周方元綜述 李 艷審校
乳脂肪球表皮生長(zhǎng)因子Ⅷ(Milk Fat Globule-epidermal Growth Factor-like-facter ⅤⅠⅠⅠ,MFG-E8),又稱乳凝集素或p47、SED1等,是由John等[1]于1990年首先克隆的一種小鼠乳腺上皮細(xì)胞蛋白。MFG-E8作為體內(nèi)病理生理反應(yīng)的調(diào)節(jié)劑,參與炎癥、免疫、細(xì)胞凋亡、增殖及腫瘤發(fā)生發(fā)展等多種過程,尤其對(duì)炎癥反應(yīng)有著重要的拮抗作用。冠心病(Coronary Heart Disease,CHD)是一種慢性炎癥性疾病,炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡可增加其動(dòng)脈粥樣硬化(Atherosclerosis,AS)斑塊形成速度和不穩(wěn)定性[2,3]。MFG-E8在 CHD中的作用及其機(jī)制受到基礎(chǔ)和臨床研究的廣泛重視,相關(guān)報(bào)道較多,本文簡(jiǎn)要綜述如下。
MFG-E8N末端含有一個(gè)可以引導(dǎo)其跨膜轉(zhuǎn)移的信號(hào)肽序列,其后為兩個(gè)類表皮生長(zhǎng)因子(Epidermal Growth Factor,EGF)結(jié)構(gòu)域,第二個(gè)類EGF結(jié)構(gòu)域含有一個(gè)高度保守的精氨酸-精氨酸-天冬氨酸(RGD)基序,用以識(shí)別吞噬細(xì)胞膜上的整合素αvβ3和αvβ5;其C末端含有兩個(gè)與凝血因子Ⅴ/Ⅷ同源性達(dá)70%的C樣結(jié)構(gòu)域,可以結(jié)合磷脂酰絲氨酸(Phosphatidylserine,PS)位點(diǎn)來綁定凋亡細(xì)胞,以此介導(dǎo)吞噬細(xì)胞清除凋亡細(xì)胞,控制各種炎癥性疾病的進(jìn)展[4]。此外,MFG-E8有長(zhǎng)型(66KDa)及短型(53KDa)兩種亞型,兩者的主要差別在于長(zhǎng)型的第二個(gè)類EGF結(jié)構(gòu)域與第一個(gè)C樣結(jié)構(gòu)域之間插入了一段富含脯氨酸/蘇氨酸(P/T)的重復(fù)序列(圖1)。在人體及大多數(shù)動(dòng)物體內(nèi)主要是短型,大鼠及小鼠雖然兩者皆有,但其長(zhǎng)型具有組織和時(shí)間特異性,主要在孕期和哺乳晚期表達(dá)[5]。
圖1 MFG-E8基本結(jié)構(gòu)以及長(zhǎng)型(上)和短型(下)差別示意圖
MFG-E8最初在乳脂肪球表面被發(fā)現(xiàn),但在隨后近10年的研究中發(fā)現(xiàn),MFG-E8可在不同組織和細(xì)胞中廣泛表達(dá)。Ait-Qufella等[6]研究表明,去除骨髓源性 MFG-E8小鼠,其白介素-10(ⅠL-10)的合成減少而干擾素合成增多,進(jìn)而導(dǎo)致凋亡物質(zhì)大量積累,使AS進(jìn)程加快。較多研究證實(shí)MFG-E8在內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞等與CHD有關(guān)的細(xì)胞中都廣泛表達(dá)[7-9],進(jìn)一步提示其參與AS形成的全過程。MFG-E8在胚胎成纖維細(xì)胞系NⅠH/3T3、單核細(xì)胞巨噬細(xì)胞J774A.1等細(xì)胞系中不表達(dá)。
在不同病理狀態(tài)下,MFG-E8具有表達(dá)差異。例如在皮膚壓瘡缺血再灌注損傷時(shí),MFG-E8首先于缺血期在真皮層高表達(dá),而在再灌注后表達(dá)量顯著下降[10]。機(jī)體發(fā)生腫瘤時(shí),腫瘤細(xì)胞中 MFG-E8持續(xù)高表達(dá)[11]。在不同炎癥分期階段,MFG-E8表達(dá)水平也有差異。急性炎癥初期MFG-E8表達(dá)上調(diào),而在慢性炎癥或急性炎癥加重后MFG-E8表達(dá)則下調(diào)[12],這可能與體內(nèi)炎癥對(duì)巨噬細(xì)胞的影響及自身的病理生理改變有關(guān)。AS晚期患者 MFG-E8表達(dá)水平較正常人群明顯下降[13],而AS早期 MFG-E8的表達(dá)水平還未見報(bào)道,這可能與AS早期的炎癥狀態(tài)難以衡量,且斑塊處于初級(jí)形成階段,MFG-E8表達(dá)水平存在較大差異有關(guān)。
目前,CHD的明確診斷主要依靠冠狀動(dòng)脈造影,對(duì)其早期診斷仍然缺乏有效方法和指標(biāo)。有研究利用ELⅠSA檢測(cè)發(fā)現(xiàn)CHD患者血清MFG-E8水平較健康人群顯著降低,且急性心肌梗死(Acute Myocardial Ⅰnfarction,AMⅠ)患者更低于穩(wěn)定性心絞痛者[13];動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也表明,合并心血管疾病的2型糖尿?。═ype 2Diabetes Mellitus,T2DM)小鼠血清MFG-E8水平低于未合并心血管疾病小鼠[14],提示低水平血清MFG-E8可能增加心血管疾病,包括CHD的風(fēng)險(xiǎn),因而早期檢測(cè)該指標(biāo)或可用于診斷CHD,以及評(píng)估CHD的嚴(yán)重程度。
MFG-E8促進(jìn)組織碎片清除的作用主要包括以下兩方面:一是MFG-E8作為橋梁分子介導(dǎo)巨噬細(xì)胞吞噬凋亡細(xì)胞。凋亡細(xì)胞最主要的特征之一是PS位點(diǎn)外翻,傳達(dá)一種所謂“吃我”信號(hào),吸引 MFG-E8C末端的第二個(gè)C樣結(jié)構(gòu)域與其結(jié)合,而N末端的RGD基序則連接巨噬細(xì)胞表面的整合素αvβ3和αvβ5,改變整合素構(gòu)象,激活CrkⅠⅠ-DOCK180-Rac1通路,活化Rac1蛋白,引起巨噬細(xì)胞骨架重組而轉(zhuǎn)化為可以吞噬凋亡細(xì)胞的形態(tài)[7,15];同時(shí) MFG-E8分子的第一個(gè)C樣結(jié)構(gòu)域還可以介導(dǎo)其自身與膠原蛋白結(jié)合形成復(fù)合物,使巨噬細(xì)胞可以直接吞噬該復(fù)合物[16],該功能不涉及RGD基序及整合素,MFG-E8也未介導(dǎo)凋亡細(xì)胞的清除,但確實(shí)減輕了膠原蛋白的積累,其具體機(jī)制尚待進(jìn)一步探討。組織碎片的積累是AS形成的主要因素,MFG-E8可以通過加速清除凋亡內(nèi)皮細(xì)胞、膠原蛋白、微泡等,發(fā)揮預(yù)防或干預(yù)AS的效應(yīng)。
MFG-E8具有間接和直接抗炎作用。間接作用表現(xiàn)為MFG-E8在促進(jìn)凋亡細(xì)胞被吞噬時(shí),觸發(fā)機(jī)體的免疫耐受,不但減少促炎因子,包括腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白介素-6(ⅠL-6)等的產(chǎn)生,同時(shí)增加抗炎細(xì)胞因子ⅠL-10的合成。此調(diào)節(jié)過程是由過氧化物酶體增生物激活受體D型(PPARD)介導(dǎo),而且介導(dǎo)過程還可以反過來刺激 MFG-E8的表達(dá),使之形成良性循環(huán)[17];另有細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證實(shí),重組人 MFG-E8預(yù)處理的巨噬細(xì)胞與凋亡細(xì)胞共培養(yǎng),能顯著降低由脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)、p38MAPK、細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2(ERK1/2)的磷酸化及活化,從而減少促炎因子的釋放[18]。表明 MFG-E8可間接抗炎。
MFG-E8的直接抗炎作用可以不依賴于凋亡細(xì)胞的清除,而是通過與能誘發(fā)炎性因子競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合整合素αvβ3來完成。例如晚期炎性介質(zhì)高遷移率族蛋白B1(HMGB1)在缺血性心臟病中不僅介導(dǎo)心臟損傷,且引起巨噬細(xì)胞功能受損;MFG-E8可競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合 HMGB1受體αvβ3使其失效,從而改善炎癥狀態(tài)并恢復(fù)巨噬細(xì)胞功能[19]。MFG-E8拮抗炎癥反應(yīng)的作用為慢性炎癥性疾病CHD以及其它炎癥性疾病的治療提供了新方向。
MFG-E8具有維持血管完整性的作用。血管內(nèi)皮損傷被認(rèn)為是CHD的始動(dòng)因素,預(yù)防和修復(fù)血管內(nèi)皮,對(duì)防治CHD具有重要意義。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(ⅤEGF)是促進(jìn)血管新生的主要因子,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,MFG-E8可能參與ⅤEGF受體介導(dǎo)的蛋白激酶B(PKB)磷酸化過程而促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng),而MFG-E8缺陷小鼠的PKB未能有效活化,從而缺失相應(yīng)作用[20]。因此,MFG-E8對(duì)于血管壁損傷的修復(fù)具有重要作用。
研究發(fā)現(xiàn),增殖型血管平滑肌細(xì)胞大量合成MFG-E8,靜止型血管平滑肌細(xì)胞的MFG-E8基因被抑制而不表達(dá)MFG-E8。血管平滑肌細(xì)胞在AS斑塊形成過程中轉(zhuǎn)化為增殖合成表型后,大量分泌多種血管活性物質(zhì)、生長(zhǎng)因子等,使自身增殖、遷移、侵襲,從而加速AS斑塊的形成,而且血管平滑肌細(xì)胞自身的凋亡也能促進(jìn)AS的發(fā)展[21]。MFG-E8在AS過程中表現(xiàn)出兩面性,一方面可以通過其清除能力,加速凋亡平滑肌細(xì)胞的清除,減緩或遏制AS進(jìn)程;另一方面,MFG-E8可能介導(dǎo)血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)和單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)通路,增強(qiáng)平滑肌細(xì)胞的侵襲能力,使之在血管壁堆積,導(dǎo)致血管壁增厚[22]。
MFG-E8作為一種混合型分泌蛋白,在人體組織內(nèi)廣泛表達(dá),且在CHD發(fā)生發(fā)展的不同階段發(fā)揮著重要作用。其可在體外檢測(cè),方法便捷、微創(chuàng),耗時(shí)短,MFG-E8水平降低對(duì)CHD診斷和預(yù)后評(píng)估具有一定的潛在價(jià)值。同時(shí),MFG-E8的多種功能,如延緩AS斑塊形成,促進(jìn)血管內(nèi)皮再生等,預(yù)示其對(duì)CHD有潛在治療作用。但目前對(duì)MFGE8的研究還存在不足,例如缺乏多中心大樣本的血清學(xué)水平論證,缺乏檢測(cè)方法和結(jié)果的金標(biāo)準(zhǔn),難以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化分析。隨著研究的深入展開,MFG-E8的實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)和臨床應(yīng)用前景定能得到進(jìn)一步拓展。