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A类清道夫受体参与动脉粥样硬化形成的机制

2018-02-12刘静高森综述赵鹃审校

心血管病学进展 2018年3期
关键词:清道夫内质网胆固醇

刘静 高森 综述 赵鹃 审校

(哈尔滨医科大学附属第一医院心内科,黑龙江 哈尔滨 150001)

动脉粥样硬化是一种慢性炎症性疾病和脂质代谢紊乱,巨噬细胞及泡沫细胞的形成,促使胆固醇在血管内皮下层沉积,加速动脉粥样硬化的形成与发展,此过程中也有免疫机制的参与[1]。巨噬细胞对修饰的低密度脂蛋白(mLDL)的内化被认为是动脉粥样硬化形成的关键环节,A类清道夫受体(SR-A)等细胞因子在这一过程中起着重要作用。现试图通过SR-A在炎症反应、内质网应激、巨噬细胞亚型转化以及胰岛素抵抗等途径中的作用,阐明SR-A参与动脉粥样硬化形成的机制,深入揭示动脉粥样硬化形成的机制。

1 清道夫受体的结构及作用

SR-A属于Ⅱ型跨膜糖蛋白,不仅在巨噬细胞、单核细胞、肥大细胞、树突状细胞中表达,在主动脉内皮细胞中也有表达[2-3]。人类SR-A基因位于8号染色体,经同一基因剪切而产生3个蛋白质亚型,包括SR-A1、SR-A1.1和SR-A1.2,由451个氨基酸残基组成,分为N端胞质域、跨膜域、间隔域、α螺旋卷曲螺旋域、胶原蛋白样域和C端结构域等6个功能域。

SR-A蛋白质可以与血浆中多种配体结合,参与细胞内信号传递,对血浆中mLDL进行摄取。巨噬细胞表面的SR-A、抗原分化簇36(CD36)和凝集素样氧化低密度脂蛋白受体-1(LOX-1)共同负责约90%的氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)的摄取和利用。

2 SR-A参与动脉粥样硬化形成的机制

动脉粥样硬化时,mLDL激活内皮细胞并使其释放黏附分子及炎症因子,趋化单核细胞迁移至内皮下层,分化为巨噬细胞,其表面的清道夫受体可结合并内化mLDL,包括ox-LDL、乙酰化低密度脂蛋白,致使脂质在巨噬细胞内沉积,导致富含胆固醇的泡沫细胞形成[4];这一过程中有下述四个方面的参与,加速动脉粥样硬化的形成。

2.1 炎症反应的介导机制

内皮损伤是动脉粥样硬化的始动环节,巨噬细胞内化的mLDL可激活内皮细胞,促使内皮细胞分泌且表达黏附分子,如单核细胞趋化蛋白-1等;可以趋化单核细胞迁移至内皮下层,分化为巨噬细胞并合成和释放促炎介质,如白介素(IL)、巨噬细胞集落刺激因子及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)。炎症因子的释放,一方面加重内皮细胞的损伤及增加单核细胞趋化蛋白-1的表达,另一方面促进巨噬细胞SR-A的表达及自身的活性,加速巨噬细胞内胆固醇的沉积[3,5];反之,巨噬细胞生成的SR-A也可促使巨噬细胞的黏附及内皮下层的滞留[6]。

Ben等[7]证实,SR-A与小窝蛋白和主要穹窿蛋白相互作用,经由小窝蛋白介导的内吞途径与促凋亡c-Jun氨基末端蛋白激酶信号通路相互关联,从而促进TNF-α的释放;Hashizume等[3]体外培养人大动脉内皮细胞,用TNF-α或IL-6刺激后,SR-A蛋白表达增加,还揭示了SR-A与主要穹窿蛋白直接相互作用,引起炎症因子的释放增多。中草药中的龙胆草通过抗炎机制,抑制SR-A的表达,减少ox-LDL的吸收,从而发挥抗动脉粥样硬化的作用[8]。

2.2 内质网应激

内质网是细胞内的重要细胞器,与糖类及脂类的合成、解毒、蛋白质的修饰等作用有关,还具有分泌及贮存成熟蛋白的功能。内质网应激可由多种压力源引起,如缺血、细胞内脂质的沉积及细胞能量平衡的改变。

SR-A对mLDL的摄取是不受调控的,SR-A和CD36增加内质网中游离胆固醇的沉积,导致内质网应激,经由未折叠蛋白反应-A类清道夫受体路径(UPR-SRA)导致巨噬细胞凋亡,使动脉粥样斑块不稳定及破裂[9-10];相反,SR-A和CD36表达缺失可以抑制内质网应激[11]。Huang等[12]证实:在内质网应激的条件下,岩藻聚糖硫酸酯通过激动SR-A,抑制巨噬细胞的自噬而加速凋亡,促进炎症反应、斑块不稳定及急性血栓形成。同时,内质网应激可诱导葡萄糖调节蛋白(GRP78)表达,其可直接结合SR-A,抑制巨噬细胞的黏附,从而延缓动脉粥样硬化的发展[6]。Riek等[13]发现:维生素D通过抑制巨噬细胞的内质网应激,下调SR-A的表达,从而延缓动脉粥样硬化的发生。

2.3 促使M1向M2的转化

巨噬细胞在动脉粥样硬化的形成中是不可或缺的,按其分泌的细胞因子及其表型可分为M1型和M2型巨噬细胞,M1型具有促炎作用,而M2型有抗炎作用,但是对胆固醇沉积作用尚不清楚。

Oh等[11]通过对高脂饮食ApoE-/-小鼠的研究发现,在动脉粥样硬化斑块中,M2型巨噬细胞与M1型巨噬细胞比较,前者的数量及胆固醇含量较多,且M2型巨噬细胞位于斑块的中心,M1位于斑块的边缘。通过对糖尿病患者来源的巨噬细胞的研究发现:用IL-4、IL-10或免疫复合物刺激M2巨噬细胞后,可使CD36和SR-A表达增加进而使泡沫细胞增多;同时,M2型巨噬细胞还可上调清道夫受体的表达,内化的胆固醇增多,诱导更多的内质网应激,加速动脉粥样硬化斑块的进展。然而,通过对小鼠模型的研究发现,SR-A表达的缺失可促使巨噬细胞向M1亚型转化[11,14]。Hu等[15]发现:对于心肌梗死所致的心肌坏死,SR-A可通过抑制巨噬细胞的极化而向M1亚型转化,从而起到保护作用。

2.4 胰岛素抵抗

胰岛素抵抗是动脉粥样硬化和心血管事件的独立预测因子[16];脂肪组织中的巨噬细浸润增加,被认为是炎性细胞因子的来源及潜在胰岛素抵抗的机制,然而,SR-A在胰岛素抵抗中的作用仍不明确。

SR-A水平的波动可刺激巨噬细胞的诱导极化,Zhu等[14]通过对小鼠的研究发现:SR-A表达的缺失可抑制脂肪组织中巨噬细胞由M1向M2亚型转化,导致肥胖小鼠血浆和脂肪组织中的溶血磷脂酰胆碱水平增加,从而增加小鼠体内的胰岛素抵抗。

血糖升高可刺激树突状细胞产生活性氧并激活p38MAPK信号,进一步激活核因子κB,最终上调清道夫受体的表达,从而促进糖尿病患者动脉粥样硬化的进展[17]。Shimizu等[18]通过对SR-A-/-小鼠研究发现,SR-A-/-小鼠胰岛的炎症反应较轻,降低了胰岛分泌的自身抗体水平,从而抑制了糖尿病的发展。Rasouli等[19]研究证实:吡格列酮和脂联素通过下调SR-A和LOX-1基因表达,抑制胰岛素抵抗和延缓糖尿病的并发症,包括动脉粥样硬化。

3 饮食及药物

脂肪摄入过程中的磷脂酰胆碱、胆碱、L-肉碱等,可在肠道菌群的作用下生成三甲胺,经过血液循环,在肝脏中代谢为三甲胺-N-氧化物(TMAO)。Wang等[20]揭示:TMAO经由SR-A而促进修饰mLDL-胆固醇的吸收,进而使泡沫细胞形成增多。Mohammadi等[21]也从细胞分子学水平证实:TMAO可以促进SR-A的表达,且血浆中高浓度的TMAO与增加的心血管风险密切相关。

维生素D缺乏的糖尿病患者,巨噬细胞表面的SR-A表达增加,增加了单核/巨噬细胞的黏附、迁移[13];相反,给予维生素D服用后,通过下调内质网应激及抑制SR-A的表达,减少了单核/巨噬细胞的黏附、迁移,从而延缓糖尿病的并发症。最新的研究发现[22]:从绿茶中提取的表没食子儿茶素沒食子酸酯可以减少SR-A的表达,减少泡沫细胞的形成,延缓动脉粥样硬化的发生。

4 SR-A配体在临床试验中的应用

Wang研发的外源性合成H11肽,可与巨噬细胞的SR-A的N端胞质域特异性的结合,抑制巨噬细胞表面SR-A的表达,且增加巨噬细胞的稳定性[23],从而延缓动脉粥样硬化的发展。溶血磷脂酰胆碱也可作为SR-A配体,调节巨噬细胞极性转化,从而参与调节细胞的增殖和炎症。Segers等[24]合成的超小超顺磁性氧化铁粒子共轭PP1肽,与小鼠模型中的SR-A结合,加速巨噬细胞内化吸收,并在动脉粥样斑块中积累,从而用于检测动脉粥样硬化斑块在体内的分布情况[25]。

5 结语

动脉粥样硬化是一种始于儿童的慢性进展性疾病,只有了解它确切的发病机制,才能做到早期预防和有效治疗。虽然SR-A在心血管疾病中的作用尚有争议,但试图利用SR-A作为动脉粥样硬化早期预防和治疗的研究仍在继续。因此,现着重阐述了SR-A在动脉粥样硬化中的作用及其影响因素,力图探索冠状动脉粥样硬化新的治疗靶点。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 徐静,杨树森.辅助性T细胞因子在动脉粥样硬化发病中的免疫调节机制[J].心血管病学进展,2017,38(4):442-447.

[2] Ingersoll MA,Spanbroek R,Lottaz C,et al.Comparison of gene expression profiles between human and mouse monocyte subsets[J].Blood,2010,115(3):e10-e19.

[3] Hashizume M,Mihara M.Blockade of IL-6 and TNF-alpha inhibited oxLDL-induced production of MCP-1 via scavenger receptor induction[J].Eur J Pharmacol,2012,689(1-3):249-254.

[4] Moore KJ,Tabas I.Macrophages in the pathogenesis of atherosclerosis[J].Cell,2011,145(3):341-355.

[5] Lusis AJ.Atherosclerosis[J].Nature,2000,407(6801):233-241.

[6] Bai H,Li N,Zhou X,et al.GRP78 inhibits macrophage adhesion via SR-A[J].J Biomed Res,2014,28(4):269-274.

[7] Ben J,Zhang Y,Zhou R,et al.Major vault protein regulates class A scavenger receptor-mediated TNF-alpha synthesis and apoptosis in macrophages[J].J Biol Chem,2013,288(57):20076-20084.

[8] Lin CS,Liu PY,Lian CH,et al.Gentiana scabra reduces SR-A expression and oxidized-LDL uptake in human macrophages[J].Acta Cardiol Sin,2016,32(4):460-466.

[9] Devries-Seimon T,Li Y,Yao PM,et al.Cholesterol-induced macrophage apoptosis requires ER stress pathways and engagement of the type A scavenger receptor[J].J Cell Biol,2005,171(1):61-73.

[10] Seimon TA,Obstfeld A,Moore KJ,et al.Combinatorial pattern recognition receptor signaling alters the balance of life and death in macrophages[J].Proc Natl Acad Sci USA,2006,103(52):19794-19799.

[11] Oh J,Riek AE,Weng S,et al.Endoplasmic reticulum stress controls M2 macrophage differentiation and foam cell formation[J].J Biol Chem,2012,287(15):11629-11641.

[12] Huang H,Li X,Zhuang Y,et al.Class A scavenger receptor activation inhibits endoplasmic reticulum stress-induced autophagy in macrophage[J].J Biomed Res,2014,28(3):213-221.

[13] Riek AE,Oh J,Darwech I,et al.25(OH)vitamin D suppresses macrophage adhesion and migration by downregulation of ER stress and scavenger receptor A1 in type 2 diabetes[J].J Steroid Biochem Mol Biol,2014,144 Pt A:172-179.

[14] Zhu X,Zong G,Zhu L,et al.Deletion of class A scavenger receptor deteriorates obesity-induced insulin resistance inadipose tissue[J].Diabetes,2014,63(2):562-577.

[15] Hu Y,Zhang H,Lu Y,et al.Class A scavenger receptor attenuates myocardial infarction-induced cardiomyocyte necrosis through suppressing M1 macrophage subset polarization[J].Basic Res Cardiol,2011,106(6):1311-1328.

[16] Matone A,Derlindati E,Marchetti L,et al.Identification of an early transcriptomic signature of insulin resistance and related diseases in lymphomonocytes of healthy subjects[J].PLoS One,2017,12(8):e0182559.

[17] Lu H,Yao K,Huang D,et al.High glucose induces upregulation of scavenger receptors and promotes maturation of dendritic cells[J].Cardiovasc Diabetol,2013,12:80.

[18] Shimizu M,Yasuda H,Hara K,et al.The dual role of scavenger receptor class A in development of diabetes in autoimmune NOD mice[J].PLoS One,2014,9(10):e109531.

[19] Rasouli N,Yao-Borengasser A,Varma V,et al.Association of scavenger receptors in adipose tissue with insulin resistance in nondiabetic humans[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2009,29(9):1328-1335.

[20] Wang Z,Klipfell E,Bennett BJ,et al.Gut flora metabolism of phosphatidylcholine promotes cardiovascular disease[J].Nature,2011,472:57-63.

[21] Mohammadi A,Najar AG,Yaghoobi MM,et al.Trimethylamine-N-oxide treatment induces changes in the ATP-binding cassette transporter A1 and scavenger receptor A1 in murine macrophage J774A.1 cells[J].Inflammation,2016,39(1):393-404.

[22] Chen SJ,Kao YH,Jing L,et al.Epigallocatechin-3-gallate reduces scavenger receptor A expression and foam cell formation in human macrophages[J].J Agric Food Chem,2017,65(15):3141-3150.

[23] Wang X,Zheng Y,Xu Y,et al.A novel peptide binding to the cytoplasmic domain of class A scavenger receptor reduces lipid uptake in THP-1 macrophages[J].Biochim Biophys Acta,2009,1791(1):76-83.

[24] Segers FM,Yu H,Molenaar TJ,et al.Design and validation of a specific scavenger receptor class AI binding peptide for targeting the inflammatory atherosclerotic plaque[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2012,32(4):971-978.

[25] Segers FM,den Adel B,Bot I,et al.Scavenger receptor-AI-targeted iron oxide nanoparticles for in vivo MRI detection of atherosclerotic lesions[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2013,33(8):1812-1819.

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