MFG-E8與冠心病的關(guān)系研究進(jìn)展

王迪，韋傳東

(桂林醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院檢驗科，廣西 桂林 541001)

冠心病是冠狀動脈粥樣硬化導(dǎo)致血管管腔狹窄或阻塞引起的心肌缺血缺氧或壞死，是最常見的心腦血管疾病之一[1-2]。流行病學(xué)調(diào)查顯示，我國居民冠心病的患病率為10.2‰，且發(fā)病年齡趨于年輕化，占心臟病死亡人數(shù)的1/3[3]。為了降低冠心病的發(fā)病率和病死率，在冠心病發(fā)生的早期尋找到一個特異性高、準(zhǔn)確率強(qiáng)的標(biāo)志物，為醫(yī)師在發(fā)病早期及時做出判斷，制定合適的治療方案提供參考，是目前冠心病治療和預(yù)防的主要切入點[4]。作為一種糖蛋白，乳脂球表皮生長因子8(milk fat globule epidermal growth factor 8，MFG-E8)是分布于乳汁中脂肪小球外表面的一種血管衰老標(biāo)志物，MFG-E8作為巨噬細(xì)胞和凋亡細(xì)胞之間的橋梁，通過影響血管內(nèi)皮的發(fā)生、血管平滑肌的移行、增殖以及激活抗凋亡途徑等促進(jìn)血管壁發(fā)育和血管重建[5-6]。MFG-E8與凝血因子Ⅷ功能相似的結(jié)構(gòu)域是MFG-E8發(fā)揮效應(yīng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，在多種生物衰老動脈內(nèi)及肌肉組織的轉(zhuǎn)錄和翻譯水平大幅增加，與多種疾病發(fā)生、發(fā)展過程有關(guān)，尤其與炎癥及損傷性疾病關(guān)系密切[7]。研究證實，編碼MFG-E8的基因定位于人第15號染色體長臂上，除了在乳腺上皮細(xì)胞中表達(dá)外，內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞和附睪上皮細(xì)胞中也有MFG-E8的表達(dá)[8-9]。有關(guān)血清MFG-E8表達(dá)與冠心病發(fā)生、發(fā)展關(guān)聯(lián)的研究仍較少?，F(xiàn)就MFG-E8與冠心病關(guān)系的研究進(jìn)展予以綜述。

1 MFG-E8的分子結(jié)構(gòu)與功能

1.1MFG-E8的分子結(jié)構(gòu) MFG-E8是由巨噬細(xì)胞與樹突狀細(xì)胞合成分泌的磷脂酰絲氨酸與整聯(lián)蛋白結(jié)合的糖蛋白，作為鑲嵌在乳脂肪球膜表面的外周糖蛋白，MFG-E8最早在哺乳動物乳液和上皮細(xì)胞被發(fā)現(xiàn)[10]。MFG-E8有分子量分別為53 000和66 000兩種亞型，在人類中表達(dá)的MFG-E8長約53 000，是一種糖蛋白，能夠裂解信號肽，在蛋白質(zhì)成熟中發(fā)揮著重要的作用[11]。MFG-E8的N端是由2個類表皮生長因子(epidermal growth factor，EGF)構(gòu)成的重復(fù)序列，有1個精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序列位于第2個EGF上，精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序列能夠與位于細(xì)胞表面的整聯(lián)蛋白二聚體結(jié)合，介導(dǎo)整合素受體v3、v5相關(guān)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，促進(jìn)細(xì)胞與細(xì)胞之間的黏附、增殖、分化及凋亡[12-13]。MFG-E8的C端包含2個酪氨酸激酶受體結(jié)構(gòu)域，MFG-E8分子的兩端依靠1個二硫鍵連接，對MFG-E8的晶體結(jié)構(gòu)分析顯示，MFG-E8具有1個與凝血因子Ⅷ功能相似的結(jié)構(gòu)域，2個結(jié)構(gòu)域具有一定的同源性，選擇性非共價結(jié)合帶陰離子的氨基磷脂，因此可結(jié)合細(xì)胞膜的陰離子磷脂雙層，但是MFG-E8分子與凝血因子Ⅷ有1個氨基酸存在差異，使MFG-E8對細(xì)胞膜上的磷脂酰絲氨酸的親和力顯著高于凝血因子，而磷脂酰絲氨酸在細(xì)胞對胞內(nèi)外刺激的應(yīng)答過程中發(fā)揮重要作用[14-15]。

1.2MFG-E8的分布 早期研究顯示，MFG-E8存在于精子、附睪上皮、血管平滑肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和腸黏膜固有層的巨噬細(xì)胞、動脈血管內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞及胰腺細(xì)胞[16]。最新研究發(fā)現(xiàn)，MFG-E8幾乎表達(dá)于所有器官或組織，但表達(dá)水平存在差異，如乳腺、淋巴結(jié)、腦、脾和肺等組織的MFG-E8水平顯著高于腸道和肝臟[17]。MFG-E8在大鼠和小鼠體內(nèi)還存在亞型的時空差異，MFG-E8的53 000亞型表達(dá)于許多組織中，MFG-E8的66 000主要表達(dá)于孕晚期及哺乳期的乳腺[8]。

1.3MFG-E8的功能 MFG-E8具有介導(dǎo)精-卵結(jié)合、增強(qiáng)吞噬清除凋亡細(xì)胞黏附、腸上皮細(xì)胞的維持與修復(fù)、促進(jìn)樹突狀細(xì)胞的外泌體功能、促進(jìn)乳腺分支形態(tài)發(fā)生、促進(jìn)附睪上皮細(xì)胞的維持和促進(jìn)血管形成等功能。在健康人的循環(huán)系統(tǒng)中可見MFG-E8的表達(dá)，如表達(dá)于健康人脈管系統(tǒng)的MFG-E8可促使血管平滑肌細(xì)胞和上皮細(xì)胞的增殖、移行及血管新生[11]。MFG-E8能夠激活胞內(nèi)信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)過程與黏著蛋白的集合[18]。因此，MFG-E8能夠在血管發(fā)生中發(fā)揮作用，也能夠借助激活抗凋亡信號通路完成血管發(fā)生。在構(gòu)建局部缺血的動物模型中，MFG-E8是前血管原性血管內(nèi)皮生長因子下游信號的效應(yīng)因子[19]。對此信號通路的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，MFG-E8能夠促進(jìn)蛋白激酶B磷酸化進(jìn)程，而磷酸化的蛋白激酶B激活了構(gòu)成血管細(xì)胞的分化與增殖[6]。在MFG-E8的C端存在酪氨酸激酶受體的結(jié)構(gòu)域，與磷脂具有特異結(jié)合的功能，凋亡的淋巴細(xì)胞被吞噬細(xì)胞吞噬后，吞噬細(xì)胞能夠分泌MFG-E8[19]。這時MFG-E8 C端的酪氨酸激酶受體結(jié)構(gòu)域與磷脂酰絲氨酸結(jié)合，凋亡淋巴細(xì)胞表面暴露出磷脂酰乙醇胺殘基，位于MFG-E8 N端的精氨酸-甘氨酸-天門冬氨酸序列結(jié)合表達(dá)吞噬細(xì)胞表面上調(diào)的整合蛋白，通過該途徑MFG-E8鏈接了吞噬細(xì)胞與凋亡淋巴細(xì)胞，進(jìn)一步加強(qiáng)了吞噬細(xì)胞吞噬清除凋亡細(xì)胞的性能，發(fā)揮維持人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的作用[20]。構(gòu)建MFG-E8小鼠模型，當(dāng)小鼠體內(nèi)缺乏MFG-E8時，被激活的巨噬細(xì)胞吞噬凋亡細(xì)胞的能力降低，而這種小鼠飼養(yǎng)至成年，能夠引起諸多自身免疫性疾病[21]。類似的研究也顯示，與野生型動物相比，缺乏分泌MFG-E8動物的活化腹膜巨噬細(xì)胞吞噬凋亡細(xì)胞的功能減弱，MFG-E8缺乏的成年動物表現(xiàn)出脾臟增大、血清抗DNA及抗核蛋白抗體增多、循環(huán)抗體在腎內(nèi)免疫沉積引起腎小球腎炎及脾臟增大等自身免疫的特征[22]。研究表明，MFG-E8表達(dá)與動脈粥樣硬化患者體內(nèi)凋亡細(xì)胞的碎片清除能力緊密關(guān)聯(lián)，這些凋亡過程中產(chǎn)生的碎片能否得到及時有效的清除與人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的維持、抗炎信號通路的激活密切相關(guān)，例如，MFG-E8激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子信號通路，可促使巨噬細(xì)胞被活化，從而發(fā)生抗炎作用[23]。誘導(dǎo)缺乏MFG-E8的小鼠形成動脈粥樣硬化，小鼠凋亡細(xì)胞的吞噬作用顯著降低，發(fā)生動脈粥樣硬化的病變部位顯著擴(kuò)大[24]。除了動脈粥樣硬化外，在阿爾茨海默病的發(fā)生、發(fā)展中，MFG-E8也參與凋亡細(xì)胞的清除過程，當(dāng)MFG-E8表達(dá)不足或水平較低，凋亡細(xì)胞難以及時清除時，大量的凋亡細(xì)胞堆積在腦內(nèi)，誘發(fā)了阿爾茨海默病的產(chǎn)生和惡化[25]。

2 MFG-E8與冠心病的關(guān)系

2.1冠心病的發(fā)病機(jī)制 在心血管疾病中，以冠心病的發(fā)生為主要代表。冠心病發(fā)病原因在于負(fù)責(zé)供給心肌血液的冠狀動脈發(fā)生了粥樣硬化，導(dǎo)致冠狀動脈的管壁變狹窄，心肌沒有足夠血液的覆蓋。根據(jù)發(fā)病形式，冠心病又可分為急性心肌梗死、不穩(wěn)定型心絞痛和穩(wěn)定型心絞痛等多種形式，其中急性心肌梗死是冠心病最緊急的類型，具有發(fā)病兇險和致死率高的特點[26]。

2.2MFG-E8與冠心病的關(guān)系 MFG-E8水平與冠心病的發(fā)病是近年來研究的熱點。冠心病是由冠狀動脈狹窄致使心肌供血不足引發(fā)的心肌功能障礙，多見于中老年人。隨著物質(zhì)水平的提升、工作節(jié)奏的加快，冠心病的發(fā)生表現(xiàn)出年輕化的趨勢，與疾病發(fā)生密切相關(guān)的危險因素也在不斷增多，尤其是一些潛在的因素(如職業(yè)壓力、人的性格等)[27]。隨著冠心病病變程度的加重，MFG-E8水平逐漸降低，且與冠狀動脈 Genesini積分呈負(fù)相關(guān)，與斑塊穩(wěn)定性呈正相關(guān)，因而外周血MFG-E8水平可反映冠心病的病變嚴(yán)重程度，可用作診斷和評估冠心病的預(yù)后指標(biāo)[24]。研究顯示，生理狀態(tài)下，MFG-E8不僅參與血管平滑肌細(xì)胞的侵襲，也參與受損血管內(nèi)皮細(xì)胞的修復(fù)過程，冠心病患者體內(nèi)存在大量的凋亡細(xì)胞堆積及炎癥反應(yīng)，與MFG-E8水平降低或功能降低有關(guān)[28]。類似的研究結(jié)果也可見于急性肺損傷與結(jié)腸炎等急性損傷性疾病[29-32]。MFG-E8在冠心病中的作用可以表現(xiàn)在以下幾個方面。

2.2.1清除凋亡細(xì)胞 在冠心病的發(fā)展過程中，MFG-E8負(fù)責(zé)清除凋亡細(xì)胞與失去功能的膠原蛋白，參與平滑肌細(xì)胞遷移的介導(dǎo)，激活并促使巨噬細(xì)胞發(fā)生表型轉(zhuǎn)化[33]，這些生理活動會導(dǎo)致大量消耗細(xì)胞合成分泌MFG-E8。缺血再灌注模型的MFG-E8表達(dá)降低，右股靜脈導(dǎo)管給予外源性補(bǔ)充MFG-E8可降低髓過氧化物酶的活性，減輕腦損傷程度，降低梗死面積，可能與蛋白酶體活化相關(guān)，但外源性MFG-E8在改善缺血再灌注的功能作用能否持久仍存在疑問[34]。胃腸缺血再灌注損傷小鼠模型也顯示，MFG-E8可通過清除凋亡細(xì)胞、減輕炎癥反應(yīng)、降低或抑制炎癥因子的表達(dá)和釋放、抑制中性粒細(xì)胞浸潤、促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞移行等途徑修復(fù)受損組織，保護(hù)腸道屏障功能，降低活化形式胱天蛋白酶3及Bax的表達(dá)，升高Bcl-2的表達(dá)[35]；該研究進(jìn)一步證實，MFG-E8具有明確的清除凋亡細(xì)胞的功能，但過表達(dá)的MFG-E8也可導(dǎo)致免疫異常，如過量的MFG-E8可與吞噬細(xì)胞及凋亡細(xì)胞結(jié)合，破壞了兩細(xì)胞間的MFG-E8橋連作用，導(dǎo)致吞噬障礙[36]，這樣也就能解釋MFG-E8盡管可增強(qiáng)吞噬作用，但MFG-E8表達(dá)增高，其吞噬作用并不呈劑量依賴性增高的趨勢。

2.2.2抑制炎癥反應(yīng) MFG-E8能夠借助調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮生長因子的合成與分泌來調(diào)節(jié)新生血管的生成，當(dāng)原有的血管內(nèi)皮細(xì)胞受到損傷后，MFG-E8的合成量顯著降低，當(dāng)機(jī)體內(nèi)的MFG-E8處于較低水平時，對炎癥損傷的修復(fù)能力以及對凋亡細(xì)胞的清除能力顯著降低[11]。小鼠動物模型研究也表明，抑制小鼠體內(nèi)的MFG-F8合成，結(jié)果使得小鼠血管內(nèi)的脂質(zhì)與細(xì)胞碎片大量聚集，腫瘤壞死因子、白細(xì)胞介素-6和白細(xì)胞介素-10水平升高，炎癥環(huán)境的刺激下可發(fā)生繼發(fā)性壞死，使得血管粥樣硬化的病程加快，而外源性補(bǔ)充 MFG-E8可以通過上調(diào)蛋白偶聯(lián)受體激酶2和下調(diào)趨化因子受體2的表達(dá)，減少中性粒細(xì)胞浸潤，減輕損傷，改善缺血組織的修復(fù)，加速組織再生[37]。相關(guān)性分析也顯示，外周血MFG-E8水平與患者的心臟功能障礙和重塑的嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)，敲除MFG-E8基因的小鼠盡管心臟功能正常，但這類小鼠接受主動脈束帶手術(shù)后，可加劇心肌細(xì)胞的肥大，收縮功能存在障礙，心肌纖維化明顯，此時給予小鼠外源性補(bǔ)充MFG-E8，可顯著改善主動脈條帶誘導(dǎo)的心臟肥大[38]。類似研究也顯示，敲除MFG-E8基因的急性心肌梗死小鼠的炎癥反應(yīng)增強(qiáng)，存活率降低，給予MFG-E8補(bǔ)償，可顯著改善和恢復(fù)急性心肌梗死小鼠的心臟功能及形態(tài)[28]?？梢?，作為一種抑制炎癥反應(yīng)的因子，MFG-E8起防御炎癥反應(yīng)的作用，可保護(hù)心肌炎癥反應(yīng)。

2.2.3保護(hù)血管 MFG-E8可維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定和抗炎通路的激活，MFG-E8通過與其受體整合素v3結(jié)合，競爭性抑制骨橋蛋白介導(dǎo)的核因子κB信號通路，也可能是通過上調(diào)過氧化物酶體增殖物激活受體γ發(fā)揮抗炎作用，清除動脈粥樣硬化患者體內(nèi)凋亡細(xì)胞碎片與致病性斑塊[39]。通過構(gòu)建MFG-E8缺陷型動脈粥樣硬化小鼠模型發(fā)現(xiàn)，MFG-E8缺乏可上調(diào) Bcl-2，導(dǎo)致凋亡細(xì)胞的清除能力顯著減弱，引起病變部位凋亡細(xì)胞顯著增多，增加動脈粥樣硬化病變面積約70%；進(jìn)一步檢測冠狀動脈粥樣硬化斑塊的蛋白質(zhì)組學(xué)分析顯示，MFG-E8參與了動脈粥樣硬化的發(fā)生、發(fā)展過程[23-24]。

2.2.4誘導(dǎo)信號 動脈壁的糖基化或非糖基化的MFG-E8水平隨年齡增長逐漸升高，兩者呈正相關(guān)，在非靈長類動物也存在類似的關(guān)系，可能與血管緊張素Ⅱ(angiotensin Ⅱ，AngⅡ)信號系統(tǒng)激活機(jī)制和巨噬細(xì)胞活化分泌機(jī)制相關(guān)[21]。AngⅡ信號系統(tǒng)激活機(jī)制在于衰老的血管壁內(nèi)(衰老血管表現(xiàn)為管腔增大、血管壁增厚、內(nèi)皮細(xì)胞功能紊亂和血管硬度增加等) AngⅡ信號系統(tǒng)增強(qiáng)，AngⅡ誘導(dǎo)血管平滑肌細(xì)胞分泌MFG-E8，隨著年齡增長，血管壁內(nèi)Ang信號系統(tǒng)活性增強(qiáng)，AngⅡ和AngⅡ受體增加，因而血管平滑肌細(xì)胞分泌 MFG-E8也增加；而巨噬細(xì)胞活化分泌機(jī)制在于隨著年齡增長，機(jī)體內(nèi)炎癥因子分泌呈漸進(jìn)性增高，炎癥因子激活的巨噬細(xì)胞數(shù)目也增多，炎癥刺激活化的巨噬細(xì)胞和未成熟的樹突狀細(xì)胞通過分泌MFG-E8以反饋性地應(yīng)對炎癥反應(yīng)，這也間接解釋了MFG-E8增高參與了衰老機(jī)體的慢性炎癥反應(yīng)過程，MFG-E8降低則打破了衰老機(jī)體的平衡，導(dǎo)致冠心病[11]。

3 小 結(jié)

冠心病的病因在于負(fù)責(zé)供給心肌血液的冠狀動脈發(fā)生了粥樣硬化，嚴(yán)重者具有發(fā)病兇險和致死率高的特點。為減少冠心病發(fā)病和及早評估疾病的風(fēng)險，需要對一些標(biāo)志物進(jìn)行監(jiān)控。作為一種多結(jié)構(gòu)域的蛋白，MFG-E8可介導(dǎo)不同類型細(xì)胞間的作用，MFG-F8能夠通過抗炎和抗凋亡對冠心病的發(fā)生起到保護(hù)作用。隨著冠心病病變程度的加重，MFG-E8水平逐漸降低，且與冠狀動脈Genesini積分呈負(fù)相關(guān)，與斑塊穩(wěn)定性呈正相關(guān)。外周血MFG-E8水平可反映冠心病的病變嚴(yán)重程度，可通過檢測血清MFG-F8水平評估冠心病患者的嚴(yán)重程度及預(yù)后。