・９６０・ 广东医学２０１５年３月第３６卷第６期 Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎ￣Ｍａｒ．２０１５，Ｖｏ１．３６，Ｎｏ．６ 撼禳 ≮ 离体心脏病理生理变化的研究进展术 丁皓 ，李小辉 ，郑少忆 ，陈寄梅 ，庄建 ，朱平 广东医学院（广东湛江５２４０００）； 广东省心血管病研究所、广东省人民医院（广东省医学科学院）心外科（广州５１ＯＯ８Ｏ） 心脏移植是对终末期心脏病患者最为有效的治疗手段， 而离体供心的保存是影响心脏移植成功率和术后患者远期 生存率的重要因素。而目前，离体心脏保存的安全时限为 ４～６ ｈ…，超过这一时限，心脏将会产生不可逆的改变，因 此，心脏移植面临非常大的挑战就是如何延长心脏保存时间 和提高离体心脏的保存效果 Ｊ。由于供体需求量的增加，供 体筛选的标准变得更宽松，如今越来越多的老年供体和边缘 供体被应用于临床 ，这也对供体心脏保存提出了更高的要 求。认识离体心脏的病理生理变化是研究离体心脏保存的 前提和基础。本文着重对近年来离体心脏保存方法和保存 过程中离体心脏的病理生理变化的最新进展进行综述。 １ 离体心脏保存方法 尽管各种改良的心脏保存技术已经应用于离体心脏保 存的研究中，以期延长离体心脏保存时间和提高离体心脏的 保存效果，但并没有取得实质性的突破进展。因此，离体心 脏的保存仍是目前心脏移植的一大关键问题，现将目前离体 心脏常用的保存方法概述如下。 １．１ 单纯低温保存 该方法仍是目前首选的心脏保存方 法 Ｊ。通过主动脉插管灌注４℃心脏保存液，使心脏的温度 迅速而均匀地降低到ｌ０℃以下，然后将其浸泡于４℃同种心 脏保存液中。该方法虽然安全、简单、经济，但其安全时限仅 为４～６ ｈ，且难以避免低温缺氧造成的细胞水肿、细胞酸中 毒、内皮细胞损伤等。 １Ｊ ２持续灌注保存 该方法持续将灌注液泵入冠状动脉系 统，相对于单纯低温保存，该方法有以下优势：（１）心肌降温 更均匀；（２）持续提供能量底物和氧气；（３）冲洗掉代谢废 物，减轻酸中毒和氧化应激损伤Ｉｓ］。ＯＺＥＫＩ等。。 发现持续 灌注保存可改善心肌细胞酸中毒、能量存储、细胞凋亡和再 灌注损伤。ＬＩ等 也证实低流量持续灌注ＨＴＫ液的离体心 脏保存效果优于单纯低温保存。持续灌注保存在临床上已 作为肾移植中供肾的保护方法 Ｊ，但在心脏移植中供心的保 护还仅处于实验阶段 Ｊ，因此持续灌注保存是一种非常有前 景的离体心脏的保存方法。 １．３ 间断灌注保存 该方法是介于单纯低温保存和持续灌 注保存之间的心脏保存方法。该方法在保存期间每隔３ ｍｉｎ 用２５℃含氧的保存液灌注心脏１次，能有效保存大鼠心脏 ２４ ｈ之久 。其保存效果优于单纯低温保存，且比持续灌 中国科技部国际合作项目（编号：２０１０ＤＦＡ３２６６０，２００８ＤＦＡ３１１４０），中 国科技支撑计划项目（编号：２０１１ＢＡＩｌ１Ｂ２２），国家自然科学基金项 目（编号：８１３７０２３０） ▲在读硕士研究生 △通信作者。教授，博士后，研究员；Ｅ—ｍａｉｌ：ｔａｎｇａｎｑｉｅｒ＠１６３．ｃｏｍ 注保存简单，能为离体心脏提供能量底物和氧气．也能冲洗 掉代谢废物。 １．４深低温保存随着冷冻技术的发展，深低温保存为离 体心脏保存的发展提供了新的方向。ＡＭＩＲ等 将抗冷冻 蛋白应用在心脏深低温保存中，供体心脏在一１．３℃的ｕｗ 液中保存２１ ｈ后，其心动能和血流动力学较单纯低温保存 改善。ＫＡＴＯ等 将离体心脏先置于一３℃的可变磁场中保 存２４ ｈ后，之后体内灌注１２０ ｍｉｎ，较保存于４℃的心脏，其 血流动力学和代谢效能都得到改善，可能是由于心脏在更低 温度下有更低的代谢率。 １．５气体干燥保存ＨＡＴＡＹＡＭＡ等 证实，将离体心脏 保存于高压混合气体７２ ｈ后仍能成功复跳，该研究成果突 破了传统以低温和保存液为基础的心脏保存方法。为离体心 脏保存方法提供更多思路。 ２ 离体心脏的病理生理学变化 离体心脏的病理生理学变化与其保存方法有关。尽管 离体心脏的保存方法很多，但是单纯低温浸泡保存仍是各大 器官移植中心首选的保存方法。因此，我们着重综述在单纯 低温浸泡保存下离体心脏的病理生理变化。 ２．１心肌细胞水肿 正常情况下，心肌细胞膜上Ｎａ 泵 （Ｎａ 一Ｋ 一ＡＴＰ酶）将心肌细胞内的Ｎａ 转运到细胞外， 来维持心肌细胞外液高钠低钾的稳态。低温缺氧可抑制 Ｎａ 泵的活性，去极化时进入细胞内的Ｎａ 不能被Ｎａ 泵转 运至细胞外，导致细胞内的高Ｎａ ，细胞膜电位降低。细胞 内Ｎａ 浓度升高，导致细胞内晶体渗透压增高，继而水分进 入细胞内，导致心肌细胞水肿。 ２．２心肌细胞内酸中毒 众所周知，组织酸中毒对正常细 胞的功能是有害的。在离体心脏保存期间，心肌细胞的酸中 毒主要与以下两个方面有关：（１）缺氧状态下，心肌细胞进 行无氧糖酵解，逐渐产生乳酸聚集；（２）丙酮酸在乳酸脱氢 酶（１ａｃｔｉｃ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ）的催化下转化成乳酸。当乳酸的浓 度达到ｌ６—２０ Ｉｘｍｏｉ／Ｌ时，不仅损伤细胞器的功能，而且还 能激活巨噬细胞。巨噬细胞被激活后，能够释放细胞因子和 介导炎症反应。 ２．３心肌细胞间质水肿在心脏冷缺血保存的过程中，组 织液的聚集可导致心肌细胞间质水肿，这可能是由于保存液 灌注引起的静水压增高造成的。心肌细胞间质水肿反过来 又会压迫心脏微血管，不利于保存液的灌注，也可能会造成 保存液的不均匀分布。 ２．４ 内皮细胞损伤有研究证实，仿细胞内液型保存液的 高浓度的Ｋ 可损伤冠状动脉内皮细胞。正常情况下，内皮 细胞可合成诱导血管平滑肌松弛的复合物，如内皮细胞依赖 性的一氧化氮（ｅｎｄｏｔｈｅｌｉｕｍ—ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｎｉｔｒｉｃ ｏｘｉｄ，ＥＤＮＯ）、 广东医学２０１５年３月第３６卷第６期 Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ Ｍａｒ．２０１５，Ｖｏ１．３６，Ｎｏ．６ ｈｙｐｏｔｈｅｒｍｉｃ ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ ｏｎ ｈｅａｒｔ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｂｙ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ｏｘｉｄａ— 内皮细胞依赖性的超极化因子（ｅｎｄｏｔｈｅｌｉｕｒｎ—ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｈｙ— ｐｅｒｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ，ＥＤＨＦ）和前列环素。ＥＤＮＯ是通过环磷 酸腺苷途径起作用的血管舒张因子，而高浓度的Ｋ 可抑制 其释放。ＥＤＨＦ可能是花生四烯酸在细胞色素Ｐ４５０单氧酶 的催化作用下的代谢产物，它可以通过Ｃａ“活化的Ｋ 通道 和延长动作电位时程来引起血管平滑肌的松弛，而高浓度的 ｔｉｖｅ ｓｔｒｅｓｓ［Ｊ］．Ｃｌｉｎ Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔ，２００４，１８（Ｓｕｐｐ１．１２）：２２—２７． ［６］ＯＺＥＫＩ Ｔ，ＫＷＯＮ Ｍ Ｈ，ＧＵ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｈｅａｒｔ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｅｘ ｖｉｖｏ ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｖｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｒｅ— ｃｏｖｅｒｙ［Ｊ］．Ｃｉｒｃ Ｊ，２００７，７１（１）：１５３—１５９． ［７］ｕ Ｌ Ｂ，ＭＡ Ｌ，ＳＵ Ｃ，ｅｔ ａ１．Ｌｏｗ—ｆｌｏｗ ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｖｅＦｓｕｓ ｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｒａｔ ｈｅａｒｔ：ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｍｙｏｃａｒ－ Ｋ 同样可以抑制ＥＤＨＦ的合成。高浓度的Ｋ 还能引起组 织纤溶酶原激活物、纤维蛋白、白细胞介素一１、一氧化氮、内 ｄｉａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ￣Ｊ］．Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔ Ｐｒｏｃ，２０１３，４５（２）：５２３—５２７． ［８］ＭＯＥＲＳ Ｃ，ＳＭＩＴＳ Ｊ Ｍ，ＭＡＡＴＨＵＩＳ Ｍ Ｈ，ｅｔ ａ１．Ｍａｃｈｉｎｅ ｐｅｒｆｕ。 ｓｉｏｎ ｏｒ ｃｏｌｄ ｓｔｏｒａｇｅ ｉｎ ｄｅｃｅａｓｅｄ—ｄｏｎｏｒ ｋｉｄｎｅｙ ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ 皮素等释放，它们可能都参与介导内皮细胞损伤。 ２．５氧化应激损伤近年来的研究证实，氧自由基（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｏｘｙｇｅｎ ｓｐｅｃｉｅｓ，ＲＯＳ）的产生不仅存在于缺血再灌注过程中， ［Ｊ］．Ｎ Ｅｎｇｌ Ｊ Ｍｅｄ，２００９，３６０（１４）：１４６０—１４６１． ［９］ＲＯＳＥＮＢＡＵＭ Ｄ Ｈ，ＰＥＬＴＺ Ｍ，ＤＩＭＡＩＯ Ｊ Ｍ，ｅｔ ａ１．Ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ 同样存在于离体心脏冷缺血过程中 １４］。尽管在冷缺血过程 中，ＮＡＤＰＨ氧化酶 和黄嘌呤氧化酶 也能催化ＲＯＳ的 产生，但是线粒体途径是ＲＯＳ产生的主要来源 １７ｊ。ＲＯＳ还 能自身放大反应来诱导自身的释放 １８ｊ。ＲＯＳ可以通过损伤 Ｃａ 的转运系统引起心肌细胞内钙超载 ，而低温条件下 抑制了Ｎａ 一Ｋ 一ＡＴＰ酶活性，导致细胞内Ｎａ 浓度高，一 部分Ｎａ 通过Ｎａ 一Ｃａ“交换体移除细胞，同样也能导致缺 血期间细胞内钙超载 …。 ２．６心肌细胞凋亡和坏死在离体心脏保存过程中，ＲＯＳ 的产生增加，其能激发其下游的信号分子，从而导致心肌细 胞凋亡［ 。ＲＯＳ极为活泼，可与各种细胞成分（膜磷脂、蛋 白、核酸）发生反应，导致细胞功能代谢障碍和结构破坏，最 终导致心肌细胞凋亡和坏死。细胞凋亡是一种程序性死亡， 需要依赖自身能量 ，因此，细胞内腺苷酸水平是决定细胞 死亡方式的主要因素。细胞内的ＡＴＰ消耗＞７０％时，线粒 通透转换孔（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｅｉａｌ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｐｏｒｅ，ＭＰＴＰ） 开放，ＡＴＰ耗竭，细胞将以坏死的方式死亡；在２５％一７０％ 时，ＭＰＴＰ关闭，细胞将以凋亡的形式死亡 。 单纯低温保存虽然是目前临床上通用的离体心脏的保 存方法，但是由于低温低氧对心肌细胞的负面作用，导致心 肌细胞在低温保存期间出现一系列的病理生理变化，这些均 不利于移植后心脏功能的恢复和避免移植物功能衰竭。至 目前为止．对保存液的研究已臻完善，据报道美国应用于心 脏的保存液就至少有１６７种 Ｊ，但这些都很难突破单纯低 温的安全时限。因此，设计模拟人体内、动态循环且合乎生 理条件的离体心脏保存方法，可改善在低温低氧下离体心脏 的病理生理变化，就能大大延长离体心脏的保存时间和提高 离体心脏的保存效果。 参考文献 ［１］ＪＡＨＡＮＩＡＭ Ｓ，ＳＡＮＣＨＥＺ ＪＡ，ＮＡＲＡＹＡＮ Ｐ，ｅｔ ａ１．Ｈｅａｒｔ ｐｒｅｓ－ ｅｒｖａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ：ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ［Ｊ］．Ａｎｎ Ｔｈｏｒａｃ Ｓｕｒｇ，１９９９，６８（５）：１９８３—１９８７． ［２］ＷＥＩＳＥＬ Ｒ Ｄ．Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｄｏｎｏｒ ｈｅａｒｔ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｅｕｒ Ｊ Ｃａｒ－ ｄｉｏｔｈｏｒａｃ Ｓｕｒｇ，２０１２，４１（４）：ｅ５３—５５． ［３］ＣＡＮＮＡＴＡ Ａ，ＢＯ１ＴｒＡ Ｌ，ＣＯＬＯＭＢＯ Ｔ，ｅｔ ａ１．Ｄｏｅｓ ｔｈｅ ｃａｒｄｉｏ． ｐｌｅｇｉｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｈａｖｅ ａｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｅａｒｌｙ ｏｕｔｃｏｍｅｓ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｈｅａｒｔ ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ？［Ｊ］．Ｅｕｒ Ｊ Ｃａｒｄｉｏｔｈｏｒａｃ Ｓｕｒｇ，２０１２，４１（４）： ｅ５２—５３． ［４］ ＪＥＥＶＡＮＡＮＤＡＭ Ｖ．Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｄｏｎｏｒ ｏｒｇａｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ—ｃｏｌｄ ｔｏ ｗａｒｌｎ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｗｏｒｌｄ Ｊ Ｓｕｒｇ，２０１０，３４（４）：６２８—６３１． ［５］ ＦＩＴｒＯＮ Ｔ Ｐ，ＷＥＩ Ｃ，ＬＩＮ Ｒ，ｅｔ ａ１．Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ２４ ｈ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｖｅｒｓｕｓ ｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｃａｒｄｉａｃ ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ： ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｍｙｏｃａｒｄｉａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ［Ｊ］．Ｊ Ｈｅａｒｔ Ｌｕｎｇ Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔ，２００８，２７（１）：９３—９９． ［１Ｏ］ＺＨＵ Ｑ，ＹＡＮＧＸ，ＣＬＡＹＤＯＮＭＡ，ｅｔ ａ１．Ｔｗｅｎｔｙ—ｆｏｕｒ ｈｏｕｒｉｎ— ｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔ ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｒａｔ ｈｅａｒｔ：ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ ｉｎｔｅｒｖａｌｓ ｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊ Ｈｅａｒｔ Ｌｕｎｇ Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔ，１９９４，１３（５）：８８２—８９０． ［１１］ＡＭＩＲ Ｇ，ＲＵＢＩＮＳＫＹ Ｂ，ＢＡＳＨＥＥＲ Ｓ Ｙ，ｅｔ ａ１．Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｖｉａｂｉｌｉ— ｔｙ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅｄ ａｐｏｐｔｏｓｉｓ ｉｎ ｓｕｂ—・ｚｅｒｏ ２１—－ｈｏｕｒ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｅｄ ｒａｔ ｈｅａｒｔｓ ｕｓｉｎｇ ａｎｔｉ—ｆｒｅｅｚｅ ｐｒｏｔｅｉｎｓ［Ｊ］．Ｊ Ｈｅａｒｔ Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔ，２００５，２４（１１）：１９１５—１９２９． ［１２］ＫＡＴＯ Ｈ，ＴＯＭＩＴＡ Ｓ，ＹＡＭＡＧＵＣＨＩ Ｓ，ｅｔ ａ１．Ｓｕｂｚｅｍ ２４一ｈｒ ｎｏｎ— ｆｒｅｅｚｉｎｇ ｒａｔ ｈｅａｒｔ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ：ａ ｎｏｖｅｌ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｖａｒｉａｂｌｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｆｅｌｄ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔ￣ｉｏｎ，２０１２，９４（５）：４７３—４７７． ［１３］ＨＡＴＡＹＡＭＡ Ｎ，ＹＯＳＨＩＤＡ Ｙ，ＳＥＫＩ Ｋ．Ｓｅｖｅｎｔｙ—ｔｗｏ—ｈｏｕｒ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ｒｅｓｕｓｃｉｔａｔｉｏ，ａｎｄ ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｒａｔ ｈｅａｒｔ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｐａｒｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃａｒｂｏｎ ｍｏｎｏｘｉｄｅ ｇａｓ（ＰＣＯ＝４００ ｈＰａ）ａｎｄ ｈｉｇｈ ｐａｒｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃａｒｂｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ（ＰＣＯ（２）＝１００ ｈＰａ）［Ｊ］．Ｃｅｌｌ Ｔｒｎａｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ，２０１０，１９（６）：７０７—７１２． ［１４］ＴＡＮ Ｍ，ＳＵＮ Ｘ，ＧＵＯ Ｌ，ｅｔ ａ１．Ｈｙｄｒｏｇｅｎ ａｓ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｏｆＨＴＫ ｓｏ— ｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒｔｉｉｆｅｓ ｍｙｏｃａｒｄｉａｌ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｉｎ ｇｒａｆｔｓ ｗｉｔｈ ｐｒｏｌｏｎｇｅｄ ｃｏｌｄ ｉｓｃｈｅｍｉａ［Ｊ］．Ｉｎｔ Ｊ Ｃａｒｄｉｏｌ，２０１３，１６７（２）：３８３—３９０． ［１５］ＷＯＬＩＮ Ｍ Ｓ，ＡＨＭＡＤ Ｍ，ＡＮＤ ＧＵＰＴＥ Ｓ Ａ．Ｏｘｉｄａｎｔ ａｎｄ ｒｅｄｏｘ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｉｎ ｖａｓｃｕｌｒａ ｏｘｙｇｅｎ ｓｅｎｓｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ：ｂａｓｉｃ ｃｏｎｃｅｐｔｓ， ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｖｅｒｓｉｅｓ，ａｎｄ ｐｏｔｅｎｔｉｌａ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｃｙｔｏｓｏｌｉｃ ＮＡＤ— ＰＨ［Ｊ］．Ａｍ Ｊ Ｐｈｙｓｉｏｌ Ｌｕｎｇ Ｃｅｌｌ Ｍｏｌ Ｐｈｙｓｉｏｌ，２００５，２８９（２）： Ｌｌ５９一Ｌ１７３． ［１６］ＢＡＵＤＲＹ Ｎ，ＬＡＥＭＭＥＬ Ｅ，ＡＮＤ ＶＩＣＡＵＴ Ｅ．Ｉｎ ｖｉｖｏ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｏｘｙｇｅｎ ｓｐｅｃｉｅｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ｉｓｃｈｅｍｉａ ｉｎ ｍｕｓｃｌｅ ａｒｔｅｒｉｏｌｅｓ ｏｆ ｍｉｃｅ：ｉｎｖｏｌｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｘａｎｔｈｉｎｅ ｏｘｉｄａｓｅ ａｎｄ ｍｉｔｏｃｈｏｎ ａ ｆ Ｊ］． Ａｍ Ｊ Ｐｈｙｓｉｏｌ Ｈｅａｒｔ Ｃｉｅｒ Ｐｈｙｓｉｏｌ，２００８，２９４（２）：Ｈ８２１一Ｈ８２８． ［１７］ＬＥＳＮＥＦＳＫＹ Ｅ Ｊ，ＧＵＤＺ Ｔ Ｉ，ＭＩＧＩＴＡ Ｃ Ｔ，ｅｔ ａ１．Ｉｓｃｈｅｍｉｃ ｉｎｊｕ— ｒｙ ｔｏ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉｌａ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｉｎ ｔｈｅ ａｇｉｎｇ ｈｅａｒｔ：ｄａｍａｇｅ ｔｏ ｔｈｅ ｉｒｏｎ—ｓｕｌｆｕｒ ｐｒｏｔｅｉｎ ｓｕｂｕｎｉｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｔｒｎａｓｐｏｒｔ ｃｏｍｐｌｅｘ １１１ ［Ｊ］．Ａｒｃｈ Ｂｉｏｅｈｅｍ Ｂｉｏｐｈｙｓ，２００１，３８５（１）：１１７—１２８． ［１８］ＢＲＡＤＹ Ｎ Ｒ，ＨＡＭＡＣＨＥＲ ＢＲＡＤＹ Ａ，ＷＥＳＴＥＲＨＯＦＦ Ｈ Ｖ，ｅｔ ａ１．Ａ ｗａｖｅ ｏｆ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｏｘｙｇｅｎ ｓｐｅｃｉｅｓ（ＲＯＳ）一ｉｎｄｕｃｅｄ ＲＯＳ ｒｅ－ ｌｅａｓｅ ｉｎ ａ ｓｅａ ｏｆ ｅｘｃｉｔａｂｌｅ ｎｆｉｔｏｅｈｏｎｄｒｉａ［Ｊ］．Ａｎｔｉｏｘｉｄ Ｒｅｄｏｘ Ｓｉｇ— ｎａｌ，２００６，８（９／１０）：１６５１—１６６５． ［１９］ＣＡＭＥＬＬＯ ＡＬＭＡＲＡＺ Ｃ，ＧＯＭＥＺ ＰＩＮＩＬＬＡ Ｐ Ｊ，ＰＯＺＯ Ｍ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉｌａ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｏｘｙｇｅｎ ｓｐｅｃｉｅｓ ａｎｄ Ｃａ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ［Ｊ］． Ａｍ Ｊ Ｐｈｙｓｉｏｌ Ｃｅｌｌ Ｐｈｙｓｉｏｌ，２００６，２９１（５）：Ｃ１０８２一Ｃ１０８８． ［２Ｏ］ＫＥＶＥＬＡＩＴＩＳ Ｅ，ＯＵＢＩ￣ＮＡｉＳＳＡ Ａ，ＰＥＹＮＥＴ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｐｒｅｃｏｎｄｉ． ｔｉｏｎｉｎｇ ｂｙ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｆｉａｌ ＡＴＰ——ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｃｈａｎｎｅｌ ｏｐｅｎ． ・９６２・ 广东医学２０１５年３月第３６卷第６期 Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ Ｍａｒ．２０１５，Ｖｏ１．３６，Ｎｏ．６ ２００６，８１（２）：２３ｌ一２３９． ｅｒ：ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｐｐｒｏａｃｈ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅａｒｔ ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｓ［Ｊ］．Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ，１９９９，１００（１９ ｓｕｐｐ１）：ＩＩ３４５一 ＩＩ３５０． ［２３］ＫＩＮ Ｊ Ｓ，ＨＥ Ｌ，ＱＩＡＮ Ｔ，ｅｔ ａ１．Ｒｏｌｅ ｏｆｔｈｅ ｍｉｔｏｅｈｏｎｄｒｉａｌ ｐｅｒｍｅａ— ｂｉｌｉｔｙ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｉｎ ａｐｏｐｔｏｔｉｃ ａｎｄ ｎｅｃｒｏｔｉｃ ｄｅａｔｈ ａｆｔｅｒ ｉｓｅｈｅｍｉａ／ 【２１］ＳＡＬＡＨＵＤＥＥＮ Ａ Ｋ，ＨＵＡＮＧ Ｉ－Ｉ，ＪＯＳｔｔＩ Ｍ，ｅｔ ａ１．Ｉｎｖｏｌｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｐａｔｈｗａｙ ｉｎ ｃｏｌｄ ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ ｒｅｗａｒｍｉｎｇ——ａｓｓｏ． ｒｅｐｅｒｆｕｓｉｏｎ ｉｎｊｕｒｙ ｔｏ ｇｅｐａｔｏｅｙｔｅｓ［Ｊ］．Ｃｕｒｔ Ｍｏｌ Ｍｅｄ，２００３，３ （６）：５２７—５３５． ｅｌａｔｅｄ ａｐｏｐｔｏｓｉｓ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｒｅｎａｌ ｐｒｏｘｉｍａｌ ｔｕｂｕｌａｒ ｃｅｌｌｓ［Ｊ］．Ａｍ Ｊ Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔ，２００３，３（３）：２７３—２８０． ［２４］ＤＥＭＭＹ Ｔ Ｌ，ＢＩＤＤＬＥ Ｊ Ｓ，ＢＥＮＮＥＴＴ Ｌ Ｅ，ｅｔ ａ１．Ｏｒｇａｎ ｐｒｅｓｅｒ— ｒａｔｉｏｎ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｉｎ ｈｅａｒｔ ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ—－ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｕｓａｇｅ ａｎｄ ｒｅ－・ ［２２］ＡＨＬＥＮＳＴＩＥＬ Ｔ，ＢＵＲＫＨＡＲＤＴ Ｇ，ＫＯＨＬＥＲ Ｈ，ｅｔ ａ１．Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｃｏｌｄ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｋｉｄｎｅｙ ｔｕｂｕｌａｒ ｃｅｌｌｓ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ａｄｄｉｎｇ ｂｉｏｆｌａ． ｌａｔｅｄ ｓｕｒｖｉｖａｌ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ，１９９７，６３（２）：２６２—２６９． （收稿日期：２０１４—０６—１９编辑：庄晓文） ｖｏｎｏｉｄｓ ｔｏ ｏｒｇａｎ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ， 结肠癌干细胞相关信号通路的研究进展冰 陆曼曼 ，费素娟 徐州Ｉ医学院附属医院消化内科（江苏徐州２２１００４） 肿瘤干细胞（ｃａｎｃｅｒ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌｓ，ＣＳＣ）能产生异质性肿瘤 有形成移植瘤，从而假定：表达ＣＤ１３３的结肠癌细胞为 ＣＳＣ。随后从亲代小鼠的肿瘤中分离ＣＤ１３３ 细胞并连续移 植回ＮＯＤ／ＳＣＩＤ小鼠，ＣＤ１３３ 细胞的二代和三代移植可以 细胞，具有较强的自我更新、引起肿瘤发生、维持肿瘤生长、 保持肿瘤异质性的能力，与肿瘤的复发、转移和治疗耐受密 切相关。ｗｎｔ、Ｎｏｔｃｈ、Ｈｅｄｇｅｈｏｇ及ＴＧＦ—Ｂ信号通路在维持 继续形成肿瘤，证实ＣＤ１３３ 结肠癌细胞具有自我更新能力。 ＣＳＣ的生长及增殖中具有重要的作用。阐明ＣＳＣ的相关信 号通路，可以为结肠癌的防治提供新的途径。 ｌ ＣＳＣ ＲＩＣＣＩ等 报道，结肠癌细胞中，仅２．５％的细胞高表达 ＣＤ１３３。ＮＯＤ／ＳＣＩＤ小鼠数代连续移植ＣＤＩ３３ 结肠癌细胞 均可以引起肿瘤发生，并且具有相同的表型。这些细胞也能 １．１ 干细胞理论的发展史 德国病理学家Ｒｕｄｏｌｆ Ｖｉｒｃｈｏｗ 在１８５８年首次提出“每一个细胞都来自另一个细胞”的理 论；Ｍａｋｉｎｏ等在１９５６年首次提出ＣＳＣ假说，认为肿瘤由ＣＳＣ 产生；２０世纪五、六十年代有研究者发现白血病、骨髓瘤细 胞中有一小部分细胞可以在体内外形成克隆体，这一小部分 在体外无血清培养基中良好生长，具有相同的抗原种类并保 持原来细胞的致瘤能力。目前最常用的ＣＤ１３３抗体为 ＡＣ１３３（ＣＤ１３３／１）和２９３Ｃ／ＡＣ１４１（ＣＤ１３３／２），用于识别不同 的抗原表型。 细胞被认为是ＣＳＣ；１９９４年，Ｌａｐｉｄｏｔ进一步证明了ＣＳＣ假说； １９９７年，Ｂｏｎｎｅｔ等从急性粒细胞白血病患者体内成功分离出 ＣＳＣ，首次证实了血液系统内ＣＳＣ的存在；２００３年，ＡＬ ＨＡＪＪ 等分离出乳腺癌干细胞，首次证实实体肿瘤中存在ＣＳＣ －２］。 ＣＤ４４为细胞表面黏附分子，参与细胞一细胞和细胞一 基质间相互作用，与干细胞特性和肿瘤的发展密切相关。人 类ＣＤ４４基因由２０个外显子组成，根据外显子的表达方式不 同分为两型：（１）组成型：称为ＣＤ４４Ｓ（ＣＤ４４ ｓｔａｎｄａｒｄ），也称 ＣＤ４４Ｈ（ｈｅｍａｔｏｐｏｉｅｔｉｃ ＣＤ４４），含１０个外显子，其转录片段存 在于所有ＣＤ４４转录子中，ＣＩＭ４Ｈ对透明质酸具有高亲和 力。可以增加肿瘤细胞的黏附能力。增强肿瘤细胞的侵袭力； （２）拼接型：称为拼接ＣＤ４４Ｖ（ＣＤ４４ ｖａｒｉａｎｔ），由另ｌ０个变异 之后，神经系统、消化道、前列腺肿瘤中的ＣＳＣ都成功得到 了分离。 １．２干细胞的微环境（ｎｉｃｈｅ） 微环境是指构成细胞生存 环境的细胞间质及体液成分。微环境的稳定是保持细胞正 常增殖、分化、代谢和功能活动的重要条件，微环境成分的异 常可使细胞发生病变。 体外显子选择性拼接而形成，可以增强细胞的转移特性 。 敲除ＣＤ４４基因、保留ＣＤ１３３基因的小鼠可以防止结肠癌移 植瘤的形成 Ｊ。ＨＯＲＳＴ等 报道，ＣＤ１３３高表达结肠癌患 者的５年和１０年生存率显著低于ＣＤ１３３低表达的患者，提 示ＣＤ１３３的表达程度与结肠癌患者的预后密切相关。 由于肠道环境的特殊性，成年哺乳动物肠道上皮细胞的 更新十分迅速。正常情况下，肠道上皮细胞每３～５ ｄ更新 一次，在组织修复或创伤时更新更快，其更新过程是由干细 ２ ＣＳＣ的相关信号通路 ２．１ 结肠癌干细胞与Ｗｎｔ通路Ｗｎｔ信号通路在上皮干细 胞完成的，而微环境在维持干细胞生长，调节干细胞更新、分 化、增殖中具有重要作用 Ｊ。微环境的异常可引起干细胞功 胞自我更新的调控中具有重要作用，其异常可导致包括结肠 癌在内的多种上皮肿瘤。ｗｎｔ信号通路开始是由ｗｎｔ配体 接合Ｆｒｉｚｚｌｅｄ和低密度脂蛋白两个共同受体，通过抑制Ｂ— 能失调。已有实验证实乳腺干细胞微环境的改变可导致肿 瘤的发生Ｅ４］。ＣＳＣ微环境也有望成为肿瘤治疗的新靶点。 １．３结肠癌干细胞２００７年，Ｏ ＢＲＩＥＮ等 发现，ＣＤ１３３ 结肠癌细胞在非肥胖糖尿病／重症联合免疫缺陷（ＮＯＤ／ ｃａｔｅｎｉｎ磷酸化及其降解，最终导致Ｂ—ｃａｔｅｎｉｎ由胞浆进入胞 核，并激活下游ＴＣＦ／ＬＥＦ，从而调控相关基因的表达 。 Ｗｎｔ／￣一ｃａｔｅｎｉｎ／ＴＣＦ信号通路为Ｗｎｔ信号通路的经典途径。 ｓｃｍ）小鼠体内可以形成肿瘤，而ＣＤ１３３一结肠癌细胞则没 江苏省“六大人才高峰”第九批项目资助（编号：ＷＳ一０６７） ▲在读硕士研究生 Ｗｎｔ信号通路是与人类肿瘤相关性最高的信号通路之 一。近９０％的结肠癌患者存在导致Ｂ—ｅａｔｅｎｉｎ异常的基因。 其中ＡＰＣ是重要的抑癌基因，大肠腺瘤性息肉病患者常出 现ＡＰＣ基因发生点突变、缺损或高甲基化等改变，从而激活 △通信作者。教授，硕士研究生导师
