血清和糖皮質(zhì)激素調(diào)節(jié)蛋白激酶1介導(dǎo)巨噬細(xì)胞在動(dòng)脈粥樣硬化過(guò)程中的作用

張海福 張媛媛 張邢煒

在早期動(dòng)脈粥樣硬化過(guò)程中，血管內(nèi)皮下積累的LDL轉(zhuǎn)化為氧化修飾低密度脂蛋白（oxidized low density lipoprotein，ox-LDL），刺激內(nèi)皮細(xì)胞分泌趨化因子，募集單核細(xì)胞至內(nèi)皮下清除脂質(zhì)，最終造成細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)超載并轉(zhuǎn)化為巨噬細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞[1]。同時(shí)ox-LDL在巨噬細(xì)胞內(nèi)代謝產(chǎn)生的游離膽固醇會(huì)刺激其分泌一系列趨化因子以及炎癥因子，募集更多的炎癥細(xì)胞，促進(jìn)粥樣斑塊的進(jìn)展[2]。血清和糖皮質(zhì)激素調(diào)節(jié)蛋白激酶1（serum/glucocorticoid regulated kinase 1，SGK1）在巨噬細(xì)胞中高度表達(dá)，可能參與調(diào)節(jié)單核/巨噬細(xì)胞的募集和侵襲，并且在細(xì)胞吞噬以及炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生中發(fā)揮重要作用[3]。本文旨在對(duì)SGK1介導(dǎo)巨噬細(xì)胞在動(dòng)脈粥樣硬化過(guò)程中的作用作一綜述。

1 SGK1與動(dòng)脈粥樣硬化

SGK1是絲氨酸/蘇氨酸激酶基因家族的成員，受血清和糖皮質(zhì)激素的轉(zhuǎn)錄控制，調(diào)節(jié)不同的酶、轉(zhuǎn)錄因子、離子通道、轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá)，參與多種代謝過(guò)程以及病理生理過(guò)程[4]。SGK1表達(dá)量增加可促進(jìn)細(xì)胞對(duì)游離脂肪酸和葡萄糖的攝取，在高脂飲食條件下，SGK1高表達(dá)型小鼠較野生型小鼠更快且更顯著地出現(xiàn)以肥胖、糖耐量下降、胰島素抵抗、血脂異常和高血壓為特征的代謝綜合征，而這些均為動(dòng)脈粥樣硬化的重要危險(xiǎn)因素[5]。相反，在動(dòng)脈粥樣硬化小鼠模型中，SGK1基因的缺失可抑制巨噬細(xì)胞的浸潤(rùn)，并使斑塊面積減少50%[6]?？梢?jiàn)SGK1在動(dòng)脈粥樣硬化過(guò)程中發(fā)揮重要作用。

2 SGK1促進(jìn)巨噬細(xì)胞吞噬作用

在高血脂環(huán)境下，單核/巨噬細(xì)胞招募至內(nèi)皮細(xì)胞吞噬并清除ox-LDL，同時(shí)將造成ox-LDL在巨噬細(xì)胞內(nèi)的積累導(dǎo)致泡沫細(xì)胞的形成[7]。SGK1能夠通過(guò)多種途徑調(diào)控肌動(dòng)蛋白骨架（F-actin）的重組[8]。而巨噬細(xì)胞的液態(tài)胞飲作用依賴(lài)于肌動(dòng)蛋白，由激活小GTP蛋白R(shí)ho家族（rho family of small guanosine triphosphatases，Rho GTP）引發(fā)的肌動(dòng)蛋白募集和聚合所驅(qū)動(dòng)[9]。細(xì)胞分裂周期蛋白 42（cell division cycle 42，Cdc42）、Ras相關(guān) C3肉毒菌毒素底物1（ras-related C3 botulinum toxin substrate 1,Rac1）和RAS同源基因家族成員A（ras homolog family member A，RhoA）是目前研究最多的Rho GTP酶，也是肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架組織的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，涉及許多基于肌動(dòng)蛋白的細(xì)胞功能，包括細(xì)胞黏附、細(xì)胞遷移、膜皺折和內(nèi)吞作用，也參與炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生、囊泡運(yùn)輸、基因轉(zhuǎn)錄和細(xì)胞周期控制。SGK1可通過(guò)調(diào)節(jié)Rho GTP進(jìn)而調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的吞噬作用。

2.1 SGK1與Cdc42 當(dāng)巨噬細(xì)胞在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊處接觸聚集低密度脂蛋白（aggregated low density lipoprotein，ag-LDL）時(shí)，皮質(zhì)的 F-actin可在 Cdc42調(diào)節(jié)下動(dòng)態(tài)重排和聚合形成溶酶體突觸，輔助吞噬消化ag-LDL[7]。Ding等[10]報(bào)道了在絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶-3（serine-threonine kinase，AKT3）激酶缺乏的巨噬細(xì)胞中，SGK1表達(dá)以及活性將代償性增加，從而促進(jìn)Rho GTP的Cdc42表達(dá)，促進(jìn)巨噬細(xì)胞肌動(dòng)蛋白組裝、細(xì)胞極化和胞飲作用從而促進(jìn)泡沫細(xì)胞的生成。

2.2 SGK1與Rac1 Rac1主要參與細(xì)胞骨架重構(gòu)，通過(guò)激活細(xì)胞骨架相關(guān)蛋白Arp2/3復(fù)合物，進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞骨架的聚合、絲狀足形成、細(xì)胞表面膠原樣結(jié)構(gòu)表達(dá)增加，增強(qiáng)巨噬細(xì)胞吞噬功能[11]。此外，Rac1可作為開(kāi)關(guān)，通過(guò)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間和地點(diǎn)激活和失活，調(diào)節(jié)細(xì)胞膜向外擴(kuò)張和收縮，形成典型的吞噬杯狀物，使巨噬細(xì)胞能夠有效地吸收外周顆粒[12]。當(dāng)使用SGK1抑制劑處理后，巨噬細(xì)胞內(nèi)Rac1的表達(dá)量下降，將顯著抑制其吞噬作用[10]。

2.3 SGK1與Rho 高脂飼養(yǎng)的小鼠，SGK1表達(dá)量將增加，激活下游Rho及其相關(guān)通路，促進(jìn)肥胖及其氧化應(yīng)激的發(fā)生，發(fā)生更明顯的動(dòng)脈粥樣硬化[13]。蛋白相關(guān)卷曲螺旋激酶（rho-associated coiled-coil forming kinase，ROCKs）是RhoA的下游關(guān)鍵效應(yīng)因子，ROCK1能夠促進(jìn)粥樣硬化斑塊處巨噬細(xì)胞對(duì)膽固醇的攝取，而ROCK2能夠抑制膽固醇流出[14]。但是，巨噬細(xì)胞在吞噬分解ag-LDL過(guò)程中將生成神經(jīng)酰胺，抑制RhoA/Rho激酶以及肌動(dòng)蛋白聚合，可在一定程度上限制泡沫細(xì)胞對(duì)ag-LDL的清除，造成脂質(zhì)在內(nèi)皮下的沉積[15]。

SGK1不僅能夠通過(guò)調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞內(nèi)鈣離子含量調(diào)節(jié)肌動(dòng)蛋白骨架的重組，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)Rho GTP的Cdc42、Rac1和RhoA在巨噬細(xì)胞遷移以及吞噬過(guò)程中發(fā)揮重要作用。抑制SGK1的表達(dá)，對(duì)于巨噬細(xì)胞的吞噬作用能產(chǎn)生一定的影響，說(shuō)明抑制SGK1能在一定程度上延緩早期動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展。

3 SGK1通過(guò)巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)

動(dòng)脈粥樣硬化是一種以血管壁LDL沉積和泡沫細(xì)胞形成為特征的炎癥性疾病。巨噬細(xì)胞功能失衡以及ox-LDL刺激共同引起局部炎癥的發(fā)生，是動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)病機(jī)制的一個(gè)重要因素[16]。

3.1 SGK1與PI3K/AKT通路 磷酸肌醇3激酶（phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K）/AKT信號(hào)通路可增強(qiáng)炎癥介質(zhì)基因活性，促進(jìn)炎性細(xì)胞聚集，誘導(dǎo)產(chǎn)生多種細(xì)胞因子，促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展[17]。PI3K信號(hào)調(diào)節(jié)的信號(hào)分子包括SGK1，過(guò)去常認(rèn)為SGK1只是參與調(diào)控PI3K/AKT信號(hào)通路，SGK1有54%催化領(lǐng)域與AKT同位，且兩種激酶具有相同的磷酸化共識(shí)基序，在細(xì)胞應(yīng)答過(guò)程中發(fā)揮作用。目前越來(lái)越多的研究認(rèn)為，SGK1在磷酸化其下游靶點(diǎn)方面能夠取代AKT甚至起到關(guān)鍵作用，是PI3K信號(hào)活性的重要調(diào)節(jié)因子[18]。單核巨噬細(xì)胞中SGK1有增強(qiáng)IκB激酶（inhibitor of nuclear factor kappa-B kinase，IκBk）的磷酸化能力，上調(diào)核因子 κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）以及基質(zhì)金屬蛋白酶-9（matrix metalloproteinase-9，MMP-9）的轉(zhuǎn)錄水平。NF-κB具有廣泛的促生存、促增殖等作用，能夠促進(jìn)巨噬細(xì)胞的黏附以及向內(nèi)皮下遷移，釋放炎癥介質(zhì)和生長(zhǎng)因子，進(jìn)一步介導(dǎo)血管壁的慢性炎癥反應(yīng)[19]。MMP-9的激活不僅導(dǎo)致M2巨噬細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞簇分化數(shù)量增加，導(dǎo)致膽固醇在內(nèi)皮下聚集，也參與了平滑肌細(xì)胞從中膜向內(nèi)膜遷移而形成新內(nèi)膜的過(guò)程，在動(dòng)脈粥樣硬化中發(fā)揮重要作用[20]。在小鼠動(dòng)脈粥樣硬化模型中，敲除SGK1基因不僅可以縮小動(dòng)脈粥樣硬化病變范圍，同時(shí)可以使巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)程度減少50%[6]。

同時(shí)PI3K/AKT/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白1（mammalian target of rapamycinm 1，mTORC1）通路在調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化和遷移，以及細(xì)胞代謝、細(xì)胞因子表達(dá)中發(fā)揮重要作用，若抑制PI3K/AKT水平，SGK1仍可以通過(guò)直接磷酸化激活結(jié)節(jié)性硬化復(fù)合物蛋白2（tuberous sclerosis complex-2，TSC2）介導(dǎo)mTORC1活化和細(xì)胞存活，說(shuō)明SGK1在該通路發(fā)揮著重要作用[21]。SGK1還能夠誘導(dǎo)血管緊張素Ⅱ?qū)π盘?hào)傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3，SATA3）的激活，促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2表型的分化，造成血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的心肌巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)和促進(jìn)炎癥因子的表達(dá)[22]。此外，SGK1也可通過(guò)mTORC2途徑調(diào)節(jié)Th1和Th2細(xì)胞的分化，從而促進(jìn)炎癥介質(zhì)的分泌[23]。

3.2 SGK1與核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3（nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3，NLRP3） 在動(dòng)脈粥樣硬化早期過(guò)程中，巨噬細(xì)胞溶酶體腔中ox-LDL內(nèi)的膽固醇酯轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x膽固醇，形成微小結(jié)晶，作為內(nèi)源性危險(xiǎn)信號(hào)激活NLRP3炎癥小體誘發(fā)炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致IL-1的分泌[24]。對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化晚期斑塊的免疫組化染色顯示壞死脂質(zhì)核周?chē)木奘杉?xì)胞泡沫細(xì)胞NLRP3炎性小體成分呈陽(yáng)性，并且與早期病變相比有多個(gè)炎性小體通路相關(guān)靶基因顯著上調(diào)[25]。此外，急性心肌梗死患者外周血巨噬細(xì)胞NLRP3炎癥小體及其下游分子IL-1β、IL-18均較穩(wěn)定型冠心病患者更高，說(shuō)明NLRP3通路還進(jìn)一步參與動(dòng)脈粥樣硬化急性病程[26]。若使用EMD638683抑制SGK1的活性，則能負(fù)性調(diào)控NLRP3炎性小體的激活以及下游炎癥的產(chǎn)生，提示SGK1參與調(diào)控NLRP3及其下游IL-1β、IL-18等一系列炎癥因子的產(chǎn)生[27]。

4 小結(jié)

單核/巨噬細(xì)胞侵入內(nèi)皮下是早期動(dòng)脈粥樣硬化的一個(gè)重要病理生理過(guò)程，一方面SGK1能夠增強(qiáng)Cdc42、Rac1、RhoA表達(dá)，募集巨噬細(xì)胞并且吞噬脂質(zhì)；另一方面SGK1在PI3K通路以及NLRP3通路中均發(fā)揮重要作用，巨噬細(xì)胞吞噬并消化脂質(zhì)時(shí)代謝產(chǎn)生一系列炎癥因子并放大炎癥反應(yīng)。使用SGK1抑制劑，能夠明顯抑制SGK1介導(dǎo)巨噬細(xì)胞所產(chǎn)生的一系列作用，進(jìn)一步說(shuō)明SGK1以及巨噬細(xì)胞在早期動(dòng)脈粥樣硬化作用中發(fā)揮重要作用。同時(shí)SGK1表達(dá)過(guò)多能夠造成血管內(nèi)皮功能障礙以及鹽敏感性高血壓的發(fā)生，損害內(nèi)皮細(xì)胞、觸發(fā)細(xì)胞增殖引起血管重塑，導(dǎo)致內(nèi)皮通透性增加，結(jié)合趨化因子和炎癥因子增多，最終造成炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn)導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生。深入了解SGK1對(duì)巨噬細(xì)胞以及在動(dòng)脈粥樣硬化過(guò)程中的調(diào)控機(jī)制，可能為延緩動(dòng)脈粥樣硬化提供新的研究切入點(diǎn)。