雌激素在顱內動脈瘤內皮細胞生物學行為中的意義

　　顱內動脈瘤（intracranial aneurysm，IA）發病隱匿，常規體檢檢出率低，然而一旦破裂，可引起蛛網膜下腔出血，病死率、致殘率極高。近年來，隨著影像學技術的發展，IA的檢出率也逐漸增加。文獻報道，美國人IA發病率在2%~7%，我國IA影像學檢出率在7%~9%。

　　流行病學調查顯示IA首次破裂出血病死率達35%，再次出血病死率則在60%~80%，幸存者亦多有殘疾。此外，IA存在不同程度的慢性頭疼、焦慮、抑郁、認知功能受損等情況，日常生活和社會功能嚴重受損。預防性治療IA同樣具有風險。

　　文獻報道，破裂IA的手術相關并發癥發生率為8.6%，未破裂IA的手術相關并發癥發生率為3.5%，這并不低于IA的自然破裂率。如何減少IA的發生和破裂是臨床關注的重點，在細胞和分子基礎上明確IA的發生發展和破裂機制，有助于預防IA的發生和破裂。雌激素具有促進生長和組織增生的作用，是體內最重要的類固醇類激素之一。

　　雌二醇（E2）是體內生物活性最強的雌激素，此外還有雌酮、雌三醇等。雌激素影響人類血管生理病理機制的諸多方面，是調控血管發生發育、網絡形成等的重要因子。在IA形成的過程中，雌激素也具有重要作用。本文就雌激素在IA內皮細胞生物學行為中的意義進行綜述。

　　1.IA形成和破裂的生物學行為機制

　　1.1血管壁合成-分解代謝失調是IA形成的關鍵

　　IA是其所處的血流動力學-生物學環境和IA的病理特征共同作用的結果。在顱內動脈的血管壁不停發生著物質合成（細胞增殖和細胞外基質的生產）和物質降解（細胞死亡和細胞外基質降解）的過程。健康狀況下，兩者互相平衡。一旦平衡打破，血管壁就會出現異常。當平衡向合成代謝傾斜時，會表現為動脈粥樣硬化的病理學改變；當平衡向分解代謝傾斜時，IA就會形成。

　　一般認為，血流動力學異常會觸發IA形成，但仍有研究認為血管壁炎癥可能出現在血流動力學異常之前，通過動脈內皮細胞轉導啟動級聯反應，炎細胞局部聚集浸潤IA瘤壁，釋放大量炎癥因子吸引更多炎細胞浸潤，進而蛋白酶激活、彈力層破壞、血管壁細胞凋亡，引起血管壁變薄，IA形成。

　　隨著形態的改變，IA可以引起局部血流動力學改變，甚至在同一瘤囊內也可以表現為復雜的血流動力學特點，而復雜的血流動力學則刺激著IA內復雜的生物學變化。IA血流動力學、形態學、生物學因素之間相互作用，最終導致IA的發生發展和破裂。

　　1.2血管內皮細胞功能障礙是IA形成的初始病理因素

　　正常血管內皮通常為單層細胞并排列在血管內表面，具有屏障、影響血管重塑、炎癥反應、調節平滑肌收縮等功能。血管內皮細胞功能障礙會誘發一系列血管疾病。IA的形成就是由最初的內皮細胞受損、細胞間連接破壞，引起炎細胞浸潤、激活平滑肌細胞凋亡和遷移，以及細胞外基質重塑共同作用。

　　在IA形成過程中，位于管壁內表面的內皮細胞可直接感受并響應血流變化。異常血流和刺激因子可調節內皮細胞間相互作用，對于血管合成和分解代謝的平衡至關重要。形態上，IA內皮細胞間隙增大、皺縮脫落，導致管壁通透性增加；功能上，IA內皮細胞分泌一氧化氮合酶能力減弱，血管張力和調節功能降低，同時還分泌多種炎癥因子誘發炎癥反應。因此，血管內皮細胞的形態和功能對IA形成和破裂至關重要。

　　1.3IA的性別差異

　　流行病學調查顯示IA呈現出女多男少的特點，比例多在2:1~3:2。IA女性，特別是老年女性高發，這具有特殊的病理生理學意義。一般認為，雌激素可以保護血管。女性絕經后雌激素水平降低，對血管的保護作用減弱，導致IA高發。研究顯示雌激素可以抑制炎癥因子產生抗炎作用、促進細胞分泌一氧化氮合酶舒張血管、調節載脂蛋白降低血脂、還具有抗血管鈣化作用。

　　2.雌激素對細胞功能的作用

　　雌激素具有重要的生理功能，特別在女性正常生長發育、內環境穩定、第二性征發育和維持、生命周期控制等方面起主導作用。近來發現雌激素不僅影響著女性生殖系統的生理功能，而且對神經系統、心血管系統、內分泌系統和骨骼均發揮重要的生物學效應。由于雌激素的促生長和增生特性，還具有對抗細胞凋亡、保護細胞成活的功能。

　　傳統的雌激素受體（estrogen receptor，ER）為ERα和ERβ等，位于細胞核內，通過調節細胞基因表達而調節細胞功能，因此，傳統的雌激素受體稱為核受體，發揮功能所需時間較長，稱之為慢速調節。近年來，研究發現，雌激素在調節血管張力、促進一氧化氮釋放、Ca2+動員等方面能迅速起效，無法用雌激素核受體功能解釋。

　　在ERα和ERβ均被敲除的動物體內，雌激素也能產生如舒張血管、胞內電生理改變等快速效應。因此，推測存在非傳統類固醇受體參與快速反應。2005年，Revankar等證實存在新的雌激素受體GPR30，定位于細胞膜和內質網，屬于G蛋白偶聯受體，介導雌激素的快速作用途徑——即G蛋白偶聯的雌激素受體（G-protein coupled estrogen receptor，GPER）。

　　3.雌激素在IA中的作用

　　由于IA的性別差異，雌激素對IA影響的相關研究較多。有研究認為IA中基因PIK3R1、HBEGF、ADCY7和ADCY9與ER途徑有關。一般認為，雌激素可以保護血管內皮細胞的正常生理功能。ERα和ERβ對血管內皮細胞呈現出促增殖、抗凋亡的特點。

　　有研究使用選擇性雌激素受體調節劑巴多昔芬可以降低卵巢切除大鼠IA破裂率，但無法確認其作用靶點為ERα還是ERβ。與傳統受體不同，GPER對血管內皮細胞呈現出的更多的破壞而非保護作用，例如其可誘導血管內皮細胞的凋亡。

　　這與雌激素保護血管的傳統認知不符。更重要的是GPER可以在極低的雌激素濃度下發揮生理功能，此時傳統ER的血管內皮細胞保護作用消失，血管內皮功能受到影響，進而導致IA的形成發展和破裂。

　　3.1GPER與PI3K/Akt通路

　　雌激素能激活包括PI3K/Akt途徑在內的一系列細胞信號轉導途徑。GPER可以激活表皮生長因子受體，進而激活PI3K，參與細胞增殖信號轉導。Ogola等研究發現，GPER可以獨立于17β-雌二醇或TAM的刺激介導PI3K激活，促使Akt在細胞核和內質網質膜上聚集，PI3K的特異性抑制劑LY294002和EGFR的特異性抑制劑AG1478均能阻斷GPER1的活化效應。該研究認為GPER介導的PI3K的活化與EGFR反式激活密切相關，阻斷EGFR的反式激活可以成功阻止GPER的生理功能。

　　GPER也可通過PI3K/Akt的途徑激活酪氨酸激酶和胰島素樣生長因子。PI3K/Akt通路是復雜的樹狀通路，可以調控細胞的生長、增殖、凋亡等重要環節，也可基于此影響血管內皮細胞的生理功能。

　　3.2GPER與YAP蛋白

　　血管內皮細胞的遷移、增殖和緊密連接是IA形成的重要環節。既往研究表明YAP/TAZ對于血管新生和血管屏障的形成至關重要，是調節細胞分化、增殖和凋亡的關鍵分子。體外實驗中，敲除內皮細胞的YAP/TAZ基因，導致機械損傷誘導的內皮細胞增殖明顯減少；內皮細胞YAP/TAZ敲除小鼠中，其分化為一種鈍尖的異常細胞并伴有畸形的絲狀偽足（與動脈瘤的血管內皮細胞類似），細胞間緊密和粘附蛋白減少且分布異常，血管損傷時內皮細胞形狀傾向于伸長，朝向規律性減弱，細胞軸向方向分布散亂，血管完整性破壞，病理性血管新生。

　　研究發現血流剪切力影響YAP/TAZ基因的功能，內皮細胞表面的整合素Gα13可感知血流變化介導YAP/TAZ磷酸化，抑制炎癥反應，抑制內皮細胞增殖，降低內皮細胞活化。

　　血管損傷后需要內皮細胞遷移修復損傷處，YAP/TAZ基因通過調節內皮細胞的重新排列，影響內皮細胞遷移和增殖修復受損血管。GPER可通過PI3K/Akt通路影響YAP的表達和磷酸化。在IA的發展過程中，內皮細胞缺損是重要一環，內皮細胞損傷和血管屏障的破壞是IA形成的初始因素，同樣也是治療IA的關鍵。因此，GPER可以通過PI3K/AKT/YAP通路調節血管內皮細胞的生理功能，進而影響IA的生物學行為。這為研究IA的生物學行為提供了新思路，也為IA的藥物治療提供了潛在靶點。

　　3.3雌激素對血管平滑肌細胞的作用

　　目前，雌激素影響血管平滑肌細胞進而影響IA生物學行為的特異性研究較少，更多集中于雌激素對血管平滑肌的具體作用。血管平滑肌最重要的作用是調節血管的收縮和舒張。在IA形成過程中，還伴隨著收縮表型向合成表型的轉換。有研究顯示，ERα、ERβ和GPER均能在一定程度上調節血管是舒縮活動。

　　在正常情況下，血管平滑肌舒縮活動由核受體主導調控，在核受體失活后，膜受體才占血管舒縮活動的主導。同時，雌激素還可以通過受體調控不同一氧化氮合酶的分泌，其一氧化氮合酶的可以影響平滑肌表型和炎癥反應，進而影響IA的形成、發展和破裂。

　　綜上所述，雌激素在IA發生發展過程中具有重要意義，雌激素對IA血管內皮細胞的調控尤為重要。我們推測正是ER間的功能平衡，在血流動力學的影響下完成了IA的始動環節，進而促成IA的發生。在IA發展和破裂的過程中，雌激素通過其受體，特別是GPER受體，進一步影響IA的生物學行為，形成分解大于合成的惡性循環，導致IA的發展和破裂。因此，進一步闡明雌激素通過其受體對IA的作用機制是研究雌激素對IA影響的關鍵環節，也應該是后續研究的重點所在。