Flic蛋白的调节免疫作用及其对动脉粥样硬化的影响

徐静，杨树森，董国

• 综述 •

Flic蛋白的调节免疫作用及其对动脉粥样硬化的影响

徐静1，杨树森1，董国1

动脉粥样硬化是导致心脑血管疾病的首要病理基础，以血管内脂质、纤维成分堆积、管腔狭窄、血管壁慢性炎症为主要特征，是多种重要心血管不良事件的主要原因，这些心血管事件包括:冠心病、卒中和外周血管病[1]。随着我国经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高，严重威胁人类健康。近来许多研究表明其发生发展与机体的免疫系统密切相关，尤其是天然免疫中具有代表性的单核/巨噬细胞，有很重要的促进动脉粥样硬化的作用。此外，由T细胞影响的适应性免疫应答在动脉粥样硬化形成中也起到重要作用。通过影响参与动脉粥样硬化的免疫细胞及相关细胞因子可能成为动脉粥样硬化治疗的新手段。

1 动脉粥样硬化中的免疫调节

如今，动脉粥样硬化被广泛认为是发生在动脉管壁的慢性炎症性疾病，一般早期病变易发生在动脉分叉及血管弯曲度比较高的地方[2]。血流形式及剪切力的改变可以影响血管内皮细胞的增殖和促炎因子的表达，募集单核细胞和其他白细胞，并将其转运至内膜。这些被募集到内膜的单核细胞转化为炎性巨噬细胞引发局部炎症反应，吞噬并氧化修饰低密度脂蛋白（LDL）从而形成泡沫细胞，这个过程激活了天然和适应性免疫应答。树突状细胞可以通过摄取外源抗原并将摄取的抗原提呈给T细胞在天然免疫和适应性免疫应答中起到桥梁作用[3]。不同的动物模型均表明天然免疫和适应性免疫在动脉粥样硬化形成和发展中均起到重要作用，特别是在缺乏巨噬细胞克隆刺激因子的小鼠中看到了保护动脉的作用。T细胞和B细胞产生缺陷也可以显著抑制动脉粥样硬化斑块的进展。

1.1 动脉粥样硬化中的天然免疫应答 许多可溶性细胞因子和细胞参与天然免疫应答，这些细胞包括单核/巨噬细胞、粒细胞、肥大细胞、树突状细胞、自然杀伤细胞和B-1细胞。参与天然免疫的受体包括：Toll样受体（TLRs）、清道夫受体、NOD样受体（NLR）和诱导天然免疫反应的RIG-1样受体等。单核细胞在动脉粥样硬化形成过程中起到关键作用，这些细胞迅速聚集到血流紊乱的地方，并形成轻度的炎症反应。单核细胞转化为巨噬细胞后使其吞噬活性增加，从而导致脂质聚集和泡沫细胞形成，进而形成脂质池并使动脉内膜增厚，随着病变的进展逐渐形成纤维斑块。虽然病变发展过程中由脂质池到粥样斑块的机制尚不明确，但很可能与巨噬细胞的凋亡有关。这些细胞产生大量炎症因子和MMPs，使基质退化，减弱斑块的稳定性[4]。

1.2 动脉粥样硬化中的适应性免疫应答 适应性免疫应答是

抗原特异性免疫应答，尤其是树突状细胞和T细胞，它们由于MHCII和HLA-DR的存在而人类在动脉粥样硬化起到重要作用。T淋巴细胞是最早被募集到动脉粥样硬化斑块的细胞，由多种CD4+T细胞亚群和CD8+T细胞组成。在动脉粥样硬化中适应性免疫应答起重要作用，由于斑块内细胞因子的影响，CD4+T细胞分化为Th1、Th2、Th17和Treg细胞[5]。所有Th1细胞分泌的细胞因子均有促进动脉粥样硬化作用，包括：T-bet、IFN-γ、IL-12、IL-18。IFN-γ可以活化单核/巨噬细胞和树突状细胞来维持Th1细胞的促进动脉粥样硬化效应，IFN-γ还可以通过活化这些细胞来抑制血管平滑肌细胞增殖和减少胶原纤维合成，还可以通过上调MMPs共同使纤维帽变薄[1]。在冠心病患者血浆中IL-18水平是升高的，IL-18可刺激IFN-γ增殖，还可以预测稳定和不稳定型心绞痛患者心血管事件死亡。Th2细胞分泌IL-4、IL-5、IL-10和IL-13。开始认为Th2细胞通过抑制Th1细胞反应来发挥其动脉保护作用。然而，Th2在动脉粥样硬化过程中的作用尚未明确，由于斑块位置、所处阶段及其分泌细胞因子的种类和动脉粥样硬化模型的不同而作用不一[6]。其中IL-4的作用更趋向致动脉粥样硬化作用。在IL-4缺乏低密度脂蛋白受体（LDLR）基因缺失小鼠（LDLR^-/-）的中，关于动脉粥样硬化进展没有影响和动脉粥样硬化斑块缩小的结果均由报道。在长期高胆固醇饮食喂养下建立的动脉粥样硬化模型发现外源给与IL-4可以表现出致动脉粥样硬化效应。其他的Th2相关细胞因子，IL-5和IL-33似乎表现出了动脉保护作用。IL-5通过诱导一种特殊的LDl激活B1细胞产生IgM抗体来发挥其动脉保护作用，在缺乏这种抗体的小鼠中其动脉粥样硬化程度是增加的。而IL-33可以通过激活IL-5和促进抗oxLDL IgM抗体的产生来发挥动脉保护作用。Treg细胞根据其起源的不同分为天然型和诱导型。这些细胞通过分泌IL-10和TGF-β来发挥抑制功能[7]。不论天然还是诱导型Treg细胞均起到动脉保护作用，在应用小鼠为模型的实验中，Treg细胞缺乏表现出了动脉粥样硬化和病变炎症反应的增加。关于Th17在动脉粥样硬化中的作用是存在争议的，根据动物模型，阻断或外源给与IL-17的方式不同及高脂饮食时间的不同其作用也不同[8]。除了每种细胞产生不同的细胞因子，Th1和Th2细胞可以识别抗原和诱导B细胞驱动的体液免疫。多数情况下B细胞产生的IgM抗体起到动脉保护作用，而IgG抗体和IgE抗体却有促进动脉粥样硬化作用。

2 Flic蛋白及其免疫调节作用

2.1 Flic蛋白 Flic蛋白既鞭毛蛋白，是鞭毛的主要成分，它不仅在细菌运动方面起着重要的作用，而且作为细菌表面主要抗原，其氨基酸序列高度保守，是引起免疫反应的重要抗原成份之一，作为 TLR5或NLRC4的配体，其结构决定了其既有抗原性又具有佐剂效应。细菌鞭毛蛋白佐剂效应主要是通过TLR5和NLRC4信号途径协同实现的[9]。可以与表达于上皮细胞、单核细胞和未成熟的树突状细胞的顶端和基底外侧的TLR5受体结合, 可触发炎性因子、趋化因子和IFN-γ等分泌，介导激活T细胞和B细胞应答。NLRC4是细胞质中的模式识别受体,可识别细胞质中的多种配体并诱导相应免疫应答[10]。另外，细菌鞭毛蛋白能募集T淋巴细胞和B淋巴细胞至次级淋巴器官，促进DCs和T淋巴细胞的活化。细菌鞭毛蛋白的可塑性将会使得以细菌鞭毛蛋白为基础通过免疫调节而治疗动脉粥样硬化成为研究的热点。

2.2 Flic蛋白的免疫调节作用 鞭毛蛋白是一种蛋白性的PAMP，可以被PRR主要是细胞表面TLR5识别和区分，两者特异性结合后鞭毛蛋白即可作用于表达有TLR5的细胞，如上皮细胞、内皮细胞、粒细胞、单核细胞、T淋巴细胞、NK细胞、树突细胞等，通过激活TLR5，活化MyD88依赖的信号转导通路，调控IFN-γ、TNF-α、IL-6和IL-12等促炎细胞因子的合成，上调协同刺激分子CD80、CD86以及MHCⅡ分子，从而使这些主要的抗原递呈细胞激活和成熟，摄取抗原能力增强，向引流淋巴结迁移能力增强，从而招引、激活和分化T辅助细胞，启动获得性免疫应答[9]。实验显示，于首免后6周取小鼠脾脏制备脾淋巴细胞,通过实时荧光定量PCR和ELISA方法分别检测小鼠脾淋巴细胞IFN-γ 在mRNA和蛋白水平的表达,结果各免疫组均能诱导较高水平的IFN-y的表达，并以加有鞭毛蛋白佐剂的免疫组所诱导分泌的IFN-γ显著高于未加鞭毛蛋白佐剂的免疫组[11]。作为TLR5的配体鞭毛蛋白也能诱导产生Th1/Th2混合型免疫反应，将Flic蛋白与TLR5结合可诱导依赖MyD88的Th2细胞因子的产生[12]。

Miao等发现了另外一条不同于TLR5胞外信号途径的鞭毛蛋白识别方式，这一途径包含了2个NLR家族的胞内模式识别受体：NAIP5和IPAF，它们和APAF蛋白一样，都属于富含NACHT亮氨酸重复序列受体家族的成员[13]。与TLR5不同，NLR蛋白不依赖于MyD88，但其被活化后同样激活NF-κB，最终产生的最主要因子是含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶，可以促进IL-1β、IL-18 的成熟，或者导致细胞凋亡[14]。我们的研究也发现了TLR5和NLRC4通路的激活都可以增加NK细胞的比例。

作为免疫佐剂鞭毛蛋白对机体的特异性免疫应答和抗体产生也有重要影响，McSorley等通过以鞭毛蛋白作为OVA的佐剂免疫小鼠，发现CD4+T细胞对OVA肽段（322-339）的反应提高了3～10倍[13]。Pino等用FljB联合抗原共同免疫或抗原单独滴鼻免疫小鼠，前者产生更高水平的粘膜和系统性循环抗体，且显示出更强烈的CD4+T细胞应答[13]。有研究发现，将人CD4+T细胞与rFliC体外共培养后可显著增强CD4+CD25+Treg细胞的免疫抑制能力并提高Foxp3表达[15]，也有相关实验观察到Flic蛋白可以抗体的产生显著增加。

3 Flic蛋白对动脉粥样硬化的影响

鉴于Flic蛋白的免疫佐剂特性，可通过不同的途径来调节免疫反应如Flic蛋白可以与TLR5结合并激活其下游信号通路IRAK-TRAF6复合体和NF-kB，来诱导炎症反应，可以调节IFN-γ等细胞因子和T细胞亚群如Th1、Th2和Treg的改变。研究结果显示在高脂饮食诱导的动脉粥样硬化形成的野生小鼠体内可以通过NF-kB信号通路激活加剧脂质聚集和炎症反应[16]。而在TLR5基因敲除的小鼠体内由于其NF-kB信号通路的失活，其脂质聚集和炎症反应是减弱的。TLR5可激活Nox4来促进H2O2产生来促进动脉粥样硬化的发展[17]。

Flic蛋白作为免疫佐剂对机体的天然免疫和适应性免疫均产生重要的影响，可以通过改变机体炎症因子水平，调节Th细胞水平和抗体的产生来影响动脉粥样硬化的发生发展。尽管，目前还没有明确的证据来说明Flic在动脉粥样硬化中的明确作用，还需要大量的实验来探索，但Flic蛋白作为免疫调节剂应用于动脉粥样硬化的治疗可能成为未来研究的热点。

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本文编辑：陈亚磊，田国祥

R543.5

A

1674-4055(2017)05-0629-02

黑龙江省自然基金项目(201345)

1150001 哈尔滨,哈尔滨医科大学附属第一临床医学院心血管内科

杨树森,E-mail:yangshusen@medmail.com.cn

10.3969/j.issn.1674-4055.2017.05.34