雌激素在颅内动脉瘤内皮细胞生物学行为中的意义

　　颅内动脉瘤（intracranial aneurysm，IA）发病隐匿，常规体检检出率低，然而一旦破裂，可引起蛛网膜下腔出血，病死率、致残率极高。近年来，随着影像学技术的发展，IA的检出率也逐渐增加。文献报道，美国人IA发病率在2%~7%，我国IA影像学检出率在7%~9%。

　　流行病学调查显示IA首次破裂出血病死率达35%，再次出血病死率则在60%~80%，幸存者亦多有残疾。此外，IA存在不同程度的慢性头疼、焦虑、抑郁、认知功能受损等情况，日常生活和社会功能严重受损。预防性治疗IA同样具有风险。

　　文献报道，破裂IA的手术相关并发症发生率为8.6%，未破裂IA的手术相关并发症发生率为3.5%，这并不低于IA的自然破裂率。如何减少IA的发生和破裂是临床关注的重点，在细胞和分子基础上明确IA的发生发展和破裂机制，有助于预防IA的发生和破裂。雌激素具有促进生长和组织增生的作用，是体内最重要的类固醇类激素之一。

　　雌二醇（E2）是体内生物活性最强的雌激素，此外还有雌酮、雌三醇等。雌激素影响人类血管生理病理机制的诸多方面，是调控血管发生发育、网络形成等的重要因子。在IA形成的过程中，雌激素也具有重要作用。本文就雌激素在IA内皮细胞生物学行为中的意义进行综述。

　　1.IA形成和破裂的生物学行为机制

　　1.1血管壁合成-分解代谢失调是IA形成的关键

　　IA是其所处的血流动力学-生物学环境和IA的病理特征共同作用的结果。在颅内动脉的血管壁不停发生着物质合成（细胞增殖和细胞外基质的生产）和物质降解（细胞死亡和细胞外基质降解）的过程。健康状况下，两者互相平衡。一旦平衡打破，血管壁就会出现异常。当平衡向合成代谢倾斜时，会表现为动脉粥样硬化的病理学改变；当平衡向分解代谢倾斜时，IA就会形成。

　　一般认为，血流动力学异常会触发IA形成，但仍有研究认为血管壁炎症可能出现在血流动力学异常之前，通过动脉内皮细胞转导启动级联反应，炎细胞局部聚集浸润IA瘤壁，释放大量炎症因子吸引更多炎细胞浸润，进而蛋白酶激活、弹力层破坏、血管壁细胞凋亡，引起血管壁变薄，IA形成。

　　随着形态的改变，IA可以引起局部血流动力学改变，甚至在同一瘤囊内也可以表现为复杂的血流动力学特点，而复杂的血流动力学则刺激着IA内复杂的生物学变化。IA血流动力学、形态学、生物学因素之间相互作用，最终导致IA的发生发展和破裂。

　　1.2血管内皮细胞功能障碍是IA形成的初始病理因素

　　正常血管内皮通常为单层细胞并排列在血管内表面，具有屏障、影响血管重塑、炎症反应、调节平滑肌收缩等功能。血管内皮细胞功能障碍会诱发一系列血管疾病。IA的形成就是由最初的内皮细胞受损、细胞间连接破坏，引起炎细胞浸润、激活平滑肌细胞凋亡和迁移，以及细胞外基质重塑共同作用。

　　在IA形成过程中，位于管壁内表面的内皮细胞可直接感受并响应血流变化。异常血流和刺激因子可调节内皮细胞间相互作用，对于血管合成和分解代谢的平衡至关重要。形态上，IA内皮细胞间隙增大、皱缩脱落，导致管壁通透性增加；功能上，IA内皮细胞分泌一氧化氮合酶能力减弱，血管张力和调节功能降低，同时还分泌多种炎症因子诱发炎症反应。因此，血管内皮细胞的形态和功能对IA形成和破裂至关重要。

　　1.3IA的性别差异

　　流行病学调查显示IA呈现出女多男少的特点，比例多在2:1~3:2。IA女性，特别是老年女性高发，这具有特殊的病理生理学意义。一般认为，雌激素可以保护血管。女性绝经后雌激素水平降低，对血管的保护作用减弱，导致IA高发。研究显示雌激素可以抑制炎症因子产生抗炎作用、促进细胞分泌一氧化氮合酶舒张血管、调节载脂蛋白降低血脂、还具有抗血管钙化作用。

　　2.雌激素对细胞功能的作用

　　雌激素具有重要的生理功能，特别在女性正常生长发育、内环境稳定、第二性征发育和维持、生命周期控制等方面起主导作用。近来发现雌激素不仅影响着女性生殖系统的生理功能，而且对神经系统、心血管系统、内分泌系统和骨骼均发挥重要的生物学效应。由于雌激素的促生长和增生特性，还具有对抗细胞凋亡、保护细胞成活的功能。

　　传统的雌激素受体（estrogen receptor，ER）为ERα和ERβ等，位于细胞核内，通过调节细胞基因表达而调节细胞功能，因此，传统的雌激素受体称为核受体，发挥功能所需时间较长，称之为慢速调节。近年来，研究发现，雌激素在调节血管张力、促进一氧化氮释放、Ca2+动员等方面能迅速起效，无法用雌激素核受体功能解释。

　　在ERα和ERβ均被敲除的动物体内，雌激素也能产生如舒张血管、胞内电生理改变等快速效应。因此，推测存在非传统类固醇受体参与快速反应。2005年，Revankar等证实存在新的雌激素受体GPR30，定位于细胞膜和内质网，属于G蛋白偶联受体，介导雌激素的快速作用途径——即G蛋白偶联的雌激素受体（G-protein coupled estrogen receptor，GPER）。

　　3.雌激素在IA中的作用

　　由于IA的性别差异，雌激素对IA影响的相关研究较多。有研究认为IA中基因PIK3R1、HBEGF、ADCY7和ADCY9与ER途径有关。一般认为，雌激素可以保护血管内皮细胞的正常生理功能。ERα和ERβ对血管内皮细胞呈现出促增殖、抗凋亡的特点。

　　有研究使用选择性雌激素受体调节剂巴多昔芬可以降低卵巢切除大鼠IA破裂率，但无法确认其作用靶点为ERα还是ERβ。与传统受体不同，GPER对血管内皮细胞呈现出的更多的破坏而非保护作用，例如其可诱导血管内皮细胞的凋亡。

　　这与雌激素保护血管的传统认知不符。更重要的是GPER可以在极低的雌激素浓度下发挥生理功能，此时传统ER的血管内皮细胞保护作用消失，血管内皮功能受到影响，进而导致IA的形成发展和破裂。

　　3.1GPER与PI3K/Akt通路

　　雌激素能激活包括PI3K/Akt途径在内的一系列细胞信号转导途径。GPER可以激活表皮生长因子受体，进而激活PI3K，参与细胞增殖信号转导。Ogola等研究发现，GPER可以独立于17β-雌二醇或TAM的刺激介导PI3K激活，促使Akt在细胞核和内质网质膜上聚集，PI3K的特异性抑制剂LY294002和EGFR的特异性抑制剂AG1478均能阻断GPER1的活化效应。该研究认为GPER介导的PI3K的活化与EGFR反式激活密切相关，阻断EGFR的反式激活可以成功阻止GPER的生理功能。

　　GPER也可通过PI3K/Akt的途径激活酪氨酸激酶和胰岛素样生长因子。PI3K/Akt通路是复杂的树状通路，可以调控细胞的生长、增殖、凋亡等重要环节，也可基于此影响血管内皮细胞的生理功能。

　　3.2GPER与YAP蛋白

　　血管内皮细胞的迁移、增殖和紧密连接是IA形成的重要环节。既往研究表明YAP/TAZ对于血管新生和血管屏障的形成至关重要，是调节细胞分化、增殖和凋亡的关键分子。体外实验中，敲除内皮细胞的YAP/TAZ基因，导致机械损伤诱导的内皮细胞增殖明显减少；内皮细胞YAP/TAZ敲除小鼠中，其分化为一种钝尖的异常细胞并伴有畸形的丝状伪足（与动脉瘤的血管内皮细胞类似），细胞间紧密和粘附蛋白减少且分布异常，血管损伤时内皮细胞形状倾向于伸长，朝向规律性减弱，细胞轴向方向分布散乱，血管完整性破坏，病理性血管新生。

　　研究发现血流剪切力影响YAP/TAZ基因的功能，内皮细胞表面的整合素Gα13可感知血流变化介导YAP/TAZ磷酸化，抑制炎症反应，抑制内皮细胞增殖，降低内皮细胞活化。

　　血管损伤后需要内皮细胞迁移修复损伤处，YAP/TAZ基因通过调节内皮细胞的重新排列，影响内皮细胞迁移和增殖修复受损血管。GPER可通过PI3K/Akt通路影响YAP的表达和磷酸化。在IA的发展过程中，内皮细胞缺损是重要一环，内皮细胞损伤和血管屏障的破坏是IA形成的初始因素，同样也是治疗IA的关键。因此，GPER可以通过PI3K/AKT/YAP通路调节血管内皮细胞的生理功能，进而影响IA的生物学行为。这为研究IA的生物学行为提供了新思路，也为IA的药物治疗提供了潜在靶点。

　　3.3雌激素对血管平滑肌细胞的作用

　　目前，雌激素影响血管平滑肌细胞进而影响IA生物学行为的特异性研究较少，更多集中于雌激素对血管平滑肌的具体作用。血管平滑肌最重要的作用是调节血管的收缩和舒张。在IA形成过程中，还伴随着收缩表型向合成表型的转换。有研究显示，ERα、ERβ和GPER均能在一定程度上调节血管是舒缩活动。

　　在正常情况下，血管平滑肌舒缩活动由核受体主导调控，在核受体失活后，膜受体才占血管舒缩活动的主导。同时，雌激素还可以通过受体调控不同一氧化氮合酶的分泌，其一氧化氮合酶的可以影响平滑肌表型和炎症反应，进而影响IA的形成、发展和破裂。

　　综上所述，雌激素在IA发生发展过程中具有重要意义，雌激素对IA血管内皮细胞的调控尤为重要。我们推测正是ER间的功能平衡，在血流动力学的影响下完成了IA的始动环节，进而促成IA的发生。在IA发展和破裂的过程中，雌激素通过其受体，特别是GPER受体，进一步影响IA的生物学行为，形成分解大于合成的恶性循环，导致IA的发展和破裂。因此，进一步阐明雌激素通过其受体对IA的作用机制是研究雌激素对IA影响的关键环节，也应该是后续研究的重点所在。