循环内皮祖细胞（EPCs）可以维持血管完整性，具有重要的生理作用。循环EPCs可作为储存库，随时替换功能失调的内皮细胞，从而在心血管疾病、甚至动脉粥样硬化形成最早期的阶段中起保护作用，但EPCs在极端环境中的反应尚且未知。对此，意大利比萨大学Francesca Felice等人近日在《国际心脏病学》杂志上发表研究称，暴露于极端气候环境会降低人体循环中内皮祖细胞水平。
目前认为EPCs数目的减少是血管疾病和功能失调的重要机制之一。已有研究表明，在无冠状动脉疾病（CAD）病史的男性中，基线循环EPCs水平与心血管风险因子总数呈负相关。
在执行血管再生功能时，骨髓中的EPCs被动员进入血流。EPCs进入缺血组织的第一步是粘附，并在缺氧诱导的多种细胞因子和整合素作用下发生转移。间质细胞衍生因子（SDF-1）、血管内皮生长因子（VEGF）、粒细胞集落刺激因子、一氧化氮（NO）以及动员因子干细胞因子/c-kit受体（SCF）都是EPCs的强趋化因子。特别是SCF，其血浆水平可用于衡量祖细胞动员水平。此外，内皮素-1（ET-1）可降低eNOS的表达，从而对EPC动员起重要作用。近期研究发现，在ST段抬高性心肌梗死（STEMI）患者中，高ET-1水平可预测患者入院1周后较低的EPC动员水平。另一可能与EPC动员相关的分子是内皮细胞激活的标志物——可溶性细胞间粘附分子-1（sICAM-1）。已有研究显示，缺血肌肉中sICAM-1的上调与EPC被动员到缺血肢体中的过程相关。
该研究根据意大利南极研究项目（PNRA），检测参加2个月南极项目的志愿者体内循环EPCs、SCF、SDF-1、ET-1和sICAM-1水平对极端温度的反应。
研究还对6名受试者（4男2女，平均年龄38.5±8.6）进行了完整的临床和心血管评价，包括南极任务前（t0）和任务后（t1）的ECG和超声心动图。招募时检查了受试者的心血管风险因子，包括吸烟、糖尿病、高血脂和高血压，并取得每名受试者的知情同意书。研究遵循赫尔辛基宣言，在当地伦理委员会批准下进行。
研究采用流式细胞术分析t0和t1时间点循环EPCs水平，通过细胞表面标志物CD133/CD24/VEGFR2识别EPC。取100ml新鲜外周血与5μl PerCP-标记CD34、5μl Alexa Fluor 647-标记V EGFR2和10μl PE-标记CD133的单克隆抗体在4°C下避光孵育。取a1×BDFACS裂解液裂解红细胞，室温下孵育5min。根据国际血液病治疗及移植工程协会（ISHAGE）指南定义的设门策略验证上述实验方法。定量荧光分析和数据处理分别使用FACS-Calibur和Cell Quest软件。每个分析至少包括500,000个事件。EPCs数目以每毫升血液中细胞的绝对数目表示。酶联免疫吸附法检测血浆中SCF、SDF-1α亚型、ET-1和sICAM-1的水平。各组数据采用配对t检验，P<0.05被认为有统计学差异。
所有志愿者均无心血管风险因子，且任务后（t1期）临床或心血管评价结果与任务前（t0期）相比没有显著差异（数据未显示）。但t1期的循环EPC数目与t0期相比显著降低（图1）。图2显示，t1期血浆SCF水平与t0期相比显著提高，而血浆SDF-1α水平无显著变化。此外，从t0期到t1期，血浆ET-1和sICAM-1水平显示上升趋势。
图1. 南极任务前（t0）后（t1）受试者（n=6）EPC水平
图2. 南极任务前（t0）后（t1）受试者（n=6）血浆SCF、SDF-1（SDF-1α）、ET-1和sICAM-1水平
根据这些结果，研究人员推测，南极任务后EPC水平的降低可能原因在于：低温引起SCF水平升高，而ET-1和sICAM-1水平升高的趋势提示内皮细胞功能失调，两者共同对EPCs产生趋化作用，从而降低EPCs的循环水平。
这些初步结果值得引起人们的重视，因为虽然并没有临床证据表明受试者心血管受到损伤，但循环EPCs水平的降低可近似作为心血管亚临床损伤的指标，应受到严格监控。今后我们还需要对暴露于极端环境的人群进行更大型的研究，为该研究假设提供进一步证据，并鉴定EPCs动员的决定因素，同时希望能够确定EPCs水平降低的预后价值。
