胞葬作用對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化影響的研究進(jìn)展

楊復(fù)唐 廖明芳 曲樂豐

當(dāng)前以卒中為代表的心血管疾病已成為中國(guó)居民的首要死亡原因［1］。動(dòng)脈粥樣硬化是卒中發(fā)生的病理基礎(chǔ)，血管內(nèi)破碎的粥樣斑塊是導(dǎo)致卒中發(fā)生的直接原因［2］。動(dòng)脈粥樣斑塊發(fā)生破裂源于粥樣斑塊穩(wěn)定性降低。因此，研究粥樣斑塊穩(wěn)定性的影響因素、尋找調(diào)節(jié)斑塊穩(wěn)定性的分子機(jī)制對(duì)于診治動(dòng)脈粥樣硬化，以及預(yù)防卒中發(fā)生具有重要意義。粥樣斑塊主要由壞死核心和纖維帽構(gòu)成，其穩(wěn)定性由這兩者動(dòng)態(tài)平衡決定，在纖維帽較厚而壞死核心較小時(shí)，粥樣斑塊穩(wěn)定性較強(qiáng)；反之則其穩(wěn)定性下降。在進(jìn)展期的斑塊中，由凋亡細(xì)胞及其碎片聚集產(chǎn)生的壞死核心增大是導(dǎo)致斑塊發(fā)生破裂的重要病理基礎(chǔ)［3］，能否及時(shí)有效地清除凋亡細(xì)胞成為維持粥樣斑塊穩(wěn)定的關(guān)鍵。

胞葬作用（efferocytosis）是機(jī)體內(nèi)一種吞噬細(xì)胞清除程序性死亡細(xì)胞的生理過程［4］。efferocytosis一詞源于希臘語(yǔ)，意為將死尸帶到墳?zāi)?。在生理狀態(tài)下，健康人體內(nèi)每秒都有數(shù)以百萬計(jì)的細(xì)胞發(fā)生以凋亡為代表的細(xì)胞程序性死亡［5］，這種程序性死亡是機(jī)體維持正常功能的主要手段［4］。胞葬作用通過清除程序性死亡細(xì)胞，避免死亡細(xì)胞聚集和壞死成分釋放，維持機(jī)體內(nèi)穩(wěn)態(tài)［6］。粥樣斑塊中的胞葬作用能夠抑制凋亡細(xì)胞發(fā)生二次壞死，縮小壞死核心面積，是斑塊穩(wěn)定性的保護(hù)因素。

1 胞葬作用概述

胞葬作用是由吞噬細(xì)胞與凋亡細(xì)胞協(xié)同完成的細(xì)胞功能。其起始于細(xì)胞凋亡后釋放出“找到我”（find me）的信號(hào)分子，包括直接的配體分子如溶血磷脂酰膽堿、1-磷酸鞘氨醇等，以及間接的信號(hào)分子如CX3CL1蛋白［7］等。吞噬細(xì)胞接收到“找到我”的信號(hào)后，其表面的吞噬受體如Mer酪氨酸蛋白激酶受體（Mertk）［7］、低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白1（LRP1）［7］、清道夫受體1（SRB1）［8］等可直接與凋亡細(xì)胞表面的“吃掉我”（eat me）信號(hào)分子如磷脂酰絲氨酸、氧化磷脂［9］、鈣網(wǎng)蛋白［10］等相連，同時(shí)也可由細(xì)胞外的橋接分子如乳脂球樣表皮生長(zhǎng)因子8（Mf ge8）［11］、血清補(bǔ)體 C1q［12］、轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶TG2［13］、人生長(zhǎng)停滯特異性蛋白6（GAS6）［14］等將吞噬細(xì)胞與凋亡細(xì)胞相連，隨后激活吞噬細(xì)胞的吞噬功能，吞噬細(xì)胞的表面分子如磷脂酰絲氨酸、氧化磷脂［9］等結(jié)合凋亡細(xì)胞，完成對(duì)凋亡細(xì)胞的清除。整個(gè)過程從凋亡細(xì)胞釋放“找到我”信號(hào)分子，到橋接分子將吞噬細(xì)胞與凋亡細(xì)胞相連，凋亡細(xì)胞釋放“吃掉我”信號(hào)分子與吞噬細(xì)胞表面吞噬受體連接，最終由吞噬細(xì)胞清除凋亡細(xì)胞。這一過程中有眾多信號(hào)分子參與調(diào)控，以確保能夠及時(shí)清除凋亡細(xì)胞而不損傷正常組織［15］。凋亡細(xì)胞表面表達(dá)和釋放的信號(hào)分子決定了該細(xì)胞是否會(huì)被吞噬細(xì)胞標(biāo)記為待清除細(xì)胞，并被吞噬細(xì)胞清除，這些信號(hào)分子和細(xì)胞外的胞葬橋接分子也成為調(diào)節(jié)胞葬作用能力的關(guān)鍵［3，16］。目前對(duì)人類動(dòng)脈粥樣硬化斑塊標(biāo)本的分析和動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)均證實(shí)，有效的胞葬作用對(duì)清除斑塊內(nèi)壞死物質(zhì)，抑制動(dòng)脈粥樣斑塊增長(zhǎng)和提高斑塊穩(wěn)定性有著不可替代的作用［17］。

2 胞葬作用受損對(duì)動(dòng)脈粥樣斑塊的影響

在正常情況下，細(xì)胞凋亡后會(huì)迅速被識(shí)別清除，這一過程在數(shù)分鐘內(nèi)即可完成［15］。在代謝較快的組織（如胸腺、骨髓等）中，采用末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶（Td T）標(biāo)記法可尋獲的凋亡小體極少［18］。而個(gè)別凋亡小體可見的研究［18］發(fā)現(xiàn)，凋亡小體通常在吞噬細(xì)胞附近，這種共定位的現(xiàn)象說明胞葬過程正在進(jìn)行中。已有研究［3］證實(shí)，粥樣斑塊內(nèi)胞葬效果僅相當(dāng)于機(jī)體其他部分胞葬效果的5%；亦有研究［19］證實(shí)，粥樣斑塊發(fā)展至晚期，斑塊內(nèi)胞葬功能會(huì)受損。

胞葬功能受損對(duì)粥樣斑塊的影響可體現(xiàn)在以下3方面：①胞葬受損導(dǎo)致更多巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為泡沫細(xì)胞。在正常的胞葬過程中，由于細(xì)胞本身無法代謝脂質(zhì)，吞噬細(xì)胞在吞噬凋亡細(xì)胞后可將吞入的脂質(zhì)逆向轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞外，從而維持吞噬細(xì)胞的正常功能并繼續(xù)起到胞葬作用［20］。而在胞葬作用受損的情況下，吞噬細(xì)胞向細(xì)胞外轉(zhuǎn)運(yùn)脂質(zhì)的通路受到抑制，導(dǎo)致吞噬了凋亡細(xì)胞的吞噬細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榕菽?xì)胞，加速泡沫細(xì)胞的形成［17］。②胞葬受損抑制吞噬細(xì)胞功能。在正常的胞葬作用中，吞噬細(xì)胞在吞噬凋亡細(xì)胞后會(huì)分泌IL-10、TGF-β等［21］信號(hào)分子，避免炎癥因子進(jìn)一步聚集，將炎性反應(yīng)控制在合理范圍之內(nèi)。胞葬作用可促進(jìn)吞噬細(xì)胞對(duì)凋亡細(xì)胞內(nèi)氧化性脂蛋白等各種有害因子的耐受能力［22］，避免吞噬細(xì)胞受損。在胞葬功能受損時(shí)，吞噬時(shí)引發(fā)大量炎性反應(yīng)，但吞噬細(xì)胞本身無法處理吞入的有害因子，進(jìn)而導(dǎo)致吞噬細(xì)胞功能減退。③胞葬受損導(dǎo)致凋亡細(xì)胞內(nèi)抑制斑塊穩(wěn)定的細(xì)胞因子釋放。在正常情況下，凋亡細(xì)胞會(huì)在細(xì)胞膜破損、細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)外泄前被吞噬細(xì)胞迅速清除，這一機(jī)制確保凋亡細(xì)胞不會(huì)引發(fā)相關(guān)的免疫反應(yīng)［4］。在胞葬功能受損時(shí)，凋亡細(xì)胞的細(xì)胞膜受損可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的大量因子釋放至細(xì)胞外［23］，其中包括可促進(jìn)斑塊內(nèi)血管形成的斑塊去穩(wěn)定蛋白酶和血栓形成組織因子，這些因子均會(huì)導(dǎo)致粥樣斑塊穩(wěn)定性降低。

3 動(dòng)脈粥樣硬化引起胞葬能力受損的原因

目前對(duì)于動(dòng)脈粥樣斑塊內(nèi)胞葬能力受損的原因尚無定論。根據(jù)Thorp等［6］提出的猜想，動(dòng)脈粥樣斑塊內(nèi)壞死物質(zhì)聚集的可能原因有3個(gè)：①斑塊內(nèi)出現(xiàn)大量凋亡；②斑塊內(nèi)巨噬細(xì)胞吞噬能力下降；③凋亡的血管細(xì)胞的可吞噬性降低。針對(duì)這一猜想，研究者為探究胞葬能力受損的原因進(jìn)行了大量的研究。

在正常情況下，斑塊內(nèi)的程序性死亡細(xì)胞會(huì)多于正常組織［24］，但大量實(shí)驗(yàn)均說明巨噬細(xì)胞的胞葬能力應(yīng)足以迅速、完全地清除凋亡細(xì)胞［15］。在早期的動(dòng)脈粥樣斑塊中，巨噬細(xì)胞的凋亡能夠在一定程度上防止斑塊的增大并提高斑塊的穩(wěn)定性［25］。而 Clar ke等［26］的研究證實(shí)，在正常血管組織內(nèi)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡并不會(huì)引起不良后果，而在晚期的動(dòng)脈粥樣斑塊內(nèi)進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn)則會(huì)導(dǎo)致斑塊穩(wěn)定性降低。因此，大量的細(xì)胞凋亡并非壞死物質(zhì)在血管壁聚集的原因。

眾多研究結(jié)果表明，在動(dòng)脈粥樣硬化的病理?xiàng)l件下，吞噬細(xì)胞的工作效率有所下降，比如巨噬細(xì)胞的極化更傾向于促炎的M1型細(xì)胞，這使吞噬能力較強(qiáng)的 M2型細(xì)胞比例減少［27］；樹突狀細(xì)胞在動(dòng)脈粥樣硬化的條件下吞噬能力也有所降低［28］；血管平滑肌細(xì)胞在接觸氧化性脂質(zhì)后會(huì)喪失吞噬能力［26］。上述結(jié)果表明，在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中，吞噬細(xì)胞的絕對(duì)數(shù)量減少且吞噬能力下降。

與機(jī)體其他組織的凋亡細(xì)胞相比，斑塊內(nèi)凋亡的平滑肌細(xì)胞被吞噬細(xì)胞識(shí)別且吞噬的能力下降明顯。分析其主要原因如下。①患者本身的基因型易感動(dòng)脈粥樣硬化，如對(duì)遺傳性冠狀動(dòng)脈粥樣硬化患者的全基因組分析發(fā)現(xiàn)，其高致病性的等位基因可下降胞葬作用中重要的“吃掉我”信號(hào)分子鈣網(wǎng)蛋白的表達(dá)水平［29］，這將導(dǎo)致大量凋亡的平滑肌細(xì)胞逃逸胞葬過程進(jìn)而引起粥樣斑塊增大。②斑塊內(nèi)的炎性反應(yīng)環(huán)境會(huì)影響胞葬相關(guān)信號(hào)分子的表達(dá)水平，如動(dòng)脈粥樣斑塊中的TNF-α表達(dá)水平較高，其可上調(diào)胞葬作用“別吃我”分子白細(xì)胞分化抗原47（CD47）的表達(dá)水平［30］，而炎性反應(yīng)相關(guān)的toll樣受體信號(hào)會(huì)下調(diào)“吃掉我”受體配體Mf ge8的表達(dá)水平［11］，并抑制“吃掉我”受體配體Mert k和LRP1等的活性［7］。胞葬能力下降導(dǎo)致的炎性反應(yīng)物質(zhì)不斷累積，進(jìn)一步影響了這些信號(hào)分子的表達(dá)并抑制胞葬作用［15］，從而形成惡性循環(huán)。③斑塊內(nèi)的氧化性低密度脂蛋白可直接導(dǎo)致斑塊內(nèi)凋亡細(xì)胞的可吞噬性降低［3］，如氧化性低密度脂蛋白可促進(jìn)凋亡細(xì)胞分泌自身抗體，這些抗體能夠覆蓋凋亡細(xì)胞表面的“吃掉我”受體配體［31］；此外，氧化性低密度脂蛋白亦可競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合SRB1［8］，使凋亡細(xì)胞難以被清除。

總之，動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)胞葬作用下降主要是由吞噬細(xì)胞的吞噬水平降低和胞葬相關(guān)信號(hào)分子紊亂所致，而其他諸如遺傳、免疫和炎性反應(yīng)等方面的因素也值得學(xué)者作進(jìn)一步的研究。

4 胞葬作用在動(dòng)脈粥樣硬化診療中的應(yīng)用前景

通過促進(jìn)胞葬作用治療動(dòng)脈粥樣硬化的機(jī)制主要是增加促胞葬作用分子的分泌［32］和改進(jìn)吞噬細(xì)胞的吞噬能力［33］。調(diào)節(jié)胞葬相關(guān)信號(hào)分子的研究［30］如CD47抗體對(duì)CD47抑制效果的結(jié)果顯示，CD47抗體療法在一些情況下會(huì)引起噬紅細(xì)胞作用和貧血發(fā)生，該不良反應(yīng)可通過調(diào)整劑量來避免。如何在提高凋亡細(xì)胞被吞噬細(xì)胞識(shí)別并清除的同時(shí)，避免正常細(xì)胞被誤傷依然是此類治療方法需要關(guān)注的問題。藥物涂層支架和納米技術(shù)靶向治療能夠直接在病變部位給藥以避免對(duì)健康組織造成損傷，可能是一個(gè)有效的解決方案。而提高吞噬細(xì)胞吞噬能力的研究則主要針對(duì)如何使巨噬細(xì)胞向抑炎型的M2型轉(zhuǎn)化，如肝臟X受體（LXR）的特異性激動(dòng)劑nagilactone B就能夠促進(jìn)巨噬細(xì)胞的M2型極化并促進(jìn)胞葬作用，減少斑塊的形成和縮小其壞死核心的面積［34］。上述研究均證實(shí)，增強(qiáng)胞葬作用在抑制動(dòng)脈粥樣硬化和提高斑塊穩(wěn)定性方面具有積極的意義。

因平滑肌細(xì)胞來源的巨噬細(xì)胞的信號(hào)通路與經(jīng)典巨噬細(xì)胞不同，針對(duì)其在胞葬中作用的研究可能會(huì)發(fā)現(xiàn)新的治療方法。動(dòng)脈粥樣硬化與腫瘤發(fā)病機(jī)制的相關(guān)性目前也得到了研究者們的重視，將腫瘤免疫相關(guān)的治療方法應(yīng)用于增強(qiáng)動(dòng)脈粥樣硬化中的胞葬作用將是重要的研究方向。此外，吸煙、高脂血癥和血管血流的剪切力等傳統(tǒng)的動(dòng)脈粥樣硬化高危因素可抑制胞葬作用［35］，而經(jīng)典的抗動(dòng)脈粥樣硬化藥物如他汀類藥物和一些非甾體類過氧化物酶體增殖物受體（PPAR）γ激動(dòng)劑可增強(qiáng)斑塊內(nèi)的胞葬作用［35］。因此，對(duì)于傳統(tǒng)高危因素的防控和對(duì)經(jīng)典藥物的老藥新用均可增強(qiáng)粥樣斑塊中的胞葬作用。

綜上所述，胞葬作用在動(dòng)脈粥樣硬化中的重要病理意義已得到學(xué)術(shù)界的認(rèn)可，相信隨著相關(guān)研究的進(jìn)一步深入，以增強(qiáng)胞葬作用為目標(biāo)的新療法將會(huì)不斷涌現(xiàn)，為動(dòng)脈粥樣硬化患者的診治提供幫助。