CD147在动脉粥样硬化中作用的研究进展

李 蓉综述 蔡 辉审校

CD147在动脉粥样硬化中作用的研究进展

李 蓉1综述 蔡 辉2审校

本文2010—12—09收到，2011—01—31修回，2011—02—05接受

细胞外基质金属蛋白酶诱导剂（Extracellular Matrix Metalloproteinase Inducer，EMMPRIN）-CD147分子是一种高度糖基化的跨膜糖蛋白，属免疫球蛋白超家族成员，由Biswas等［1］首次发现并将其命名为肿瘤细胞介导的胶原酶激活因子（Tumor Cell Collagenase Stimulatoty Factor，TCSF）。近来研究发现CD147在单核细胞分化为巨噬细胞过程中表达上调，诱导分泌基质金属蛋白酶（MMPs），促进单核细胞的分化和迁移［2］；并介导动脉粥样硬化（AS）进程中的细胞激活和分化、血小板活化、粥样斑块不稳定、血管新生等多种病理过程，从而促进AS的发生与发展。本文就CD147促进AS的病理机制作一综述。

1 CD147的结构和生物活性

CD147分子量50～60k Da，为单次I型跨膜糖蛋白，基因定位于19p13.3，编码区编码269个氨基酸残基，CD147在细胞外有2个免疫球蛋白区域，由胞质区域和跨膜区域组成，位于C端的免疫球蛋白区域与MHC II类分子的可变区和β链有一定同源性。CD147胞质区短，由40个氨基酸残基组成，跨膜区伸展的29个氨基酸在人、鼠、鸡高度保守，其疏水序列中含有带电的谷氨酸和亮氨酸拉链［3～5］，提示其可能参与蛋白—蛋白相互作用。近来应用黏附、免疫共沉淀等研究方法显示，CD147可与亲环素A和亲环素B（CyPA、CyPB）等相互作用，共同传递信号，介导广泛生物学功能［3，6］。CD147在细胞外区域还含有3个Asn糖基化位点，用内切糖苷酶F处理后可产生分子量为28～58kDa的CD147分子，提示CD147分子的N端高度糖基化，并且糖基化程度决定其激活MMPs的能力，而纯化的去糖基化的CD147分子不能诱导MMPs分泌［4］。

CD147在体内广泛表达于造血及非造血细胞，并参与多种疾病发生、发展的病理过程，如AS病理过程中的细胞分化迁移、粥样斑块不稳定等。免疫组织化学分析显示在人AS斑块处有CD147与CyPA共同存在和相互作用，形成炎症反应的始发因素，通过白细胞聚集在病变组织中促进炎症发展，刺激MMPs分泌；利用siRNA技术抑制CD147表达后，可在细胞分化过程中阻止 MMPs表达上调［4］。提示CD147作为CyPA受体和EMMPRIN，在AS发生、发展过程中有重要作用。

2 CD147参与细胞激活和分化对AS的作用

AS是一种慢性炎症反应过程，其各种病理改变可认为是慢性炎症的不同阶段，各种细胞的反应与炎症过程相似，被认为是一种机体对损伤的反应。内皮细胞、平滑肌细胞、巨噬细胞通过多种细胞因子的自分泌和旁分泌作用，构成了复杂的细胞间相互联系及作用的网络。T淋巴细胞作为一种辅助作用的细胞，可引起AS过程中的免疫反应，促进AS的形成和发展；而CD147在各种细胞激活和分化中起一定作用而参与AS的形成。

CD147在AS早期单核细胞迁移、分化时非常重要，单核细胞、巨噬细胞和泡沫细胞表达CD147可刺激MMPs产生，单核细胞分化过程中上调CD147表达，荷脂巨噬细胞减少细胞膜CD14表达，上清液中增加 MMP-2、MMP-9和可溶性的CD147表达水平，荷脂的泡沫细胞不影响CD147 mRNA表达，但和未分化的单核细胞相比，CD147 mRNA明显增加，并且此增加量足以使分化的巨噬细胞在成熟期发挥特殊功能［2，8］。Haug等［9］研究发现在培养的人冠状动脉平滑肌细胞可表达CD147，氧化型低密度脂蛋白刺激细胞后显著增加可溶性CD147、MMP-1、MMP-2表达，并且 MMP-1、MMP-2可促进可溶性CD147从细胞上分离，而可溶性CD147又显著增加人冠状动脉平滑肌细胞MMP-1、MMP-2的表达，如此恶性循环使MMPs通过诱导平滑肌细胞迁移和增殖及加速细胞外基质降解，从而在AS斑块发展、新内膜形成及斑块破裂中发挥重要作用。

CyPA是一种在生物界广泛存在、高度保守的蛋白质，具有肽酰脯氨酰顺反异构酶，有多种生物学活性，是一种影响AS进展的特异性活性氧介质调节因子，即氧化应激诱导的分泌因子，对内皮细胞、单核细胞、中性粒细胞、T细胞等有潜在的化学趋化作用［10］。CD147作为人白细胞胞外CyPA主要的信号受体，炎症组织中白细胞CD147的表达增加即与CyPA和CD147的相互作用有关。利用抗CD147单克隆抗体阻止CyPA-CD147相互作用，可减少病变组织中炎性细胞聚集［11］、抑制CyPA诱导Jurkat细胞扩增、激活和趋化作用［12］。

3 CD147参与血小板活化对AS的作用

血小板不仅参与进展期斑块的血栓事件如急性心肌梗死（AMI），而且参与粥样斑块的起源和发病机制［13］。活化血小板通过P-选择素黏附并活化白细胞，特别是单核细胞，活化的白细胞能表达P—选择素糖蛋白配体-1（PSGL-1）和整合素Mac-1，分别与活化血小板表面的P-选择素和糖蛋白Ib（GP Ib）相结合，形成“血小板—白细胞聚合物”；活化血小板还能释放多种促炎症细胞因子，如CD40L和白介素-1β（IL-1β）等促使内皮细胞活化，活化的内皮细胞表达P—选择素和细胞间黏附分子-1（ICAM-1）与白细胞表达的 PSGL-1和Mac-1相结合，进一步加强白细胞与内皮细胞之间的黏附反应［14］。因此，血小板与白细胞和内皮细胞之间的相互作用对血栓形成和炎症反应起重要作用，从而加速AS病理进程。

近来体外实验发现CD147也表达于血小板上，与传统血小板活化标志物如CD62P、血小板相关补体-1（PAC-1）和白细胞上CD147表达相关［15］。血小板活化后CD147表达水平上调，电子显微镜和蔗糖梯度超速离心分析显示CD147位于血小板开放管道系统α颗粒中。重组的CD147-Fc可诱导血小板表面表达CD40L和P-选择素，提示CD147-FC相互作用激活血小板。血小板和单核细胞共同孵育可诱导单核细胞CD147介导的核因子—κB（NF-κB）途径激活，并伴有MMP-9和促炎因子IL-6、肿瘤坏死因子—α（TNF-α）及抗炎因子IL-10分泌增加，这与心肌梗死（MI）时单核细胞表面CD147表达增加，血浆中IL-6、TNF-α、IL-10水平升高相一致，提示CD147可增强NF—κB途径相关的炎症细胞活性。表明CD147是血小板表面新的受体，血小板活化时表达增加；血小板与单核细胞相互作用，通过CD147刺激单核细胞NF-κB炎性途径，分泌MMPs和炎性因子［16］，加速血管炎性改变和AS。

4 CD147调节MMPs分泌在AS斑块稳定性中的作用

AS病变形成后是否导致临床症状的出现，不仅取决于动脉管腔的狭窄程度，更重要的是斑块是否稳定，是否有血栓形成。不稳定性斑块易于破裂或表面破损，引发急性血栓形成导致不完全或完全性管腔阻塞，表现为急性冠状动脉综合征（ACS），其临床表现为不稳定性心绞痛、AMI或猝死。粥样斑块核心的组成和体积、纤维帽的强度、单核／巨噬细胞等炎性细胞的浸润情况等决定了粥样斑块本身的性质，不稳定斑块为偏心性斑块，有一个大的脂质核心（大于斑块面积的40%）和薄的纤维帽，其肩部富含炎性细胞（包括巨噬细胞、T淋巴细胞和肥大细胞），易于发生破裂而形成血栓［14］。大量实验和临床研究已表明MMPs在进展性粥样斑块和斑块破裂继发的急性心血管事件如ACS中有重要作用，特别是血管壁存在的单核细胞I型 MMP（MTI-MMP）、MMP-2、MMP-7、MMP-9与不稳定性斑块密切相关［17］，MMPs导致组成纤维帽的细胞外基质降解、强度减小被认为是斑块纤维帽变薄易破裂的主要原因。

Schmidt等［18］实验发现 AMI患者的CD147和 MT1-MMP表达增加，通过细胞间相互作用，CD147可刺激单核细胞 MMP-9和血管平滑肌细胞 MMP-2的分泌，表明CD147在AS斑块破裂中对MMP的活性调节起主要作用。内皮细胞和巨噬细胞表达CD147和CyPA，刺激巨噬细胞上表达的CD147可诱导细胞外信号调节激酶（ERK）和NF-κB途径激活，导致MMP-9表达水平升高，降解细胞外基质，增加AS斑块不稳定性［7］。CD34＋祖细胞分化进展为泡沫细胞过程中 CD147、MTI-MMP、MMP-9表达水平上调，促进MMP-9分泌。CyPA抑制剂可减少细胞分化过程中MMP-9表达，利用siRNA技术抑制CD147表达，可阻止细胞分化过程中 MMPs（MTI-MMP、MMP-9）、巨噬细胞集落刺激因子表达上调，提示CyPA／CD147的激活途径在促进AS斑块易损性中有重要作用［19］。Yoon等［20］研究发现颈动脉粥样斑块有CD147表达，并且骨髓单核细胞也表达CD147，CD147与MMPs和金属蛋白酶组织抑制剂共同存在于AS病变组织中。促进 AS的炎性因子 TNF—α、IL-β、IL-6可刺激巨噬细胞和平滑肌细胞表达MMPs，用炎性因子培养单核细胞实验中发现CD147和MMPs表达均增加，推测炎性因子可调节CD147表达，从而控制斑块的稳定性。

近来研究表明感染可能导致血管壁上脂质代谢紊乱，刺激细胞对低密度脂蛋白—胆固醇（LDL-C）的吞噬，从而诱发和促进AS病变，其中肺炎衣原体感染可能是AS发生的重要因素，并与CD147有一定相关关系。肺炎衣原体通过CD147依赖途径直接诱导单核细胞MMPs激活，释放炎性因子如IL-6、IL-1β，间接刺激血管平滑肌细胞诱导 MMPs活性［17］。Choi等［21］实验发现在 AS斑块中 EMMPRIN、MT1-MMP、MMP-2、MMP-9免疫活性增加，并且巨噬细胞／单核细胞对肺炎衣原体的免疫反应最为显著。蛋白免疫印迹法分析显示在感染肺炎衣原体的AS组织中，EMMPRIN、MMP-2含量显著增高，表明感染肺炎衣原体的AS斑块可通过CD147上调MMPs，这也可解释肺炎衣原体在AS进展和不稳定性斑块中的作用。

CD147通过诱导MMPs分泌，使细胞外基质合成和降解失衡，削弱斑块纤维帽，使斑块易于破裂，在AS病程进展和斑块不稳定性中发挥重要作用，干预CD147的表达可有效阻止斑块破裂，减少ACS或猝死发生［22］。研究表明siR-NA技术、他汀类药物、过氧化物酶增生物激活受体—α（PPAR-α）和PPAR—γ激动剂可减少巨噬细胞或泡沫细胞表达CD147，从而下调 MMPs活性，延缓 AS病理改变［23，24］。

5 CD147调节血管内皮生长因子和参与血管新生对诱发斑块破裂的作用

近来研究发现，粥样硬化病变局部的内膜常出现病理性新生血管，多见于不稳定斑块富含炎细胞的肩部和纤维帽，炎细胞可以产生细胞因子，激活巨噬细胞和平滑肌细胞并使其生成MMPs，导致斑块不稳定。目前研究CD147与肿瘤血管新生的关系较多，CD147可上调内皮细胞缺氧诱导因子-2α、血管内皮生长因子（VEGF）、VEGF受体-2（VEGFR-2）水平，直接调节血管新生过程，促进肿瘤浸润和转移［25，26］。Chen等［27］研究发现 CD147在活化的人脐静脉内皮细胞（HUVECs）中显著上调，并伴有促血管生长因子水平增加，如VEGF、碱性成纤维细胞生长因子、表皮生长因子、胰岛素样生长因子。CD147通过PI3K-Akt信号途径促进HUVECs增殖、迁移和MMPs分泌，防止细胞凋亡，从而调节血管新生。这表明CD147不仅是MMPs诱导剂，也是血管发生增强子。病理性血管新生发生于炎症等病理过程，而AS是一种慢性炎症疾病，炎症反应伴随其整个病理过程，在粥样斑块中已发现CD147存在，推测CD147可能参与AS进程中的血管新生过程，并促进AS的发展和斑块破裂，但国内外相关研究甚少，有待进一步证实。

6 前景展望

CD147作为一种广泛分布于体内的跨膜蛋白，在AS病理过程中的细胞激活和分化、血小板活化、粥样斑块稳定性等方面发挥着重要作用，并与AS血管新生有一定相关关系。作为一种治疗AS的药物作用靶点，阻断CD147能否延缓AS进程和防止斑块破裂有待进一步研究。深入研究并揭示CD147在AS发展过程中的作用，可完善AS的发病机制，并为研发治疗AS新药及寻找新的基因治疗手段提供新的线索。

本文第一作者简介：

李 蓉（1986～），女，汉族，硕士研究生，研究方向：动脉粥样硬化

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R541.4；Q55

A

1005—1740（2011）02—0068—04

1南方医科大学临床医学院，南京军区南京总医院，邮政编码 南京210002；2南京军区南京总医院中西医结合科