2025年1月28日，《欧洲心脏杂志》（European Heart Journal，IF 37.6）在线发表了同济大学附属东方医院心脏病全国重点实验室研究团队的最新论文“CCN5 suppresses injury-induced vascular restenosis by inhibiting smooth muscle cell proliferation and facilitating endothelial repair via thymosin β4 and Cd9 pathway”。该研究表明，CCN5通过胸腺素β4和Cd9途径促进内皮修复同时抑制平滑肌细胞增殖，有效抑制损伤诱导的血管再狭窄（ISR）的同时有助于支架血栓的防治。这一发现为下一代冠状动脉支架的研发提供了新的理论依据。
研究在EHJ正式发表
马斯特里赫特大学心血管疾病研究所（CARIM） Andrew H. Baker教授针对该研究在《欧洲心脏杂志》发表了述评文章“Targeted approach for next-generation coronary stents”，对研究结果和理念创新给予了高度的评价。他指出，第一代支架单纯作为一个金属平台为血管提供了结构性的支撑；第二代支架聚焦于对术后平滑肌细胞增殖的抑制；而该研究中发现的CCN5蛋白具有促进内皮细胞和抑制平滑肌细胞的双重保护作用，有望成为下一代冠状动脉支架的起始。
Andrew H. Baker教授述评文章
研究背景
以支架植入为基础的经皮冠状动脉介入治疗（PCI）是冠心病治疗的主要方法之一。近40年来，冠状动脉支架技术不断发展，从最初的裸金属支架（BMS）到药物洗脱支架（DES），在治疗效果上取得了显著进展。DES通过药物的局部释放显著减少了支架植入后的再狭窄（ISR）发生率，并有效地提高了PCI的成功率。然而，DES仍然存在一些挑战，特别是内皮化不完全和血栓风险。DES植入后的内皮细胞修复延迟，且长期使用可能导致血栓形成，这为临床治疗带来了潜在的风险。同时，支架内再狭窄(ISR)的发生率仍为每年1%–2%，这导致大量患者需要再次进行血运重建。从全球范围看，这类经历二次闭塞和不良心脏事件发生的患者负担不容轻视。
为了应对这些挑战，研究人员亟需寻找新的治疗策略，既能有效抑制平滑肌细胞增殖，又能促进内皮细胞的快速修复，从而预防和减少ISR的发生。近年来，CCN蛋白家族因其在血管重塑中的作用成为了研究的热点。特别是CCN5，它在心血管疾病中的潜在应用逐渐受到关注。研究发现，CCN5能够通过直接抑制VSMC的增殖，减缓血管壁的增厚，同时又能促进内皮细胞的再生，为血管损伤后的修复提供支持。因此，本研究旨在探讨CCN5预防ISR的作用，特别是它通过双重机制促进内皮细胞修复并抑制平滑肌细胞增殖的能力。
CCN5重组蛋白涂层支架可能是一种预防经皮冠状动脉介入治疗后ISR的潜在新治疗方法
DOI: 10.1093/eurheartj/ehae911
研究设计
为验证CCN5在预防ISR中的潜力，本研究采用了小鼠股动脉导丝损伤和猪冠状动脉PCI模型。通过细胞特异基因敲除（KO）和基因过表达（Tg）小鼠模型，探讨了CCN5在抑制血管平滑肌细胞增殖和促进内皮细胞修复中的作用。此外，本研究还结合了单细胞RNA测序、免疫组化染色、免疫共沉淀等技术，从分子机制层面深入解析了CCN5与其他分子如胸腺素β4（Tβ4）和Cd9的相互作用，进一步揭示了其在血管修复中的作用机制。
为了探索CCN5在临床中的应用，本研究制备了CCN5重组蛋白（CCN5rp）涂层支架，与传统药物洗脱支架进行比较，评估两者在促进内皮修复和抑制平滑肌细胞增殖方面的效果差异，进而证实CCN5rp在猪冠状动脉PCI后对ISR的防治效果。这一实验为CCN5作为一种潜在治疗策略提供了有力支持。
研究结果
1. CCN5表达在ISR中内皮细胞增加和平滑肌细胞减少以及CCN5抑制平滑肌增殖迁移的作用
研究结果表明，ISR患者血浆CCN5水平显著降低，并与ISR患者的再狭窄程度密切相关。CCN5在猪冠状动脉支架植入模型和小鼠股动脉损伤模型的血管平滑肌细胞（VSMC）中的表达显著降低，特别是在合成型VSMC中，CCN5的表达水平明显减少。相反，在损伤血管的再生内皮细胞中，CCN5的表达显著升高。研究团队观察到内皮细胞和VSMC特异性CCN5缺失的小鼠都表现出损伤诱导的新内膜增生加重，而CCN5功能获得小鼠则表现出显著抑制新内膜形成的效果。这一结果明确表明，CCN5在调控血管新生内膜增生的过程中发挥了重要作用。
2. CCN5促进内皮细胞修复
研究进一步揭示了CCN5在内皮细胞再生修复中的关键作用。研究表明，CCN5通过与胸腺素β4（Tβ4）相互作用促进了Tβ4的裂解产物Ac-SDKP的生成，以及CCN5rp与Cd9细胞外结构域的相互作用，加速了内皮细胞的再生修复过程，并有效抑制了平滑肌细胞的增殖。CCN5的双重保护作用在血管损伤修复过程中发挥了至关重要的作用，成功地抑制了新生内膜的增生。
CCN5促进内皮细胞修复的机制
3.CCN5重组蛋白涂层支架的效果
研究结果表明，CCN5重组蛋白涂层支架与传统药物洗脱支架（DES）进行比较，促进内皮细胞修复，显著增加内皮细胞对支架的覆盖，同时也抑制平滑肌细胞增殖。CCN5涂层支架植入后显著减少了ISR的发生，为下一代冠状动脉支架的设计提供了新的思路和方向。
CCN5重组蛋白涂层支架促进内皮细胞修复和抑制平滑肌增殖降低ISR发生
研究结论
在这项研究中，研究人员探讨了在导丝和支架植入诱导的血管损伤实验模型中CCN5血管细胞特异性缺失和过表达对新生内膜形成的作用。研究证据表明，CCN5直接抑制VSMC增殖，并通过胸腺素β4 (Tβ4)和Cd9促进内皮细胞修复，对新生内膜增生发挥双重保护作用，并且CCN5rp涂层支架显著减少猪冠状动脉支架植入后的ISR。特别是CCN5重组蛋白涂层支架的研发，展示了其在预防支架植入后ISR中的巨大潜力。与传统的药物洗脱支架相比，CCN5涂层支架能够更有效地促进内皮修复，抑制平滑肌细胞增殖，减少再狭窄的发生。这一发现为下一代冠状动脉支架的设计提供了重要的理论支持，并有望成为未来冠心病患者的新型支架治疗方案。未来，研究团队将继续优化CCN5递送系统和支架的生物相容性，以确保其在临床应用中的长期效果和安全性。随着更多试验的开展，CCN5作为新型治疗靶点的前景将更加明朗。
作者访谈
在本研究中，您首次提出CCN5通过抑制血管平滑肌细胞增殖和促进内皮细胞修复对支架内再狭窄(ISR)发挥双重保护作用，是什么促使您探索CCN5作为潜在治疗应用？
张奇教授：在过去20多年里药物洗脱支架历经数代更迭，从支架平台到聚合物涂层已得到了极大的改进，一定程度上已经到了顶峰状态，但其使用雷帕霉素及其衍生物类抗细胞增殖药物的本质并无改变。这类广谱性抗细胞增殖药物在抑制支架植入后血管平滑肌细胞增生的同时也阻碍了内皮细胞的生长和重新内皮化进程，后者导致支架钢梁长期裸露风险并引起中远期支架血栓风险的增加。为降低支架血栓风险，临床上需要在支架植入后应用强效、长时程的抗血小板药物，后者又增加了患者的出血风险，特别是对于高龄、合并基线心肾功能不全等高出血风险的患者。
我们前期猪的转录组测序及小鼠单细胞测序研究发现CCN5蛋白在内膜新生过程中平滑肌细胞内表达下降，而在内皮细胞中表达上调这一有趣的结果，后者提示着CCN5可能对平滑肌细胞和内皮细胞存在相反的作用。在随后的研究进程中，我们进一步应用转基因小鼠体内实验及体外实验证实了CCN5具备抑制平滑肌细胞增殖和同时促进内皮细胞生长的作用。由此激起了我们将其应用在冠状动脉支架上的兴趣，因为后者需要的正式这类“双重”作用。通过与同济大学材料学院王祎龙教授团队合作，我们成功将CCN5重组蛋白装载到冠状动脉支架上，并进一步在大动物冠状动脉支架植入模型中进行了验证，得出了一致性的结果。
您的研究表明，CCN5重组蛋白涂层支架在猪冠状动脉PCI后的ISR防治中表现出显著效果，并优于传统药物洗脱支架。您认为将这些发现转化为临床实践的下一步是什么？这种方法是否会成为未来支架设计的新方向？在这个过程中，您预见到哪些技术和临床上的挑战？
张奇教授：到目前为止，我只能说我们的研究得出了非常有意思的结果，可能对临床治疗产生重大的影响。冠脉支架产品已经历40多年的发展，到当代药物洗脱支架为止，似乎已经到了瓶颈状态。对其存在的内皮化延迟及术后全身性应用抗血小板治疗导致出血风险增加等问题，在近年的科研和临床工作中也已少有提及。我们的工作首次提示了CCN5特有的抑制平滑肌细胞增殖和促进内皮细胞生长这一“双重”作用，既能加速术后的内皮化进程、减少血栓风险和对抗血小板药物的依赖，又能对抗平滑肌细胞增殖、降低再狭窄发生。这对于血管内支架类产品而言是特别适合应用的。
与既往同时装载CD34抗体和雷帕霉素药物的Combo支架（OrbusNEich公司）不同的是，我们的发现的CCN5蛋白本身就具备了促内皮细胞生长和抑制平滑肌细胞增殖的双重作用，其临床应用不存在对患者血液中内皮祖细胞数量或功能等的依赖，具有更大的适用性前景。但距离真正临床转化，还有许多路要走，包括更多的数量和随访时间的动物试验结果、与产业之间的合作等等。
您的研究揭示了CCN5通过与胸腺素β4和Cd9相互作用，促进内皮细胞修复并抑制血管平滑肌细胞，从而有效限制新内膜形成。这一新机制对ISR防治具有何种潜在意义？它是否能为患者带来长期的获益？
张奇教授：任何现象或表型后面一定存在的机制层面的原因，我们的研究中应用了转录组及单细胞测序、转基因动物、质谱分析、免疫共沉淀等多种当代研究手段，发现并证明了胸腺素β4及Cd9与CCN5的交互作用，在机制层面为研究提供了强有力的依据。这些机制和靶点的发现，在一定程度上补充了对血管损伤后修复病理生理的认知，也为将来可能的干预提供了新的思路。
我们发现的CCN5所具有的抗平滑肌细胞增殖并同时促进内皮细胞生长这一双重作用，对血管内介入这一临床治疗手段而言具有重要意义。快速足够的内皮化可减少术后器械血栓风险，并减少抗血小板药物的依赖，从而降低后者导致的出血风险；与此同时，其对平滑肌细胞的抗增生作用可减少术后的再狭窄及再次干预的风险，为患者带来长期的获益。
