VEC在炎癥反應(yīng)中的作用

1、VEC在炎癥反應(yīng)中的作用Whats the vessel endothelial cells（VEC）?VEC：循環(huán)血液與內(nèi)皮下組織內(nèi)皮下組織之間的單層細(xì)胞，通過結(jié)締組織, 附著于內(nèi)皮下組織。VEC形態(tài)呈梭形、核居中，細(xì)胞相互排列緊密，呈“鵝卵石”樣外觀 。血管內(nèi)皮細(xì)胞為扁平的鱗狀細(xì)胞，隨血流呈單層縱向排列。內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生和分泌的纖維連接蛋白（fibronecti，F(xiàn)N) 將內(nèi)皮細(xì)胞與其下面對膠原組織粘連在一起。（基膜）連續(xù)連續(xù)EC：內(nèi)皮細(xì)胞連續(xù)完整。(CNS的VEC) 有窗有窗/有孔有孔EC: 胞質(zhì)局部薄弱，內(nèi)外兩層融合成一層； 或EC上有洞隙，允許較大的分子通過。有孔EC有窗不同部位的VEC

2、的形態(tài)、結(jié)構(gòu)有一定的差異存在于胃腸粘膜、腎小球、腎小管周圍的毛細(xì)血管由細(xì)胞膜內(nèi)餡形成，其內(nèi)存在許多信號分子，包括：PDGF受體, PKC，PLC, PI3K等，與細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。Cav-1, Cav-2 and 通過這些信號分子，實(shí)現(xiàn)對內(nèi)皮細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)作用通過這些信號分子，實(shí)現(xiàn)對內(nèi)皮細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)作用1） 研究發(fā)現(xiàn)，在VEC及心肌細(xì)胞，。 VEC沉默Cav-1，導(dǎo)致eNOS 活性增加和NO 的釋放，引起血管彈性改變。 相反，過表達(dá)Cav-1，將導(dǎo)致NO 介導(dǎo)的血管舒縮反應(yīng)受抑制。2） eNOS 和和NADPH 氧化酶均定位于小凹處氧化酶均定位于小凹處，提示小凹可能為 和的產(chǎn)生提供場所。3）

3、 ，Cav-1 通過正或負(fù)性調(diào)控VEGFR2 而調(diào)節(jié)VEGF 信號通路。 心肌細(xì)胞過表達(dá)Cav-3，導(dǎo)致嚴(yán)重的心肌組織退化，纖維化及心肌功能障礙。 而Cav-1 與Cav-3 雙重基因缺陷小鼠，小鼠表現(xiàn)為左心室壁肥厚、室間隔肥厚。5）在體人的研究發(fā)現(xiàn)，高膽固醇血癥患者Cav-1 水平高于正常人，導(dǎo)致eNOS 活性降低引起的體內(nèi)NO水平減少。Cav和小凹在高血壓、動脈粥樣硬化、心肌病、糖尿病大血管病變及心肌和小凹在高血壓、動脈粥樣硬化、心肌病、糖尿病大血管病變及心肌IR損傷中都有重要作用損傷中都有重要作用 同質(zhì)膜上的黏附蛋白結(jié)合，與鄰近的細(xì)胞發(fā)生聯(lián)系，微絲具有收縮功能，可改變細(xì)胞間隙的寬度，調(diào)節(jié)

4、血管的通透性。微絲具有收縮功能，可改變細(xì)胞間隙的寬度，調(diào)節(jié)血管的通透性。是細(xì)胞的骨架，在維持細(xì)胞形態(tài)、在維持細(xì)胞形態(tài)、 胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸中發(fā)揮作用胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸中發(fā)揮作用。結(jié)構(gòu)支撐， 胞內(nèi)運(yùn)輸及收縮VEC向管腔內(nèi)伸出的胞質(zhì)突起，起吸收作用，炎癥時(shí)與捕捉白細(xì)胞有關(guān)。 VEC特異的細(xì)胞器Von Willebrand 因子貯存和加工器官懷布爾-帕拉德小體特殊顆粒是vWF貯存和加工的器官小體來源于高爾基體小體來源于高爾基體 Von Willebrand staining（血管性血友病因子）人肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞人肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞 Human Endothelial Cell Surface Marker PEC

5、AM-1 or CD31: Platelet-Endothelial Cells Adhesion Molecule-1 PECAM-1 is typically an antigen that is shared by both endothelial and distinct hematopoietic (造血造血) cells.1. EC的特異性的特異性血管內(nèi)皮鈣黏蛋白(VE-cadherin)內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮合酶(eNOS)、血管緊張素酶F-actin microfilaments von Willebrand factor（vWF） (Weibel-Palade bodies) vi

6、nculin plaquesnuclei （ (DAPI)黏著斑蛋白黏著斑蛋白粘著斑蛋白、細(xì)胞骨架蛋白及肌動蛋白相結(jié)合，在細(xì)胞粘附、伸展、運(yùn)動、增殖、存活等過程中起重要作用Cell Tissue Res (2009) 335:1725動脈內(nèi)皮；靜脈內(nèi)皮EC間的連接結(jié)構(gòu)，調(diào)控其通透性（最常見的連接）由Cadherins (鈣依賴性黏附蛋白) 通過同嗜作用形成形成轉(zhuǎn)運(yùn)屏障TJ對細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)具有高度抗性，主要見于腦的微循環(huán)VEC內(nèi)皮內(nèi)皮屏障功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)屏障功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)-細(xì)胞間連接結(jié)構(gòu)的組成細(xì)胞間連接結(jié)構(gòu)的組成閉合蛋白鈣依賴性的黏附蛋白緊密連接蛋白高表達(dá)封閉蛋白小帶閉合蛋白junctional adh

7、esion molecules (JAM）（連接粘附分子）參與細(xì)胞間的信息傳遞 分析表明，來自不同種屬、不同組織的血管內(nèi)皮細(xì)胞 (VEC) ，其基因表達(dá)存在差異，影響其對生理和病理變化的適應(yīng)，表現(xiàn)為功能的異質(zhì)性。表面受體表達(dá)（組胺、表面受體表達(dá)（組胺、P物質(zhì)受體等）物質(zhì)受體等）黏附分子表達(dá)黏附分子表達(dá) （p-selectin, ICAM-1）表面復(fù)合糖的表達(dá)（唾液酸殘基亞型）表面復(fù)合糖的表達(dá)（唾液酸殘基亞型）endothelial marker genesendothelial marker genes and adhesion molecules in different microvasc

8、ularin mouse organsAll endothelial cells inhibit coagulation of the blood.regulating blood flow by controlling the tone of smooth muscle cellsregulators of transendothelial extravasation of plasma proteinsleukocyte traffickingfrom the blood into the tissues微靜脈，具有對炎性介質(zhì)高度敏感的特性。微靜脈，具有對炎性介質(zhì)高度敏感的特性。在組胺、緩

9、激肽和5-HT等的刺激下，微靜脈微靜脈比微動脈和毛細(xì)血管更易引起血漿外滲、細(xì)胞粘附。1. EC的特異性的特異性VasodilationFluid filtrationAlbumin leakageLeukocyte-capillary pluggingOxidant productionPlatelet rolling and adherenceLeukocyte rolling, adherence, emigrationAdhesion molecule expression重要機(jī)制：重要機(jī)制：VEC通過合成與分泌相關(guān)物質(zhì)，為血管提供一個(gè)抗血栓的表面，保證血液的正常流動。內(nèi)彈性膜 內(nèi)皮細(xì)胞

10、在血腦屏障中的作用內(nèi)皮細(xì)胞在血腦屏障中的作用VEC的緊密連接，能防止血漿大分子物質(zhì)和血細(xì)胞漏出TJ有選擇性的通透BBB:阻止某些物質(zhì)（有害的）由血液進(jìn)入腦組織(1) 穿EC的小管運(yùn)輸； (2)吞飲小泡（囊泡）的轉(zhuǎn)運(yùn)；(3)受體調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)運(yùn)； (4) 脂溶性物質(zhì)經(jīng)EC膜彌散；(5) 通過EC的間隙擴(kuò)散（受多種物質(zhì)調(diào)控）Endothelial transport pathways組胺、激肽、5-HTVEC能選擇性的調(diào)節(jié)小分子甚至超大分子物質(zhì)通過血管壁內(nèi)皮依賴性舒張因子前列環(huán)素血管內(nèi)皮細(xì)胞超極化因子 ） 緩激肽、乙酰輔酶A等VEC 轉(zhuǎn)化血液中的血管緊張素(Ang) 生成的血小板活化因子（PAF）、血栓

11、素A2(TXA2) 等 VasodilatationVasoconstrictionW. RoseGalley & Webster 2004inhibition of Ca2+ influx into smooth muscle celleSmooth muscle cellEndothelial cell Most important intrinsic dilator Prevents cell adhesion & Platelet aggregation Inhibits lipidoxidation & monocyte migration inhibits cellular gro

12、wth & migration Scavenges superoxide anions Prevents generation of thrombosis and arteriosclerosisCOXATPcAMPRelaxationAAPGH2 ACPGI2 EPGI2 PLA增強(qiáng)EDRF/NO的舒血管效應(yīng)；減少ET的合成釋放，減弱其縮血管效應(yīng)；（前列環(huán)素） DEHF通過 NO生成/利用障礙，cGMP生成減少時(shí)，EDHF通路發(fā)揮更重要作用。 高血壓病人的EDHF代謝異常，是高血壓導(dǎo)致內(nèi)皮舒張功能異常的重要環(huán)節(jié)。其作用不能被eNOS和COX抑制劑阻斷，可被鉀通道阻斷劑抵抗。(endothel

13、ium dependent hyperpolarizing factor)NOPGI2EDHFL-ArgAgonistsVascular smooth muscle cellsCa2+Ca2+Ca2+SRCa2+Ca2+-CalmodulineNOSNOCOXNOsGCGTPcGMPK+K+XEDHFEDHFHyperpolarizationCa2+RelaxationATPcAMPACPGI2AAPGI2Endothelial cellshear stressAch, Bradykinin, InsulinET-1與與VSM細(xì)胞 ET-A/B受體結(jié)合，受體結(jié)合， 激活鈣通道 。催化生成大內(nèi)皮

14、素，再經(jīng)催化生成成熟的ET。uAng 主要在主要在VEC 生成生成uAng 能增加VEC或內(nèi)膜的通透性，影響VEC 的物質(zhì)交換, 有助于脂質(zhì)的沉積, 成為引發(fā)AS 的重要原因之一。uAng 可直接作用于血管平滑肌細(xì)胞，引起血管收縮直接作用于血管平滑肌細(xì)胞，引起血管收縮， 調(diào)節(jié)血壓的作用。uAng 促進(jìn)促進(jìn)VEC 表達(dá)表達(dá)ET-1 ,抑制抑制 NOS 合成合成 NO。主要由受刺激的血小板、中性粒細(xì)胞產(chǎn)生有強(qiáng)烈的縮血管強(qiáng)烈的縮血管和、血栓形成作用。心血管疾病治療靶點(diǎn)：心血管疾病治療靶點(diǎn)：抑制TXA2產(chǎn)生改善內(nèi)皮功能，舒張血管平滑肌，抑制血小板聚集， 成為治療AS形成，糖尿病血管并發(fā)癥靶點(diǎn)。 （CO

15、X 抑制劑、TXA2 合成酶抑制劑、TXA2受體拮抗劑） Maintaining the vascular tone: Vasodilation and VasoconstrictionThe endothelial cell as the maestro of thrombo regulationJ. Clin. Invest. 114:10371040纖溶酶纖溶酶 纖溶酶原激活物抑制物（抑制纖溶） （PAI-1）纖連蛋白 血管性血友病因子 血小板反應(yīng)蛋白PGI2FNTSP血小板活化因子合成抗凝血酶抗凝血酶 a.a.血栓調(diào)節(jié)蛋白血栓調(diào)節(jié)蛋白（thrombomodulin, TM）/ 蛋白蛋白

16、C (PC)系統(tǒng)系統(tǒng)F TM是一種跨膜糖蛋白，存在 EC 和血小板膜表面。F TMTM與與凝血酶凝血酶(thrombin)(thrombin)結(jié)合結(jié)合 凝血酶激活的纖溶抑制因子 (TAFI), 抑制凝血酶活性和纖溶過程抑制凝血酶活性和纖溶過程。（TM為調(diào)節(jié)凝血和纖溶的橋梁）。F PCPC滅活滅活FaFa和和FaFa,與纖溶酶原激活物抑制物-1(PAI-1)反應(yīng)，使其滅活， 促進(jìn)纖維蛋白溶解促進(jìn)纖維蛋白溶解。抑制血小板受體，進(jìn)而F TM TM 的血漿水平降低，是體內(nèi)的血漿水平降低，是體內(nèi)VEC VEC 損傷的重要標(biāo)志損傷的重要標(biāo)志， 是動脈粥樣硬化心腦缺血、血栓形成的潛在危險(xiǎn)因素。b.b.組織因

17、子途徑抑制劑組織因子途徑抑制劑 (TFPI):(TFPI): TFPI 在EC生成，在調(diào)節(jié)VEC的功能中起重要作用，主要。c.c.組織型纖溶酶原激組織型纖溶酶原激活物活物誘導(dǎo)纖溶酶原(plasminogen) 成為，。d. EC合成和釋放舒血管物質(zhì)合成和釋放舒血管物質(zhì)NO和和PGI2,也具有也具有 抑制EC分泌血小板黏附蛋白，具有有較強(qiáng)的抗血栓作用。膠原、激活纖維連接蛋白（FN）、凝血因子V、V、vWF 等 直接參與凝血過程。活化血小板,促使EC合成凝血酶、纖維蛋白等。 1TM在止血過程中有雙相效應(yīng)，它與凝血酶結(jié)合后，通過PC發(fā)揮抗凝作用，同時(shí)又可通過增強(qiáng)TAFI 的活化抑制纖溶反應(yīng)。 抑制纖

18、溶酶原激活物（ t-PA 及u-PA ），抑制纖溶。2.促凝血相關(guān)因子促凝血相關(guān)因子1. 促進(jìn)平滑肌細(xì)胞增殖的物質(zhì)促進(jìn)平滑肌細(xì)胞增殖的物質(zhì)2. 抑制平滑肌增殖的物質(zhì)抑制平滑肌增殖的物質(zhì)血小板衍生生長因子（PDGF）、轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）、成纖維生長因子（FGF）、內(nèi)皮素（ET）、血管緊張素II（Ang II）、神經(jīng)肽Y（NPY）、 血管內(nèi)皮生長因子（血管內(nèi)皮生長因子（VEGFVEGF）等。肝素類蛋白聚糖、NO、PGI2、降鈣素基因相關(guān)肽（CGRP）等。實(shí)現(xiàn)對管壁修復(fù)的調(diào)節(jié)作用。 VECVEC攝取循環(huán)血液中的原料或前體物質(zhì)，經(jīng)特有的酶加工后生成、釋放的。攝取循環(huán)血液中的原料或前體物質(zhì)，經(jīng)特有的

19、酶加工后生成、釋放的。 PGI2（）；EDRF（Ach） ET（內(nèi)皮素前肽內(nèi)皮素轉(zhuǎn)換酶） ATII（物活性的AngI） 胺類物質(zhì)包括，去甲腎上腺素、腎上腺素、5-HT、組胺 兒茶酚胺兒茶酚胺氧位甲基轉(zhuǎn)位酶（兒茶酚胺氧位甲基轉(zhuǎn)位酶（COMT）/單胺氧化酶（單胺氧化酶（MAO）降解 脂類物質(zhì)包括，前列腺素類，PGE2，PGF2a，白三烯，血小板活化因子 肽類物質(zhì)，胰島素、P物質(zhì)、血管活性肽( (一一) ) 襯里功能襯里功能( (二二) ) 屏障與物質(zhì)交換功能屏障與物質(zhì)交換功能( (三三) ) 釋放血管活性物質(zhì)，釋放血管活性物質(zhì)，( (四四) ) 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)凝血凝血/ /抗凝抗凝動態(tài)平衡，維持血液流動

20、性動態(tài)平衡，維持血液流動性( (五五) ) ( (六六) ) 對生物活性物質(zhì)的代謝功能對生物活性物質(zhì)的代謝功能培養(yǎng)的內(nèi)皮細(xì)胞TNF-LPS-數(shù)小時(shí)后免疫球蛋白超家族免疫球蛋白超家族 ICAM-1、VCAM-1、PECAM-1選擇素超家族選擇素超家族 L-Selectin、E-Selectin、P-Selectin 整合素整合素細(xì)胞膜黏附蛋白三大家族附著激活牢固黏附白細(xì)胞附著于激活的內(nèi)皮后被激活VECVEC2. NF-B活化活化n 核因子核因子 kappa B 蛋白家族是一種多效性的轉(zhuǎn)錄因子蛋白家族是一種多效性的轉(zhuǎn)錄因子， NF-B 活化后能調(diào)控一系列基因的表達(dá)，活化后能調(diào)控一系列基因的表達(dá)，

21、如：如：ICAM-1/2、VCAM-1 、E-Selectin、TNF、IL-1、 PAI-1等等VEC對炎癥反應(yīng)時(shí)：對炎癥反應(yīng)時(shí)： 特定的核轉(zhuǎn)錄因子(NF-kB)被激活特定基因的轉(zhuǎn)錄。 2) VEC表面凹陷（小凹蛋白）對血管壁通透性的影響：表面凹陷（小凹蛋白）對血管壁通透性的影響： 細(xì)胞膜表面吸附 大量與內(nèi)皮代謝有關(guān)的酶（ADTase, ACE等） 3) VEC陰離子屏障陰離子屏障（微絨毛）對血管通透性的調(diào)節(jié)：（微絨毛）對血管通透性的調(diào)節(jié)： VEC表面糖外衣帶負(fù)電荷，炎癥時(shí)釋放大量陽離子蛋白破壞 4) 血漿蛋白對血漿蛋白對VEC對血管壁通透性的影響對血管壁通透性的影響2. VEC骨架對骨架對

22、 1. 內(nèi)皮依賴性的血管舒縮功能障礙; 2. 凝血/纖溶功能障礙; 3. 促炎作用明顯; 4. 促增殖作用; 5. 血管通透性升高Regulatory Functions of the EndotheliumNormalDysfunctionVasodilationVasoconstrictionNO, PGI2, EDHF, BK, C-NPROS, ET-1, TxA2, A-II, PGH2ThrombolysisThrombosisPlatelet DisaggregationNO, PGI2Adhesion MoleculesCAMs, P,E SelectinsAntiprolif

23、erationNO, PGI2, TGF- , HepGrowth FactorsET-1, A-II, PDGF, ILGF, ILsLipolysisInflammationROS, NF- BPAI-1, TF-, Tx-A2tPA, Protein C, TF-I, vWFLPLVogel R血管痙攣 O2 Endothelial Cells and H2O2 Vascular Smooth MuscleEndothelial DysfunctionApoptosisVasoconstrictionLeukocyteadhesionLipiddepositionThrombosisVS

24、MCgrowthHypertensionSmokingDiabetesLDLHomocysteineEstrogendeficiency(1)(1)血管內(nèi)皮功能障礙與高血壓機(jī)制血管內(nèi)皮功能障礙與高血壓機(jī)制內(nèi)皮功能障礙vWFNOET血管舒張功能受損反應(yīng)高血壓的輕重強(qiáng)烈收縮血管刺激VSMC增殖促使心肌肥大增加5-HT、NA等縮血管作用NO、PGI2合成減少高血壓高血壓(2)(2)血管內(nèi)皮功能障礙與心衰的機(jī)制血管內(nèi)皮功能障礙與心衰的機(jī)制(3) Vascular endothelial dysfunction in aging heartanti-coagulative, anti-proliferative, anti-nflammatory, vasodilatory