隨著生活水平的提高，冠狀動脈性心臟病的發(fā)病率近年來呈增長趨勢。再生的血管很大程度上改善心肌的供血，從而緩解疾病的進展。到目前為止，無論是在體內(nèi)還是體外的研究中，促血管生成的細胞因子誘導血管再生大多是利用單一的血管生成因子。它的療效還是有限的。近年來，對血管再生基因治療的研究為缺血性心臟疾病的治療提供了新的方向。隨著基因工程的開展，基因重組技術(shù)與基因芯片技術(shù)的發(fā)展為血管再生在基因水平的研究創(chuàng)造了良好的基礎，文章就血管再生的基因治療進行綜述。

    血管再生指的是從業(yè)已存在的血管上長出新的血管，其機制有出芽、內(nèi)滋式生長和內(nèi)皮細胞的插入。在某些應激的情況下，如缺血缺氧、內(nèi)皮細胞損傷等，內(nèi)源性的促血管生成細胞因子水平上調(diào)，內(nèi)皮細胞被刺激而促使血管生成。多年來，人們對外源性技術(shù)促進血管再生進行了大量的體內(nèi)和體外研究，促血管生成因子直接促進血管再生，改善血供，在臨床試驗中的安全性已經(jīng)被反復驗證，但其實際應用有限，一方面因為細胞因子的表達時間短，難以維持一定數(shù)量的有效血管；另一方面，促血管生成因子治療缺血性心臟病價格昂貴，不利于臨床的大規(guī)模推廣。基于基因重組技術(shù)的發(fā)展和對促血管生成因子信號通路研究的深入，基因治療為血管再生提供了一個新的方向。基因治療產(chǎn)品使細胞產(chǎn)生內(nèi)源性的目的蛋白或多肽，從而發(fā)揮特異的生物治療作用?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的促血管再生的基因主要包括血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）基因，成纖維細胞生長因子（FGF）基因，肝細胞生長因子（HGF）基因，血管生成素（ANG）基因， 缺氧誘導因子（HIF-1）基因等，抑制血管再生的基因包括Notch信號基因，p53等。血管再生促進因子和抑制因子的平衡決定了在組織中觀察到的血管生成的凈效應。

    1 血管內(nèi)皮生長因子

    VEGF是公認的促血管再生的細胞因子，是一種潛在的細胞激動劑，可以刺激內(nèi)皮細胞增殖和遷移，增加正在形成的毛細血管的通透能力。通過易化細胞中蛋白質(zhì)的外滲形成一種基質(zhì)，它有利于內(nèi)皮細胞和成纖維細胞的遷移，并使微血管的通透能力增加，促進血管生成。VEGF表達的調(diào)控較為復雜，HIF-1可誘導VEGF mRNA 的表達。野生型p53以劑量依賴方式下調(diào)VEGF mRNA表達。

    2 Notch

    Notch信號分子廣泛存在于無脊椎和哺乳動物體內(nèi)，屬于高度保守的跨膜受體蛋白家族。Notch對腫瘤血管的萌發(fā)，尖端細胞的選擇，血管分支的出現(xiàn)，脈管系統(tǒng)的成熟及血管損傷后的修復都有重要的作用。Notch分子在體內(nèi)的濃度主要受 VEGFs的調(diào)節(jié)。Notch信號途徑主要有三部分構(gòu)成：Notch受體，Notch配體，CSL DNA結(jié)合蛋白。在脊椎動物中，Notch的配體主要為Delta-like（DLL）。在斑馬魚胚胎中，Notch信號限制了再生血管的尖端細胞的表達。尖端細胞是血管生成過程中位于血管芽尖端的單個、高度極化且具有特殊形態(tài)和功能的細胞，由已存血管內(nèi)皮細胞分化而來，引導血管形成。尖端細胞無增殖能力，但具有高度遷移活性。尖端細胞增多時血管分支增多，密度增加 。Siekmann的研究反復驗證了Notch對于血管再生的作用：VEGF受體-3（VEGFR-3）在部分動脈的尖端細胞有所表達，并且在Notch缺乏的動物中大量表達；Notch的配體DLL4的表達下調(diào)也能增加部分動脈的內(nèi)皮細胞數(shù)量。 Notch信號通過限制尖端細胞的數(shù)量減少血管的再生。另外，Notch信號可以通過減少血管內(nèi)皮細胞的VEGF受體水平來抑制血管的再生。有研究證明，Notch還能上調(diào)血管生成相關(guān)基因，比如HES-1和HEY-2。

    3 缺氧誘導因子

    HIF-1是一種含有堿性區(qū)-螺旋-環(huán)-螺旋-PAS結(jié)構(gòu)域的轉(zhuǎn)錄因子，直接或間接調(diào)控一系列基因的表達，包括細胞的生長，血管再生，調(diào)節(jié)血管張力和細胞的無氧代謝。HIF-1是缺氧狀態(tài)下血管生成的核心調(diào)控因子，直接參與了缺氧組織內(nèi)血管生成的全過程。HIF-1以異二聚體形式存在，由 HIF-1α和HIF-1β亞基組成。細胞內(nèi)氧濃度精密調(diào)控著HIF-1α亞基的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)錄活動?；罨腍IF-1α誘導一系列缺氧應答基因，包括一些VEGF-A亞型，血管生成素/Tie2系統(tǒng)，胎盤生長因子（PIGF）和其他促血管再生通路。在血管生成啟動階段，通過合成NO使血管舒張，上調(diào)VEGF及其配體的表達而使血管通透性增強；進展階段，通過上調(diào)基質(zhì)金屬蛋白水解酶而降解細胞外基質(zhì)，促進VEGF誘導血管內(nèi)皮細胞遷徙和增生，在血管生成素-2的參與下形成結(jié)節(jié)狀的血管芽；血管形成階段，在VEGF、血管生成素-1及整合素作用下，單個血管芽生長變形成血管腔，并與相鄰的血管芽相互吻合形成血管網(wǎng)；塑形和改造階段，通過血小板源性生長因子，血管生成素-1的作用，使血管平滑肌細胞包繞新生血管，產(chǎn)生細胞外基質(zhì)，形成完整的血管壁結(jié)構(gòu)。在正常的有氧環(huán)境下，HIF-1α因為降解增加和轉(zhuǎn)錄抑制處于低濃度狀態(tài)，當組織細胞缺氧時，HIF-1α通過各種缺氧應答基因的刺激迅速激活并高度表達。

    4 其他參與血管調(diào)節(jié)的信號和基因

    另外，蛋白酪氨酸激酶（JAK）/信號轉(zhuǎn)導及轉(zhuǎn)錄激活因子（STAT）信號在增加心肌毛細血管密度方面有著重要的作用；血管內(nèi)皮細胞缺氧的情況下可誘導轉(zhuǎn)錄像關(guān)增強子-1（RTEF-1）的高表達。RTEF-1的過多表達驅(qū)動VEGF-A啟動子的激活從而促進血管再生[13]；研究表明尿激酶基因，shh蛋白基因也有促血管再生作用。

    5 基因治療存在的問題及應用前景

    近年來基因治療的研究是一個熱門，基因治療是相對傳統(tǒng)醫(yī)學治療的一場革命。在缺血性心臟疾病方面，重組蛋白和重組基因的有效性已經(jīng)取得一定的動物實驗支持，但在臨床應用方面仍然缺乏大規(guī)模的試驗來評估其有效性和安全性。在載體的選擇方面，目前主要有病毒載體和非病毒載體，病毒載體主要包括反轉(zhuǎn)錄病毒，腺病毒和腺相關(guān)病毒載體；非病毒載體包括脂質(zhì)體，染色體載體，分子耦聯(lián)載體等。如何找到一個安全，無毒并具有靶向特異性，高度穩(wěn)定的載體是基因治療的一大難題，也是研究的熱點之一。

    基因治療不僅可以降低全身不良反應，而且可以延長編碼蛋白持續(xù)釋放時間，引起更長久的血管再生反應?；蛑委熢谏锘钚?、安全性和經(jīng)濟效益上比外源性的細胞因子具有更好的效果。目前的促血管再生治療大多應用單一的促血管再生因子，隨著基因工程技術(shù)的成熟，基因治療機制被人們逐漸熟知，不僅可以采用單一的基因治療促進血管再生，還可以聯(lián)合多個基因，或者聯(lián)合基因治療與細胞因子治療共同促進血管的再生，改善缺血心肌的血供。