單核細(xì)胞向淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化潛能探究

單核細(xì)胞向淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化潛能探究摘要：傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為，單核細(xì)胞僅是吞噬細(xì)胞的前體細(xì)胞，在體內(nèi)不同環(huán)境下能分化為巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、Kupffer細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞。但近幾年的研究發(fā)現(xiàn)，單核細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)具有多向性的分化潛能。本文將單核細(xì)胞向淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化潛能的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。關(guān)鍵詞：單核細(xì)胞；淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞；轉(zhuǎn)分化。干細(xì)胞替代治療是近些年來醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。單核細(xì)胞參與血管新生一直是近些年來非?；钴S的課題。研究發(fā)現(xiàn)，單核細(xì)胞能受組織環(huán)境影響、發(fā)生不同方向的分化。單核細(xì)胞不僅是巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞的前體細(xì)胞，還能在特殊環(huán)境下分化成內(nèi)皮祖細(xì)胞（Endothelialprogenitorcell，EPCs）[1]，參與血管新生。然而，單核細(xì)胞參與淋巴管新生的研究相對較少。相對于血管內(nèi)皮標(biāo)志物，淋巴管內(nèi)皮特異性標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)較晚，在1984年以后才陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)[2]，因此對于淋巴管內(nèi)皮的研究一直滯后于血管內(nèi)皮。近年來，隨著研究者對于一些淋巴管內(nèi)皮特異性標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)，關(guān)于淋巴管在諸多領(lǐng)域的研究均有所突破。因此，隨著單核細(xì)胞向血管內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的研究的深入，單核細(xì)胞向淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的研究已經(jīng)有了初步進(jìn)展，但至今仍未有定論。目前這方面的研究，只能給單核細(xì)胞向淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的可能性提供一些依據(jù)。一、單核細(xì)胞向血管內(nèi)皮細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化從胚胎發(fā)育學(xué)看，淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞具有同源性。胚胎主靜脈的一部分內(nèi)皮細(xì)胞出芽形成淋巴囊，再由淋巴囊出芽形成成熟的淋巴管網(wǎng)絡(luò)[3]。所以，單核細(xì)胞向血管內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的研究，能提示單核細(xì)胞向淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的可能性。研究發(fā)現(xiàn)，從人類血中分離培養(yǎng)CD34-CD14+單核細(xì)胞，表達(dá)特異性內(nèi)皮細(xì)胞表面標(biāo)志物的細(xì)胞的比例隨時間推移增加，到第4周時，表達(dá)vWF、VE-cadherin和e-NOS的細(xì)胞比例分別達(dá)到94.2%，89.7%和58.8%，在三維基質(zhì)膠中，這些細(xì)胞形成了條索狀或管狀結(jié)構(gòu)，表明這些細(xì)胞聚集可能是參加血管生成的[4]。由于單核細(xì)胞數(shù)量多，其在治療缺血性疾病領(lǐng)域的應(yīng)用前景備受關(guān)注。二、單核細(xì)胞的多向性干細(xì)胞分化潛能有研究報道，單核細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)具有多向性干細(xì)胞分化潛能。Zhao等的研究表明，人外周血單核細(xì)胞在粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子（M-CSF）的作用下，能被誘導(dǎo)成多潛能干細(xì)胞，后者經(jīng)過誘導(dǎo)能分化成巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、神經(jīng)元細(xì)胞、肝細(xì)胞[5]。Kuwana等的研究小組發(fā)現(xiàn)，人外周血單核細(xì)胞在纖維連接蛋白（fibronectin，F(xiàn)N）、L-DMEM以及外周血CD14―單個核細(xì)胞上清（即淋巴細(xì)胞上清）的某些細(xì)胞因子誘導(dǎo)作用下，能分化成具有成纖維細(xì)胞形態(tài)并且表達(dá)CD34的多潛能細(xì)胞，命名為MOMCs，這種細(xì)胞仍然攜帶單核細(xì)胞抗原CD14和白細(xì)胞共同抗原CD45，因此來源于單核細(xì)胞；他們在MOMCs的培養(yǎng)體系中分別加入相關(guān)的刺激因子，對MOMCs進(jìn)行誘導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)會有不同數(shù)量的細(xì)胞群向相應(yīng)的方向分化，如成骨細(xì)胞、肌細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞[6]。在2007年，Kuwana等人又在StemCell上發(fā)表論文[7]，專門研究了MOMCs向內(nèi)皮細(xì)胞分化的潛能。培養(yǎng)7d后，發(fā)現(xiàn)在蛋白和基因水平，細(xì)胞均表達(dá)內(nèi)皮細(xì)胞特異性標(biāo)志物，如CD144、CD34、vWF、VEGFR-2等，且與臍靜脈內(nèi)皮的表達(dá)水平相近，RT-PCR結(jié)果顯示細(xì)胞對于CD14、CD45的表達(dá)明顯下調(diào)。上述研究中，無論是單核細(xì)胞來源的EPCs、還是MOMCs，均只關(guān)注了其向血管內(nèi)皮細(xì)胞分化，及其用于血管新生、缺血性疾病治療的效果，尚未見單核細(xì)胞來源的EPCs或MOMCs向淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞誘導(dǎo)分化的研究報道。三、單核細(xì)胞參與淋巴管新生炎癥、腫瘤或免疫排斥反應(yīng)時，局部組織會出現(xiàn)單核-巨噬細(xì)胞浸潤。研究者發(fā)現(xiàn)單核-巨噬細(xì)胞浸潤與淋巴管新生有關(guān)。腫瘤淋巴轉(zhuǎn)移的研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤周圍有巨噬細(xì)胞浸潤且高表達(dá)VEGF-C（稱為腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞），其數(shù)量與周圍淋巴管密度及淋巴轉(zhuǎn)移明顯相關(guān)，甚至發(fā)現(xiàn)淋巴管壁有巨噬細(xì)胞的摻入[8，9]。腎移植后免疫排斥反應(yīng)的研究發(fā)現(xiàn)，移植腎的淋巴管密度比正常腎增加了約50倍，觀察到淋巴管附近出現(xiàn)結(jié)節(jié)樣單個核細(xì)胞浸潤，淋巴管內(nèi)含有淋巴細(xì)胞[10]。有研究表明，在野生型鼠傷口急性期形成的淋巴管，大部分是由巨噬細(xì)胞標(biāo)志物F4/80和淋巴管標(biāo)志物L(fēng)YVE-1和Podoplanin共同陽性的細(xì)胞構(gòu)成；在純合子糖尿病鼠，由于巨噬細(xì)胞的數(shù)量和活性均降低，角膜傷口愈合中，與對照組雜合子鼠相比，LYVE-1+淋巴管和CD31+血管明顯減少[11]。Maruyama等通過建立鼠的角膜移植模型，發(fā)現(xiàn)CD11b+的巨噬細(xì)胞浸潤區(qū)有淋巴管新生，認(rèn)為新生的淋巴管來源于巨噬細(xì)胞[12]。這些研究提示，單核巨噬細(xì)胞有向淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的可能性。體外研究表明，活化的單核-巨噬細(xì)胞表達(dá)VEGF-C和其受體VEGFR-3[9，13]，VEGF-C是特異性促淋巴管生長因子[14]。Maruyama等研究小組將致炎物質(zhì)硫膠質(zhì)（Thioglycollate）注入小鼠的腹膜腔，收集腹腔滲出的細(xì)胞，RPMI-1640培養(yǎng)24h后，收集粘附的細(xì)胞進(jìn)行流式細(xì)胞術(shù)測定，結(jié)果顯示，超過99.67%的腹膜滲出細(xì)胞（PECs）CD11b陽性；RT-PCR結(jié)果顯示，收集的CD11b+巨噬細(xì)胞表達(dá)VEGFR-3和VEGF-C，但不表達(dá)VEGFR-2；另外，CD11b+巨噬細(xì)胞中有30-50%表達(dá)LYVE-1，Podoplanin或者Prox-1；免疫細(xì)胞化學(xué)分析表明，PECs（培養(yǎng)24h）表達(dá)CD11b和Prox-1以及Podoplanin和LYVE-1蛋白，而未用thioglycollate刺激的腹膜腔巨噬細(xì)胞，淋巴管內(nèi)皮標(biāo)志物的表達(dá)呈弱陽性，提示激活的巨噬細(xì)胞而非靜止的巨噬細(xì)胞表達(dá)淋巴管特異性標(biāo)志物[13]。四、淋巴管內(nèi)皮祖細(xì)胞針對前述單核細(xì)胞參與淋巴管新生及表達(dá)淋巴管特異性標(biāo)志物的研究結(jié)果，有研究者提出外周血中存在淋巴管內(nèi)皮祖細(xì)胞，而非單核細(xì)胞直接參與或表達(dá)的結(jié)果。Salyen等分別從胎兒肝、臍帶血和成人外周血單個核細(xì)胞中分離出CD34+CD133+VEGFR-3+細(xì)胞，認(rèn)為該群細(xì)胞可向血管內(nèi)皮細(xì)胞或淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞分化[15]。Wang等人從成人外周血和臍帶血分離出CD34+CD133+VEGFR-3+的EPCs，用VEGF-C誘導(dǎo)能將其轉(zhuǎn)分化為淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞[16]。為了與CD34+CD133+VEGFR-2+的血管內(nèi)皮祖細(xì)胞區(qū)別開來，故將CD34+CD133+VEGFR-3+細(xì)胞命名為淋巴管內(nèi)皮祖細(xì)胞（lymphaticendothelialprogenitorcells，LEPCs）。然而人們發(fā)現(xiàn)，循環(huán)血中無論是EPCs抑或LEPCs，均含量很少，約占單個核細(xì)胞的0.002%[17]，與上述單核-巨噬細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)刺激高比例的表達(dá)淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物不符，且分離過程復(fù)雜。五、單核細(xì)胞淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化研究表明，取成人新鮮外周血，分離單核細(xì)胞，用內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)基ECM培養(yǎng)，盡管單核細(xì)胞在FN、TNF-?%Z或VEGF-C誘導(dǎo)下能表達(dá)淋巴管內(nèi)皮標(biāo)志物，但內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物的基因表達(dá)為陰性。[18]已有的研究表明，單核細(xì)胞可在VEGF等生長因子的誘導(dǎo)下向血管內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化[4，7，19]。上述實(shí)驗(yàn)單核細(xì)胞未表達(dá)內(nèi)皮細(xì)胞共同標(biāo)志物vWF、eNOS、VEGFR-2，可能與培養(yǎng)基中VEGF的劑量不足以及誘導(dǎo)時間較短有關(guān)。真正的淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞應(yīng)該既表達(dá)內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物，又表達(dá)淋巴管內(nèi)皮特異性標(biāo)志物。六、展望綜上所述，前述研究表明，單核細(xì)胞能分化成MOMCs或EPCs，而單核-巨噬細(xì)胞在活化時易于表達(dá)淋巴管特異性標(biāo)志物。由此我們設(shè)想，MOMCs或EPCs有可能更容易被誘導(dǎo)成淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞，參與淋巴管新生。前述研究結(jié)果雖然表明單核-巨噬細(xì)胞在淋巴管新生方面起重要作用，但是，單核細(xì)胞是否能真正轉(zhuǎn)化為淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞、并能用于淋巴管新生？尚需要體外研究來證實(shí)。淋巴管是淋巴系統(tǒng)重要的組成部分，在維持人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定和免疫功能等方面發(fā)揮重要作用。臨床上，淋巴管發(fā)育缺陷、手術(shù)創(chuàng)傷等均會導(dǎo)致淋巴引流不暢而致淋巴水腫。淋巴水腫的治療依然是醫(yī)學(xué)界的難題。眾所周知，原發(fā)性淋巴水腫不同于炎癥等病理過程，主要為細(xì)胞間隙蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)回流障礙，缺乏刺激炎癥細(xì)胞和內(nèi)皮祖細(xì)胞浸潤的病理生理環(huán)境。特別是近些年來，乳腺癌發(fā)病率呈上升趨勢，乳腺癌根治術(shù)由于清掃腋窩淋巴結(jié)、切斷了大量淋巴管，造成上肢淋巴水腫的并發(fā)癥約占15%-20%[20]，輕者隨著側(cè)支循環(huán)的建立而緩解，嚴(yán)重者可導(dǎo)致上肢功能障礙，影響患者的生存質(zhì)量。長期以來，國內(nèi)、外主要運(yùn)用烘綁或間歇加壓等保守療法促進(jìn)淋巴回流，難以從根本上治愈淋巴水腫。實(shí)質(zhì)上，治療淋巴水腫的根本問題就是促進(jìn)淋巴管新生。所以，研究淋巴管新生機(jī)制及有效方法對于治療淋巴水腫及淋巴管相關(guān)疾病具有重要意義。另外，我們認(rèn)為，乳腺癌患者手術(shù)后由于接受化療或放療，容易造成免疫細(xì)胞損傷，并由此導(dǎo)致局部浸潤的單核-巨噬細(xì)胞數(shù)量減少，間接引發(fā)局部淋巴管再生障礙，促進(jìn)繼發(fā)性淋巴水腫的產(chǎn)生。人外周血中的單核細(xì)胞取材方便，數(shù)量相對豐富，如果能作為淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞的來源并最終用于臨床淋巴水腫的治療，將有很好的發(fā)展前景。參考文獻(xiàn)：[1]HoenigMR，BianchiC，SellkeFW.Hypoxiainduciblefactor-1?%Z，endothelialprogenitorcells，monocytes，cardiovascularrisk，woundhealing，cobaltand8hydralazine：aunifyinghypothesis[J].CurrentDrugTargets，2008，9（5）.[2]JohnstonMG，WalkerMA.Lymphaticendothelialandsmooth-musclecellsintissueculture[J].InVitro，1984，20（7）.[3]SabinFR.Ontheoriginofthelymphaticsystemfromtheveinsandthedevelopmentofthelymphheartsandthoracicductinthepig[J].AmJAnat，1902，（1）.[4]SchmeisserA，GarlichsCD，ZhangH，etal.Monocytescoexpressendothelialandmacropha-gocyticlineagemarkersandformcord-likestructuresinMatrigelunderangiogenicconditions[J].CardiovascRes，2001，49（3）.[5]ZhaoY，GlesneD，HubermanE.Ahumanperipheralbloodmonocyte-derivedsubsetactsaspluripotentstemcells[J].ProcNatlAcadSciUSA，2003，100（5）.[6]KuwanaM，OkazakiY，KodamaH，etal.HumancirculatingCD14+monocytesasasourceofprogenitorsthatexhibitmesenchymalcelldifferentiation[J].JLeukocBiol，2003，74（5）.[7]KuwanaM，OkazakiY，KodamaH，etal.Endothelialdifferentiationpotentialofhumanmonocyte-derivedmultipotentialcells[J].StemCells，2006，924（12）.[8]SchledzewskiK，F(xiàn)alkowskiM，MoldenhauerG，etal.Lymphaticendothelium-specifichyaluronanreceptorLYVE-1isexpressedbystabilin-1+，F(xiàn)4/80+，CD11b+macrophagesinmalignanttumoursandwoundhealingtissueinvivoandinbonemarrowculturesinvitro：implicationsfortheassessmentoflymphangiogenesis[J].JPathol，2006，209（1）.[9]SchoppmannSF，BirnerP，St？cklJ，etal.Tumor-associatedmacrophagesexpresslymphaticendothelialgrowthfactorsandarerelatedtoperitumorallymphangiogenesis[J].AmJPathol，2002，161（3）.[10]KerjaschkiD，RegeleHM，MoosbergerI，etal.Lymphaticneoangiogenesisinhumankidneytransplantsisassociatedwithimmunologicallyactivelymphocyticinfiltrates[J].JAmSocNephrol，2004，15（3）.[11]MaruyamaK，AsaiJ，IiM，etal.Decreasedmacrophagenumberandactivationleadtoreducedlymphaticvesselformationandcontributetoimpaireddiabeticwoundhealing[J].AmJPathol，2007，170（4）.[12]MaruyamaK，IiM，CursiefenC，etal.Inflammation-inducedlymphangiogenesisinthecornea10arisesfromCD11b-positivemacrophages[J].JClinInvest，2005，115（9）.[13]SkobeM，HambergLM，HawighorstT，etal.Concurrentinductionoflymphangiogenesis，angiogenesis，andmacrophagerecruitmentbyvascularendothelialgrowthfactor-Cinmelanoma[J].AmJPathol，2001，159（3）.[14]JeltschM，KaipainenA，JoukovV，etal.HyperplasiaoflymphaticvesselsinVEGF-Ctransgenicmice[J].Science，1997，276（5317）.[15]SalvenP，MustjokiS，AlitaloR，etal.VEGFR-3andCD133identifyapopulationofCD34+lymphatic/vascularendothelialprecursorcells[J