JMT日本干细胞中心-血管内皮细胞是指？解说发现的历史和未来性

　　本篇文章概要

　　·血管形成分为两种，一种是从胎生期的中胚叶分化而成的血管内皮细胞的“脉管形成”，一种是从已经存在的血管延伸出新血管的“血管新生”

　　·大阪大学发现，具有高细胞分裂活性的血管内皮细胞中发现了一种名为CD157的基因。

　　·如果能够进行血管内皮细胞的移植和再生并将此作为一种治疗方法，它将不仅对缺血部位的治疗做出巨大贡献，而且还将治疗和预防血管系统和循环系统的疾病，这些疾病占了死亡原因的多数。

　　血管由几层组成，血管内皮细胞位于最内部，与血液直接接触。 血管内皮细胞是在调节从血液中流出的物质和进入血管的物质中起重要作用的细胞，从心脏周围、肝脏等粗的血管，到各个组织中布满的毛细血管，血管内皮细胞存在于所有的血管中。

　　在本文中，我们将从发现血管内皮细胞谈到其潜力。

　　目录

　　1.血管内皮细胞

　　2.血管内皮干细胞的发现

　　3.血管内皮干细胞的未来性

　　4.其他血管内皮干细胞

　　1.血管内皮细胞

　　在调节进出的物质中，包含氧气、葡萄糖等在内，维持细胞功能不可缺少血管内皮细胞的调节功能。另外，还拥有生成血液中生理活性物质、过滤功能等作用。

　　血管形成分为两种，一种是从胎生期的中胚叶分化而成的血管内皮细胞的“脉管形成”，一种是从已经存在的血管延伸出新血管的“血管新生”。生物体中的血管形成被认为是由于血管新生而形成的，但是骨髓中发现了被称为血管内皮前驱细胞(EPC: Endothelial Progenitor Cells)的细胞，因此认为存在与之前所考虑的不同的现象，相关研究如火如荼。

　　血管非常容易受损，需要频繁地再生。但是，血管内皮细胞发生故障时是如何修复的，如何维持等不明之处还有很多，骨髓中存在被称为血管内皮前驱细胞的细胞，被输送到需要修复血管的区域，在那个地方将血管内皮细胞分化成血管内皮细胞来修复血管，这也就是大家设想的修复功能。但是，有报告称，血管内皮前驱细胞对血管形成有贡献，也有报告称没有贡献。这是因为血管内皮前驱细胞有两种类型，其中一种可以分泌与血管形成有关的物质，另一种是构建血管的细胞，根据实验中使用哪种细胞的不同结果也不同。

　　2.血管内皮干细胞的发现

　　血管内皮前驱细胞说到底是“前驱细胞”，很多研究者都预想到其前身-血管内皮干细胞的存在。大阪大学微生物学研究所、环境响应部门信息传达领域的高仓伸幸教授等人的研究小组假设，长期维持、构建血管的细胞，即血管内皮干细胞是否存在于血管壁中。血管壁的二维构造(平面构造)是由上皮系细胞，三维构造(立体构造或层叠构造)是由间叶系细胞构成。也就是假设，血管内皮干细胞是随着血流流动的，不是在必要的地方停止，而是预先贮存在血管构造内。

　　为了证明这一假设，研究小组使用了一种称为“ Side population(侧群)法”的方法，该方法是鉴定干细胞的方法之一。干细胞比正常细胞具有更高的药剂排出能力，当添加一种与细胞核或染色体结合并显色的化合物时，该化合物与细胞核或染色体结合并在正常细胞中显色，而在干细胞细胞中由于化合物被排出，颜色变弱或不显色。

　　此外，在进行这项研究之前，研究小组发现只有少量构成血管的血管内皮细胞具有较高的细胞分裂活性，并产生大量的血管内皮细胞。利用这项研究的结果，我们首先从肝脏的血管中提取具有高细胞分裂活性的血管内皮细胞，然后全面表达正常血管内皮细胞和高活性血管内皮细胞(即全部)中的基因表达模式。基因，我们比较了表达模式。

　　结果，我们发现基因CD157出现在了具有高细胞分裂活性的血管内皮细胞中。 CD157是具有多糖链的糖基磷脂酰肌醇连接的膜蛋白。换句话说，它是一种存在于细胞膜上的蛋白质。目前已经知道，该CD157出现在血管内皮细胞上，即CD157阳性血管内皮细胞存在于全身大血管的内部。

　　另外，CD157阳性血管内皮细胞在从生物体内取出并进行人工培养时会产生大量的血管内皮细胞，并且当由于移植实验等而使生物体内的血管受损时，它们也会产生血管内皮细胞。显然，它具有修复血管的功能，即具有干细胞的功能。

　　已经发现这些CD157阳性血管内皮细胞不仅在移植到小鼠的血管病部位时可再生血管，而且还能长时间保留其再生功能。通过该实验，研究小组成功地建立了使用小鼠血管内皮干细胞的移植方法。这是世界上第一个，预计该技术最终将适用于人类。

　　3.血管内皮干细胞的未来性

　　使用CD157阳性血管内皮细胞(目前被认为是血管内皮干细胞的细胞)进行的血管内皮干细胞移植有望通过移植到体内缺血部位能够生成新的血管以及随之达到血流改善。也有报道说，作为副产物，它有助于在发生疾病时恢复器官。换句话说，通过移植CD157阳性血管内皮细胞，不仅可以预期获得血管再生，而且可以预期获得器官恢复支持。

　　实际上，在肝脏疾病模型中，已经获得了CD157阳性血管内皮细胞移植促进肝脏恢复，并且可以将CD157阳性血管内皮细胞移植用于器官和组织修复，这被认为是可行的。

　　另外，CD157阳性血管内皮细胞移植可以代替内皮细胞，并且比血管内皮细胞功能改善更多。在对小鼠进行的实验中，血友病模型小鼠(具有异常凝血因子VIII的小鼠)显示出血友病症状，因为内皮细胞不产生正常凝血因子VIII。当将正常的CD157阳性血管内皮细胞移植到该模型小鼠中，并用新的内皮细胞替换血管内皮细胞时，凝血因子VIII的活性得以恢复，凝血因子VIII的止血能力恢复正常。

　　尽管目前CD157阳性血管内皮细胞及其移植方法目前正处于实验动物的研究阶段，但对治疗涉及血友病等血管疾病的治疗具有重要作用。

　　4.其他血管内皮干细胞

　　到目前为止，我们已经描述了具有干细胞特征的CD157阳性血管内皮细胞。除了大阪大学小组外，还有几个小组同时发现了具有血管内皮干细胞特性的细胞。

　　在肺的内皮细胞中，有40%的内皮细胞发现了一种称为c-kit的基因，该基因被称为造血干细胞标志物，该细胞可以看成是一种具备生成血管能力的细胞。这项肺血管研究表明CD133(也称为Prominin-1)的发现，即CD133阳性血管内皮细胞存在于小动脉中，而小动脉是血管内皮细胞的前驱细胞(也可能包含干细胞)。

　　另外，所有血管内皮细胞中约有4%发现了CD201(也称为ERCR或PROCR)，CD201是造血干细胞和乳腺干细胞的标志物，这些细胞不仅可以分化为血管内皮细胞，而且分化成周围的组织细胞。鉴于此结果，CD201血管内皮细胞可能是高度分化的干细胞。

　　另外，一些研究小组正在研究VE-钙粘着蛋白阳性细胞，这是一种使细胞彼此粘附的细胞粘附分子。已经显示可以用CD31和VEGFR2(血管内皮细胞增殖因子受体II)处理VE-钙黏着蛋白阳性的血管内皮细胞以形成血管内皮前驱细胞。

　　上述研究在目前的阶段是独立的，但是将来如果它们的研究结果联系起来的话，血管内皮干细胞的特性将变得更加清晰。如果能够进行血管内皮细胞的移植和再生疗法，它将不仅对缺血部位的治疗做出巨大贡献，而且还将治疗和预防血管系统和循环系统的疾病，这些疾病占了死亡原因的大多数，有望对疾病的预防做出重大贡献。