肝内和肝外细胞表达C反应蛋白的分子机制

黄根牙 唐利龙

近年来大量的研究证明，C反应蛋白(C－reactive protein，CRP)不仅是一个炎症标志物，还可能具有直接致动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)的作用［1］。因此有学者提出，抑制CRP的合成可能是一种潜在的治疗AS的方法［2，3］。但是遗憾的是目前还没有CRP的特异性抑制剂应用于临床。毫无疑问，要研制CRP的抑制剂，首先得理解和明确CRP的表达机制。

一、肝细胞表达CRP的机制

1.CPR表达的诱导因子:生理条件下人体内的CRP浓度在0.1～10mg/L不等，平均为0.8mg/L左右。很多刺激性因素可导致CRP的分泌明显增加，如炎症、心血管疾患、肥胖、代谢综合征、2型糖尿病及一些肿瘤等［4～6］。当这些刺激性因素消失时，CRP的浓度将很快降至正常。CRP表达的调控主要在基因转录水平。然而现有的研究只揭示了CRP合成的部分分子机制。因原代肝细胞培养非常困难，有关调节CRP合成的知识主要来源于对肝细胞株的研究，其共同的结论是:白细胞介素－6(internukin－6，IL－6)是CRP基因的基本诱导因子，而IL－1β能与IL－6协同作用，以增强IL－6的功能［7］。另有研究表明，白介素 －8(interleukin－8，IL－8)、白介素 －17(interleukin－17，IL－17)和肿瘤坏死因子 －α(tumor necrosis factor－α，TNF－α)亦可参与许多急性时相蛋白的诱导，其中包括诱导CRP的表达。

2.肝细胞表达CRP的信号转导通路:传统认为CRP合成主要在肝脏。在静止的肝细胞株，内源性CRP基因被下调或只有微弱活性。对于体外培养的肝细胞株的研究显示，IL－1β能协同IL－6通过调控多个转录因子诱导CRP基因转录［7，8］。信号转导和转录激活因子3(signal transducer and activator of transcription factors3，STAT－3)、核转录因子 －kappaB(nuclear factor kappaB，NF－κB)和 C/增强子结合蛋白(CCAAT box/enhancer binding protein，C/EBP)家族均参与了细胞因子诱导的CRP基因的转录激活［7～9］。这些转录因子能相互作用并结合在CRP基因的启动子区域，从而调节CRP基因的转录。IL－6的刺激导致C/EBPβ和δ黏附在启动子上游的许多部位，C/EBPβ黏附的一个关键部位在－53位置。研究发现C/EBPβ的黏附需要Rel转录蛋白P50(NF－κB的一个亚基)的参与，它能与一段重叠的错构序列相结合［10］。这两种蛋白和它们相应的DNA序列组成一个三元复合体，可能直接与启动子发生作用［11］。IL－6与相应受体结合导致Janus激酶激活而磷酸化，随之以极快的速度(15～60min)磷酸化、二聚化，导致STAT3因子的核转移［12］。CRP的启动子上的TTCCCGAA序列是STAT3的响应元件，而这一序列又恰是使IL－6诱导CRP转录活性达到最大化所必需的。另外，目前通过对IL－1β刺激Hep3B(人肝癌细胞)进行的一系列研究表明NF－κB能与κB结合在CRP启动子上的以－2652为中心的部位，重叠在启动子上与C/EBP结合部位的近端来增强转录活性。当所有4个转运因子p50+p65+C/EBPβ+STAT3一同过度表达时，CRP的表达将达到最大化［13］。

二、肝外细胞表达CRP的机制

1.肝外细胞表达CRP的证据:临床上常见的心血管病，如高血压病、AS、冠心病、胸腹主动脉瘤等都与慢性炎症密切相关，IL－6和IL－1β等炎症细胞因子及CRP水平在这些患者血清和血管壁组织中都显著增高［14～16］。但是对于上述患者高水平的高敏C反应蛋白(high sensitive C－reactive protein，hsCRP)的来源目前还存在很大的争议，其争论的焦点是增高的hsCRP来源于肝脏分泌的还是病变血管本身产生的。部分学者的研究显示，尽管免疫组化显示AS病变组织和动脉化的静脉移植物中有CRP的显著增高，但是罕有CRP mRNA的表达，因而认为血管组织中增高的CRP可能来源于血循环中CRP的沉积［17］。但是随着研究的进展，人们发现很多肝外组织细胞均可表达CRP。2000年Yasojima K等应用原位杂交、反转录聚合酶链反应(reverse－ transcriptase polymerasechain reaction，RT－PCR)、免疫印迹和免疫组化技术研究发现Alzheimer's疾病患者受累神经元CRP mRNA和蛋白的表达明显上调［18］。其后Jabs等采用实时PCR和免疫组化技术研究发现，肾小管上皮细胞在条件培养基或IL－6的刺激下能表达CRP mRNA和蛋白［19］。最近大量的资料显示，AS的血管损伤部位［20］、动脉瘤组织和病变的冠状动脉静脉移植物均能产生CRP［21］。我们最近对兔腹主动脉瘤模型的研究证实，手术应激急性期迅速增高的高浓度血清CPR主要来源于肝脏，急性期后随着动脉瘤体的扩张肝脏几乎不合成CRP，而此时血清hsCRP水平逐渐升高，动脉瘤平滑肌CRP mRNA和蛋白的表达亦逐渐增高，进一步证实了动脉瘤组织确实能表达CRP［22］。

2.肝外细胞表达CRP的分子机制:虽然人们对于肝细胞产生CRP的机制已有较多的研究，但是对肝外细胞，包括血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells，VSMCs)，产生CRP的分子机制却罕有研究。鉴于CRP与心血管疾病的密切关系，以及VSMCs是血管壁的主要组成细胞且承受血压和血流对血管壁所造成的牵拉刺激，因此研究VSMCs产生CRP的机制对于理解心血管疾病的发生、发展及其防治均具有重要的理论和临床意义。

2003年Calabró等的研究显示，IL－6、IL－1β 与人冠状动脉平滑肌细胞在体外一起孵育48h后能显著刺激VSMCs表达CPR mRNA，并分泌和释放CRP入培养液，而单独应用IL－6或IL－1β只能诱导少量CRP的表达［23］。但是他们在体外所用IL－6浓度达10ng/ml，高于人类手术应激和急性炎症反应时血清IL－6浓度的70倍左右，因而体内VSMCs是否也是由炎症细胞因子诱导而产生的还需要进一步的研究［24］。

所有生物有机体都有感受触觉、动脉压或渗透梯度等机械力量的能力。牵张激活离子通道(stretchactivated ion channels，SACs)普遍存在于动物的各种类型细胞(包括VSMCs)，是参与机械敏感信号传导的一类主要的跨膜蛋白分子。机械力量能改变SACs门控导致Ca2+和Na+等离子流的产生，其后使机械刺激转化为生物电反应。SACs的开放能活化多个细胞内机械敏感信号通路，包括激活有丝分裂原激活的蛋白 激 酶(mitogen－activated protein kinases，MAPKs)和 NF－κB 等信号通路［25，26］。我们近期的研究证实，在没有炎症刺激的情况下，单纯机械牵拉离体的兔腹主动、人内乳动脉和大隐静脉能诱导VSMCs表达CRP及CRP mRNA，并且证明了机械张力能激活SACs，进而活化NF－κB信号通路，在转录水平上调节CRP的表达，而SACs抑制剂链霉素和钆(gadolinium，Gd3+)能阻断牵拉诱导的SACs的激活，从而抑制CRP的表达［22，27］。该研究为今后肝外细胞CRP的研究开辟了一个崭新的研究方向。

对于CRP表达机制的研究方兴未艾。近年来由于发现CRP与AS相关的心脑血管疾病关系密切，研究重点已经由肝细胞表达CRP转向肝外细胞(特别是血管细胞)表达CRP，并且以炎症因子和机械张力为刺激物初步探讨了肝外细胞表达CRP的分子机制。CPR表达机制的深入研究，有利于指导以CRP为靶点治疗以AS为病理基础的心脑血管疾病。

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