可溶性血管細胞黏附分子1、可溶性E–選擇素與冠心病

江小杰 指導(dǎo)：黃紹烈

（1南昌大學(xué)研究生院醫(yī)學(xué)部2008級研究生 江西南昌330006；2南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院 江西南昌330006）

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（coronary heart disease，CHD）是世界上發(fā)病率和病死率最高的疾病之一，嚴重影響著人類的壽命和生存質(zhì)量。國內(nèi)外文獻都把冠心病看作是一種多風(fēng)險因素（易感基因與環(huán)境因素）共同作用的疾病，其主要病因是冠狀動脈血管富脂粥樣硬化斑塊的形成[1～2]。動脈粥樣硬化是一種慢性炎癥性疾病，是冠心病的發(fā)病基礎(chǔ)，慢性炎癥促進了冠心病的進展。炎性細胞（單核/巨噬細胞、中性粒細胞及T淋巴細胞等）釋放大量的炎性介質(zhì)，如 IL-1、TNF-α、IFN-α 等，激活核因子-κB（NF-κB）后，使血管內(nèi)皮細胞分泌細胞黏附分子，如血管細胞黏附分子-1（VCAM-1，又名CD106）和 E-選擇素（E-selectin，又名 CD62E）等，它們促進循環(huán)中單核細胞、中性粒細胞、T淋巴細胞及血小板黏附于血管內(nèi)皮，通過釋放蛋白酶及氧自由基直接損傷血管內(nèi)皮細胞，引起炎癥反應(yīng)、血栓形成，在AS和CHD的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用?？扇苄匝芗毎じ椒肿?（soluble VCAM-1,sVCAM-1）、可溶性E-選擇素（soluble E-selectin,sE-selectin）是血管細胞黏附分子1、E-選擇素的可溶形式，在冠狀動脈粥樣硬化的過程中的作用尤為顯著。

1 血管細胞黏附分子1、E-選擇素的生物學(xué)性狀

黏附分子（adhesion molecules，AM）是一類分布于細胞表面或細胞外基質(zhì)中的糖蛋白。它們以配體-受體相對應(yīng)的形式發(fā)揮作用，介導(dǎo)細胞-細胞、細胞-細胞外基質(zhì)或細胞-基質(zhì)-細胞間發(fā)生黏附。黏附分子根據(jù)cDNA同源性，目前主要分為五大類，包括：免疫球蛋白超家族、選擇素家族、整合素家族、黏蛋白樣家族、鈣黏素家族，此外還有些尚未歸類的分子如CD44、CD36等，也屬于黏附分子。VCAM-1、E-選擇素分別屬于免疫球蛋白超家族、選擇素家族，與CHD密切相關(guān)。

血管細胞黏附分子-1結(jié)構(gòu)上有6個Ig樣結(jié)構(gòu)細胞外區(qū)，而用白細胞介素1或腫瘤壞死因子誘導(dǎo)的人臍靜脈內(nèi)皮細胞（hUVEC）克隆和表達的VCAM-1包含7個Ig樣區(qū)，相對分子量為100～110 KD，包含715個氨基端殘基，其中有674個氨基端殘基的細胞外部分，22個氨基端殘基的穿膜部分，19個氨基端殘基的胞漿尾部。其胞外部分由7個C2型免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域組成。VCAM-1蛋白鏈上有許多N-連接的糖基化位點，每個C2型免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域都由一對半胱氨酸殘基形成的二硫鍵起穩(wěn)定作用[3]。VCAM-1主要表達于血管內(nèi)皮細胞，亦可表達于其他細胞如巨噬細胞、肌細胞、樹突狀細胞。VCAM-1在正常血管上的表達用標準的免疫組織化學(xué)方法檢測不到，而在炎癥等病理條件下，血管內(nèi)皮細胞、平滑肌細胞、骨髓基質(zhì)細胞等的表達明顯上升。VCAM-1可使循環(huán)中的細胞與激活的內(nèi)皮細胞緊密結(jié)合。該過程由它與受體α4β1整合素即很晚抗原-4(VLA-4)和α4β7整合素介導(dǎo)，其中與受體α4β1整合素結(jié)合可誘導(dǎo)內(nèi)皮細胞內(nèi)信號使其變形，介導(dǎo)單核細胞、淋巴細胞與內(nèi)皮細胞和血管平滑肌細胞的黏附[4]。α4β7整合素結(jié)合則與內(nèi)臟淋巴細胞的聚集有關(guān)。

E-選擇素因其最先發(fā)現(xiàn)于內(nèi)皮細胞而得名，為一高密度糖基化的單鏈跨膜糖蛋白，分子量為115 KD，由一系列蛋白區(qū)域片段構(gòu)成，其中包括：氨基末端C型植物凝集素(1ectin)區(qū)、表皮生長因子（EGF）區(qū)、4～9個短重復(fù)序列(SCR)區(qū)、單一的跨膜區(qū)以及一個胞漿區(qū)。其中C型凝集結(jié)構(gòu)域是選擇素結(jié)合配體部位。研究表明，E-選擇素有多種配體：唾液酸化路易糖X(sialyl Lewisx，slex)和唾液酸化路易糖a(sialyl Lewisa，slea)及其相關(guān)的寡聚糖[5～6]。Slex 在中性粒細胞表面呈高密度表達，是E-選擇素識別的主要結(jié)構(gòu)，但與E-選擇素的親和力較低。Slea是slex的同分異構(gòu)體，常表達在某些腫瘤細胞上，可能與腫瘤的轉(zhuǎn)移有關(guān)。此外，E-選擇素的配體還有ESL-1(E-selectin ligand-1)、PSGL-1、CD43 等[7～9]。E-選擇素僅在內(nèi)皮細胞上表達。靜息時，內(nèi)皮細胞的含量甚微，當(dāng)內(nèi)皮細胞受炎性因子IL-1、TNF-α、細菌脂多糖 (LPS)以及AngII等刺激后，E-選擇素的表達大大增加，這種增加是由轉(zhuǎn)錄水平誘導(dǎo)的，轉(zhuǎn)錄抑制劑(如放線菌素O)或翻譯抑制劑(如環(huán)己酞亞胺)都會抑制E-選擇素的表達。體外內(nèi)皮細胞如臍靜脈內(nèi)皮細胞，經(jīng)TNF-α刺激后3～6 h，E-選擇素的表達至峰值，但即使是細胞因子繼續(xù)存在，10～12 h內(nèi)E-選擇素也會降至基底水平。經(jīng)研究證實，E-選擇素有介導(dǎo)活化內(nèi)皮細胞與中性粒細胞黏附作用，還能介導(dǎo)內(nèi)皮細胞與單核細胞、記憶T細胞、嗜酸及嗜堿性粒細胞、血液樹突狀淋巴細胞、前T細胞、成人T細胞性白血病細胞等的結(jié)合。E-選擇素介導(dǎo)的黏附作用既不依賴于白細胞的活化，也不需要白細胞整合素的參與。內(nèi)皮細胞上E-選擇素可錨定白細胞，繼而介導(dǎo)其活化，因而有助于白細胞穩(wěn)定地黏附于內(nèi)皮細胞，繼而遷移至血管外組織。

2 可溶性血管細胞黏附分子、可溶性E–選擇素的產(chǎn)生及在冠心病中的意義

可溶性血管細胞黏附分子1、可溶性E–選擇素是血管細胞黏附分子1、E–選擇素的可溶形式，在內(nèi)皮細胞表面激活后，血和培養(yǎng)的內(nèi)皮細胞上清液中均可發(fā)現(xiàn)有與細胞表面同型的蛋白分子。sVCAM-1、sE-selectin的產(chǎn)生有兩個途徑：（1）血管內(nèi)皮細胞、白細胞或其它多種細胞表面的黏附分子的胞外部分的酶性裂解，使得細胞外部分脫落進入血液循環(huán)。（2）也可由一些mRNA翻譯后產(chǎn)物不表達于細胞表面，而是直接分泌進入血液，成為另一來源。

冠狀動脈粥樣硬化的初始、發(fā)展和后來的斑塊糜爛和破裂、血栓并發(fā)癥的全部過程都有黏附分子的參與。sVCAM-1、sE-selectin分別與 VCAM-1、E-selectin功能相同，水平變化一致，由于技術(shù)原因，直接測定血管內(nèi)皮細胞表面上的E-選擇素比較困難,而sVCAM-1和sE-selectin的檢測方法簡便，最常用ELISA法。因此，血液中sVCAM-1、血清可溶性E-選擇素水平可以作為測定血管內(nèi)皮表達VCAM-1、E-選擇素的間接指標。

sVCAM-1相對分子量為80～90 kD，有6～7個細胞外Ig樣區(qū)，只有在病變形成伊始，或是出現(xiàn)血管痙攣、斑塊不穩(wěn)定等炎癥急劇變化時迅速而明顯增加，而且其上升的幅度與局部炎癥的嚴重情況及轉(zhuǎn)歸明顯相關(guān)，在局部病變消退至相對比較平穩(wěn)的時候，血中檢測不到sVCAM-1的升高。這與黏附分子膜分子在動脈硬化局部的變化一致[10]。Mulvihill等[11]研究中冠狀動脈內(nèi)采血樣與外周血樣的可溶性黏附分子的濃度一致。說明在一個短暫的平衡過程后，外周血中的sVCAM-1水平可以反應(yīng)炎癥局部的嚴重程度。sVCAM-1在正常個體卻無明顯的差異性。但在已確診為冠心病的患者，排除其他因素后，穩(wěn)定型心絞痛患者sVCAM-1水平與正常對照組無明顯差別，也不能反應(yīng)冠狀動脈病變（由冠狀動脈造影判斷）的嚴重性[12]。對于sVCAM-1與急性冠狀動脈綜合征的關(guān)系，Mulvihill等發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定型心絞痛和非q波心肌梗死患者sVCAM-1明顯高于穩(wěn)定型心絞痛患者，且維持達6個月之久，6個月后至1年內(nèi)逐漸下降至接近正常人水平[11]。田敏等[13]研究認為，sVCAM-1的升高與發(fā)病6個月后再發(fā)生心血管惡性事件明顯相關(guān)，sVCAM-1可以很好地預(yù)測將來發(fā)生嚴重心血管事件的危險性。胡東達等[14]研究發(fā)現(xiàn)AMI患者溶栓再通24 h后，血清VCAM-1、E-選擇素和ICAM-1水平顯著降低（P均＜0.05）。有前瞻性研究發(fā)現(xiàn)[15]，VCAM-1是冠心病患者未來致命性心血管事件最強的獨立預(yù)測因子。

E-選擇素是選擇素家族的一員，是在炎癥過程中最初出現(xiàn)的黏附分子。E-選擇素的作用是減慢血流中的白細胞流動，使其滾動到血管內(nèi)皮表面，然后使整合素家族中的CD11/CD18與其配體細胞間黏附分子或E-選擇素結(jié)合，使白細胞緊密黏附于內(nèi)皮表面，并介導(dǎo)白細胞的滲出，而白細胞向血管內(nèi)皮的遷移黏附是動脈粥樣硬化的重要機制。有報道顯示，冠狀動脈粥樣硬化性心臟病患者血清可溶性E-選擇素表達增加，E-選擇素可能參與了該病的發(fā)病過程與冠狀動脈粥樣硬化的形成[15～16]。田乃亮等[17]研究發(fā)現(xiàn)冠心病sE-selectin顯著高于正常組，且不同類型的冠心病之間有顯著差異。其升高程度與冠脈病變程度有良好的相關(guān)性[18]。而呂邵華研究顯示急性心機梗死和不穩(wěn)定型心絞痛患者的血清可溶性E選擇素水平比較無明顯差別，但這兩組患者血清可溶性E-選擇素水平卻較穩(wěn)定型心絞痛和對照組明顯增高，而穩(wěn)定型心絞痛和正常對照組個體的血清可溶性E選擇素水平也相近[19]。孫麗等[20]認為外周血中可溶性E-選擇素的濃度在急性心梗、不穩(wěn)定性心絞痛和穩(wěn)定性心絞痛顯著高于對照組（P＜0.01），且急性心梗、不穩(wěn)定性心絞痛組顯著高于穩(wěn)定性心絞痛組（P＜0.01）。雖然各研究結(jié)果不完全相同，可能與樣本大小及選擇對象標準不同有關(guān)，但據(jù)統(tǒng)計E-選擇素診斷冠狀動脈粥樣硬化性心臟病的敏感度為74%、特異度為83%，提示患者血清可溶性E-選擇素水平增高，并反映病情嚴重程度，可作為可疑胸痛患者的輔助鑒別診斷手段。E-選擇素還在心肌缺血-再灌注損傷、心功能不全、經(jīng)皮腔內(nèi)冠狀動脈成形術(shù)（PTCA)后再狹窄發(fā)生發(fā)展過程中均起著重要的作用[21～22]。

3 國內(nèi)外的研究進展

自從1994年德國學(xué)者Wenzel等首先報道E-選擇素第4外顯子的561位A→C突變，并導(dǎo)致所編碼的第128位氨基酸由絲氨酸變成精氨酸，由此可能影響E-選擇素的生物學(xué)活性，可能與動脈粥樣硬化相關(guān)，對黏附分子基因多態(tài)性的研究成為當(dāng)今的熱點。研究發(fā)現(xiàn)黏附分子的基因多態(tài)性引起的氨基酸改變是早發(fā)嚴重AS高危因素。

人的E-選擇素基因位于第l號染色體長臂上，為一段長13 kb的DNA序列，含14個外顯子和13個內(nèi)含子。第4外顯子的561位A→C突變，導(dǎo)致所編碼的第128位氨基酸由絲氨酸變成精氨酸，第2外顯子存在G／T多態(tài)性，這兩種多態(tài)性可能影響E-選擇素基因表達和功能，并可能與心血管疾病尤其是冠狀動脈粥樣硬化性心臟病的發(fā)展有密切關(guān)系[23～24]。饒丹等[25]研究發(fā)現(xiàn)，中國漢族人群中存在E-selectin的A128C基因多態(tài)性，CHD患者CC+AC基因型頻率和C等位基因頻率較正常對照組顯著增高(P＜0.01)；而在CHD患者中，ACS患者與穩(wěn)定型冠心病患者CC+AC基因型頻率和C等位基因頻率也有顯著性差異(P＜0.05)，同時還發(fā)現(xiàn)E-selectin的A128C基因多態(tài)性與CHD的易患性有相關(guān)性，CC+AC基因型CHD患ACS的風(fēng)險約是AA基因型的3.257倍，CC+AC基因型患冠心病的風(fēng)險是AA基因型的5.843倍。可見E-selectin基因A128C多態(tài)性可能與冠心病的發(fā)生、發(fā)展及該疾病的嚴重程度相關(guān)，因此通過檢測基因型，可以篩查冠心病的易患人群和冠心病患者中的高危人群，這對早發(fā)現(xiàn)和及時預(yù)防有重要意義[25～26]。曾志為等[27]分析總體樣本中E-選擇素各基因型與血脂水平的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，AC/CC、GT基因型較AA及GG基因型血清總膽固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白膽固醇水平有增高趨勢，但差異無顯著性意義(P＞0.05)。胡恒亮等[28]研究結(jié)果顯示E-選擇素Sl28R基因多態(tài)性與吸煙在冠心病的發(fā)生中有交互作用，吸煙且SR+RR基因型患冠心病的危險性明顯增加。而對于VCAM-1基因的多態(tài)性國內(nèi)外很少有相關(guān)研究。

深入研究這種細胞間及細胞與細胞基質(zhì)間相互作用的分子機理，有助于進一步明確冠心病的發(fā)生、發(fā)展機制，利用這一機制研制出針對黏附分子作用的各種制劑，如抗各種黏附分子的單克隆抗體，或進行基因治療，將在冠心病的診斷、預(yù)防和治療方面具有廣泛的臨床前景。

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