人血管内皮细胞的生理功能

背景及概述^[1]

血管内皮细胞是血液与血管壁之间的屏障，内皮细胞具有细胞通透性、选择性屏障、止血、抗凝、纤溶、血液传输和血管活性物质代谢以及调节血管运动张力、产生生长因子、纤维基质增生等作用；参与炎症反应，影响血管发生、血管通透性及液体平衡等。研究表明，血管内皮细胞功能障碍被认为是动脉粥样硬化发病的早期关键性环节。人血管内皮细胞呈多角形、梭形或线形。呈团状或束状排列，可见单个散在分布，胞质丰富，染淡粉红色。核呈椭圆形或长形，染色质细颗粒状，分布均匀，核仁不明显。

生理功能^[2]

血管内皮细胞是覆盖在血管内腔表面的连续单层扁平细胞，正常成人约有1×1012个血管内皮细胞。血管内皮的主要功能是屏障作用，同时血管内皮具有重要的内分泌功能，可合成和释放多种内皮衍生的血管活性因子，具有多种生理功能。

1. 屏障功能：血管内皮是由不同类型的黏附结构或细胞-细胞连接形成的连续的细胞单层。这些复杂结构是由跨膜的黏附分子连接细胞浆/细胞骨架蛋白网络构成。黏附连接参与循环细胞血管壁通透性的调节。血管内皮的通透性变化与内皮表面钙黏素的重新分布，局部黏附的稳定性以及基质蛋白酶的进行性激活有关。血管内皮屏障功能减退或丧失将导致细胞外水肿的发生，血液中的脂质易渗入血管壁。当血管内皮功能受损、内皮下胶原组织暴露时，可引起血小板黏附、聚集，炎性细胞、单核细胞浸润，血栓形成。

2. 信息的传递和内分泌功能：血管内皮是一个动力器官，可以通过膜受体感知血流动力学和血源性信号的变化，合成并分泌多种生物活性物质。

1）血管舒张因子：①一氧化氮：是由L-精氨酸在一氧化氮合酶作用下合成。具有舒张血管、抑制血小板黏附、抑制血管平滑肌细胞增生。②前列环素Ⅰ2：是血管内皮细胞膜上磷脂中的花生四烯酸的代谢产物，通过刺激腺苷酸环化酶升高环磷酸腺苷水平而产生作用。③超级化因子：血管平滑肌细胞的内皮依赖性舒张作用与细胞膜的超级化作用有关，内皮超级化因子也参与内皮介导的平滑肌舒张。

2）血管收缩因子：①内皮素-1：是血管内皮细胞分泌的一种强有力的血管收缩物质，通过激活钙通道可增加钙离子内流，促进血管平滑肌细胞收缩，并有类似生长因子的作用，能促进平滑肌细胞增殖。②血栓素A2：血流或血管内皮中的花生四烯酸经环氧化酶代谢途径生成前列腺素H2，经血小板内代谢生成血栓素A2，具有血管收缩、促血小板聚集、促进平滑肌细胞增生作用。

3）其他血管活性因子：①白细胞介素。②集落刺激因子。③血管紧张素Ⅱ。④组织型纤溶酶原激活剂。⑤纤溶酶原抑制剂。⑥超氧阴离子。⑦血管性假血友病因子。⑧硫酸乙酰肝素等。⑨非对称性二甲基精氨酸，是L-精氨酸类似物，能竞争性抑制内源性一氧化氮合酶，使一氧化氮合成减少，活性降低，被称为内源性一氧化氮合酶抑制物，是内皮功能失调的危险因子，也是一种心血管疾病的危险因子，可以作为动脉粥样硬化的一种标识物(marker)。

3. 参与血管形成功能：性血管网的形成需要不同细胞之间的协调作用及信号传导。血管内皮生长因子提供了血管内皮特异的生长因子。血管内皮素1对维持成熟血管静息状态和稳定起重要作用。

相关研究^[3-4]

有实验研究丹参酮ⅡA对过氧化氢(H2O2)损伤人脐静脉血管内皮细胞株(CRL-1730)的保护作用。方法是采用H2O2诱导人血管内皮细胞损伤，用四甲基偶氮唑蓝比色法检测细胞存活数量，用比色法测细胞培养液中过氧化物丙二醛(MDA)含量及乳酸脱氢酶(LDH)的活性，并对细胞进行流式细胞仪测定，观察丹参酮ⅡA对细胞周期的影响。结果：丹参酮ⅡA对H2O2损伤的CRL-1730具有保护作用，它能抑制H2O2引起的血管内皮细胞减少，其作用主要是使S期和G2M期细胞比率剂量依赖性增加，G0/G1期细胞比率剂量依赖性减少，还能抑制过氧化氢损伤的CRL-1730释放MDA和LDH。结论：丹参酮ⅡA具有减轻H2O2损伤，保护血管内皮细胞的作用。

此外，还有研究探讨晚期糖基化终产物(AGE)在糖尿病难愈创面形成和发展中的作用机制。方法　将人脐静脉内皮细胞株ECV304细胞与不同浓度的AGE修饰人血清白蛋白(AGEHSA)在体外共同培养。

应用四甲基偶氮唑蓝(MTT)比色法、锥虫蓝排斥实验和活细胞计数检测AGEHSA对血管内皮细胞的生长抑制作用。采用AnnexinVFitc和碘化丙啶(PI)染色，通过流式细胞仪检测细胞凋亡百分率，同时应用荧光共聚焦显微镜观察凋亡或死亡细胞AnnexinVFitc和PI的荧光染色；利用透射电镜和光镜观察AGEHSA对内皮细胞的形态学影响。结果内皮细胞经12.5、25和50μg/mlAGEHSA干预2d后，各干预组细胞数与对照组比较无明显差异(均P005)，而于4d和6d后明显低于对照组，细胞增殖抑制率显著上升。内皮细胞经100或200μg/mlAGEHSA干预6、12、24、48h后，MTT法测其吸光度A值在各时相点均显著低于对照组(P001)，同时内皮细胞出现特异性的凋亡形态学变化，AnnexinVFitc阳性和/或PI阳性的细胞逐渐增多，流式细胞仪测定的各时相点凋亡细胞百分率均显著高于对照组(P001)，且凋亡或死亡细胞数量随AGEHSA作用时间及浓度的增加而增多。

主要参考资料

[1] 现代药学名词手册

[2] 血管内皮细胞的功能以及损伤修复与动脉粥样硬化

[3] 丹参酮ⅡA对过氧化氢损伤人血管内皮细胞的保护作用

[4] 晚期糖基化终产物修饰人血清白蛋白对人血管内皮细胞的生长抑制作用