本文刊于：岭南心血管病杂志，,22(05):-
作者：吴志超，丁皓，郑少忆，陈寄梅，庄建，朱平
提要心肌梗死是导致人类死亡的重要原因。目前临床上常用的血运重建方法虽然可以恢复大血管供血，但对改善小血管血供，抗心肌细胞凋亡等作用不大。心肌梗死的基因治疗是通过定向增加某种目的基因的表达而发挥特定的作用，可以促进梗死区血管新生，改善内环境，抑制心肌细胞凋亡等。本文在查阅大量文献的基础上，就近年来基因治疗所研究的热点基因及其临床研究进展进行综述。世界卫生组织（WHO）年5月全球疾病状况评估报告显示，缺血性心脏病仍是导致人类死亡的首位原因，而心肌梗死（myocardialinfarction，MI）又是缺血性心脏病最主要的死亡原因[1]。目前，临床上治疗心肌梗死最主要的方法是血运重建，包括经皮冠状动脉介入治疗（PCI）和冠状动脉旁路移植术（CABG）。这两种方法虽然可以恢复大血管的供血，但是对于改善小血管的血供、抗心肌细胞凋亡等作用不大。因此，要从根本上解决心肌梗死后心肌细胞的保护问题，需要借助基因治疗等分子生物学方法。本文就心肌梗死的基因治疗最近研究进展做一综述。
1基因治疗的目的基因
基因治疗（genetherapy）指通过将外源正常基因导入靶细胞以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，以达到治疗目的。从广义上说，基因治疗还应该包括从DNA水平采取的治疗某些疾病的措施与技术。目前，各国学者对心肌梗死的基因治疗研究较多的目的基因，主要可以归纳为以下3种：（1）改善梗死区血供为主的目的基因；（2）抗梗死区纤维化为主的目的基因；（3）调节各类因子间作用的目的基因。
1.1改善梗死区血供为主的目的基因
各类生长因子基因一直是心肌梗死基因治疗的热点基因。主要有碱性成纤维细胞生长因子（basicfibroblastgrowthfactor,bFGF）、肝细胞生长因子（hepatocytegrowthfactor,HGF）以及血管内皮生长因子（vascularendothelialgrowthfactor,VEGF）。其中，bFGF已被公认是刺激血管细胞增殖、迁移和分化的第一分子，是典型的血管生长因子[2]。有研究证实，转染质粒的bFGF基因转移至梗死区边缘，相比对照组，血管生成增加，梗死面积减小，心肌收缩力得到改善，表明bFGF有促进血管生成的作用，并通过血运的恢复挽救部分濒死的心肌细胞[3]。但是，单纯bFGF基因治疗形成的毛细血管与正常毛细血管有一定差异，缺乏平滑肌细胞及壁细胞包绕，组织结构疏松易破裂。HGF是一种多功能的细胞因子，具有多种生物学活性，包括促有丝分裂、细胞移动、形态学发生、促血管形成、抗凋亡及抗纤维化等[4]。与其他血管生成因子相比，HGF具有以下优点：（1）可同时促进内皮细胞与血管平滑肌细胞的迁移，促进新生血管较早成熟，从而避免血管内物质渗漏引起水肿[5]；（2）促血管内皮细胞有丝分裂的活性较强；（3）通过刺激血管内皮细胞分泌VEGF间接促进血管内皮细胞的生成[6]，而组织缺血可以通过上调受体c-Met（c-Met受体是c-Met基因编码的蛋白，具有酪氨酸激酶活性，是细胞运动、增殖和分化的重要因素[7]）进一步发挥其促血管新生的作用[8]；（4）通过PI3K/Akt途径和MAPK途径发挥其促血管新生的作用[8]；（5）通过PI3K/Akt途径和MAPK途径磷酸化内皮细胞型一氧化磷酸化内皮细胞型一氧化氮合酶(eNOS)，促使NO迅速增多参与血管新生过程；（6）通过MAPK途径[9]和PI3K/Akt途径使Bcl-2和Bcl-XL水平上调，发挥抗心肌细胞凋亡，从而达到心肌保护作用；（7）HGF作为一种关键的分子信号，促进来源于多种组织的内源性干细胞或祖细胞的动员、迁移和归巢[10,11]，有利于促进受损组织的再生；（8）HGF还具有抗炎,抗氧化应激和抗纤维化等作用。
VEGF与血管生成素（Ang）在促血管再生中发挥着不可替代的作用。VEGF因其具有促血管内皮有丝分裂活性而得名，广泛分布于人体各种组织内。VEGF是高度保守的同源二聚体糖蛋白。两条分子量各为24kDa的单链以二硫键组成二聚体。VEGF分解的单体无活性,去除N2糖基对生物效应无影响,但可能在细胞分泌中起作用。由于mRNA不同的剪切方式，分别产生出VEGF、VEGF、VEGF、VEGF、VEGF等至少5种蛋白形式，其中VEGF、VEGF、VEGF是分泌型可溶性蛋白，能直接作用于血管内皮细胞，促进血管内皮细胞增殖，增加血管通透性[12]。有许多其他生长因子在促进血管形成的作用中也是间接地依靠VEGF起作用。人类组织缺血时，可以观测到VEGF的量轻度上调，但由于表达数量较少、作用时间较短，不能明显改善梗死心肌缺血的情况。于是输入外源性的VEGF来促进血管新生已经成为了近年来的研究热点。很多研究证实，VEGF的很多亚型都有可能是基因治疗心肌梗死的合适的目的基因，如在心肌梗死模型大鼠上应用VEGF-基因治疗后，心肌组织毛细血管密度显著增加[13]，在转导VEGF-基因后，梗死区微血管密度的明显增加，差异具有统计学意义（P0.01）[14]。但VEGF也并非全能，其虽然可以促进血管新生，但生成的血管并不成熟，往往内皮排列疏松，血管通透性高，有可能造成局部水肿以及血管瘤形成，单一治疗急性心肌梗死甚至有可能进一步导致心功能恶化[15]。这时就不得不提及另一个具有促血管新生作用的基因——血管生成素（Ang）。器官和组织的血管生成包括2个过程：血管形成（vasculargenesis）和血管新生（angiogenesis）。目前研究表明，有2条调节途径参与了血管生成过程：一条是Ang及其受体（Tie）调节通路，另一条是VEGF及其受体flt-1的调节通路。这2条途径协同作用，共同促进机体血管形成[15-16]。两者均是血管生成过程中不可或缺的因子。血管生成素有Ang-1，Ang-2，Ang-3等，其中对血管新生作用最大的是Ang-1和Ang-2。两者均与血管内皮细胞上的Tie2受体结合，但功能相反。Ang-1与Tie结合是诱导内皮细胞出芽，生成正常的血管树样结构，并维护血管结构的稳定和完整。Ang-2通过与Ang-1竞争受体，抑制血管重建。目前认为，VEGF是高度特异的促血管生长因子，在新生血管初始期，VEGF可有效促使内皮细胞通过芽生方式连接为血管内膜腔。但是，其诱生血管内皮细胞的间隙较大，缺乏成熟血管基底膜、周细胞和α-SMA阳性肌细胞，渗出较多，而Ang-1与Tie2结合后，可能通过HGF或血小板源性生长因子（PDGF-B）促进血管结构成熟，防止由VEGF诱导新生的血管渗漏，保护心肌细胞、内皮细胞存活。有研究证实，用Ang-1联合VEGF转染梗死后猪心，生成的有效血管数量及成熟度都要比单一基因转染效果好[17]。1.2抗纤维化为主的目的基因
MI心功能下降的主要原因是因为心肌梗死后由于组织缺乏良好的血供，导致心肌细胞大量死亡。心肌死亡后不可再生，从而发生心脏结构的重塑，影响正常的心脏功能。然而，急性心肌梗死发生时，有细胞坏死和凋亡同时发生，在心肌梗死早期的绝对缺血区，细胞死亡可能是由于坏死导致的，而在相对缺血区以及急性心肌梗死的后期，心肌死亡则是因为缺血条件下发生凋亡所致。持续的细胞凋亡导致了后来的心肌重塑和心室扩张，最终导致心力衰竭[18]。许多有促进血管生成作用的基因由于改善了血供，都可以间接地在抗细胞凋亡，改善心肌重塑方面发挥作用。然而，还有一些目的基因可以通过其他形式抗纤维化，改善心肌重塑。
近年来，基质金属蛋白酶（matrixmetalloproteinases,MMPs）抑制因子-3由于在抑制急性心肌梗死后心室重塑中发挥着重要的作用而越来越受到学者们的北京治疗白癜风最正规的医院北京治疗白癜风的医院在哪
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