C1q/腫瘤壞死因子相關(guān)蛋白家族在冠狀動脈疾病中作用機(jī)制研究進(jìn)展

彭中興，趙云峰

1南京醫(yī)科大學(xué)康達(dá)學(xué)院第一附屬醫(yī)院（徐州醫(yī)科大學(xué)附屬連云港醫(yī)院）心血管內(nèi)科，江蘇 連云港 222000；2南京醫(yī)科大學(xué)康達(dá)學(xué)院，江蘇 連云港 222000

脂聯(lián)素是由脂肪組織分泌的一種脂肪因子，具有多效性，包括胰島素增敏、調(diào)節(jié)葡萄糖及脂代謝、抗動脈粥樣硬化、抗炎、抗腫瘤血管生成等，脂聯(lián)素屬于C1q 蛋白超家族，含有補(bǔ)體C1q 序列同源性的球狀羧基結(jié)構(gòu)域，C1q/腫瘤壞死因子相關(guān)蛋白（C1q/tumor necrosis factor?related protein，CTRP）家族是與脂聯(lián)素結(jié)構(gòu)相似的一組結(jié)構(gòu)高度保守蛋白，包括15個成員（CTRP1～15），存在不同的聚合形式，包括三聚體、六聚體、高分子量多聚體、異源多聚體。研究表明CTRP家族在高血壓、動脈粥樣硬化及其他心血管疾病中發(fā)揮重要作用。本文從免疫、糖脂代謝、內(nèi)皮細(xì)胞功能3個方面總結(jié)CTRP家族成員在冠狀動脈疾?。╟oronary artery disease，CAD）中的作用。

1 調(diào)節(jié)免疫炎癥

CAD是一個復(fù)雜長期的過程，不僅涉及動脈內(nèi)膽固醇和鈣的積累，炎癥細(xì)胞和細(xì)胞因子導(dǎo)致的促炎反應(yīng)在動脈粥樣硬化的發(fā)展、血栓形成以及最終的不良心血管事件中也占據(jù)了重要地位。

CTRP1 調(diào)節(jié)炎癥因子的水平，同時促炎細(xì)胞因子誘導(dǎo)CTRP1分泌增加。CTRP1通過激活p38絲裂原活化蛋白激酶（mitogen?activated protein kinase，MAPK）/核因子?κB（nuclear factor?kappa B，NF?κB）途徑增加炎癥因子如黏附分子、腫瘤壞死因子（tu?mor necrosis factor，TNF）?α、白介素（interleukin，IL）?6和IL?1β等的產(chǎn)生，炎癥反應(yīng)刺激白細(xì)胞黏附至內(nèi)皮細(xì)胞，進(jìn)一步促進(jìn)巨噬細(xì)胞來源的泡沫細(xì)胞形成動脈粥樣硬化斑塊，從而產(chǎn)生促動脈粥樣硬化作用和加速CAD 的作用［1］。另一方面，CTRP1 也可以通過激活心肌細(xì)胞中鞘氨醇?1?磷酸（sphingosine?1?phosphate，S1P）/環(huán)一磷酸腺苷（cyclic adenosine mo?nophosphate，cAMP）信號通路減少凋亡和炎癥反應(yīng)，從而防止心肌缺血，對缺血性心臟病發(fā)揮有益作用［2］。血清CTRP1 水平高與不良心血管事件顯著相關(guān)。與非CAD組相比，CAD患者的CTRP1顯著增加，CTRP1 可能是CAD 單支血管病變的標(biāo)志物，可以作為診斷CAD 患者血管病變嚴(yán)重程度的新型生物標(biāo)志物［3］。

CTRP3 是有效的抗炎脂肪因子，在心血管保護(hù)方面具有引人矚目的作用。CTRP3有兩種亞型，分別為CTRP3A和CTRP3B，兩者在蛋白長度和糖基化上有區(qū)別。CTRP3可抑制單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，發(fā)揮抗炎、抗凋亡的作用，從而延緩CAD發(fā)展，起到保護(hù)心臟的作用［4］。CTRP3 通過促進(jìn)PI3K/Akt/eNOS途徑下調(diào)TNF?α和IL?6 的表達(dá)，從而抑制氧化低密度脂蛋白（oxidized low?density lipoprotein，ox?LDL）引起的內(nèi)皮炎癥反應(yīng)和內(nèi)皮功能障礙，延緩動脈粥樣硬化的進(jìn)展［5］。人體內(nèi)單核細(xì)胞目前已知有3種亞型，依據(jù)CD14、CD16 抗原的表型分為經(jīng)典型、非經(jīng)典型及中間型，其中中間型單核細(xì)胞具有強(qiáng)的抗原提呈加工能力，活化后可促進(jìn)炎癥因子TNF?α和IL?6的產(chǎn)生，CTRP3可減少中間型單核細(xì)胞的產(chǎn)生，抑制脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導(dǎo)的IL?6 的表達(dá)，增強(qiáng)急性心肌梗死（acute myocardial infarction，AMI）患者心臟修復(fù)過程，CTRP3可以干預(yù)炎癥反應(yīng)的過程，成為改善AMI患者預(yù)后的靶點(diǎn)［6］。

CTRP5 在糖尿病和肥胖者體內(nèi)水平高，來自上海交通大學(xué)附屬瑞金醫(yī)院的研究表明CTRP5 可促進(jìn)冠狀動脈支架植入后支架內(nèi)再狹窄［7］。CTRP5通過促進(jìn)基質(zhì)金屬蛋白酶?2（matrix metalloproteinases 2，MMP?2）、細(xì)胞周期蛋白D1和TNF?α的表達(dá)，同時激活Notch1、轉(zhuǎn)化生長因子（transforming growth fac?tor，TGF）?β和hedgehog 信號通路，從而促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞的增殖、炎癥和遷移。該研究CTRP5可通過轉(zhuǎn)錄因子6（signal transducer and activator of tran?scription6，STAT6）信號通路上調(diào)12/15?脂氧合酶（lipoxygenase，LOX），而12/15?LOX是介導(dǎo)低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）轉(zhuǎn)運(yùn)和氧化的關(guān)鍵酶，抑制12/15?LOX 能顯著減弱ox?LDL 在內(nèi)皮下的沉積和動脈粥樣硬化的進(jìn)展，CTRP5是一種新型的促動脈粥樣硬化細(xì)胞因子［8］。

CTRP9是脂聯(lián)素最接近的旁系同源物，具有抗炎作用和抗動脈粥樣硬化的功能，在CAD發(fā)展過程中具有心臟保護(hù)作用［9］。CTRP9通過激活一磷酸腺苷（adenosine monophosphate，AMP）活化的蛋白激酶抑制黏附分子如細(xì)胞間黏附分子（intercellular cell adhesion molecule?1，ICAM?1）、血管內(nèi)皮細(xì)胞中的細(xì)胞黏附分子（vascular cell adhesion molecule?1，VCAM?1）的表達(dá)，減少促炎細(xì)胞因子如TNF?α和單核細(xì)胞趨化蛋白（monocyte chemotactic protein?1，MCP?1）的表達(dá)起到穩(wěn)定動脈粥樣硬化斑塊的作用［10］，CTRP9可以抑制VSMC 轉(zhuǎn)變?yōu)榫奘杉?xì)胞［11］，減少主動脈血管平滑肌（vascular smooth muscle cell，VSMC）的增生［12］，減輕內(nèi)皮功能障礙，促進(jìn)血管舒張，增加動脈粥樣硬化斑塊的穩(wěn)定性［13］。CTRP9 可以減少ox?LDL 活化的巨噬細(xì)胞中含NLR 家族Pyrin 域蛋白3（the NLR family pyrin domain containing 3，NLRP3）蛋白的表達(dá)，并下調(diào)NLRP3炎性小體的活性［14］。抑制腺苷一磷酸蛋白激酶（AMP?activated protein ki?nase，AMPK）可以恢復(fù)NLRP3炎性小體的活性。在載脂蛋白E 缺乏的小鼠中，CTRP9 過表達(dá)可以抑制動脈粥樣硬化的發(fā)展，這種作用可以通過抑制AMPK 消除。CTRP9 通過CTRP9?AMPK?NLRP3 途徑發(fā)揮抗動脈粥樣硬化的作用。CTRP9 還可以影響巨噬細(xì)胞的表型發(fā)揮改善心肌梗死（myocardial infarction，MI）預(yù)后的作用［15］。MI 發(fā)生后外周巨噬細(xì)胞遷移至梗死區(qū)域分化為M1 巨噬細(xì)胞，M1 巨噬細(xì)胞產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子，加劇心臟功能的惡化，而進(jìn)入炎癥消退階段后心肌的巨噬細(xì)胞變成M2巨噬細(xì)胞，M2 巨噬細(xì)胞具有抗炎特性，加速心臟的修復(fù)。M1 到M2 的表型轉(zhuǎn)化可以顯著改善MI 的傷口愈合，改善心功能。CTRP9 主要經(jīng)由Toll 樣受體4（Toll?like receptors，TLR4）/髓樣分化蛋白2（myeloid?differentiationprotein，MD2）/髓樣分化因子88（my?eloid differentiation factor，MyD88）和AMPK?NF?κB途徑調(diào)節(jié)M1/M2 巨噬細(xì)胞的表型轉(zhuǎn)化來改善MI 后早期心臟功能。核因子E2 相關(guān)因子2（nuclear fac?tor E2 related factor 2，Nrf2）是人類不可缺少的一條抗氧化通路，是機(jī)體防御體系的重要部分。Nrf2 與抗氧化反應(yīng)元件結(jié)合后活化多種抗氧化酶，研究發(fā)現(xiàn)CTRP9通過活化Nrf2的表達(dá)減輕炎癥反應(yīng)，緩解大鼠MI的進(jìn)展［16］。誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）在正常情況下是不存在的，僅在經(jīng)LPS和TNF?α刺激的情況下才會表達(dá)，其在CAD 發(fā)生中的作用目前仍有爭議。CTRP9 可以通過蛋白酪氨酸激酶2/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子與激活子3（Ja?nus kinase signal transducers 2 and activator of tran?scription 3，JAK2?STAT3）途徑劑量和時間依賴性地上調(diào)iNOS表達(dá)［17］。

CTRP12 與炎癥細(xì)胞因子有關(guān)，在動脈粥樣硬化中起作用。CTRP12可以減少促炎細(xì)胞因子的表達(dá)從而減少巨噬細(xì)胞在肥胖大鼠脂肪組織內(nèi)的積累，也可以抑制CAD患者體內(nèi)IL?6和TNF?α等炎癥細(xì)胞因子的水平［18］。因此，CTRP12 過表達(dá)在CAD的發(fā)展中起抗炎作用。

CTRP13 抑制巨噬細(xì)胞活化和血管壁浸潤，減少斑塊形成，從而抑制動脈粥樣硬化的發(fā)展。此外，它通過減少脂質(zhì)的攝入防止巨噬細(xì)胞的增殖和遷移，通過促進(jìn)自噬的發(fā)生延緩局部和全身性的炎癥反應(yīng)，并加速CD36依賴的自噬吞噬體的降解，因此減少了病變中的巨噬細(xì)胞［19］。

2 糖脂代謝

葡萄糖和脂質(zhì)代謝是增加CAD 風(fēng)險的兩個主要生理過程，代謝異常會影響炎癥程度和冠狀斑塊的形成，可以導(dǎo)致不良心血管事件的發(fā)生。

CTRP1 參與肥胖相關(guān)的代謝，調(diào)節(jié)機(jī)體能量代謝和改善胰島素的敏感性。CTRP1 可以降低葡萄糖水平，通過降低胰島素受體底物1 的絲氨酸磷酸化改善胰島素敏感性，從而增加成熟脂肪組織的糖攝 ?。?0］。然 而Yagmur 等［21］卻 發(fā)現(xiàn)2 型 糖尿 病（T2DM）患者的CTRP1 水平較高，且與糖化血紅蛋白（HbA1c）和體重指數(shù)相關(guān)，可能是由于T2DM 導(dǎo)致的代謝紊亂限制了CTRP1 的有益作用。葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（glucose transporter 4，GLUT4）在葡萄糖的攝取和代謝過程中發(fā)揮著重要作用，CTRP1 通過PI3K/Akt信號通路增加肌細(xì)胞和脂肪細(xì)胞中GLUT4的轉(zhuǎn)運(yùn)［22］。CTRP1增加脂肪酸氧化和能源支出。抑制乙酰輔酶A 羧化酶（acetyl coA carboxylase，ACC）可通過AMPK途徑減輕肥胖［23］。

降低CTRP3 濃度可能會導(dǎo)致肥胖并使正常體重的年輕人患糖尿病的風(fēng)險增加。CTRP3 濃度降低可能在肥胖引起的各種代謝異常的病理生理中起重要作用［24］。CTRP3參與肥胖相關(guān)的代謝，調(diào)節(jié)血糖和脂質(zhì)代謝［25］。而且CTRP3 明顯抑制了參與肝糖異生的兩種關(guān)鍵酶的表達(dá)，即葡萄糖?6?磷酸酶（glucose?6?phosphatase，G6Pase）和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶（phosphoenolpyruvate carboxykinase，PEPCK），從而減少肝細(xì)胞糖異生［26］，減緩CAD 的發(fā)展。CTRP3通過p?p38 MAPK 和p?ERK 信號通路提高胰島素敏感性，增強(qiáng)胰島素介導(dǎo)的葡萄糖攝?。?7］。

糖尿病性心肌?。╠iabetic cardiomyopathy，DCM）是糖尿病的常見并發(fā)癥，可導(dǎo)致心力衰竭、心律不齊和猝死。Song 等［28］研究表明在高糖誘導(dǎo)的AC16心肌細(xì)胞中miR?144表達(dá)水平升高，而CTRP3表達(dá)降低。CTRP3的過度表達(dá)可顯著促進(jìn)AC16心肌細(xì)胞的增殖并減少其凋亡，表明CTRP3/c?Jun 氨基末端激酶（c?Jun N?terminal kinase，JNK）信號通路可調(diào)節(jié)高糖誘導(dǎo)的AC16 心肌細(xì)胞增殖和凋亡，為治療DCM提供了新途徑。Wang等［29］用CTRP3通過激活A(yù)kt?mTOR信號通路阻斷高糖誘導(dǎo)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（human umbilical vein endothelial cell，HU?VEC）中炎癥因子的積累和細(xì)胞凋亡。因此，CTRP3可能是預(yù)防糖尿病相關(guān)內(nèi)皮功能障礙的潛在治療藥物。CTRP3可能參與糖尿病腎病的發(fā)生發(fā)展。研究表明，CTRP3 通過使JAK2/STAT3 信號通路失活而減弱了高糖誘導(dǎo)的腎小球系膜細(xì)胞增殖和細(xì)胞外基質(zhì)產(chǎn)生［30］。因此，CTRP3 可能是治療糖尿病性腎病的潛在治療靶標(biāo)。除此之外，CTRP3可以抑制高糖誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞的氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡［31］，主要是通過Nrf2/HO?1 途徑介導(dǎo)ARPE?19細(xì)胞中的氧化應(yīng)激和凋亡減弱。Moradi等［32］也發(fā)現(xiàn)T2DM 和糖尿病腎病患者血清中CTRP3 水平降低，提示CTRP3 可能在糖尿病腎病中發(fā)揮作用。Chen等［33］發(fā)現(xiàn)肥胖兒童的血清CTRP3水平顯著降低，且與胰島素抵抗和胰腺β細(xì)胞功能指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)。

CTRP5 在代謝綜合征的人體內(nèi)濃度明顯低于正常成年人。血清中CTRP5 高可能與胰島素抵抗有關(guān)［34］。NADPH 氧化酶（NOX）是一種重要的氧化劑，NOX 家族包括7 種亞型，分別是NOX1、NOX2、NOX3、NOX4、NOX5、DUOX1 和DUOX2，其主要功能是產(chǎn)生活性氧（ROS），且NOX來源的ROS可以影響其他來源的ROS 的產(chǎn)生，使ROS 產(chǎn)生進(jìn)一步增加，形成氧化應(yīng)激的一個惡性循環(huán)。NOX1 是NOX的其中一種亞型，CTRP5 通過促進(jìn)NOX1 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)而導(dǎo)致糖尿病血管內(nèi)皮功能障礙［35］，阻斷CTRP5的產(chǎn)生可以減輕糖尿病心血管并發(fā)癥。

CTRP9調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝并通過增強(qiáng)AMPK/mTOR自噬信號通路來增強(qiáng)膽固醇外流，增加了膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)受體如ATP 結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體A1（ATP?binding cas?sette transporter A1，ABCA1）和ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體G1（ABCG1）的表達(dá)，加速泡沫細(xì)胞中膽固醇的流出，從而防止THP?1巨噬細(xì)胞形成泡沫細(xì)胞，減少泡沫細(xì)胞的形成，減緩早期動脈粥樣硬化的進(jìn)展［36］。CTRP9可以激活A(yù)kt、AMPK和p42/44 MAPK通路，其濃度與內(nèi)皮細(xì)胞的可溶性黏附分子（如ICAM?1和VCAM?1）呈正相關(guān)，CTRP9 可以增加葡萄糖的攝?。?7］。

CTRP12 通過增強(qiáng)肝臟和脂肪組織中胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)來改善胰島素的敏感性，此外還以不依賴胰島素的方式直接激活PI3K/Akt 信號通路抑制糖異生，并增加肝細(xì)胞攝取葡萄糖［38］。

CTRP13 通過調(diào)節(jié)GTP 環(huán)水解酶1（GTP cyclo?hydrolase 1，GCH1）/四氫生物蝶呤（tetrahydrobiopter?in，BH4）軸依賴性eNOS 的產(chǎn)生，在高糖環(huán)境中，CTRP13可避免高糖對蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）活性的抑制作用，PKA 活性增強(qiáng)，從而促進(jìn)了過氧化物酶體增殖物α受體的磷酸化，從而激活GCH1轉(zhuǎn)錄，最終使內(nèi)皮舒張功能激活，保留了糖尿病小鼠的內(nèi)皮功能，表明CTRP13 可以治療糖尿病性血管?。?9］。CTRP13對高糖誘導(dǎo)的鈣/鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶激酶β（Calcium/calmodulin?dependent protein kinase kinase beta，CAMKKβ）/AMPK 途徑引起的肝竇毛細(xì)血管化具有保護(hù)作用，CTRP13 可能是治療糖尿病性脂肪肝的潛在靶標(biāo)［40］。

3 調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞功能

冠狀動脈內(nèi)皮損傷是炎癥細(xì)胞、炎癥因子、血管內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞等共同介導(dǎo)的，是動脈粥樣硬化形成的始動階段。炎癥細(xì)胞作用于內(nèi)皮細(xì)胞后穿越內(nèi)皮細(xì)胞向內(nèi)膜下滲透，而當(dāng)內(nèi)皮細(xì)胞代償性地發(fā)揮抗血栓、消炎、抗增殖作用的動態(tài)平衡被打破時會導(dǎo)致血管舒縮功能障礙和心肌梗死后的心室重塑［41］。

CTRP1 是血管保護(hù)性脂肪因子，對血管損傷具有保護(hù)作用。CTRP1 可減少血管損傷后新內(nèi)膜動脈增生和細(xì)胞增殖，通過cAMP依賴途徑抑制VSMC的生長［41］。

動脈粥樣硬化斑塊破裂和繼發(fā)性血栓形成會導(dǎo)致血管疾病，如心肌梗死和不穩(wěn)定型心絞痛。Chen等［5］研究表明，ox?LDL刺激小鼠后CTRP3表達(dá)增強(qiáng)，下調(diào)炎癥因子CRP、TNF?α、IL?6、CD40 和CD40L，CTRP3過表達(dá)可以提高細(xì)胞活性，減少乳酸氫化酶，顯著減少細(xì)胞凋亡。同時，過表達(dá)的CTRP3 導(dǎo)致血管緊張素Ⅱ（angiotensin，Ang Ⅱ）、ICAM?1 和VCAM?1 表達(dá)下降，并恢復(fù)了內(nèi)皮素?1（endothelin，ET?1）和NO 之間的平衡。進(jìn)一步的機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)CTRP3可以通過激活PI3K/Akt/eNOS 途徑來有效抑制ox?LDL 誘導(dǎo)的小鼠主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)和內(nèi)皮功能障礙，有希望成為抗動脈粥樣硬化的靶點(diǎn)。

最近研究表明CTRP3 在心力衰竭的診斷上有幫助，Gao 等［42］評估了射血分?jǐn)?shù)降低的心力衰竭（HFrEF）患者中CTRP3 和CTRP9 的濃度以及是否與病死率相關(guān)，發(fā)現(xiàn)紐約心臟協(xié)會等級較高的患者CTRP3或CTRP9濃度明顯較低，CTRP3和CTRP9水平與左室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）正相關(guān)，與N末端前體腦利鈉肽（NT?proBNP）水平負(fù)相關(guān)，經(jīng)過36 個月的隨訪，發(fā)現(xiàn)低于25%分位水平的CTRP3或CTRP9水平是總死亡率和再住院率的預(yù)測指標(biāo)。

關(guān)于CTRP3 在心肌肥厚中的作用，Ma 等［43］發(fā)現(xiàn)CTRP3通過活化PKA激活轉(zhuǎn)化生長因子β激活激酶1（transforming growth factor β?activated kinase 1，TAK1）/JNK）信號通路導(dǎo)致心肌肥厚的發(fā)展。Zhang等［44］研究表明，CTRP3 可以通過抑制p38MAPK/cAMP 反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（cAMP response element?binding protein，CREB）途徑起到抗心肌肥厚作用，CTRP3 基因敲除的小鼠心肌肥厚加劇。主要考慮兩項研究中心肌肥厚模型的建模方法差異導(dǎo)致，需要進(jìn)一步研究探索CTRP3 在心肌肥厚中的具體機(jī)制。Wu等［45］研究也表明CTRP3可減少缺血性心肌損傷，發(fā)揮心臟保護(hù)作用。

CTRP9具有較高的血管活性，在調(diào)節(jié)血管硬化中起重要作用［46］。它可以促進(jìn)血管擴(kuò)張，同時抑制新生內(nèi)膜增生和VSMC增殖，減輕動脈粥樣硬化，并對心臟產(chǎn)生保護(hù)作用。

4 結(jié)論

CTRP 家族通過調(diào)節(jié)免疫炎癥、糖脂代謝和血管內(nèi)皮功能在CAD的各個階段發(fā)揮作用，CTRP1是促炎和促動脈粥樣硬化的代表。CTRP5促進(jìn)VSMC的生長、遷移和炎癥。相反，CTRP3、CTRP9、CTRP12 和CTRP13 具有抗炎和抗動脈粥樣硬化作用。CTRP 家庭成員通過調(diào)節(jié)糖脂代謝影響內(nèi)皮細(xì)胞炎癥和斑塊血管形成。CTRP1、CTRP3 和CTRP9抑制內(nèi)膜增生和血管平滑肌細(xì)胞增殖，對缺血心肌有保護(hù)作用。CTRP1 和CTRP5 在CAD 患者中升高。相反，CTRP3、CTRP9、CTRP12 和CTRP13 作為CAD的保護(hù)因子在CAD患者中降低。CTRP大家族的成員在多個系統(tǒng)都有廣泛的功能，本文解讀了CTRP 家族在CAD 發(fā)生及發(fā)展中各個階段的作用。CTRP家族正不斷發(fā)展壯大，對于CTRP家族成員的深入研究將為今后臨床治療代謝綜合征、冠狀動脈疾病提供新的思路。