抑瘤素M的研究進(jìn)展

黃 旭，陳韻岱，曹 豐

(解放軍總醫(yī)院心血管內(nèi)科，北京 100853)

預(yù)防和治療心血管疾病盡管取得了重大進(jìn)步，但其仍然是全世界人口死亡的主要原因[1]。動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)是心血管疾病最常見的病因[2]，粥樣易損斑塊破裂是導(dǎo)致急性心肌梗死、心絞痛、卒中、外周血管病等的重要因素[3]。導(dǎo)致AS的危險因素包括高血脂、高血壓、肥胖和糖尿病，以及不良生活習(xí)慣如長期壓力大、吸煙等。目前研究人員認(rèn)為，AS發(fā)生的主要病理機(jī)制是慢性血管炎癥反應(yīng)、平滑肌細(xì)胞增殖與遷移、細(xì)胞凋亡及新血管形成等[4]，因此許多與炎癥相關(guān)的標(biāo)志物被作為監(jiān)測AS和心血管疾病風(fēng)險的新靶點[5]，其中白細(xì)胞介素6(interleukin-6,IL-6)家族被不斷深入地研究，抑瘤素M(oncostatin M， OSM)作為家族成員，在

AS發(fā)生中的作用逐漸受到重視。OSM是一種多肽細(xì)胞因子，分子結(jié)構(gòu)和功能與白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor, LIF)最相似，27%的序列是相同的[6]，最初通過佛波醇-12-肉豆蔻酸鹽-13-乙酸酯(phorbol-12-myristate-13-acetate,PMA)刺激人組織型淋巴瘤U937細(xì)胞系后，從上清液分離提取出來[7]，在體內(nèi)由巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、卡波西肉瘤細(xì)胞分泌[6]?，F(xiàn)已證實OSM除了在黑色素瘤、肝臟再生和慢性炎癥如風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、肺和皮膚炎癥疾病中具有生物效應(yīng)，在AS疾病中也發(fā)揮作用[8]。同時，OSM也可作為納米探針的靶向?qū)S易損斑塊進(jìn)行早期診斷和治療，本文對OSM在AS發(fā)生發(fā)展中的作用進(jìn)行了綜述。

1 AS病理機(jī)制

AS的發(fā)生發(fā)展是一個多因素參與的復(fù)雜炎癥過程[9]。積聚在內(nèi)皮下的脂蛋白尤其是低密度脂蛋白被氧化后，可誘發(fā)內(nèi)皮細(xì)胞損傷，激活內(nèi)皮細(xì)胞分泌炎癥介質(zhì)，炎癥介質(zhì)進(jìn)一步促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞分泌細(xì)胞活素和一些黏附分子。細(xì)胞活素和黏附分子可促進(jìn)白細(xì)胞如單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞等黏附到內(nèi)皮，增強血管內(nèi)皮的滲透性，使得低密度脂蛋白到達(dá)血管外，隨后白細(xì)胞由管腔運行到內(nèi)皮下。隨著損害加重，單核細(xì)胞分化的巨噬細(xì)胞攝取大量脂質(zhì)形成泡沫細(xì)胞，分泌血小板衍生生長因子(platelet derived growth factor，PDGF)和成纖維細(xì)胞生長因子(fibroblast growth factor，F(xiàn)GF)促進(jìn)平滑肌細(xì)胞遷移和增殖，還可促使平滑肌細(xì)胞表型轉(zhuǎn)換，由合成型轉(zhuǎn)換成分泌型。平滑肌細(xì)胞由中膜遷移到內(nèi)皮下吞噬脂質(zhì)，合成和分泌膠原纖維包裹脂質(zhì)，導(dǎo)致?lián)p傷部位擴(kuò)大和重構(gòu)。此外，被氧化的低密度脂蛋白還可使細(xì)胞和組織壞死，巨噬細(xì)胞可分泌細(xì)胞活素加重炎癥反應(yīng)，增強平滑肌細(xì)胞凋亡和基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMP)的活性，從而使斑塊不穩(wěn)定性增加。不穩(wěn)定斑塊破裂后，形成血栓的風(fēng)險大大增加[10-12]。

2 OSM基因和蛋白質(zhì)

OSM是分子量為28ku的分泌型糖蛋白單體，由4個α螺旋和3個反螺旋區(qū)構(gòu)成。人、牛、小鼠和大鼠的OSM基因已經(jīng)被克隆[13]，它與編碼LIF的基因位置極其相似，都位于22q12染色體上，編碼區(qū)包括3個外顯子和2個內(nèi)含子[14]。不同種屬的OSM肽鏈的氨基酸殘基數(shù)量不同。人源OSM多肽含252個氨基酸殘基，N-末端是由25個氨基酸殘基構(gòu)成的信號肽，C-末端由32個氨基酸殘基構(gòu)成，分別被蛋白水解酶和胰蛋白酶裂解后，成熟的OSM由195個氨基酸構(gòu)成[15]，含有兩個N-糖基化位點、一個O-糖基化位點和5個半胱氨酸殘基(cysteine,Cys)，分別位于C6、C49、C80、C27、C167位。其中C6～C127和C49～C167形成分子內(nèi)部的兩對二硫鍵，研究表明C49～C167對生物活性起重要作用，而另一個則沒有太大作用[6,16-18]。

3 OSM與受體

IL-6家族成員共用一個信號轉(zhuǎn)導(dǎo)體gp130，實際上gp130是受體的一個亞單位，所以它們的生物學(xué)效應(yīng)極為相似[19]。但OSM的受體除了含有g(shù)p130還有特異成分，與gp130低親和力結(jié)合，所以它既具有和IL-6家族成員相似的生物學(xué)功能，又有特異性。OSM受體有兩種類型，Ⅰ型受體是gp130和LIF 受體β亞單位組成的異源二聚體，Ⅱ型受體由gp130和OSM受體β亞單位組成，但OSM不和β亞單位特異性結(jié)合,而是低親和力結(jié)合gp130后結(jié)合β亞單位，這種結(jié)合可促使gp130和OSM受體β亞單位高親和力地結(jié)合為受體復(fù)合物[6,20]。人源OSM可與Ⅰ型和Ⅱ型受體結(jié)合，而小鼠OSM只與Ⅱ型受體特異結(jié)合[21]，人源OSM在鼠的體內(nèi)只和鼠的Ⅰ型受體結(jié)合，而不和Ⅱ型受體結(jié)合[6]。OSM受體β單位的存在使得OSM具有了其他IL-6家族成員不具有的特異性，研究表明它可促進(jìn)肺癌細(xì)胞生長和增殖、減少肥胖和攝食量、肝脂肪變性和胰島素抵抗等代謝性疾病，但可導(dǎo)致原發(fā)性皮膚淀粉樣病[22-25]。

4 OSM介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

OSM和受體結(jié)合后通過細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路發(fā)揮生物學(xué)作用，主要有兩條信號通路，一條是非受體酪氨酸激酶-信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子(just another kinase-signal transducer and activator transcription,JAK-STAT)信號通路，另一條是Ras-Raf-絲裂活化蛋白激酶(Ras-Raf-mitogen-activated protein kinases, Ras-Raf-MAPK)信號通路。(1)JAK-STAT信號通路： OSM和gp130/OSM受體β亞單位復(fù)合體結(jié)合后導(dǎo)致受體復(fù)合體二聚體化和相互磷酸化，激活JAK激酶，從而催化gp130胞漿區(qū)酪氨酸殘基磷酸化，后者使STAT被JAK激酶磷酸化，形成同源和異源二聚體。成為二聚體后的STAT易位到細(xì)胞核內(nèi)引發(fā)基因表達(dá)[26,27]。(2) Ras-Raf-MAPK信號通路：gp130酪氨酸殘基磷酸化后也可募集酪氨酸磷酸酶(protein tyrosine phosphatase，SHP2)，SHP2為接頭蛋白生長因子受體結(jié)合蛋白2(growth factor receptor-bound protein，Grb2)提供對接靶點，使Grb2連接SOS蛋白(son of sevenless,SOS)，復(fù)合物促進(jìn)Ras結(jié)合GTP從而激活Ras,啟動MAPK級聯(lián)反應(yīng)[27,28]

5 OSM的生理作用

OSM對于細(xì)胞分化、增殖、造血、免疫、炎癥網(wǎng)絡(luò)等都可發(fā)揮功效。如OSM是一種促進(jìn)肝再生因子，可促進(jìn)卵原細(xì)胞分化成肝細(xì)胞，發(fā)揮潛在治療作用。同時在肝細(xì)胞中可調(diào)節(jié)低密度脂蛋白受體(low density lipoprotein receptor，LDLR)，參與膽固醇代謝。它可調(diào)節(jié)鐵調(diào)素，減少血清鐵，從而誘發(fā)貧血；可調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)滑膜和軟骨的重構(gòu)，這可能和JAK-STAT通路和軟骨細(xì)胞的抗氧化應(yīng)激能力增加后減少其凋亡有關(guān)[29]。OSM可抑制黑色素瘤細(xì)胞、肺癌細(xì)胞、卡波西肉瘤細(xì)胞等多種癌細(xì)胞的生長。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，它可通過增強少突膠質(zhì)細(xì)胞前體的活性發(fā)揮修復(fù)作用[8]。

6 OSM與AS和心血管疾病

眾所周知，巨噬細(xì)胞在早期AS斑塊進(jìn)展和晚期斑塊破裂中都至關(guān)重要，是斑塊微環(huán)境中OSM的主要來源[8]。OSM通過刺激斑塊內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)黏附分子如P選擇素、L選擇素、血管細(xì)胞黏附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1),增強中性粒細(xì)胞對內(nèi)皮細(xì)胞的黏附。此外，OSM通過環(huán)氧合酶2(cycloxygenase-2，COX-2)和血管生成素2(angiopoietin-2)刺激斑塊內(nèi)微血管內(nèi)皮細(xì)胞的血管新生[30]。OSM與受體結(jié)合可激活JAK-STAT信號通路，促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞增殖、遷移、表型轉(zhuǎn)化和合成纖維連接蛋白(cellular fibronectin，cFN)。它還通過刺激MMP活性增加斑塊的不穩(wěn)定性[8,31,32]。OSM在心肌缺血和心室重構(gòu)中的作用很復(fù)雜，它通過刺激心肌細(xì)胞表達(dá)基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑-1(inhibitors of matrix metalloproteinase，IMMP-1)、基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1(stromal cell-derived factor-1，SDF-1)預(yù)防心肌梗死，但對擴(kuò)張性心肌病卻有害[33]。

7 展 望

總體來說，OSM是一種具有多種生物學(xué)作用的細(xì)胞因子，它可出現(xiàn)在AS早期，巨噬細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞分泌后刺激血管內(nèi)皮發(fā)生炎癥反應(yīng)，促進(jìn)血管新生、平滑肌細(xì)胞遷移和表型轉(zhuǎn)換。另外,已有文獻(xiàn)報道斑塊內(nèi)巨噬細(xì)胞高表達(dá)的骨橋蛋白(osteopontin,OPN)可以通過分子影像技術(shù)早期診斷斑塊[34],也許將來OSM也可作為分子靶向達(dá)到成像效果，進(jìn)而用于早期診斷AS。

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