胞葬作用與動脈粥樣硬化關(guān)系的研究進(jìn)展①

王建茹 朱明軍

(河南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院，鄭州 450000)

動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)是免疫系統(tǒng)參與的炎癥性血管性疾病，累及大中型動脈，是誘發(fā)多種心腦血管疾病重要的共同病理基礎(chǔ)[1-2]?！癊fferocytosis”源自希臘語“effere”，意為將尸體帶入墳?zāi)?，胞葬作用是生物學(xué)所描述的胞葬細(xì)胞(主要為巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞等)將程序性死亡細(xì)胞及時清除的過程[3-4]。研究認(rèn)為，巨噬細(xì)胞的胞葬作用功能障礙所導(dǎo)致的AS病變處凋亡細(xì)胞(apoptotic cell，ACs)聚集及繼發(fā)性壞死是不穩(wěn)定性斑塊形成和進(jìn)展的重要因素，而高效的巨噬細(xì)胞胞葬作用可減少ACs引發(fā)的繼發(fā)性壞死，抑制易損斑塊破潰及壞死核擴(kuò)大[5-6]。因此，增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的胞葬作用是有效干預(yù)AS進(jìn)展、減少AS相關(guān)性疾病誘導(dǎo)的不良血管事件發(fā)生的潛在靶點(diǎn)。本文就胞葬作用的過程、巨噬細(xì)胞胞葬作用功能障礙與AS的關(guān)系及其治療進(jìn)行綜述，旨在為AS相關(guān)心血管疾病防治提供新的依據(jù)。

1 胞葬作用的過程

人體內(nèi)每天都有數(shù)億個細(xì)胞發(fā)生凋亡，同時專職和非專職吞噬細(xì)胞快速高效地清除ACs以維持機(jī)體動態(tài)平衡。機(jī)體內(nèi)胞葬作用受尋我信號、食我信號、非食我信號等多種信號分子協(xié)同調(diào)控，其過程大致可分為4個階段(圖1)。第一階段，尋我信號的釋放和胞葬細(xì)胞的聚集。ACs釋放的尋我信號分子被胞葬細(xì)胞表面的同源受體識別，誘導(dǎo)胞葬細(xì)胞向ACs遷移和募集。目前已發(fā)現(xiàn)的尋我信號分子及其相關(guān)信號受體主要有4對，即1-磷酸鞘氨醇(S1P)與1-磷酸鞘氨醇受體1/5(S1PR1/5)；核苷酸(ATP和UTP)與嘌呤受體P2Y2；溶血磷脂酰膽堿(LPC)與G-蛋白偶聯(lián)受體G2A( G2A)；趨化因子CX3C配體1(CX3CL1)與趨化因子CX3C受體1(CX3CR1)[7]。第二階段，食我信號的暴露和識別。細(xì)胞程序性凋亡后，表面暴露食我信號，ACs表面有多種食我信號分子配體，其中磷脂酰絲氨酸(phosphatidylserine,PS)是最主要的信號分子，可直接與胞葬細(xì)胞表面的胞葬受體(食我信號分子受體)結(jié)合。調(diào)理素作為胞葬作用相關(guān)信號分子，其一端與ACs外化的PS結(jié)合，另一端與胞葬細(xì)胞表面的食我信號分子受體結(jié)合，介導(dǎo)胞葬作用過程在ACs與胞葬細(xì)胞間起橋梁分子作用。因此，胞葬細(xì)胞通過直接“配體-受體”結(jié)合形式和間接“配體-調(diào)理素-受體”結(jié)合形式完成對ACs的識別、捕獲。另外，以上2種結(jié)合形式還受非食我信號分子的負(fù)性調(diào)控，已發(fā)現(xiàn)的非食我信號分子有CD47、CD31、CD61、CD46，其中CD47最為重要，活細(xì)胞通過CD47-SIRPα的相互作用防止自身被胞葬細(xì)胞識別，發(fā)揮抑制胞葬作用功能，若ACs的CD47表達(dá)下調(diào)，抑制作用消失，有利于胞葬作用發(fā)揮[8-10]。第三階段，細(xì)胞骨架重組。胞葬受體識別ACs后，通過多種信號通路導(dǎo)致Rho家族小GTP酶激活，尤其是Rac-1、Cdc42、RhoA等，可協(xié)同促進(jìn)細(xì)胞骨架重組和“吞噬杯”形成，完成ACs內(nèi)吞[7,11-12]。第四階段，ACs的消化及胞葬作用后反應(yīng)。胞葬細(xì)胞吞噬ACs后形成胞吞囊泡(即吞噬小體)，隨后與初級溶酶體融合形成吞噬溶酶體，待吞噬溶酶體成熟后開始降解ACs，完成整個處理過程，同時釋放IL-10、TGF-β等抗炎細(xì)胞因子[7,11-12]。胞葬作用功能障礙無法及時清除ACs，將導(dǎo)致繼發(fā)性細(xì)胞壞死和促炎細(xì)胞因子釋放，介導(dǎo)包括AS在內(nèi)的多種免疫性疾病病理過程。

圖1 胞葬作用的4個階段[7]Fig.1 Four stages of efferocytosis[7]

2 巨噬細(xì)胞胞葬作用在AS病理過程中的作用

AS早期，在炎癥因子、氧化的脂質(zhì)和其他細(xì)胞毒性因子等因素的作用下，AS病變處多個病變細(xì)胞凋亡，巨噬細(xì)胞通過高效的胞葬作用可及時有效地清除病變處ACs，改變AS病變處細(xì)胞性質(zhì)和構(gòu)成，延緩AS進(jìn)展[13]。但隨著AS的發(fā)展，部分危險因素和促AS因子，如高遷移率族蛋白1(high mobility group box 1，HMGB1)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、氧化型低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein，ox-LDL)一方面可加速斑塊處產(chǎn)生更多ACs，另一方面損傷胞葬作用相關(guān)信號分子和非胞葬作用信號分子，進(jìn)一步導(dǎo)致胞葬作用功能障礙，致使ACs在斑塊處蓄積增多，引起繼發(fā)性細(xì)胞壞死，進(jìn)而形成明顯的壞死核，加劇AS進(jìn)展(圖2)[14-16]。人和小鼠AS病變組織學(xué)檢查結(jié)果顯示，AS斑塊處巨噬細(xì)胞胞葬作用損傷并伴有明顯的壞死核和薄的纖維帽形成，高效的胞葬作用可及時清除病變處沉積的ACs，防止ACs釋放炎癥和毒性分子及繼發(fā)性細(xì)胞壞死，從而減少不穩(wěn)定斑塊的形成和破裂[14，17-18]。綜上所述，巨噬細(xì)胞的胞葬作用可影響AS進(jìn)展，其功能受損是引起AS病變進(jìn)展并最終導(dǎo)致急性心血管事件的重要原因之一。

3 AS病理過程中巨噬細(xì)胞胞葬作用損傷機(jī)制

AS病理過程中，胞葬作用功能障礙的機(jī)制尚未闡明。THORP等[4]推測其原因可能為病變處大量細(xì)胞發(fā)生凋亡，可被胞葬細(xì)胞清除的ACs減少，巨噬細(xì)胞胞葬作用自身功能損傷。AS病變早期，巨噬細(xì)胞凋亡可在一定程度上削弱其致病作用，增強(qiáng)斑塊穩(wěn)定性；凋亡的平滑肌細(xì)胞對正常血管并無毒性作用，僅在斑塊發(fā)展晚期才具有促AS作用[19-20]。此外，胞葬作用又是受多種信號調(diào)控的高效吞噬過程，可及時處理ACs，因此，病變處大量細(xì)胞發(fā)生凋亡并不是胞葬作用功能障礙的主要因素。KOJIMA等[5]認(rèn)為AS病理過程中胞葬作用損傷的機(jī)制與以下3方面有關(guān)：①冠心病易患人群基因型差異，染色體9p21區(qū)域存在與冠心病相關(guān)的易感位點(diǎn)，攜帶9p21危險等位基因的人群AS斑塊內(nèi)低表達(dá)食我信號分子鈣網(wǎng)蛋白；②HMGB1、TNF-α、Toll樣受體4信號通路等炎癥信號可抑制胞葬作用相關(guān)信號分子表達(dá)；③病變處ox-LDL所誘發(fā)的系列反應(yīng)，包括與ACs競爭性識別胞葬作用相關(guān)信號分子，活化Toll樣受體4信號通路。

圖2 巨噬細(xì)胞胞葬作用功能障礙及其在AS病理過程中的作用Fig.2 Role of macrophage efferocytosis dysfunction in pathological process of AS

4 參與AS病理過程的巨噬細(xì)胞胞葬作用相關(guān)信號分子

胞葬作用信號分子具有豐余性，某個信號分子功能障礙僅能延緩胞葬作用，不能完全逃避胞葬作用，對于ACs的清除具有重要意義。AS病理過程中，某個胞葬作用相關(guān)信號分子受損足以導(dǎo)致壞死核的形成和AS進(jìn)展，而實(shí)際上往往是多個致病因素通過損害多個胞葬作用相關(guān)信號分子協(xié)同導(dǎo)致巨噬細(xì)胞胞葬作用功能障礙[6，8，18]。在參與胞葬作用過程的信號分子中，食我信號分子是最為關(guān)鍵的信號分子，其損傷對胞葬作用可產(chǎn)生至關(guān)重要的影響，加劇AS進(jìn)展[8]。目前，已發(fā)現(xiàn)AS病變處有多種胞葬作用相關(guān)信號分子參與，這些信號分子對維持高效的胞葬作用十分關(guān)鍵，另外，胞葬作用相關(guān)信號分子還可受其他非胞葬作用信號分子調(diào)控(表1)。

表1 參與AS病理過程并與胞葬作用相關(guān)的分子

5 胞葬作用的相關(guān)干預(yù)及治療研究

目前，研究者對通過干預(yù)胞葬作用防治AS的方法和藥物進(jìn)行了大量研究，但多數(shù)僅限于體內(nèi)外基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究，現(xiàn)總結(jié)如下。

5.1他汀類藥物 他汀類藥物為羥甲基戊二酸單酰輔酶A還原酶抑制劑，具有降脂、抗炎、免疫調(diào)節(jié)、抑制血小板活化、抑制類異戊二烯中間體生成、抑制小鳥苷三磷酸結(jié)合蛋白翻譯后的異戊烯化等作用[48-49]。研究顯示，他汀類藥物可增強(qiáng)肺泡巨噬細(xì)胞胞葬作用，可用于肺部疾病治療[50-51]。匹伐他汀抗AS的作用與其活化ERK5增強(qiáng)巨噬細(xì)胞胞葬作用有關(guān)[39,52]。辛伐他汀可改善LDLR-/-小鼠受損的脾臟巨噬細(xì)胞胞葬作用，其機(jī)制可能與其上調(diào)胞葬作用相關(guān)信號分子血小板反應(yīng)蛋白1表達(dá)有關(guān)[53]。

5.2胞葬作用相關(guān)信號分子的干預(yù)方法 研究發(fā)現(xiàn)，采用抗CD47抗體阻斷CD47后，幾種不同AS模型小鼠中受損的胞葬作用被逆轉(zhuǎn)，AS病理進(jìn)展得以緩解，表明針對CD47的抗體可能是一種新的治療AS相關(guān)性疾病的方法[35]。另外，TNF-α作為重要的促AS因子，可誘導(dǎo)細(xì)胞高表達(dá)CD47，破壞胞葬作用，而TNF-α拮抗劑英夫利昔單抗(infliximab)和依那西普(etanercept)可阻止TNF-α誘導(dǎo)的CD47高表達(dá)，因此，推測TNF-α拮抗劑可能通過阻斷AS病理過程中TNF-α表達(dá)恢復(fù)胞葬作用，發(fā)揮抗AS作用[35]。通過靶向細(xì)胞表面的PS增強(qiáng)胞葬作用治療AS等炎癥性疾病已成為潛在的治療策略[54]。S1P(ACs釋放的尋我信號分子)類似劑FTY720可限制LDLR-/-小鼠斑塊面積及壞死核形成，其作用機(jī)制與其促進(jìn)巨噬細(xì)胞的胞葬作用有關(guān)[55-56]。

5.3免疫耐受及干細(xì)胞療法 MUINDKUR等[57]發(fā)現(xiàn)ApoB和HSP60多肽組合物口服耐受具有延緩AS斑塊形成、穩(wěn)定成熟斑塊的功能，其作用機(jī)制可能與誘導(dǎo)抗原特異性調(diào)節(jié)T細(xì)胞反應(yīng)和食我信號分子MerTK表達(dá)、降低TNF-α分泌、促進(jìn)胞葬作用等有關(guān)。Ixmyelocel-T是源于患者自身骨髓細(xì)胞的特異性擴(kuò)增的多細(xì)胞療法，可能通過免疫調(diào)節(jié)、增強(qiáng)胞葬作用、清除修飾的膽固醇等穩(wěn)定AS斑塊或促進(jìn)斑塊消退，治療AS相關(guān)性疾病[58]。

5.4中醫(yī)中藥 目前，中醫(yī)藥通過干預(yù)胞葬作用發(fā)揮抗AS作用的相關(guān)研究較少。研究報道，具有益氣活血祛痰功效的中藥復(fù)方制劑冠心康可改善AS病理過程中受損的巨噬細(xì)胞胞葬作用，其機(jī)制可能與其上調(diào)巨噬細(xì)胞胞葬作用相關(guān)信號分子ProS、Axl、MerTK、血小板反應(yīng)蛋白1等表達(dá)有關(guān)[59-60]。

5.5其他 ?；o酶A:膽固醇?；D(zhuǎn)移酶抑制劑F1394和消退素D1可通過提高巨噬細(xì)胞胞葬作用延緩?fù)砥贏S病理進(jìn)展，為其治療AS相關(guān)疾病提供了依據(jù)[61]。CB2受體激動劑(JWH-133和HU-308)可通過活化MerTK、Tyro3和Axl增強(qiáng)泡沫化巨噬細(xì)胞的胞葬作用，為促進(jìn)AS斑塊的穩(wěn)定性提供新的方法和思路[62]。

6 討論

目前，AS的發(fā)病機(jī)制尚未闡明，僅從脂質(zhì)浸潤、內(nèi)皮損傷、動脈平滑肌細(xì)胞增殖或突變、慢性炎癥、單核巨噬細(xì)胞作用等不同角度和層次對AS的發(fā)病機(jī)制進(jìn)行了闡述[2]。參與AS病變過程的細(xì)胞類型較多，如巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞等，其中巨噬細(xì)胞功能障礙一直是AS研究重點(diǎn)，普遍認(rèn)為巨噬細(xì)胞胞葬作用功能障礙可在一定程度上加劇AS進(jìn)展?，F(xiàn)階段，關(guān)于胞葬作用功能障礙參與AS病理過程的相關(guān)研究還存在諸多不足，如大部分胞葬作用相關(guān)信號分子在AS病理過程中的作用尚未闡明，胞葬作用與巨噬細(xì)胞極化、自噬等表型相關(guān)，其在AS病理過程中是否存在協(xié)同或拮抗作用尚需進(jìn)一步探討。目前，AS治療方法多與其增強(qiáng)巨噬細(xì)胞胞葬作用相關(guān)，但多數(shù)僅停留在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)層面，因此積極探索這些方法能否通過增強(qiáng)胞葬作用用于臨床抗AS需進(jìn)一步探討?？傊槍Π嶙饔霉δ苷系K在AS中的致病機(jī)制開展深入研究，對進(jìn)一步闡明AS的病理過程和探索新的治療措施具有重要意義。