抽象的
循环CD34 +细胞是血为祖细胞,可在组织修复中发挥作用。在慢性阻塞性肺疾病(COPD)中没有数据循环祖细胞。
研究了18例中至重度COPD患者的循环CD34+细胞(年龄:平均±)SD.68±8年;1秒用力呼气量:48±12%预测)和12个对照组,在休息和耐力运动后。血浆中造血生长因子(fms样酪氨酸激酶3 (Flt3)配体,kit配体),缺氧标志物(血管内皮生长因子(VEGF))和血管生成刺激因子(VEGF,肝细胞生长因子(HGF))和全身炎症标志物(肿瘤坏死因子(TNF)-α,白细胞介素(IL)-6,引发)测量。
与对照组相比,COPD患者在CD34 +细胞计数下表现出三倍降低(3.3±2.5与10.3±4.2细胞·µL−1), AC133+细胞减少50%。在COPD患者中,祖细胞来源的造血细胞和内皮细胞集落减少了30-50%。然而,4例COPD患者的祖细胞计数在正常范围内,TNF-α水平较低。在整个样本中,CD34+细胞计数与运动能力和气流阻塞的严重程度相关。在耐力运动后,COPD患者的祖细胞计数没有变化,而血浆Flt3配体和VEGF只增加。COPD患者血浆HGF水平高于对照组,且与祖细胞来源的集落数量呈负相关。
综上所述,慢性阻塞性肺疾病患者循环CD34+细胞及内皮祖细胞减少,可能与疾病严重程度有关。
慢性阻塞性肺疾病(COPD)的全身性影响已经从炎症、慢性氧化应激和骨骼肌功能障碍方面进行了研究1.尽管有证据表明COPD患者外周血中性粒细胞激活2,严重疾病中气道的炎症渗透3.,以及吸烟引起的粒细胞循环增加,对COPD在骨髓水平上的影响知之甚少4.红细胞谱系的数据显示,13%的COPD患者出现贫血,并与炎症标志物增加有关5,可能预示着较差的存活率6.由于需要侵入性技术以获得骨髓样品,其他血型谱系的数据是稀缺的。
通过研究循环骨髓衍生的祖细胞可以部分地克服这种困难。这些细胞对于CD34和其他标记物(CD38,人白细胞抗原(HLA)-DR)的阳性为阳性,分化期获得7,并获得有关造血作用的间接信息。循环CD34+细胞也被认为参与组织修复。骨髓源性祖细胞可以移植到包括肺在内的多个器官8,9和骨骼肌10..由于频繁发生与增加肌肉凋亡相关的骨骼肌功能障碍频繁发生,后一种发现对COPD感兴趣11.,纤维化12.和炎症激活13..
CD34+细胞的修复能力至少部分依赖于AC133+内皮祖细胞(EPC)亚群14..EPCS已被用于治疗心肌患者15.和血管16.疾病。在心血管危险因素患者中发现低循环EPC计数17.,骨髓CD34+细胞在慢性缺血性心脏病患者中增殖能力较低18..但是,运动培训增加了EPC19..COPD是否影响循环EPC和/或CD34 +细胞增殖能力未知。
运动可能是研究循环祖细胞的有用模型。长距离跑步者显示循环CD34 +细胞增加,并且运动诱导的骨髓中活性因子/细胞因子的释放(FMS样酪氨酸激酶3(FLT3)配体,白细胞介素(IL)-6,粒细胞菌落刺激因子(G-)CSF),肿瘤坏死因子(TNF)-α)20.,21..在中年未经训练的受试者中运动后也发生内皮祖细胞的动员22.但是对循环祖细胞与COPD常规限制之间的关系,或对脑激活对祖细胞的影响几乎是众所周知的。
最后,慢性阻塞性肺病可能通过改变动脉血气或炎症介质影响造血和内皮祖细胞。在体外,非常低的动脉氧张力保存早期血液化祖细胞23.,促进他们的差异化24..没有研究解决了轻度低氧血症对循环CD34 +细胞和群体的影响体内在慢性阻塞性肺病患者。
本研究旨在回答COPD是否影响循环祖细胞数和频率。
主题和方法
总共有18名COPD的前吸烟者和12名年龄匹配的非吸烟者(对照)被研究(表1)⇓).患者的入选标准为:1)中度COPD(全球慢性阻塞性肺疾病倡议2期);2)临床情况稳定(即。研究前4周肺功能测试无变化或病情加重);3)轻度、静息性低氧血症(动脉氧张力:P啊,一个2> 7.89 kPa)。在研究时没有患者接受全身类固醇。纳入标准的控制标准是:1)年龄≥50岁;2)久坐不动的生活方式;3)正常肺活量测定和动脉血液;4)没有其他临床明显的疾病;5)希望参加该研究。通过临床和标准实验室调查结果评估的心血管,脑血管,神经肌肉,风湿病学和/或代谢障碍的患者被排除在研究之外。如果患者患有任何疾病的任何疾病妨碍执行运动试验,也会被排除在外。
该方案经罗马大学(意大利)伦理委员会批准,所有受试者均知情同意。
研究方案
每个受试者都访问了实验室三次。在第一次访问,获得了完整的临床评估和肺功能测试(夸克PFT; COSMED,罗马,意大利)。从呼吸室空气时休息的动脉血液测定的桡动脉中抽出样品。在第二次访问中,每个主题在循环测力计(Ergoline 800,Bitz,Germany)上进行增量运动压力测试以确定峰值氧气吸收(V”O2峰)和乳酸阈值。如前所述,肺气体交换指数通过计算机系统一次又一次地测量25..氧气吸收(V”O2;在标准温度和压力下,干燥(STPD)),CO2输出(V”有限公司2;STPD),微小通风(V”E;在体温、压力、水蒸汽饱和状态下)和呼吸频率进行测量。心率(HR)由12导联心电图测量的R-R间隔得出。在第三次来访时,每个受试者在自行车功计上进行次最大运动测试,工作速率为70%V”O2峰20分钟(耐久性测试)。锻炼课程至少分开48次。在受试者呼吸室空气时获得所有测试。
在耐久性试验之前,在血液细胞计数和CD34 +细胞分析后立即绘制静脉血液样品(20mL)。通过标准血细胞测量法测定总血细胞计数。通过标准Ficoll梯度离心获得外周血单核细胞(PBMC)。用PBS仔细洗涤细胞,重悬于含有2mg·mL的PBS中−11)与藻红蛋白(PE)结合的抗cd34;2) anti-CD38;或3)抗hla - dr,均用异硫氰酸荧光素(FITC;Becton Dickinson-Pharmingen, Lincoln Park, NJ, USA)。在一些实验中,pbmc被标记为抗cd34 (fitc偶联)和抗极晚激活抗原(VLA)-4或抗flt3(都是pe偶联的)。阴性对照用同型匹配的小鼠免疫球蛋白标记PE或FITC。在冷PBS中洗涤两次后,用荧光激活细胞分选流式细胞仪(Becton-Dickinson)对细胞进行荧光分析。根据荧光标记强度判断全身阳性水平为“昏暗”或“明亮”。CD34+细胞及其亚群在所有PBMCs中表达。在一些实验中,用pe标记的抗ac133单克隆抗体标记pbmc (Miltenyi Biotech, Bergisch Gladbach, Germany)。
使用淋巴细胞上的软件门控进行流式细胞术分析。至少105为每种决定获得门控事件。
对于菌落形成单位(CFU)测定,将PBMCs播种于3×105细胞·ml.−1·菜−1(Falcon 1008; Becton Dickinson)在ISCove的改进的Dulbecco的中等(Gibco)中0.9%甲基纤维素和40%胎牛血清(Gibco,Grand Island,Ny),其补充了1.5 IU·ML−1红细胞爆发单元(E-BFU)菌落和10ng·mL的促红细胞生成素−1粒细胞单核细胞菌落刺激因子和G-CSF用于粒细胞 - 单核细胞CFU(GM-CFU)菌落。在培养14-16天后,在倒置显微镜下计算菌落。
对于内皮祖祖氏菌落测定,PBMC在Endocult中重新悬浮TM值液体介质(干细胞技术,温哥华,BC,加拿大)和镀层(5×106细胞)在纤连蛋白涂覆的6孔盘上。在37℃下培养2天后,收集非晶胞细胞,1×106细胞·嗯−1在纤连蛋白涂覆的24孔盘上有一式两份。在3-5天培养后,在倒置显微镜下计算内皮细胞CFU(EC-CFU)。
生物化学分析
这些检测在17名COPD患者和6名对照组中进行。制备等量的血清,并在−80°C下储存,用于以下免疫测定(ELISA, R&D Systems, Minneapolis, MN, USA)。1) Flt3配体和kit配体(KL),均作用于早期造血期(检测限:5.0 pg·mL)−1对于这两个)26..2)血管内皮生长因子(VEGF),作为组织缺氧和血管新生的标志物(检测限:5.0 pg·mL)−1)27..3)肝细胞生长因子(HGF),一种已知的激活内皮细胞增殖和迁移并诱导血管生成的介质28.(检出限:20 pg·mL−1).4) TNF-α(检出限0.2 pg·mL−1)和IL-8(检测极限:0.2 pg·ml−1)作为全身炎症的标志。IL-6检测限:0.16 pg·mL−1),已知在长时间运动期间被释放29..使用标准方法测定作为肌肉损伤标记的皮质醇和肌肉酶(乳酸脱氢酶,肌肉磷酸氨基酶)的血清浓度。
统计数据
数据用平均值±表示SD..采用方差分析和t检验或Wilcoxon检验比较实验条件。每组采用配对t检验来比较基线和运动后数据。使用未配对t检验对COPD组和对照组进行比较。当数据出现异常分布时,分别使用Wilcoxon或Mann-Whitney u检验进行配对或非配对比较。用线性回归评估变量之间的关系。显著性水平为p<0.05。
结果
主题和功能数据
Table 1⇑总结人体测量和肺功能数据和动脉血气测量。COPD患者出现中重度功能恶化。在最大运动压力测试期间(表2)⇓)慢性阻塞性肺疾病患者达到较低水平V”O2,V”E和HR在峰值运动时比对照。
耐久试验
均值±SD.对照组为133±18 W, COPD患者为92±15 W(未配对t检验p<0.001)。所有正常受试者和17例COPD患者完成20分钟运动试验。1例患者因无法忍受的呼吸困难在10分钟时停止。
对照组和COPD患者在运动前后的红细胞和血小板计数相似(表3)⇓).轻微贫血状态(血红蛋白浓度<13.5 mg·dL−1)在一个COPD患者和一个对照主题中发现。
白细胞(WBC)计数在两组的正常范围内。然而,COPD患者略高于WBC(图1A⇓)和中性粒细胞差异计数与对照组比较(表3⇑).在运动后的样本中没有发现组间的后一种差异。
![图。1-](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/27/3/529/F1.medium.gif)
a)白细胞(WBC)和B)基线(BL)的CD34 +细胞和慢性阻塞性肺病(COPD)患者(•)和对照受试者(○)中的耐久性运动(exe)。注意COPD患者CD34 +细胞的明显均匀减少与对照受试者相比。*:P <0.001,COPD与控制。
循环CD34 +细胞,克隆力测定和血化生长因子
循环CD34+与正常对照组相比,慢性阻塞性肺病患者在休息时淋巴细胞的百分比约低3倍(0.22±0.19)与0.57±0.26%),并且在任一组中不受耐久性运动的影响(COPD:0.21±0.16%;对照:0.61±0.28%)。当CD34 +细胞表示为静止时为每μl血量的绝对数表示时,这些差异相同(3.3±2.5与10.3±4.2;P <0.001)和耐力运动后(3.8±3.1与11.2±5.4;p < 0.001;图1 b⇑).此外,已经进行了用抗CD34和抗CD38或抗HLA-DR单克隆抗体进行双标记实验,以允许鉴定不成熟(34 + / 38-和34 + / HLA-DR-)和成熟(34+ / 38 +和34 + / hla-DR +)血化祖细胞7.与对照组相比,COPD患者均匀地降低了CD34 +细胞亚population(34 + / 38-,34 + / 38 +,34 + / HLA-D-,34 + / HLA-DR +)(图2⇓3⇓;表4⇓).耐久性运动没有改变循环CD34 +细胞的数量(图4⇓;表4⇓).
一种对照组(A-D)和两种慢性阻塞性肺病患者(E-L)的CD34 +亚群的代表性流式细胞术分析。外周血单核细胞已用与:phycooerythron(PE)缀合的无关小鼠免疫球蛋白标记为无关的小鼠免疫球蛋白;荧光素异硫氰酸酯(FITC)含氟氰酸盐;PE缀合的抗CD34 +单克隆抗体(MAB)和FITC-缀合的抗人淋巴细胞抗原-DR;FITC-CONCUINGATION抗CD45;或FITC缀合的抗CD38 mAb。
在耐力运动后,一种对照组(A-D)和两种慢性阻塞性肺病患者(A-D)和两种慢性阻塞性肺病患者(E-L)的代表性流式细胞术分析。外周血单核细胞已用与:phycooerythron(PE)缀合的无关小鼠免疫球蛋白标记为无关的小鼠免疫球蛋白;荧光素异硫氰酸酯(FITC)含氟氰酸盐;PE缀合的抗CD34 +单克隆抗体(MAB)和FITC-缀合的抗人淋巴细胞抗原-DR;FITC-CONCUINGATION抗CD45;或FITC缀合的抗CD38 mAb。
a)红细胞破裂形成单位E-BFU;b)血浆Flt3配体;c)粒细胞-单核细胞集落形成单位(GM-CFU);d)血浆试剂盒配体,基线时(BL)和耐力锻炼后(Exe),慢性阻塞性肺病(COPD)患者(代码)和对照组(□)。注意与正常受试者相比,COPD患者在BL和Exe后E-BFU和GM-CFU明显降低。*: p < 0.05慢性阻塞性肺病与控制;#: p < 0.05 Exe与提单。
在一些COPD患者(n = 4,22%的样本)中,CD34+细胞计数在正常范围(0.56±0.14%的淋巴细胞),而在其他COPD组(n = 14)中,CD34+细胞计数的平均值为0.12±0.03%。CD34+细胞计数正常的患者不能根据人体测量特征或COPD严重程度进行识别。他们只显示出更高的趋势V”O2峰(21.5±3.1与18.9±2.1毫升·公斤−1·Min.−1;p = 0.07)和血浆TNF-α水平降低(静止:1.78±0.79)与2.30±1.22 pg·毫升−1;运动后:1.11±0.11与1.96±0.77 pg·ml−1, p < 0.05)。
考虑到COPD患者循环CD34+细胞数量的减少,目前的作者评估了循环造血祖细胞的数量(通过标准克隆检测测量)是否相应减少。与对照组相比,COPD患者的cfu数量显著减少(图4a)⇑和4C.⇑).两组耐力运动后的E-BFU和GM-CFU数值与休息时观察到的数值相似(图4a)⇑和4C.⇑).值得注意的是,大多数COPD患者不仅显示出降低的菌落数,而且较小的E-BFU和GM-CFU与对照相比(图5⇓).在图5中⇓来自对照受试者血液的单个E-BFU和GM-CFU菌落的代表性图片(图5c)⇓),具有正常CD34 +细胞计数的COPD患者(图5B⇓)和具有低CD34的COPD患者+细胞计数(图5A⇓)显示。COPD患者低CD34的COPD患者,单个E-BFU菌落(每个包含在单独的盒子中)和GM-CFU菌落的大小+细胞计数(图5A⇓观察3个独立的E-BFU和2个GM-CFU菌落),并与正常对照组的E-BFU和GM-CFU菌落的观察结果进行比较(图5c⇓)或COPD患者正常CD34+细胞计数(图5B⇓).
以下是克隆培养中红细胞爆裂形成单位(E-BFU)和粒细胞单核细胞集落形成单位(GM-CFU)的代表性图片。a) CD34+细胞计数低的慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者。b) CD34+细胞计数正常的COPD患者。c)控制对象。对于E-BFU,每个盒子代表一个单独的E-BFU菌落,因此,E-BFU菌落来自低CD34的COPD患者+细胞(a)明显小于对照组(c)或CD34正常的COPD患者+细胞计数(b)。
考虑到COPD中循环造血祖细胞的数量减少,目前的作者评估了几种通常参与造血祖细胞存活和增殖的细胞因子的血浆浓度。在此背景下,目前作者的研究重点是Flt3配体和KL, COPD患者和对照组CD34+细胞表面的Flt3配体表达没有差异(数据未显示)。COPD患者和对照组血浆Flt3配体浓度在基线时相似;仅在COPD患者耐力运动后,它显著增加(图4b)⇑).血浆KL水平在组或实验条件之间没有差异(图4D⇑).
在研究的整个受试者中(即。COPD患者和对照)循环CD34 +细胞计数直接相关V”O2峰(图6 d⇓;r2= 0.37, p<0.05),静息P啊,一个2(6;r2= 0.30, p<0.05),气道阻塞的严重程度评估为1秒用力呼气量(FEV)1)/强制生命能力(6c; r2 = 0.39; p<0.05). No correlation was found between CD34+ cell counts and carbon dioxide arterial tension (fig. 6b⇓).r.2计算整组研究对象的值(即。COPD患者和对照组合)。
![图6-](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/27/3/529/F6.medium.gif)
CD34 +之间的相关性与:a)动脉氧气张力(P啊,一个2;r2= 0.30, p < 0.05);B)二氧化碳动脉张力(PA,CO.2);c)一秒用力呼气量(FEV)1/ /强制生命能力(FVC);和d)峰值氧气吸收(v'O2峰).•慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者;○:对照组。1毫米汞柱= 0.133 kPa。
循环AC133.+细胞,内皮细胞祖细胞和血管生成生长因子
在休息的COPD患者中循环AC133 +细胞大约是对照组中发现的一半,并且在任一组中不受耐久性运动的影响(图7A⇓).在静止状态下,以每μL血容量的绝对细胞数表达AC133+细胞也明显减少(COPD: 2.5±1.7 cells·μL)−1;对照组:6.1±3.0)和耐力运动后(COPD: 2.7±1.8 cells·μL−1;控制:6.5±3.1细胞·μL−1).在整个组中,基线AC133+细胞计数与AC133+细胞计数之间存在微弱但显著的直接关系P啊,一个2(右2= 0.21, p<0.05)、FEV1(右2 = 0.19, p<0.05) and the fitness level expressed as maximal load in W (r2 = 0.236, p<0.05).
a) AC133+细胞,b)血浆血管内皮生长因子(VEGF), c)内皮细胞集落形成单位(EC-CFU,每毫升血液的集落数)和d)血浆肝细胞生长因子(HGF),基线时(BL)和耐力锻炼后(Exe),在慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者(代码)和对照组(□)。COPD患者AC133+和EC-CFU细胞明显减少与与正常受试者相比,对照对象,以及COPD患者的血浆HGF增加。此外,与BL的COPD相比,exe在exe的COPD患者中增加了血浆VEGF水平的增加。*:P <0.05,COPD与控制;#:P <0.05,EXE与提单。
还发现了COPD患者每毫升血液的循环内皮祖细胞数量的一致减少。特定的克隆菌测定表明,在休息的COPD患者中,它们的数量显着下降(COPD患者:18.2±7.2 EC-CFU·mL−1的血液;对照组:30±4 EC-CFU·mL−1血液)和运动后(COPD患者:20.1±8.4 CFU-EC·mL−1的血液;控制主题:32.2±8.2 EC-CFU·mL−1的血液;图7 c⇑).
在内皮生长因子的血浆浓度变化方面,VEGF和HGF表现出一些显著而有趣的差异(图7b)⇑d)。COPD患者静息时血浆VEGF浓度高于对照组(COPD患者:69±68 pg·mL)−1;对照组:26±8 pg·mL−1),运动后进一步升高(COPD患者:201±205 pg·mL−1;控制主题:27±2 pg·ml−1).与对照受试者相比,COPD患者的血浆HGF水平在COPD患者中较高,但在运动后在任一组中保持不变(图7D⇑).HGF,而不是VEGF,水平与克隆基因试验的结果呈负相关(图8)⇓).
血浆肝细胞生长因子(HGF;a, c, e)和血管内皮生长因子(VEGF;b, d, f)与a)红细胞突发形成单元(E-BFU:R.2 = 0.55, p<0.0001); b) E-BFU (r2= 0.10, p = 0.06,不显著);c)粒细胞 - 单核细胞菌落成形单元(GM-CFU:R.2 = 0.64, p<0.0001); d) GM-CFU (r2= 0.10, p = 0.06,不显著);e)内皮细胞集落形成单位(EC-CFU: r2= 0.46, p < 0.0005);f) EC-CFU (r2 = 0.09, not significant). ○: chronic obstructive pulmonary disease (COPD) patients at baseline; •: control subjects at baseline; ▵: COPD patients after exercise; ▴: control subjects after exercise. The r2值为整个研究对象组(即。COPD患者和对照受试者合并)。
讨论
在COPD患者中患有中度至严重的呼吸损伤,血细胞计数与对照组相比,血液细胞计数在循环的血液外,内皮祖细胞计数大大降低。祖衍生的菌落的数量在COPD组中相应地低(-30-50%)。然而,〜20%的COPD患者,临床上和功能性与本组的其余部分相似,显示出与血浆TNF-α浓度估计的炎症活性较少的正常祖细胞计数。耐力运动不会影响COPD患者或对照受试者中的循环CD34 +细胞。血浆VEGF的运动后增加表明COPD患者中缺氧途径的激活,但不在对照受试者中。COPD患者的耐力运动似乎使初始缺氧病症,在静止,更严重的情况下观察,因此刺激VEGF释放。在整个样本中,循环祖母数直接相关V”O2峰以及FEV等COPD严重程度指标1和P啊,一个2张力。总的来说,目前的数据表明,骨髓是COPD病理生理学中一个重要的、以前未被认识的系统性靶点。
据作者所知,这项研究是第一个报告循环祖细胞在中度至严重的COPD中减少。然而,目前的数据仅允许间接估计血型功能,并且对可能机制的详细研究将需要侵入性骨髓采样。尽管有这种限制,但目前的结果确实提供了一些信息。COPD患者的正常外周血细胞计数不支持降低的细胞产生和/或释放,因为目前作者的发现可能的解释,至少在血型包邮中涉及。COPD患者的WBC计数比对照受试者,血小板计数在正常范围内。每组中只有一个受试者显示出血红蛋白浓度略微降低,确认COPD中贫血的患病率低5,而80%的COPD患者与对照组相比CD34+细胞明显减少。
低循环祖细胞计数可能是继发于细胞动员机制的缺陷。目前的作者验证了这一假设,但发现在COPD患者的CD34+细胞、淋巴细胞和单核细胞上,与祖细胞归家和迁移有关的粘附分子(极晚激活抗原-4 (VLA-4)、趋化因子(CC motif)受体5 (CCR5)、C-X-C motif趋化因子受体4 (CXCR4))的正常表达(未发表的观察结果:Testa U,意大利罗马高等卫生研究所)。因此,COPD患者的数据模拟了最近在慢性缺血性心脏病患者中发现的CD34+细胞低增殖18.,在没有明显动员缺陷的情况下发生。
目前的作者还测试了COPD患者是否会出现造血刺激不足。血浆Flt3配体和KL浓度,两者都是重要的造血生长因子26.在COPD患者和对照组中相似。此外,COPD患者运动后Flt3配体浓度增加,与运动员在剧烈运动后的数据类似20.,21..在COPD患者和对照组之间,CD34+细胞或单核细胞上的Flt3配体表达没有差异(数据未显示),排除了Flt3配体的增加可能是COPD患者缺乏受体所致的可能性。总之,目前的结果并不支持COPD骨髓刺激不足。
炎症介质可参与COPD中低循环前体计数的发病机制。有利于这一假设的证据是COPD患者在正常范围内的CD34 +细胞倾向于显示出降低TNF-α值。此外,IL-6和IL-8浓度平均,COPD患者的浓度高于对照组织。在炎症标志物浓度和循环祖细胞之间没有发现明确的关系。因此,需要更多的数据来确认炎症在调节COPD中调节CD34 +细胞的作用。
还在目前的研究中评估了循环EPC,特别是锻炼,因为它是其释放的已知生理刺激22..与造血细胞类似,COPD患者EPCs减少,与对照组相比,EPCs增殖减少。在其他病理条件下,包括冠状动脉疾病,也观察到内皮祖细胞数量减少17.,慢性缺血性心脏病18.,充血性心力衰竭30.、类风湿性关节炎31.和血液透析患者32.,所有这些条件都与增加的心血管风险增加相关。在这些病理条件下建议,循环EPC的数量下降可能与新生血管障碍有关,并且可以有助于在这些条件下观察到的心血管风险增加。重要的是,Werner最近的一项研究et al。33.提供了明确的证据,表明循环EPCs水平预测心血管事件的发生和心血管原因导致的死亡,并有助于识别心血管风险增加的患者。同样的情况也适用于慢性阻塞性肺病患者。充血性心力衰竭30.和类风湿性关节炎31.,提出对TNF-α有抑制作用。导致COPD患者EPC数量减少的生化机制尚不明确。
运动没有增加任何一个组的EPC,可能是因为测试的强度和/或持续时间不足。然而,在COPD患者和对照之间,促血管生成因子的释放模式差异很大。与休息的对照受试者相比,COPD患者的VEGF和HGF水平增加了两倍,但在运动后只有VEGF进一步增加。HGF,但不是VEGF,浓度与克隆原检验结果相反。VEGF27.和hgf.28.是血管生成因子,但它们的行动概况不同。VEGF是缺氧途径激活的标志物34.,其在COPD患者中的增加提示组织缺氧的发生,尤其是运动后。
HGF是肝细胞、黑素细胞、角质形成细胞和内皮细胞的生长因子35.,是一种促进受损肺再生的肺营养因子36.,37..HGF通过其c-met受体发挥多种生物活性,如刺激上皮肺泡增殖和活动38.和诱导分支管形成。在肺,肺泡巨噬细胞,内皮细胞39.支气管细胞40.和成纤维细胞38.产生HGF。由于受伤肺部的分泌增加,HGF被认为在肺上皮的伤口愈合中具有重要作用41..因此,血浆HGF水平被发现在血管阻塞时增加42.,COPD.43.,肺部炎症性疾病44.和特发性肺纤维化43..除了HGF对肺泡上皮的影响外,HGF还刺激内皮祖细胞在受损肺中的募集,并刺激骨髓来源和驻留内皮细胞的增殖45..HGF对内皮增殖对内皮增殖的刺激作用在与VEGF结合时大大加强46..
除了血管生成介质的增加,祖细胞计数也与低氧血症的严重程度有关。低氧张力对祖细胞的影响体内定义差,但已知人骨髓在生理条件下是相对缺氧的环境47..此外,低氧梯度可能在调节祖细胞运输中起重要作用48..接触缺氧在体外增加CD34+细胞的成熟率,同时保持早期前体处于静止状态23.,24..目前的作者在更低血量的COPD患者中没有观察到更少不成熟的前体的优先释放;相反,测试的所有CD34 +亚ppopulation均匀地减少(表4⇑).
循环祖细胞数量和功能的降低也与气道阻塞的严重程度和身体健康程度相关,提示CD34+细胞的耗竭可能与COPD的严重程度成正比。这一假设需要大量不同阶段的COPD患者的研究来证实。
最后,由于外围利用率的增加,COPD患者CD34 +细胞可能低。目前作者假设前体的高营业额可能发生在COPD中,可能与组织修复有关。由于以下原因,骨骼肌可以是祖细胞的潜在靶组织。1)CD34 +细胞可以迁移到肌肉结缔组织和卫星细胞效力中49..2)与久入小鼠相比,锻炼小鼠显示较高百分比的骨髓源细胞10.,表明肌肉损伤的前体植入。在目前的作者之前的研究中,在马拉松比赛后几个小时发现了下降的CD34 +细胞计数,表明前体的外周利用20..另外,COPD患者EPCs降低可能会钝化缺氧引起的肌肉灌注增加27..不幸的是,在目前的研究中没有获得肌肉活检,低祖细胞计数和肌肉损伤之间的联系仍然是推测性的。
本研究的主要限制是研究的受试者组小,远离具有COPD的整个临床谱的代表。然而,COPD患者和年龄匹配对照之间的CD34 +细胞的差异大,表明疾病对循环前体的可能相关影响。
综上所述,大多数中至重度慢性阻塞性肺疾病患者的循环CD34+细胞和内皮祖细胞计数下降,并与低氧血症、气道阻塞严重程度和耗氧高峰相关。目前的数据表明,与其他病理情况一样,全身炎症和循环前体细胞减少之间可能存在联系。目前的作者得出结论,骨髓应该被认为是一个以前未被认识的慢性阻塞性肺疾病的系统性靶点。
- 已收到2004年10月22日。
- 接受2005年10月15日。
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