质和血管母细胞,其中内皮细胞标记物阳性细胞占37%;VEGF在簇状增殖区域周围呈免疫阳性,一些簇状增殖细胞表达VEGF
受体Flk-1。Chen等n¨碰用阿托伐他汀治疗小鼠脑
缺赢发现,阿托伐他汀能促进缺血边缘区VEGF、VEGFR-2以及BDNF表达,增加该黩Dcx阳性细胞数量。对小鼠脯内皮细胞进行体外培养发现,阿托伐他汀能增强内皮细胞表达BDNF和VEGFR-2,应用
VEGFR-2拮抗刘曩}显著降低BDNF表达。Louissaint等”纠也发现,牵酮能促进鸣禽高级发声中枢表达
VEGF、VEGFR-2和BDNF,增强该区皿管发生和神经发生,并豆VF/3F翡产生先于BDNF的产生耱瞧管发
生,进一步证实内皮细胞增殖是由VEGF而非翠酮诱导的。他们认为,VEGF通过促进血管内皮细胞新
生,产生BDNF,后者馋为一秘趋化因子促遴掰生毒孛
经元迁移。也就是说,VEGF可通过内皮细胞间接对
神经细胞发挥作用。
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937
Sun等¨列应用VEGF治疗短暂性MCAO大鼠,研究神经营养、神经发生以及血管发生之间的关系。缺血后28d,治疗组缺血侧SVZ和齿状同BrdU|5H性细胞较对照组娃著增多,但齿状同vWF阳性细胞数无显著差异。因此推测,齿状同神经发生并非必须
需要血管发生,也就是说,VEGF对神经发生起直接
作用。体外培养也发现,神经祖细胞能表达ⅥⅪFR-2,在没有血管的情况下,VEGF仍可通过VEGFR-2直接促进其增殖和迁移∞’14|。Kim等¨纠也发现,VFJ3F町直接促进人胚胎十细胞向神经外胚层分化,并产生大量多巴胺能神经元。
由上可见,VEGF促进神经发生的口丁能机制是:(1)通过促进血管龛的建立刺激神经前体细胞增殖和分化。在此微环境中,VEGF通过刺激内皮细胞
释放促进神经发生的特异性信号(如BDNF)诱导神
经发生。(2)作为一种促有丝分裂原直接引起神经前体细胞增殖。
3.3
血管发生与神经发生之间的“交叉对话”最近有学者认为,血管发生和神经发生其实是
耦联在一起的,两者之间存在“交叉对话(crosstalk)”,VEGF在其中发挥着重要的介导作用。Teng等¨钊研究发现,脑缺血边缘区内皮细胞与正常大鼠SVZ分离的神经祖细胞共培养能导致神经祖细胞增殖、促进神经元分化并且抑制星形胶质细胞分化。脑缺血神经祖细胞来源的条件培养液可促进正常脑内皮细胞形成毛细血管,阻断VEGFR.2町消除上述作用。这表明,血管发生和神经发生之间并非单线联系,而是相互影响,彼此耦联,而VEGF介导了这种耦联。
Li等Ⅲ1研究发现,在腑源性内皮细胞(brain-
derivedendothelial
cell,BEC)与NSC之间、BEC与
BEC之间以及NSC与NSC之问存在着由多种因子
参与的正反馈环(图1)。NSC可通过表达内皮型一氧化氮合酶(endothelial
nitricoxide
synthase,eNOS)
上调NO【l引,后者诱导脑内皮细胞释放VEGF和
BDNF。然后,VEGF和BDNF通过自分泌和旁分泌方式激活内皮细胞上的VEGFR-2和TrkB诱导血管发生。这些VEGF和BDNF还可促进NSC上eNOS磷酸化,从而导致NSC产生NO并促进NSC增殖。NO的持续产生导致内皮细胞持续表达VEGF和BDNF,从
而使内皮细胞形成管腔样结构和NSC自我更新趋
于稳态。Mukouyama等¨刊发现,小鼠体内感觉神经元、运动神经元以及Schwann细胞源性VEGF为动脉
万方数据
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血管再生与神经再生之间的“交叉对话”
形成所必需;内皮细胞表达VEGF受体NRPI,VEGF与
NRPl之问形成一个正反馈环路促进动脉血管形成。由此可见,血管发生和神经发生彼此耦联,协同作用,依靠某些特异的化学信号媒介(如VEGF、BDNF
和NO),共同构成一个局部血管神经微环境。
总之,作为一种强大的促血管发生和神经发生
因子,VEGF在治疗缺血性脑血管病的实验研究中得到广泛应用,但仍存在一些彳i容忽视的问题:增加
脑血管渗透性而诱发脑水肿;加速肿瘤生长;促进视网膜新生m管形成,引起视力下降;导致动脉粥样硬
化斑块中的新生血管形成,具有潜在加重动脉粥样硬化病变的作用;静脉用药的血脑屏障通透性低等。
因此,进一步研究VEGF与血管发生和神经发生的
关系以及如何避免其不良作用,发挥其保护作用,扬
长避短,是今后的研究热点。
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医学简讯
在TIA或卒中后的二级预防中双嘧达莫十阿司匹林联合
治疗与单用阿司匹林的比较
荷兰乌得勒支大学医学中心的Pha等进行了一项汇总分析,旨在探讨在推定的动脉源性短暂性脑缺血
发作(transient
ischemic
attack,TIA)或小卒中患者的二级预防中阿司匹林+双嘧达莫(A+D)联合治疗与单用
阿司匹林(ASA)的效果,并进行亚组分析以确定可能从A+D二级预防中受益最大的患者。
采用ESPRIT(2739例)的数据对先前发表的个体患者数据的汇总分析进行更新;将没有对A+D与
ASA进行比较的试验剔除。应用Cox回归进行汇总分析(包括几项亚组分析),并且根据基线风险分层进行分析。
共有7612例患者(5项试验)纳入分析,3800例分配到A+D组,3812例分配到单用ASA组。对于血
管性死亡、非致死性心肌梗死和非致死性卒中这一复合终点事件,校正后风险比为0.82(95%C1
0.72~
0.92)。在根据年龄、性别、入组事件、高血压、糖尿病、既往卒中、缺血性心脏病、ASA剂量、血管病类型和双
嘧达莫配方进行的亚组分析中,风险比无显著差异;根据2种不同的风险评分系统进行基线风险分层后亦如此。在预防复发性卒中方面,A+D也比单用ASA更有效(风险比0。78,95%C10.68~0.90)。
Pha等得出结论,对于推定的动脉源性TIA或缺血性卒中患者,在卒中和其他血管事件的二级预防中,联合应用ASA+双嘧达莫比单用ASA更有效。在所有亚组中都发现了这一优越性,并且与基线风险无关。
(李宏建)
万方数据
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