细聊循环内皮细胞

niwanmao

背景
循环内皮细胞（简称CEC）最早是在20世纪70年代使用诸如光学显微镜、细胞形态学、May Grünwald Giemsa染色和密度离心等方法找到的。 但由于缺乏内皮特异性抗体标记物，这些方法均无法最终鉴定出CEC，而且方法通常太繁琐。
1991年，找到了两种新的对内皮细胞特异的单克隆抗体（HEC 19和S-Endo 1），可以更准确地定量CEC。George等人将S-Endo 1结合的抗原分子命名为CD146。 Solovey等人随后使用了另一种针对CD146的抗体P1H12来检测镰状细胞性贫血中的CEC。 Mancuso等人是第一个描述癌症中CEC的人。


来源和生理功能
内皮可以看作是循环系统内部的膜状层，其主要功能是维持血管壁的通透性和完整性。 如标记研究所示，内皮层相对静止，细胞更新周期为47至23,000天。 内皮细胞增殖似乎主要发生在血管分支和湍流部位。如前所述，CEC被认为是已经“脱落”的血管壁细胞，表明严重的内皮损伤。 因此，毫无疑问，已证明CEC与各种内皮功能障碍和炎症标志物相关。
尽管尚未完全了解，但似乎CEC与内皮的分离涉及多种因素，例如机械损伤、内皮细胞粘附分子的改变（例如整合素蛋白aVb3）、锚定基质蛋白（例如纤连蛋白、层粘连蛋白或IV型胶原蛋白）的结合缺陷、细胞凋亡降低了细胞骨架蛋白的完整性，最终减弱EC和基底膜蛋白之间的相互作用，并随后发生了细胞分离。


根据疾病不同，CEC的血管起源可能有很大差异。 例如，癌症、地中海贫血和镰状细胞疾病（SCD）等疾病中CEC可能是微血管来源，相反，急性冠脉综合征和系统性红斑狼疮（SLE）患者的CEC来自大血管系统。 简而言之，通过分析CEC的表型表达，可以相对无创的方式获得有关血管疾病的严重程度和发病机理的重要知识。


计数
尽管缺乏关于表型的明确共识，CEC通常表达内皮标志物（例如vWf、CD146和血管内皮钙粘蛋白），缺失CD45和CD14等造血细胞标记和CD133祖细胞标记。 有趣的是，祖细胞标记CD34也可表达在成熟的CEC上。 尽管CD146被广泛认为是CEC（成熟细胞形式）的主要标志物，但也能表达在滋养细胞、间充质干细胞、牙周和恶性（前列腺癌和黑色素瘤）组织和活化的淋巴细胞中。因此，需要谨慎地解读CD146的结果，因为用该标记物鉴定的细胞确实可能是循环肿瘤细胞或其他非内皮循环细胞。 因此，建议使用第二种鉴定方法，例如Ulex europaeus lectin-1（UEA-1）、乙酰化低密度脂蛋白胆固醇或vWf。
CEC仅占正常外周血中单核细胞的0.01％至0.0001％，这使得很难准确量化其数目。 为此，通常需要采用结合细胞富集技术。
George等人开发的免疫珠捕获方法（带有CD146抗体的免疫磁珠）是使用最广泛的。 免疫磁珠法已被其他研究者成功采用，尽管已进行了一些改进：例如添加EDTA和白蛋白以最大程度地降低CEC自动聚集； 在计数之前，先在载玻片上干燥CEC（这样可以在室温下存储和二次标记）； 使用UEA-1（EC特异性标记）； 加入Fc受体阻断剂，并进行双重标记以进行进一步分析（例如CD31和CD34）。
在当前公开的文献中，在疾病状态下报道的CEC数量从1~39,000个细胞/ml，而在健康对照组为0~7900个细胞/ml。 数量的变化部分源于所研究疾病的多样性，也源于所用方法的非标准化。 例如，在健康对照中，免疫磁珠法和密度离心法一般测出来的数值为10个细胞/ml左右，而流式细胞术产生的数量则要大得多（最多增加1000倍）。 这种差异的原因尚不清楚，但会出现方法学上的问题（如CEC的设门和/或细胞表面标志物的不同选择）。 因此，迫切需要达成共识。
由于使用的技术不同，CEC计数存在显着变异，所以很难对研究组之间进行有意义的数据比较。 因此，用于CEC定量的最佳方法仍然是未知的，需要进行更多有关CEC的相关功能和基因组研究以明确免疫表型准确性的研究。


CEC和癌症
在淋巴瘤、黑色素瘤、神经胶质瘤、乳腺癌、结肠癌、胃癌、食道癌、肾细胞癌、卵巢癌、宫颈癌、类癌、睾丸癌、前列腺癌和头颈癌患者中，CEC的升高均已有报道。 然而，人们对CEC在癌症中的临床意义还知之甚少。 我们不知道CEC是否仅仅是血管完整性改变的标志，还是肿瘤形成过程及其相关并发症的直接原因。 CEC在癌症患者循环中出现的方式尤为重要。 CEC是从局部受损或激活的肿瘤血管中脱落，还是从更普遍的全身性内皮细胞活化中脱落？ 它们是源自骨髓祖细胞的细胞分化为成熟的CEC形式吗？
但是，在临床研究中，一个严重的混杂因素是化学疗法和放射疗法的作用。 确实，已经确定了有些细胞毒化学疗法是专门设计用来攻击内皮的，因此，内皮损伤很可能是其他化学疗法的副作用。 因此，血浆vWf升高、CEC升高可能很好地反映了治疗，但不一定是肿瘤过程。


CEC与血栓形成
血栓形成是癌症中的大问题。组织因子（TF）是体内血液凝固的主要细胞诱导因素，与全身高凝状态和癌症中的肿瘤血管生成都相关。 TF由肿瘤细胞分泌，与肿瘤的进展有关，并且与临床分期、组织学分级和不良预后有关。迄今为止，CEC与循环TF之间唯一可证明的正相关是血管损伤/功能障碍的疾病，例如动脉粥样硬化性疾病、SLE和镰状细胞性贫血。在癌症中，尽管在恶性肿瘤内皮细胞上有明确的TF表达，但Beerepoot等人发现，在CEC上明显缺乏类似的表达，其原因尚不清楚，因为体外刺激CEC能诱导TF表达。为了解释这个难题，作者推测局部肿瘤内凝血会导致TF阳性CEC产生“积聚”，并阻止这些CEC出现在外周循环中。不过至今尚未在任何实验中对此进行验证。
内容编译自：Goon PK, Lip GY, Boos CJ, Stonelake PS, Blann AD. Circulating endothelial cells, endothelial progenitor cells, and endothelial microparticles in cancer. Neoplasia. 2006;8(2):79-88. doi:10.1593/neo.05592