内皮微粒在缺血再灌注损伤中作用研究进展

内皮微粒在缺血再灌注损伤中作用研究进展内皮微粒（Endothelial Microparticle，EMP）是由内皮细胞释放的微小囊泡状颗粒。

内皮损伤是缺血再灌注损伤（Ischemia Reperfusion Injury，IRI）的重要环节，EMP反映内皮损伤并通过不同机制参与IRI的发生发展。

本文就EMP的生成、生物学特征和检测以及在IRI中的作用做一概述。

标签：内皮微粒；缺血再灌注；损伤缺血再灌注损伤是指在缺血一定时期的基础上恢复组织器官的血流供应，不仅不能减轻其缺血性损害，反而加重功能障碍和结构损伤的现象，临床上常见于冠心病、心血管手术及移植手术等。

内皮微粒是内皮细胞在激活或凋亡情况下释放的一种由磷脂膜包被的微小囊泡状物质，在凝血、炎症、氧化应激及内皮损伤等方面发挥作用。

内皮损伤是IRI进程中的一个重要环节，由内皮细胞释放的EMP也在此进程中发挥作用，有研究[1-2]证实EMP参与IRI，对内皮功能有影响。

有关EMP的研究越来越多，对其来源、特征及在疾病发生发展过程中所起作用已经有了一定程度的了解。

1 EMP生成与检测1.1 EMP的生成血液中微粒种类根据其来源可分为血小板微粒、内皮微粒、红细胞微粒、白细胞微粒等。

Hamilton[3]于1990年利用C5b-9补体蛋白诱导内皮细胞释放囊泡，首次检测出一种直径<1μm的颗粒，命名为EMP。

EMP 的研究多源于体外分离或培养的细胞，体内内皮细胞生成EMP的机制仍不明确，但普遍认为与内皮细胞损伤相关，也有研究认为理化因素引起的细胞激活或凋亡可导致EMP生成。

Chironi[2]认为EMP的产生与内质网钙释放增加有关，细胞膜由脂质双分子层构成，内层含有磷脂酰丝氨酸（PS），当胞质内钙离子突然增加改变了跨膜稳定状态时，细胞骨架纤维断裂，使得内层的PS外翻，细胞膜上囊泡形成并释放到细胞外液中形成EMP。

Leroyer[4]研究发现细胞凋亡过程中会产生EMP。

一些促炎、促凋亡、及氧化性物质也可刺激EMP释放，Combes等人最早于1999年即发现TNFα可以刺激人脐静脉内皮细胞释放EMP，其它如IL-1β、脂多糖、氧化应激等均有此作用；某些疾病如糖尿病、肺动脉高压等亦可导致EMP释放增加[5-8]。

Wang[9]等人的研究发现，在某些情況下，内皮型一氧化氮合酶的解耦连也参与EMP的生成，这说明EMP与一氧化氮依赖性的内皮功能不全可能存在某种相关性。

1.2 EMP的特征与检测微粒的成分由其来源所决定，包括含磷脂的脂质双分子层、膜表面蛋白、膜内容物等，内皮细胞来源的EMP主要包含有代谢相关的酶类，参与粘附和融合过程的蛋白及一些细胞骨架蛋白[10] 。

对于EMP的膜内容物目前所知甚少，可能含有少量核碎片及细胞质。

EMP含有内皮细胞成分，因此可以采用相关抗体作用于上述成分所表达的抗原以检测并确定EMP来源[11]。

正常内皮细胞膜脂质双分子层的磷脂分布具有不对称性，在活化或凋亡的细胞，这种不对称性消失，导致脂质双分子层外层PS增加，EMP表面PS同样如此。

PS在止血和凝血方面具有重要的意义，可与凝血因子结合，启动凝血过程，对受损部位凝血过程起到调节作用，这也表明EMP的释放可能会影响凝血功能，增大血栓形成风险[12]。

PS能特异性的与非EMP膜蛋白annexin V结合，利用荧光素标记的annexin V 与PS相结合即可检测到EMP的存在。

Annexin V的缺点是敏感性及特异性均不足，因此还可以利用EMP膜蛋白成分来对其进行检测。

EMP的表面携带有特异性抗原分子，不同疾病情况下EMP表面携带抗原表型有所不同，包括CD31、CD62E、CD144等多种分子，而有些抗原分子如CD42则不表达。

EMP主要来源于内皮细胞，因而表达多种内皮细胞特异性表面蛋白，在内皮细胞激活或凋亡过程中也会出现一些新的成分。

Chironi等总结了近十余年的多项研究，发现不同情况下EMP的免疫表型有所不同，在急性冠脉综合征、严重高血压、1型糖尿病、肺动脉高压等多种疾病过程中，EMP的抗原分化群呈现不同的表型特征，例如抗原表型为CD31+/CD42-的EMP可见于严重高血压患者，而抗原表型为CD31+/ CD42-/ CD62E+的EMP则可见于代谢综合征患者[13-14]。

在流式细胞仪检测时，利用相应抗体检测EMP的抗原表达，结合标准微球来确定EMP直径范围即可精确测定某种疾病状态下的EMP含量。

除此之外，还可以用酶联免疫吸附法（ELISA）测定EMP，但其应用远不如流式细胞仪检测法广泛。

2 EMP与缺血再灌注损伤缺血再灌注过程中，微循环缺血及后续的再灌注过程首先影响内皮细胞，导致内皮细胞的损伤和功能障碍，受损的内皮细胞释放EMP，释放的EMP不仅反映内皮损伤的程度，而且还作用于内皮细胞本身并参与炎症反应、凝血/血栓形成等多个过程，从而参与并导致IRI。

上述进程形成了一个缺血再灌注—内皮损伤—EMP释放—加重缺血再灌注损伤的通路。

2.1 缺血再灌注与内皮损伤IRI发生机制的研究较多，普遍认为与氧自由基增多、细胞内Ca2+超载、能量代谢障碍、内皮细胞损伤、炎症因子释放及凝血异常等有关。

缺血再灌注过程直接作用于内皮细胞，导致内皮细胞形态改变和功能受损。

缺血再灌注时产生的大量氧自由基对膜磷脂、细胞骨架、核酸有损伤作用，这可能是内皮损伤导致EMP生成的原因之一，Kim[15]的研究也证实了抑制活性氧簇（ROS）生成对减轻IRI有一定作用。

Ca2+超载导致线粒体功能障碍，细胞能量供应不足，促使进氧自由基生成，生成的氧自由基又进一步加重Ca2+超载，二者形成恶性循环，加重内皮损伤。

由于缺血导致内皮细胞能量供应不足，ATP减少，细胞代谢异常、水肿，进而微血管舒缩功能异常，再灌注期局部出现“无复流”现象使得损伤进一步加重[16-19]；再灌注后炎症介质大量释放，引起内皮细胞表面粘附分子表达，使中性粒细胞与内皮细胞粘附并释放氧自由基及破坏性蛋白酶，损伤内皮。

内皮细胞不仅构成血管屏障，还有分泌功能，释放多种生物活性物质，调节血管舒缩状态，内皮损伤在IRI中主要表现为抗氧化能力下降和血管活性物质的释放异常。

内皮细胞可合成释放一氧化氮（NO）、内皮素（ET）、前列腺环素（PGI2）等物质，缺血再灌注时NO合成减少而ET、PGI2则增加，导致血管异常收缩出现无复流现象，加重组织缺血缺氧。

有研究表明[20]内皮系统的抗氧化活性与对氧化活性的敏感性存在相关性，缺血再灌注时内皮细胞清除活性氧能力降低，同时对外源性活性氧产生系统的敏感性增加，导致活性氧大量产生，进而损伤细胞。

2.2 EMP参与缺血再灌注损伤在IRI过程中，EMP由受损的内皮细胞释放，EMP的产生不仅是IRI对内皮细胞的作用结果，同时也参与IRI进程。

EMP可以反过来作用于内皮细胞本身，使其损伤进一步加重。

逢利[21]通过对大鼠心肺复苏后细胞膜微粒变化的研究，发现EMP的含量增加，认为EMP参与了脑缺血再灌注损伤的发生发展过程。

Ci HB等[22]发现二尖瓣疾病患者的EMP含量增加，进而减少二尖瓣内皮细胞NO的生成，而使超氧化物阴离子（O2-）的含量增加，最终损伤内皮细胞，其损伤机制可能是通过抑制Akt/eNOS-HSP90信号通路而发挥作用。

区景松等研究发现，EMP抑制热休克蛋白90（HSP90）与内皮型一氧化氮合酶（eNOS）结合，使eNOS解偶联而刺激内皮细胞产生O2-，产生的O2-不仅直接损伤内皮细胞，同时还参与IRI进程。

EMP可以明显抑制内皮依赖的血管舒张功能，其机制为抑制内皮细胞生成具有舒血管作用的NO，这可能也是再灌注组织发生“无复流”现象而加重损伤的原因之一，陆永光等人的研究也部分性的证实了这一点[23-25]。

Chirions[26]等发现EMP含量与血液中IL-6的水平正相关，EMP可以通过其表面的CD62E结合到中性粒细胞上，使之激活，说明EMP与炎症反应之间有一定关系，这也可能是EMP在IRI中发挥作用的途径之一。

吴志宏[27]等研究发现EMP在体外可以促进内皮细胞的凋亡，可能与EMP影响内皮细胞酶激活因子1，使其激活Caspase-3，而Caspase-3是凋亡信号传导途径的关键分子，可以促进细胞凋亡。

EMP能激活NF-κB信号通路，该通路的活化参与了许多促炎细胞因子的表达，同时NF-κB还可以调控细胞间粘附分子1（ICAM-1）的表达，而ICAM-1介导的单核-巨噬细胞的粘附被认为是血管损伤后炎症反应的重要环节，这也是EMP介导炎症反应，参与IRI的途径之一。

脓毒症时EMP表达组织因子（TF），TF转移到血小板上启动凝血过程，导致血栓形成，可继发性的导致微循环障碍加重组织缺血缺氧。

Chirinos研究认为，血栓形成除了与EMP 释放有关外，还与EMP-白细胞、血小板-白细胞结合物形成有关，说明EMP参与凝血过程，这也许是缺血后的再灌注過程中，EMP导致凝血异常，进而导致微循环障碍，加重组织损伤的机制之一。

EMP现已经被认为是一种新的诊断内皮功能不全的标志物，反映了内皮细胞的功能状况。

在IRI过程中，EMP的产生继发于缺血及再灌注导致的内皮损伤，EMP携带的生物学标志物具有相应功能，参与炎症反应、凝血/血栓形成，影响内皮依赖性血管舒张，因此可以通过上述途径影响IRI的发生发展。

对EMP 的来源、特征及其在IRI中生物学活性的作用机制研究有助于进一步了解IRI的发生机制及防治，为IRI的发生机制及诊断、治疗的研究提供了新的方向。

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