研究表明内皮细胞在剪切应力、促炎因子、缺氧等生理或病理因素刺激下，相关信号通路包括转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）/smad、Notch、Wnt/β-catenin以及Ras等被激活，进而促进EndoMT的发生发展 ［ 15］ 。除此之外，EndoMT的过度激活还受到表观遗传学调控。在TAC诱导小鼠心肌纤维化的过程中，心脏中的内皮细胞其微小RNA（microRNA，miR）-21显著上调，其通过磷脂酶和张力蛋白同源物（phosphatase and tensin homolog，PTEN）/蛋白激酶B（protein kinase B，AKT）通路激活TGF-β1诱导的EndoMT过程 ［ 16］ 。同时miR-222通过负向调节Wnt/β-catenin通路，抑制心脏中的内皮细胞EndoMT过度激活 ［ 17］ 。另外相关研究表明miR，如miR-27、miR-155和let-7以及长链非编码RNA包括MALAT1和GATA6-AS等均参与了内皮细胞EndoMT过程 ［ 18］ ，但是否通过参与EndoMT过度激活，进而影响心肌纤维化值得进一步探究。除了非编码RNA外，DNA甲基化也在调节EndoMT过程中扮演重要角色，TAC诱导小鼠心肌纤维化过程中会促进Ras蛋白激酶类似物-1（Ras protein activator like 1，RASAL1）启动子甲基化，进而激活Ras-GTP的活性，导致心脏的内皮细胞EndoMT过度激活 ［ 19］ 。上述研究为将来通过抑制EndoMT过度激活进而减缓心肌纤维化奠定了理论基础。

2.旁分泌信号途径：心脏中的内皮细胞还可通过旁分泌信号途径影响心肌纤维化。有研究表明内皮细胞旁分泌的TGF-β1会促进成纤维细胞的增殖迁移，激活成纤维细胞向肌成纤维细胞转变并分泌更多的细胞外基质，从而促进心肌纤维化。当特异性抑制心脏的内皮细胞TGF-β1表达时，可以减缓AngⅡ以及TAC诱导的心肌纤维化 ［ 20］ 。另外心脏的内皮细胞分泌的一氧化氮（NO）作用于心肌成纤维细胞，可通过调节NO-可溶性鸟苷酸环化酶（soluble guanylate cyclase， sGC）-环磷酸鸟苷（cyclic guanosine monophosphate，cGMP）信号途径影响心肌纤维化 ［ 21］ 。且最新研究表明在TAC及AngⅡ诱导心肌纤维化过程中，当用小分子药物特异性激活心脏中的内皮细胞1-磷酸鞘氨醇受体1（sphingosine-1 phosphate receptor 1，S1PR1））-内皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS）-AKT信号通路时，可促进NO合成，进而减缓TAC及AngⅡ诱导的心肌纤维化 ［ 22］ 。除上述因子外，近年在研究射血分数保留的心衰的发病机制中发现心脏的内皮细胞分泌的血管细胞粘附分子-1（vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1）、细胞间粘附分子-1（intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）以及E-选择素等细胞粘附分子，可以募集大量的炎症细胞到心肌组织，通过调节炎症进而调节心肌纤维化 ［ 23］ 。

三、内皮细胞调节心肌肥厚

研究表明心脏中的内皮细胞分泌的NO、内皮素-1（endothelin-1，ET-1）以及神经调节蛋白-1（neuregulin-1，NRG-1）等物质作用于心肌细胞，影响心肌细胞肥大。

其中NO作用于心肌细胞，通过调节NO-sGC-cGMP信号途径，影响心肌细胞肥大。研究表明在TAC诱导心衰的过程中，心脏中的内皮细胞NO合成减少，导致心肌细胞NO-sGC-cGMP信号通路受阻，进一步加剧心肌细胞肥大 ［ 22］ 。此外，关于射血分数保留的心衰，由于此时内皮功能紊乱，会使NO生物利用度降低，同样会导致NO-sGC-cGMP通路受阻，进而引起心肌细胞肥大和心肌僵硬度增加 ［ 24］ 。综上，内皮细胞分泌的NO在调节心衰中具有重要作用。目前已有相关进入临床试验阶段的药物，包括sGC刺激剂维利西呱 ［ 25］ 和AngⅡ受体-脑啡肽酶双重抑制剂LCZ696 ［ 26］ 等，通过活化NO-sGC-cGMP信号通路治疗射血分数保留的心衰。提示sGC刺激剂维利西呱及LCZ696是治疗射血分数保留的心衰的潜在药物。

其次，内皮细胞分泌的ET-1在调节心肌肥厚的过程中起到了关键作用，当特异性抑制内皮细胞ET-1表达时，可减缓AngⅡ诱导的心肌肥厚 ［ 27］ 。ET-1表达还受到表观遗传学的调控。研究表明在AngⅡ诱导下，组蛋白甲基化转移酶SET1被募集到ET-1启动子，并与激活蛋白-1（activator protein-1，AP-1）协同作用共同促进ET-1的转录。当特异性敲除内皮细胞SET1时，可抑制ET-1的表达和分泌，进而减缓AngⅡ诱导的心肌肥厚 ［ 28］ 。另外，近年发现在射血分数保留的心衰患者及大鼠模型中，血清ET-1含量显著增加 ［ 29, 30］ ，这也提示ET-1可作为心衰的潜在标志物。

内皮细胞分泌的NRG-1与心肌细胞上相应的酪氨酸激酶受体ErbB4结合后可促进ErbB2与ErbB4二聚化进而激活胞内ErbB下游的磷脂酰肌醇-3-激酶/AKT信号通路，从而促进心肌细胞肥大 ［ 31］ 。另外，NRG-1作用于心肌细胞，通过激活AKT/细胞外调节蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）信号通路，促进心肌细胞生理性肥大 ［ 32］ 。在心衰发生发展的过程中，NRG-1呈现一个动态变化的过程。在代偿性心肌肥大期间NRG-1表达显著增加，而在心衰末期表达显著减少，但引起表达改变以及对影响心肌肥厚的具体分子机制目前还未完全阐明 ［ 33］ 。值得注意的是，已有研究表明在AngⅡ诱导的小鼠心衰模型中，腹腔注射人重组NRG-1可减缓AngⅡ诱导的心肌肥厚 ［ 34］ 。上述研究提示NRG-1可能成为心衰的治疗靶点。

四、内皮细胞与血管生成

在心衰发生发展过程中，心肌毛细血管生成不足会促进心肌代偿性肥厚向失代偿转变，最终导致心衰。这一过程离不开内皮细胞对血管生成的调节作用。心脏中的内皮细胞受到相关促血管生成因子包括血管内皮生长因子、血小板衍生生长因子和成纤维细胞生长因子等的刺激后，血管生成信号通路被激活，进而促进血管生成。当上述促血管生成因子分泌不足时，内皮细胞增殖迁移被抑制，导致血管生成不足加重心衰。另外，内皮细胞表达的相关磷酸酶也在血管生成中发挥了重要作用，其中蛋白酪氨酸磷酸酶-1B（protein tyrosine phosphatase-1B，PTP-1B）通过对血管内皮生长因子受体2的去磷酸化作用，抑制其下游的ERK活性，进而影响内皮细胞的增殖和血管生成 ［ 35］ 。研究发现在小鼠心衰模型以及心衰患者的心脏中，PTP-1B的活性和蛋白表达水平均显著增加。特异性敲除内皮细胞PTP-1B，可促进心肌毛细血管生成，减缓TAC诱导的心衰 ［ 36］ 。

心脏的内皮细胞异常凋亡也会影响血管生成。在小鼠心衰模型和心衰患者心脏中可以观察到内皮细胞凋亡显著增加，且相关促凋亡基因如肿瘤抑制因子p53表达显著增加，特异性敲除内皮细胞p53心脏的内皮细胞凋亡减少，促进血管生成进而保护心脏，抑制其在压力负荷下由代偿性肥大向心衰转变 ［ 37］ ，且最新研究表明用于治疗动脉粥样硬化的药物西洛他唑可通过促进内皮细胞eNOS以及AKT的活性促进血管生成进而减缓心肌损伤 ［ 38］ 。另外，心脏中的内皮细胞自噬也在血管生成中起到了关键的作用。当特异性抑制内皮细胞中AKT/mTOR信号途径时，心脏中的内皮细胞自噬增加促进血管生成，使用自噬抑制剂3-MA或mTOR激活剂MHY1485血管生成则被抑制 ［ 39］ 。上述研究表明在心衰发生发展过程中，心脏中的内皮细胞与血管生成发挥了关键作用，进一步探究调节心脏中血管生成信号通路的分子机制，对于寻找治疗心衰的有效靶点意义重大。

五、内皮细胞调节心肌细胞凋亡及自噬

内皮细胞在调节心肌凋亡及自噬中发挥重要的作用。心脏微血管内皮细胞介导的NRG-1β/ErB4/AKT信号能抑制H 2 O 2 诱导的心肌细胞凋亡 ［ 40］ 。另外当心肌发生缺血性损伤时，特异性敲除内皮细胞NRG1会加剧心肌细胞凋亡，而注射外源性重组的NRG1可保护心肌缺血性损伤引起的心肌细胞凋亡进而防止心衰的发生，这进一步提示NRG1可能作为未来治疗心衰的关键靶点 ［ 41］ 。其次，最新研究表明心脏微血管内皮细胞分泌的TGF-β除了通过EndoMT参与心室重塑外，还通过旁分泌途径促进心肌细胞凋亡 ［ 42］ 。研究者们还发现内皮细胞旁分泌的外泌体在影响心肌细胞凋亡进而影响心衰中发挥重要的作用，Davidson等 ［ 43］ 通过体外实验证明内皮细胞分泌的外泌体通过激活ERK1/2活性抑制心肌细胞死亡。有研究进一步表明，微血管内皮细胞通过旁分泌富含哺乳动物不育系20样激酶1的外泌体抑制心肌细胞自噬并促进心肌细胞凋亡 ［ 44］ 。这为通过外泌体治疗心衰提供了新思路。

六、内皮细胞调节心肌细胞收缩

Brutsaert等［ 45］ 通过去除和损害心内膜内皮细胞，发现心肌细胞收缩状态改变，首次证明了心脏中心内膜内皮细胞在调节邻近心肌细胞收缩上发挥了关键作用。并且越来越多的研究者发现心脏的内皮细胞包括心内膜内皮细胞和心肌毛细血管内皮细胞均可合成并分泌相关因子，如NO、ET-1等，作用于邻近心肌细胞调节其收缩功能。

其中，内皮细胞旁分泌的NO可激活心肌细胞NO-sGC-cGMP信号通路，使胞内PKG活性增加，从而降低肌丝对钙离子的敏感度，抑制心肌细胞的收缩 ［ 46］ 。而内皮细胞分泌的ET-1通过与心肌细胞表达的内皮素A受体结合，增强下游磷脂酶C的活性，进而激活下游信号通路，引起心肌收缩 ［ 47］ 。此外，内皮细胞分泌的前列环素、白细胞介素-6、NRG-1等也会影响心肌细胞收缩，但具体的分子机制以及是否参与心衰疾病过程需进一步探究 ［ 48］ 。

综上所述，心脏中的内皮细胞在调节心肌纤维化、心肌肥厚、血管生成、心肌细胞凋亡以及收缩等方面均发挥了重要作用（图1）。尽管近些年对内皮细胞在心脏中的功能已经开展了比较广泛的研究，但是内皮细胞通过EndoMT以及旁分泌调节心脏重塑的过程中所涉及的机制以及信号转导仍未完全阐明，可通过组学分析进一步探究内皮细胞在心衰中的作用，寻找可能的心衰的治疗靶点。其次，心脏中的内皮细胞虽然根据分布的不同分为心内膜内皮细胞、心肌毛细血管内皮细胞以及冠状动脉内皮细胞，但是目前还缺少对不同位置内皮细胞的功能差异分析。未来研究中可利用单细胞测序技术详细探究心脏特定的内皮细胞在心衰进展中的作用。最后，值得注意的是，针对以发病率高、预后差、病死率高为特点的射血分数保留的心衰，目前尚缺乏有效的治疗药物。已有研究发现内皮细胞在射血分数保留的心衰中发挥了重要作用，内皮细胞可诱导炎症粘附分子包括ICAM-1和VCAM-1表达增加，进而促进单核细胞募集到心肌组织影响心脏重塑及其功能。此外，内皮细胞NO生成减少会导致邻近的心肌细胞中cGMP减少及PKG活性降低进而诱导心肌细胞肥厚及僵硬。另外，研究表明内皮功能障碍与女性绝经后内源性雌激素产生减少具有一定联系，且流行病学研究表明射血分数保留的心衰高发于绝经后女性，提示此类心衰的发生与雌激素密切相关 ［ 49, 50, 51］ 。总之，内皮功能障碍在射血分数保留的心衰进展中发挥着重要作用，进一步探究心脏中的内皮细胞在心衰中的作用进而寻找可能的治疗靶点意义重大。

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所有作者均声明不存在利益冲突

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