HSP60與動(dòng)脈粥樣硬化關(guān)系的研究進(jìn)展

滕萍萍，郝春艷

1.山西醫(yī)科大學(xué)(太原 030001)；2.山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院

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HSP60與動(dòng)脈粥樣硬化關(guān)系的研究進(jìn)展

滕萍萍1，郝春艷2

1.山西醫(yī)科大學(xué)(太原 030001)；2.山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院

摘要：動(dòng)脈粥樣硬化(AS)是一種慢性的、多種因素共同作用的疾病。它起始于青少年時(shí)期，隨著年齡增長(zhǎng)、疾病發(fā)展，可有多種臨床表現(xiàn)如冠心病、腦梗死、間歇性跛行甚至死亡。近三四十年，炎癥機(jī)制成為AS研究的熱點(diǎn)。關(guān)于AS早期病變的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究都表明：動(dòng)脈分叉處T細(xì)胞在動(dòng)脈內(nèi)膜的聚集是AS發(fā)生的始動(dòng)環(huán)節(jié)。當(dāng)人感染或接種細(xì)菌產(chǎn)生的熱休克蛋白60(HSP60)時(shí)會(huì)產(chǎn)生細(xì)胞免疫和體液免疫。原核生物和真核生物的HSP60具有高度的同源性，當(dāng)危險(xiǎn)因素作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞時(shí)，機(jī)體產(chǎn)生的保護(hù)性免疫反應(yīng)可能導(dǎo)致AS。

關(guān)鍵詞：動(dòng)脈粥樣硬化；免疫；炎癥；熱休克蛋白60；早期病變

進(jìn)入21世紀(jì)以來，動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)性心血管疾病已成為嚴(yán)重危害人類健康的第一位殺手[1]。目前，有關(guān)AS的發(fā)病機(jī)制尚未完全清楚。近三四十年，炎癥機(jī)制成為AS研究的熱點(diǎn)[2]，大多數(shù)關(guān)于AS免疫炎癥機(jī)制的研究都是在晚期、典型病變斑塊的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。本研究主要敘述AS早期病變，并研究其致病過程。

1免疫炎癥與動(dòng)脈粥樣硬化

許多年以前，AS被認(rèn)為僅僅是脂質(zhì)在動(dòng)脈壁的沉積。1922年，第一次提出AS是一種自身免疫性疾病，此后大量的實(shí)驗(yàn)研究表明單核、巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞等，特別是T淋巴細(xì)胞參與了AS的發(fā)生、發(fā)展。故現(xiàn)在許多學(xué)者開始把AS視為一種慢性炎癥反應(yīng)或自身免疫性疾病[3-4]。考慮AS為自身免疫性疾病，基于以下4點(diǎn)：①許多AS病人的血脂水平是正常的，也就是說，高血脂并不是AS唯一的或者是最重要的危險(xiǎn)因素[5]。②類似于朗格漢姆細(xì)胞的血管相關(guān)樹突細(xì)胞網(wǎng)，出現(xiàn)于AS其他炎癥-單核細(xì)胞浸潤(rùn)之前。③在易出現(xiàn)AS病變的部位，T細(xì)胞在動(dòng)脈內(nèi)膜的浸潤(rùn)出現(xiàn)在單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞聚集之前[6]。④AS病人，血脂在正常水平時(shí)，炎癥因子[如C反應(yīng)蛋白(CRP)]與動(dòng)脈內(nèi)膜厚度有關(guān)。對(duì)于這些病人，抗感染治療能夠取得很好的療效。AS主要發(fā)生在動(dòng)脈分叉處或彎曲的特殊部位，這些部位血流動(dòng)力學(xué)的改變影響內(nèi)皮細(xì)胞信號(hào)的傳導(dǎo)、基因的表達(dá)，形成促炎癥釋放的環(huán)境，引起少量的淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞的浸潤(rùn)和定植于內(nèi)膜的血管相關(guān)樹突細(xì)胞(VADCs)的聚集。關(guān)于AS早期病變的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究都表明：T細(xì)胞的浸潤(rùn)發(fā)生在脂質(zhì)沉積和巨噬細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞聚集之前。傳統(tǒng)危險(xiǎn)因素(如吸煙、高血壓、高血脂、代謝綜合著征和感染)作用于血管內(nèi)皮引起內(nèi)皮細(xì)胞熱休克蛋白(heat shock protein，HSP)60高表達(dá)，進(jìn)而引起T細(xì)胞的浸潤(rùn)[3，6]。

2HSP60與動(dòng)脈粥樣硬化

2.1HSP60的功能熱休克蛋白(heat shock protein，HSP)是生物體對(duì)外界刺激發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生的應(yīng)激蛋白，進(jìn)化上高度保守，具有抗原性可被免疫系統(tǒng)視為外源分子，它是由Ritossa在1962年從熱處理果蠅唾液腺巨復(fù)合染色體中首先發(fā)現(xiàn)的[7]。研究發(fā)現(xiàn)HSP家族，特別是HSP60參與AS及其他免疫炎性疾病的發(fā)生過程。

由于人HSP60與微生物HSP60在結(jié)構(gòu)上的高度同源性，機(jī)體對(duì)兩者存在交叉免疫反應(yīng)。HSP60在生理狀態(tài)下主要協(xié)助細(xì)胞多肽或蛋白質(zhì)正確轉(zhuǎn)運(yùn)、折疊和裝配。在應(yīng)激狀態(tài)下HSP60過度表達(dá)或異位表達(dá)，可作為一種自身抗原被免疫系統(tǒng)識(shí)別，激發(fā)機(jī)體免疫應(yīng)答或作為一種信號(hào)分子在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中起作用。HSP60可特異性結(jié)合血管壁清道夫受體(SR)或Toll樣受體(TLR)，目前已知TLR1、TLR2和TLR4可參與人和大鼠動(dòng)脈粥樣硬化病變，最主要為TLR4[8]。TLR4與其配體結(jié)合后激活的信號(hào)通路有2種：一是MyD88依賴途徑，通過激活白細(xì)胞介素(IL)-1受體相關(guān)激酶，繼而激活NF-κB通路； 二是MyD88非依賴途徑，通過TRIF的調(diào)節(jié)來激活I(lǐng)κB激酶(IKK)、NF-κB和干擾素調(diào)節(jié)因子-3(IRF-3)，促使炎癥反應(yīng)發(fā)生。

2.2HSP60與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)HSP60是目前動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究唯一證明具有致AS作用HSP[3]。目前AS的動(dòng)物模型并不多，常用的為低密度脂蛋白(LDL)或ApoE基因敲除的高脂血癥小鼠模型。目前研究常用的mHSP65為細(xì)菌產(chǎn)生的HSP60的另一種表達(dá)形式[8]。給予正常血脂的家兔mHSP65誘導(dǎo)免疫反應(yīng)可成功建立AS模型。給予家兔mHSP65誘導(dǎo)免疫反應(yīng)的同時(shí)給予高脂飲食可顯著增加其AS的效應(yīng)。給予T細(xì)胞缺陷的家兔mHSP65誘導(dǎo)免疫反應(yīng)可顯著減輕AS的病變程度。高脂血癥LDL-基因敲除小鼠與淋巴細(xì)胞基因敲除小鼠雜交得到的后代，早期病變范圍減少了54%，說明淋巴細(xì)胞在早期AS病變中起非常重要的作用。在小鼠或家兔模型中，給予靜脈注射細(xì)菌脂多糖來增加內(nèi)皮細(xì)胞壓力，可導(dǎo)致易發(fā)生AS病變的易損部位(如動(dòng)脈分叉處)內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子和HSP60的高表達(dá)[9]。

一項(xiàng)關(guān)于AS可逆性的實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)觀察32周發(fā)現(xiàn)：正常血脂家兔給予正常飲食、mHSP65誘導(dǎo)免疫反應(yīng)，在去除mHSP65誘導(dǎo)免疫反應(yīng)后AS病變減輕了；而給予mHSP65誘導(dǎo)免疫反應(yīng)、高脂飲食的家兔在去除mHSP65誘導(dǎo)免疫反應(yīng)后AS病變?nèi)暂^前加重了。因此，在去除危險(xiǎn)因素后(上述實(shí)驗(yàn)指高脂血癥)，AS早期的免疫炎癥反應(yīng)階段是可逆的[3]。

2.3HSP60與體外培養(yǎng)為了研究在AS危險(xiǎn)因素誘導(dǎo)下HSP60表達(dá)的分子機(jī)制，必須進(jìn)行內(nèi)皮細(xì)胞的體外培養(yǎng)。HSP60細(xì)胞核內(nèi)編碼，線粒體表達(dá)。在危險(xiǎn)因素刺激下，培養(yǎng)基上層可見內(nèi)皮細(xì)胞分泌的可溶性HSP60。在壓力作用下，內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)的HSP60轉(zhuǎn)運(yùn)到胞漿，進(jìn)而轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞表面。細(xì)胞表面的HSP60作為自身抗HSP60免疫反應(yīng)的危險(xiǎn)信號(hào)，可以通過補(bǔ)體介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用或抗體介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用被抗HSP60抗體溶解[10]。HSP60的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑可以通過細(xì)胞代謝的標(biāo)志物、免疫熒光顯像技術(shù)、原子力顯微技術(shù)觀察到。

體外培養(yǎng)同樣證實(shí)，在AS傳統(tǒng)的危險(xiǎn)因素作用下，內(nèi)皮細(xì)胞同時(shí)表達(dá)HSP60和黏附分子。體外培養(yǎng)的動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞比靜脈內(nèi)皮細(xì)胞更易受危險(xiǎn)因素的影響。這提供了動(dòng)脈易患部位的先決條件。吸煙和肺炎衣原體的感染是影響AS內(nèi)皮細(xì)胞HSP60和黏附分子高表達(dá)的兩個(gè)重要危險(xiǎn)因素[11]。通過體外培養(yǎng)，可以將AS傳統(tǒng)危險(xiǎn)因素按照對(duì)內(nèi)皮壓力的作用的大小，由大到小排序如下：肺炎衣原體感染和吸煙、高血壓、其他感染、氧自由基增多、氧化的LDL、特殊的藥物，如環(huán)保菌素A；糖基化終產(chǎn)物[3]。

2.4HSP60與臨床研究近十年，血液中可溶性HSP60的水平或抗HSP60抗體水平作為AS發(fā)展的預(yù)測(cè)指標(biāo)引起廣泛關(guān)注。一項(xiàng)納入826例個(gè)體的大樣本研究發(fā)現(xiàn)，高水平的血清可溶性HSP60與頸動(dòng)脈斑塊有關(guān)，且與動(dòng)脈內(nèi)-中膜厚度(IMT)具有相關(guān)性。Bruneck研究是一項(xiàng)關(guān)于AS防治的前瞻性研究，開始于1990年，現(xiàn)在仍在進(jìn)行。這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)可將HSP60抗體作為AS發(fā)病率和死亡率的預(yù)測(cè)因子；血清可溶性HSP60水平與AS的嚴(yán)重程度有關(guān)。在長(zhǎng)期的隨訪中，還發(fā)現(xiàn)在青年男性人群中，血T細(xì)胞對(duì)HSP60的反應(yīng)性與動(dòng)脈IMT具有相關(guān)性，在50歲～69歲人群中，無此相關(guān)性[12]。這提示在AS的早期階段，HSP60引起細(xì)胞免疫的重要作用。一項(xiàng)對(duì)750例病人的研究發(fā)現(xiàn)，HSP60抗體滴度可以預(yù)測(cè)5年死亡率[13]。Zhang等[14]在中國(guó)進(jìn)行的一項(xiàng)大樣本的病例對(duì)照研究發(fā)現(xiàn)，HSP60水平升高與冠心病的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)，還發(fā)現(xiàn)急性心肌梗死能引起HSP60的釋放。血清抗HSP60抗體濃度升高與冠心病的存在及嚴(yán)重程度有關(guān)。

2.5HSP60與疫苗近幾年，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究將HSP60作為自身抗原誘導(dǎo)黏膜的免疫耐受可以抑制AS的發(fā)展、減少AS斑塊[15]。Puijvelde 等研究發(fā)現(xiàn)給老鼠口服耐受誘導(dǎo)HSP60和HSP短肽，可致CD4+CD25+Foxp3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞數(shù)目增多，且頸動(dòng)脈斑塊體積減小約80%，主動(dòng)脈根部斑塊體積減小約27%[16]。對(duì)LDL-受體缺陷小鼠鼻飼和口服分枝桿菌HSP60，可以降低自身免疫反應(yīng)、升高IL-10、減少CD4 T細(xì)胞、減少巨噬細(xì)胞、縮小斑塊面積[17]。兔高脂飲食模型進(jìn)行鼻飼HSP60治療可有效地抑制AS。目前，對(duì)于防治人類自身免疫性疾病，口服耐受被認(rèn)識(shí)到是一種有效的誘導(dǎo)免疫耐受的重要方法。

2.6HSP60與分子影像非侵入型體內(nèi)顯像技術(shù)作為一項(xiàng)特殊的實(shí)驗(yàn)室檢查技術(shù)正在得到快速的發(fā)展。與AS有關(guān)的促炎癥因子和壓力蛋白被認(rèn)為是預(yù)測(cè)或診斷心血管疾病的生物標(biāo)志物。基于MRI 、CT、正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)、超聲等的分子顯像技術(shù)能夠精確地發(fā)現(xiàn)AS斑塊，觀察其形成過程及斑塊的穩(wěn)定性[18]。從小鼠體內(nèi)提取對(duì)真核細(xì)胞HSP60具有高度特異性的單克隆抗體進(jìn)行放射性同位素標(biāo)記。給予血脂正常的新西蘭大白兔靜脈注射脂多糖，形成內(nèi)皮細(xì)胞的高壓力。選取I124作為顯影劑。應(yīng)用分子顯像技術(shù)觀察動(dòng)物體內(nèi)HSP60的表達(dá)。靜脈注射I124標(biāo)記的HSP單克隆抗體或同類型的對(duì)照抗體后，利用PET- CT觀察壓力誘導(dǎo)的動(dòng)脈HSP表達(dá)，顯像的結(jié)果示：放射性同位素標(biāo)記的HSP單克隆抗體只在主動(dòng)脈表達(dá)，在腔靜脈無表達(dá)。這與體外動(dòng)脈行免疫組織化學(xué)和放射顯像技術(shù)觀察的結(jié)果相同。

3問題與展望

過去幾年國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)熱休克蛋白在AS中的作用進(jìn)行了許多研究，然而，還有許多懸而未決的問題，例如，誘導(dǎo)熱休克蛋白表達(dá)的分子機(jī)制是什么？刺激和誘導(dǎo)熱休克蛋白的信號(hào)轉(zhuǎn)通路是什么？對(duì)HSP引發(fā)自身免疫反應(yīng)的研究有助于人類抗脈粥樣硬化治療新方案的提出和實(shí)施。HSP60可以早期預(yù)防、診斷AS，并提供AS診斷和治療的新靶點(diǎn)。

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(本文編輯郭懷印)

(收稿日期：2015-10-19)

中圖分類號(hào)：R543.5R256.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10．3969/j．issn．1672-1349．2016．09．017

文章編號(hào)：1672-1349(2016)09-0978-03

通訊作者：郝春艷，E-mail：haochunyan68@126.com

基金項(xiàng)目：山西省衛(wèi)生廳科研課題項(xiàng)目(No.201301068)；山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院科研基金項(xiàng)目(No.YG1303)；2013年山西醫(yī)科大學(xué)博士啟動(dòng)基金項(xiàng)目資助