可溶性血管细胞黏附分子1、可溶性E–选择素与冠心病

江小杰 指导：黄绍烈

（1南昌大学研究生院医学部2008级研究生 江西南昌330006；2南昌大学第一附属医院 江西南昌330006）

冠状动脉粥样硬化性心脏病（coronary heart disease，CHD）是世界上发病率和病死率最高的疾病之一，严重影响着人类的寿命和生存质量。国内外文献都把冠心病看作是一种多风险因素（易感基因与环境因素）共同作用的疾病，其主要病因是冠状动脉血管富脂粥样硬化斑块的形成[1～2]。动脉粥样硬化是一种慢性炎症性疾病，是冠心病的发病基础，慢性炎症促进了冠心病的进展。炎性细胞（单核/巨噬细胞、中性粒细胞及T淋巴细胞等）释放大量的炎性介质，如 IL-1、TNF-α、IFN-α 等，激活核因子-κB（NF-κB）后，使血管内皮细胞分泌细胞黏附分子，如血管细胞黏附分子-1（VCAM-1，又名CD106）和 E-选择素（E-selectin，又名 CD62E）等，它们促进循环中单核细胞、中性粒细胞、T淋巴细胞及血小板黏附于血管内皮，通过释放蛋白酶及氧自由基直接损伤血管内皮细胞，引起炎症反应、血栓形成，在AS和CHD的发生、发展中起重要作用。可溶性血管细胞黏附分子1（soluble VCAM-1,sVCAM-1）、可溶性E-选择素（soluble E-selectin,sE-selectin）是血管细胞黏附分子1、E-选择素的可溶形式，在冠状动脉粥样硬化的过程中的作用尤为显著。

1 血管细胞黏附分子1、E-选择素的生物学性状

黏附分子（adhesion molecules，AM）是一类分布于细胞表面或细胞外基质中的糖蛋白。它们以配体-受体相对应的形式发挥作用，介导细胞-细胞、细胞-细胞外基质或细胞-基质-细胞间发生黏附。黏附分子根据cDNA同源性，目前主要分为五大类，包括：免疫球蛋白超家族、选择素家族、整合素家族、黏蛋白样家族、钙黏素家族，此外还有些尚未归类的分子如CD44、CD36等，也属于黏附分子。VCAM-1、E-选择素分别属于免疫球蛋白超家族、选择素家族，与CHD密切相关。

血管细胞黏附分子-1结构上有6个Ig样结构细胞外区，而用白细胞介素1或肿瘤坏死因子诱导的人脐静脉内皮细胞（hUVEC）克隆和表达的VCAM-1包含7个Ig样区，相对分子量为100～110 KD，包含715个氨基端残基，其中有674个氨基端残基的细胞外部分，22个氨基端残基的穿膜部分，19个氨基端残基的胞浆尾部。其胞外部分由7个C2型免疫球蛋白样结构域组成。VCAM-1蛋白链上有许多N-连接的糖基化位点，每个C2型免疫球蛋白样结构域都由一对半胱氨酸残基形成的二硫键起稳定作用[3]。VCAM-1主要表达于血管内皮细胞，亦可表达于其他细胞如巨噬细胞、肌细胞、树突状细胞。VCAM-1在正常血管上的表达用标准的免疫组织化学方法检测不到，而在炎症等病理条件下，血管内皮细胞、平滑肌细胞、骨髓基质细胞等的表达明显上升。VCAM-1可使循环中的细胞与激活的内皮细胞紧密结合。该过程由它与受体α4β1整合素即很晚抗原-4(VLA-4)和α4β7整合素介导，其中与受体α4β1整合素结合可诱导内皮细胞内信号使其变形，介导单核细胞、淋巴细胞与内皮细胞和血管平滑肌细胞的黏附[4]。α4β7整合素结合则与内脏淋巴细胞的聚集有关。

E-选择素因其最先发现于内皮细胞而得名，为一高密度糖基化的单链跨膜糖蛋白，分子量为115 KD，由一系列蛋白区域片段构成，其中包括：氨基末端C型植物凝集素(1ectin)区、表皮生长因子（EGF）区、4～9个短重复序列(SCR)区、单一的跨膜区以及一个胞浆区。其中C型凝集结构域是选择素结合配体部位。研究表明，E-选择素有多种配体：唾液酸化路易糖X(sialyl Lewisx，slex)和唾液酸化路易糖a(sialyl Lewisa，slea)及其相关的寡聚糖[5～6]。Slex 在中性粒细胞表面呈高密度表达，是E-选择素识别的主要结构，但与E-选择素的亲和力较低。Slea是slex的同分异构体，常表达在某些肿瘤细胞上，可能与肿瘤的转移有关。此外，E-选择素的配体还有ESL-1(E-selectin ligand-1)、PSGL-1、CD43 等[7～9]。E-选择素仅在内皮细胞上表达。静息时，内皮细胞的含量甚微，当内皮细胞受炎性因子IL-1、TNF-α、细菌脂多糖 (LPS)以及AngII等刺激后，E-选择素的表达大大增加，这种增加是由转录水平诱导的，转录抑制剂(如放线菌素O)或翻译抑制剂(如环己酞亚胺)都会抑制E-选择素的表达。体外内皮细胞如脐静脉内皮细胞，经TNF-α刺激后3～6 h，E-选择素的表达至峰值，但即使是细胞因子继续存在，10～12 h内E-选择素也会降至基底水平。经研究证实，E-选择素有介导活化内皮细胞与中性粒细胞黏附作用，还能介导内皮细胞与单核细胞、记忆T细胞、嗜酸及嗜碱性粒细胞、血液树突状淋巴细胞、前T细胞、成人T细胞性白血病细胞等的结合。E-选择素介导的黏附作用既不依赖于白细胞的活化，也不需要白细胞整合素的参与。内皮细胞上E-选择素可锚定白细胞，继而介导其活化，因而有助于白细胞稳定地黏附于内皮细胞，继而迁移至血管外组织。

2 可溶性血管细胞黏附分子、可溶性E–选择素的产生及在冠心病中的意义

可溶性血管细胞黏附分子1、可溶性E–选择素是血管细胞黏附分子1、E–选择素的可溶形式，在内皮细胞表面激活后，血和培养的内皮细胞上清液中均可发现有与细胞表面同型的蛋白分子。sVCAM-1、sE-selectin的产生有两个途径：（1）血管内皮细胞、白细胞或其它多种细胞表面的黏附分子的胞外部分的酶性裂解，使得细胞外部分脱落进入血液循环。（2）也可由一些mRNA翻译后产物不表达于细胞表面，而是直接分泌进入血液，成为另一来源。

冠状动脉粥样硬化的初始、发展和后来的斑块糜烂和破裂、血栓并发症的全部过程都有黏附分子的参与。sVCAM-1、sE-selectin分别与 VCAM-1、E-selectin功能相同，水平变化一致，由于技术原因，直接测定血管内皮细胞表面上的E-选择素比较困难,而sVCAM-1和sE-selectin的检测方法简便，最常用ELISA法。因此，血液中sVCAM-1、血清可溶性E-选择素水平可以作为测定血管内皮表达VCAM-1、E-选择素的间接指标。

sVCAM-1相对分子量为80～90 kD，有6～7个细胞外Ig样区，只有在病变形成伊始，或是出现血管痉挛、斑块不稳定等炎症急剧变化时迅速而明显增加，而且其上升的幅度与局部炎症的严重情况及转归明显相关，在局部病变消退至相对比较平稳的时候，血中检测不到sVCAM-1的升高。这与黏附分子膜分子在动脉硬化局部的变化一致[10]。Mulvihill等[11]研究中冠状动脉内采血样与外周血样的可溶性黏附分子的浓度一致。说明在一个短暂的平衡过程后，外周血中的sVCAM-1水平可以反应炎症局部的严重程度。sVCAM-1在正常个体却无明显的差异性。但在已确诊为冠心病的患者，排除其他因素后，稳定型心绞痛患者sVCAM-1水平与正常对照组无明显差别，也不能反应冠状动脉病变（由冠状动脉造影判断）的严重性[12]。对于sVCAM-1与急性冠状动脉综合征的关系，Mulvihill等发现不稳定型心绞痛和非q波心肌梗死患者sVCAM-1明显高于稳定型心绞痛患者，且维持达6个月之久，6个月后至1年内逐渐下降至接近正常人水平[11]。田敏等[13]研究认为，sVCAM-1的升高与发病6个月后再发生心血管恶性事件明显相关，sVCAM-1可以很好地预测将来发生严重心血管事件的危险性。胡东达等[14]研究发现AMI患者溶栓再通24 h后，血清VCAM-1、E-选择素和ICAM-1水平显著降低（P均＜0.05）。有前瞻性研究发现[15]，VCAM-1是冠心病患者未来致命性心血管事件最强的独立预测因子。

E-选择素是选择素家族的一员，是在炎症过程中最初出现的黏附分子。E-选择素的作用是减慢血流中的白细胞流动，使其滚动到血管内皮表面，然后使整合素家族中的CD11/CD18与其配体细胞间黏附分子或E-选择素结合，使白细胞紧密黏附于内皮表面，并介导白细胞的渗出，而白细胞向血管内皮的迁移黏附是动脉粥样硬化的重要机制。有报道显示，冠状动脉粥样硬化性心脏病患者血清可溶性E-选择素表达增加，E-选择素可能参与了该病的发病过程与冠状动脉粥样硬化的形成[15～16]。田乃亮等[17]研究发现冠心病sE-selectin显著高于正常组，且不同类型的冠心病之间有显著差异。其升高程度与冠脉病变程度有良好的相关性[18]。而吕邵华研究显示急性心机梗死和不稳定型心绞痛患者的血清可溶性E选择素水平比较无明显差别，但这两组患者血清可溶性E-选择素水平却较稳定型心绞痛和对照组明显增高，而稳定型心绞痛和正常对照组个体的血清可溶性E选择素水平也相近[19]。孙丽等[20]认为外周血中可溶性E-选择素的浓度在急性心梗、不稳定性心绞痛和稳定性心绞痛显著高于对照组（P＜0.01），且急性心梗、不稳定性心绞痛组显著高于稳定性心绞痛组（P＜0.01）。虽然各研究结果不完全相同，可能与样本大小及选择对象标准不同有关，但据统计E-选择素诊断冠状动脉粥样硬化性心脏病的敏感度为74%、特异度为83%，提示患者血清可溶性E-选择素水平增高，并反映病情严重程度，可作为可疑胸痛患者的辅助鉴别诊断手段。E-选择素还在心肌缺血-再灌注损伤、心功能不全、经皮腔内冠状动脉成形术（PTCA)后再狭窄发生发展过程中均起着重要的作用[21～22]。

3 国内外的研究进展

自从1994年德国学者Wenzel等首先报道E-选择素第4外显子的561位A→C突变，并导致所编码的第128位氨基酸由丝氨酸变成精氨酸，由此可能影响E-选择素的生物学活性，可能与动脉粥样硬化相关，对黏附分子基因多态性的研究成为当今的热点。研究发现黏附分子的基因多态性引起的氨基酸改变是早发严重AS高危因素。

人的E-选择素基因位于第l号染色体长臂上，为一段长13 kb的DNA序列，含14个外显子和13个内含子。第4外显子的561位A→C突变，导致所编码的第128位氨基酸由丝氨酸变成精氨酸，第2外显子存在G／T多态性，这两种多态性可能影响E-选择素基因表达和功能，并可能与心血管疾病尤其是冠状动脉粥样硬化性心脏病的发展有密切关系[23～24]。饶丹等[25]研究发现，中国汉族人群中存在E-selectin的A128C基因多态性，CHD患者CC+AC基因型频率和C等位基因频率较正常对照组显著增高(P＜0.01)；而在CHD患者中，ACS患者与稳定型冠心病患者CC+AC基因型频率和C等位基因频率也有显著性差异(P＜0.05)，同时还发现E-selectin的A128C基因多态性与CHD的易患性有相关性，CC+AC基因型CHD患ACS的风险约是AA基因型的3.257倍，CC+AC基因型患冠心病的风险是AA基因型的5.843倍。可见E-selectin基因A128C多态性可能与冠心病的发生、发展及该疾病的严重程度相关，因此通过检测基因型，可以筛查冠心病的易患人群和冠心病患者中的高危人群，这对早发现和及时预防有重要意义[25～26]。曾志为等[27]分析总体样本中E-选择素各基因型与血脂水平的关系发现，AC/CC、GT基因型较AA及GG基因型血清总胆固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白胆固醇水平有增高趋势，但差异无显著性意义(P＞0.05)。胡恒亮等[28]研究结果显示E-选择素Sl28R基因多态性与吸烟在冠心病的发生中有交互作用，吸烟且SR+RR基因型患冠心病的危险性明显增加。而对于VCAM-1基因的多态性国内外很少有相关研究。

深入研究这种细胞间及细胞与细胞基质间相互作用的分子机理，有助于进一步明确冠心病的发生、发展机制，利用这一机制研制出针对黏附分子作用的各种制剂，如抗各种黏附分子的单克隆抗体，或进行基因治疗，将在冠心病的诊断、预防和治疗方面具有广泛的临床前景。

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