髓系細(xì)胞觸發(fā)受體-1在冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病中的研究進(jìn)展

蔣夢(mèng)婷 張瑜 高磊

(1.中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院第六醫(yī)學(xué)中心心血管病醫(yī)學(xué)部,北京 100853; 2.天津中醫(yī)藥大學(xué)臨床實(shí)訓(xùn)教學(xué)部,天津 301617)

髓系細(xì)胞觸發(fā)受體(triggering receptor expressed on myeloid cells,TREM)是一種免疫球蛋白超家族活化受體,主要表達(dá)于多種髓系細(xì)胞,在非髓系的上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞上也有表達(dá)[1]。TREM-1是首個(gè)被發(fā)現(xiàn)的TREM家族成員,能促進(jìn)微生物產(chǎn)物對(duì)免疫細(xì)胞的激活,被認(rèn)為是“炎癥放大器”。隨著研究的深入,發(fā)現(xiàn)TREM-1在冠心病發(fā)生和發(fā)展的各個(gè)階段發(fā)揮著重要作用?，F(xiàn)對(duì)TREM-1的研究現(xiàn)狀及其在冠心病中的研究進(jìn)展做一綜述,探討其作為冠心病治療靶標(biāo)的可能性。

1 TREM-1概述

1.1 TREM-1的分布及結(jié)構(gòu)

TREM-1是一種相對(duì)分子質(zhì)量3.0×104的糖蛋白表面受體,位于染色體6p21.1上,廣泛分布于成熟的單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等髓系細(xì)胞表面,也可見于上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等非髓系細(xì)胞表面[2-3]。與其余跨膜糖蛋白類似,TREM-1包含三個(gè)部分：細(xì)胞外免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域、跨膜區(qū)和短胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域。其胞外結(jié)構(gòu)域具有免疫球蛋白型折疊,因此屬于免疫球蛋白超家族。其胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域中僅包含5個(gè)氨基酸,沒有信號(hào)序列,跨膜區(qū)與含有免疫受體酪氨酸激活模體(immunoreceptor tyrosine-based activation motif,ITAM)的DNAX相關(guān)蛋白12(DNAX-associated protein 12,DAP12)(一種跨膜適配器,在多種細(xì)胞中發(fā)揮傳遞炎癥信號(hào)的作用)結(jié)合,以表達(dá)其功能。雖然TREM-1分子的基本形式是單體,但它在細(xì)胞膜上的活化和穩(wěn)定依賴于多聚化[4]。

1.2 TREM-1的可溶形式

同多種膜受體一樣,TREM-1也有其可溶形式。可溶性髓系細(xì)胞觸發(fā)受體-1(soluble triggering receptor expressed on myeloid cells-1,sTREM-1)分子結(jié)構(gòu)和TREM-1胞外區(qū)相似,但并不具備跨膜區(qū)和短胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域,主要由基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP),如MMP-9,對(duì)錨定的TREM-1蛋白水解切割產(chǎn)生?？膳cTREM-1競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合配體,具有一定的抑制TREM-1信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的作用[5]。sTREM-1是TREM-1受體激活的標(biāo)志,與TREM-1通路活性相關(guān)[6]。目前血清sTREM-1在炎癥相關(guān)疾病中的釋放已被廣泛研究,一些臨床研究[7-8]認(rèn)為sTREM-1可作為感染性疾病預(yù)后的可靠生物標(biāo)志物,最近的研究[9]發(fā)現(xiàn)了其與新型冠狀病毒肺炎患者預(yù)后的相關(guān)性。

1.3 TREM-1抑制劑

TREM-1可以在蛋白質(zhì)和轉(zhuǎn)錄水平被抑制。蛋白質(zhì)水平的TREM-1抑制劑主要指干擾TREM-1配體相互作用的小肽,如LR-12、LP-17。這些抑制劑可以以游離形式遞送[1,10],也可以通過慢病毒載體系統(tǒng)[11]。轉(zhuǎn)錄水平的TREM-1抑制劑主要包括小干擾RNA、短發(fā)夾RNA等,通過干擾TREM-1基因抑制TREM-1表達(dá)[12-13]。

2 TREM-1的作用機(jī)制

2.1 TREM-1與DAP12信號(hào)通路

TREM-1的激活在不同細(xì)胞的機(jī)制有所差異。在單核細(xì)胞表面,配體與TREM-1結(jié)合,TREM-1上調(diào)表達(dá)并在細(xì)胞表面聚集發(fā)生多聚化,繼而MMP水解切割部分sTREM-1釋放;在中性粒細(xì)胞表面則表現(xiàn)為細(xì)胞膜上TREM-1的快速重組。激活的TREM-1的跨膜區(qū)含有一個(gè)賴氨酸殘基217,與DAP12中的天冬氨酸相互作用并轉(zhuǎn)導(dǎo)下游信號(hào)[4]。隨后,DAP12的ITAM磷酸化,激活非受體型脾酪氨酸激酶(spleen tyrosine kinase,SYK),激活磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)、磷脂酶C(phospholipase C,PLC)、胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinases,ERK)1/2、絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)、核轉(zhuǎn)錄因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB),增加炎癥基因的表達(dá)以及活性氧的釋放,促進(jìn)了白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-1β、IL-6、IL-8、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1)和粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor,GM-CSF)等炎癥因子的釋放[14-16]。另外,也有研究[16]發(fā)現(xiàn)SYK磷酸化能夠調(diào)節(jié)鈣離子內(nèi)流從而激活MAPK/ERK途徑。

2.2 TREM-1與Toll樣受體及NOD樣受體的協(xié)同作用

單獨(dú)激活TREM-1不會(huì)誘導(dǎo)持續(xù)的炎癥反應(yīng),表明TREM-1依賴于與其他途徑的協(xié)同作用。目前已發(fā)現(xiàn)TREM-1與胞外模式識(shí)別的Toll樣受體(Toll-like receptor,TLR)和胞內(nèi)模式識(shí)別的NOD樣受體(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor,NLR)具有協(xié)同效應(yīng),在免疫反應(yīng)中促進(jìn)了細(xì)胞因子誘導(dǎo)的炎癥。

TLR及NLR均是模式識(shí)別受體,在病原相關(guān)分子模式或損傷相關(guān)分子模式幫助下刺激炎癥反應(yīng),是參與非特異性免疫的一類重要分子[17-18]。目前已發(fā)現(xiàn)了部分TREM-1與TLR的協(xié)同作用,如TREM-1與TLR-4相互作用,募集炎癥介質(zhì),如PI3K、ERK 1/2、白細(xì)胞介素-1受體相關(guān)激酶1(interleukin-1 receptor associated kinase-1,IRAK-1)和NF-κB,誘導(dǎo)暴露于脂多糖的離體細(xì)胞產(chǎn)生更多炎性細(xì)胞因子[16]。另有一些研究[19]發(fā)現(xiàn)了TREM-1與NLR的協(xié)同作用,可能是通過激活PI3K和/或p38/MAPK通路,使TNF-α、IL-1β和IL-6的表達(dá)上調(diào)。

2.3 TREM-1與細(xì)胞自噬-凋亡

細(xì)胞自噬是細(xì)胞在缺氧、炎癥等狀態(tài)下,通過對(duì)抗破壞細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,減少炎性反應(yīng),使細(xì)胞重返穩(wěn)態(tài)的過程。最新研究[13]發(fā)現(xiàn),TREM-1過表達(dá)可引起自噬基因Beclin-1、Atg-5、LC3b及抗凋亡基因表達(dá)下調(diào),促凋亡基因表達(dá)上調(diào)。用TREM-1抑制劑處理結(jié)腸炎小鼠,能夠抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激引發(fā)的未折疊蛋白反應(yīng)和自噬水平的提高[20]。這些研究均提示TREM-1可能對(duì)細(xì)胞自噬起負(fù)性調(diào)節(jié)作用。

2.4 TREM-1與巨噬細(xì)胞極化

TREM-1在多系統(tǒng)模型中均表現(xiàn)出促進(jìn)巨噬細(xì)胞M1型極化的作用。在消化系統(tǒng)中,TREM-1缺乏導(dǎo)致分泌IL-1β的M1巨噬細(xì)胞數(shù)量減少[21]。在糖尿病腎病大鼠中,TREM-1與M1巨噬細(xì)胞極化標(biāo)志物誘導(dǎo)型一氧化氮合酶呈正向變化,且維生素D可降低高血糖大鼠的TREM-1及誘導(dǎo)型一氧化氮合酶水平[22]。Wang等[23]用脂多糖處理的小鼠氣道上皮細(xì)胞分離出的外泌體誘導(dǎo)了M1巨噬細(xì)胞極化,且極化可被TREM-1敲除部分逆轉(zhuǎn),提示了TREM-1誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞極化與外泌體的相關(guān)性。

2.5 TREM-1與細(xì)胞焦亡

細(xì)胞焦亡是指細(xì)胞炎性形式的程序性死亡。近期兩項(xiàng)研究報(bào)道了TREM-1與細(xì)胞焦亡的關(guān)系。NOD樣受體蛋白3(NOD-like receptor protein 3,NLRP3)是NLR家族的成員,NLRP3炎癥小體可被SYK依賴性活性氧激活,是細(xì)胞焦亡的關(guān)鍵激活因子[24]。TREM-1抑制劑LP17降低了NLRP3炎癥小體生成和炎癥因子IL-1β、IL-18的水平,減少了焦亡相關(guān)蛋白caspase-1、GSDMD和GSDMD-N的表達(dá),提示TREM-1可通過激活NLRP3炎癥小體介導(dǎo)的焦亡,促進(jìn)炎癥反應(yīng)[25]。TREM-1受體在斑塊及細(xì)胞中的作用示意圖如圖1。

注：TGF-β1,轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1;ox-LDL,氧化低密度脂蛋白;SMC,平滑肌細(xì)胞;caspase-1,含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶;GSDMD,消皮素D。

3 TREM-1在冠心病發(fā)生發(fā)展中的作用

3.1 TREM-1與動(dòng)脈粥樣硬化形成

動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)是一種慢性炎癥性疾病,以動(dòng)脈壁內(nèi)脂質(zhì)沉積為特征,氧化低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein,ox-LDL)是AS形成的重要促進(jìn)因素。TREM-1在AS中的作用最早由Joffre等[1]闡述,他們發(fā)現(xiàn)下調(diào)TREM-1后,斑塊的體積明顯下降,TREM-1可促進(jìn)巨噬細(xì)胞分泌大量炎癥因子,轉(zhuǎn)化為泡沫細(xì)胞,進(jìn)而促進(jìn)AS發(fā)展。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)了ox-LDL在其中的關(guān)鍵作用。ox-LDL可上調(diào)TREM-1的表達(dá),并且增強(qiáng)了TLR通路的炎癥反應(yīng),導(dǎo)致細(xì)胞焦亡增加和自噬減少,從而促進(jìn)AS發(fā)展[26-27],降脂藥物普伐他汀可通過降低ox-LDL使AS斑塊中TREM-1、DAP12和下游炎癥因子TNF-α、IL-1表達(dá)降低,減少泡沫細(xì)胞形成[28]。sTREM-1血清濃度較高的個(gè)體體重指數(shù)、甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇值較高[29],也提示了TREM-1的激活與血脂的密切關(guān)系。此外,TREM-1基因多態(tài)性與AS嚴(yán)重程度相關(guān),Kutikhin等[30]研究發(fā)現(xiàn),TREM-1基因rs4711668的T/T基因型與重度AS顯著相關(guān)。因此,近年來,TREM-1阻斷劑LR-12和LP-17作為人工合成的小分子肽,成為冠心病治療研究的熱點(diǎn),其主要機(jī)制可能是通過阻斷TREM-1的多聚化和激活,干擾其與配體的結(jié)合。

3.2 TREM-1與斑塊穩(wěn)定性

典型的AS易損斑塊表現(xiàn)為薄纖維帽粥樣硬化斑塊,主要由大的壞死核心和薄層纖維帽組成。TREM-1促進(jìn)巨噬細(xì)胞向泡沫細(xì)胞分化,增大脂質(zhì)核心[1]。斑塊中的TREM-1誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞(smooth muscle cells,SMC)分泌MMP-1和MMP-9,它們可水解膠原,使纖維帽變薄[31]。此外,與無癥狀斑塊相比,有癥狀斑塊中TREM-1和DAP12上調(diào),且有癥狀斑塊來源的血管SMC比無癥狀斑塊來源的SMC表達(dá)更高的TREM-1水平[32]。這些均表明,TREM-1可能導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定,加速斑塊破裂。

3.3 TREM-1與急性冠脈綜合征

當(dāng)斑塊發(fā)生破裂,覆蓋壞死核心的纖維帽產(chǎn)生裂隙,脂質(zhì)及壞死碎片暴露于血液中,繼發(fā)血栓形成,阻塞血管管腔,引起急性冠脈綜合征(acute coronary syndrome,ACS)。管腔阻塞導(dǎo)致的缺血缺氧導(dǎo)致大量模式識(shí)別受體釋放,一些如HMGB1、HSP70、CD177、PGLYTRP1等作為配體與TREM-1結(jié)合,引起和放大炎癥反應(yīng),產(chǎn)生的致炎細(xì)胞因子和趨化因子,又進(jìn)一步引起中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞在梗死區(qū)聚集。此外,越來越多的證據(jù)提示,血漿sTREM-1水平是影響ACS預(yù)后的關(guān)鍵介質(zhì)。血漿sTREM-1水平顯著升高,可能是區(qū)分ACS和非特異性胸痛的生物標(biāo)志物[33],其升高與全因死亡率和主要不良心血管事件風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)[34]。在心源性休克患者中,非幸存者的sTREM-1血漿濃度高于幸存者[35]。值得注意的是,FAST-MI研究[36]的最新結(jié)果表明,盡管sTREM-1與死亡、心肌梗死復(fù)發(fā)和卒中風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān),但未發(fā)現(xiàn)其血漿遺傳水平是ACS患者預(yù)后的影響因素。

3.4 TREM-1與支架內(nèi)再狹窄

支架內(nèi)再狹窄(in-tent restenosis,ISR)指支架植入后支架內(nèi)或者支架兩端發(fā)生的超過50%的狹窄,其發(fā)生率為10%[37],是AS治療的難題之一。在1 683例接受冠狀動(dòng)脈介入治療和大約一年后隨訪并造影的患者中,130例被診斷為ISR,150例性別和年齡匹配的無ISR患者被隨機(jī)納入對(duì)照,發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比,ISR組患者中sTREM-1的表達(dá)明顯更高。體外試驗(yàn)也表明,TREM-1激活可促進(jìn)血管SMC的炎癥、增殖和遷移,從而促進(jìn)其向支架部位募集和向泡沫細(xì)胞轉(zhuǎn)化,引起新生動(dòng)脈粥樣硬化[2,38],正是ISR的成因之一。

3.5 TREM-1與缺血再灌注損傷

溶栓和冠狀動(dòng)脈介入技術(shù)極大地提高了ACS患者的生存率,但短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的缺血再灌注會(huì)加重心肌損傷,引起梗死面積增大、心律不齊、心臟功能障礙等。Lemarié等[39]在冠狀動(dòng)脈閉塞-再灌注技術(shù)誘導(dǎo)的豬心肌梗死模型中,通過抑制TREM-1,顯著改善了平均動(dòng)脈壓、心臟指數(shù)、射血分?jǐn)?shù)等心功能評(píng)估指標(biāo),改善了心臟功能,提示了TREM-1抑制劑在缺血再灌注改善方面的可能性。

總的來說,TREM-1通過其在AS分子通路中的關(guān)鍵位置,充當(dāng)炎癥、脂質(zhì)積聚和斑塊不穩(wěn)定的放大器,是潛在的AS治療靶點(diǎn)。TREM-1抑制作為抗AS治療的主要理論優(yōu)勢(shì)是它提供了足夠的抗炎作用,而沒有顯著干擾重要的免疫反應(yīng)[40]。需要進(jìn)一步的研究證明TREM-1在AS早期和晚期的意義,以及更多臨床研究證明TREM-1抑制劑的抗AS作用。

4 總結(jié)與展望

TREM-1作為機(jī)體的“炎癥放大器”,近年來引起了醫(yī)療行業(yè)的廣泛關(guān)注。TREM-1的特異性抑制劑LR-12已作為治療膿毒性休克的藥物獲美國(guó)食品和藥物管理局快速通道資格。TREM-1在冠心病各個(gè)階段的作用正在逐步揭開,更多的分子、動(dòng)物和臨床研究正在進(jìn)行,圍繞著TREM-1的多種藥物也在開發(fā)。隨著研究的進(jìn)一步深入,TREM-1相關(guān)藥物有望成為冠心病治療的新星。目前,TREM-1抑制劑尚未在臨床用于冠心病治療,且暫無相關(guān)研究正在進(jìn)行,對(duì)于藥物的給藥方式、藥代動(dòng)力學(xué)以及是否會(huì)對(duì)其他系統(tǒng)產(chǎn)生影響,尚需進(jìn)一步論證。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突