TRAF3IP2/IKK/NF-κB信号通路在动脉粥样硬化中的研究进展

刘依侬,徐 立

(吉林大学第二医院 检验科，吉林 长春130041)

动脉粥样硬化是多因素共同引起的慢性炎症疾病，病变从内膜开始，脂质和复合物积聚、血栓形成，进而纤维组织增生及钙质沉着，动脉中层的逐渐蜕变和钙化，导致动脉壁增厚变硬、血管腔狭窄。AS发生机制包括脂质浸润学说、血栓形成学说、平滑肌细胞克隆学说、损伤反应学说、炎症学说等[1,2]。1993年Ross提出损伤-反应学说，于1999年在损伤-反应学说基础上提出了广为接受的“AS是一种慢性炎症疾病”[3]。研究表明细胞质衔接分子肿瘤坏死因子受体相关因子3交联蛋白2(TRAF3IP2)在AS斑块发展和易损性中起着因果作用，可诱导多种促炎介质的表达，因此TRAF3IP2可作为动脉粥样硬化血管疾病的潜在治疗靶点。

1 TRAF3IP2与动脉粥样硬化

1.1 TRAF3IP2

肿瘤坏死因子受体相关因子(TRAF)家族是胞内衔接蛋白，能直接或间接与肿瘤坏死因子(TNF-α)、白细胞介素-1(IL-1)等结合，介导多种下游信号通路传导，包括NF-κB信号通路，从而影响细胞增殖、分化和凋亡，并调控多种生物学过程。TRAF蛋白家族共有TRAF1、TRAF2、TRAF3、TRAF4、TRAF5、TRAF6、TRAF7[4]等7个成员。受体作用蛋白(RIP)是NF-κB信号通路的关键衔接蛋白，可与IKKγ结合激活IKK。RIP蛋白家族包括RIP1、RIP2、RIP3、RIP4、RIP5、RIP6、RIP7等7个成员[5]。在大多数TRAF依赖型信号通路中，RIP都参与其中。TRAF3IP2基因定位于6号染色体长臂(6q21)，通过与TRAF5结合影响IL-17信号传导，进而活化NF-κB[6]。TRAF3IP2作为氧化还原敏感的细胞质衔接蛋白，是IKK/NF-κB的上游调节因子,在冠心病等动脉粥样硬化疾病中起重要作用[7,8]。

1.2 TRAF3IP2在动脉粥样硬化中的作用

脂质代谢障碍是动脉粥样硬化的病变基础。低密度脂蛋白(LDL)在氧化应激状态下被氧化形成氧化LDL(Ox-LDL)[9]。Ox-LDL大量存在于动脉粥样斑块中，在AS的发生和发展中起重要作用，是动脉粥样硬化的独立危险因素。Ox-LDL和高糖可导致内皮细胞功能损伤，分泌黏附分子、趋化蛋白以及集落刺激因子，进而促使单核细胞的浸润、增殖和积聚[10]。Ox-LDL可通过TRAF3IP2诱导血管内皮细胞分泌细胞黏附分子-1(VCAM-1)及细胞间黏附分子-1(ICAM-1)表达，促进单核细胞与内皮细胞的牢固粘附以及单核细胞向内皮下的迁移[11]。TRAF3IP2基因敲除可使Ox-LDL诱导的黏附分子表达和体外内皮-单核细胞黏附减弱，其基因缺失抑制了单核细胞对动脉壁的黏附。Ox-LDL不仅是慢性氧化应激的产物，又是氧化应激有效诱导剂，并且过度的氧化应激会导致内皮功能障碍。在内皮细胞中，Ox-LDL通过NADPH氧化酶(Nox)诱导产生活性氧(ROS)而发挥促氧化作用。在已知的7种Nox同型中，内皮细胞表达Nox1、Nox2、Nox4和Nox5，其中Nox1、Nox2和Nox4可诱导TRAF3IP2的表达[11-13]，且用Nox抑制剂DPI或Nox2敲除预处理可显著减弱TRAF3IP2诱导。Ox-LDL诱导的人原发性冠状动脉内皮细胞死亡通过敲除TRAF3IP2显著减弱。这些结果表明Ox-LDL诱导的内皮细胞死亡和功能障碍是通过TRAF3IP2介导的。此外，TRAF3IP2基因缺失逆转了Ox-LDL诱导的乙酰胆碱介导的血管收缩受损，表明TRAF3IP2在导致AS形成的三种Ox-LDL诱导的病理现象中起关键作用：内皮功能障碍、损伤及血管舒张功能受损[14]。促动脉粥样硬化斑块形成的主要细胞，包括血管内皮细胞、血管平滑肌细胞及巨噬细胞均表达TRAF3IP2。TRAF3IP2基因缺失不仅减少了ApoE-/-小鼠斑块的发育，而且增加了斑块稳定性[7]。Valente等[14]研究表明高密度脂蛋白3(HDL3)和AMP依赖的蛋白激酶(AMPK)激活剂抑制TRAF3IP2表达并逆转Ox-LDL的促凋亡作用。因此以TRAF3IP2作为治疗靶向可抑制动脉粥样硬化血管疾病的发生和发展。

2 IKK与动脉粥样硬化

2.1 IKK

IκB激酶(IKK)复合物包括催化亚基IKKα和IKKβ以及调节亚基NEMO/IKKγ[15]。TRAF3IP2在白细胞介素-17(IL-17)介导的自身免疫和炎症信号传导中起关键作用，其可直接与IL-17受体相互作用，激活炎症通路中的各种下游分子。TRAF3IP2位于IKK的上游，是IKK/NF-κB的调节因子，与IKK物理结合后可激活 NF-κB信号通路[11]。IKK在NF-κB信号通路活化中起重要作用,其中IKKβ是IKK复合物的主要催化亚基，是炎症介质激活NF-κB所必需的[16]。当TNF-α、炎症因子、紫外线、脂多糖(LPS)等外界刺激时，细胞因子与细胞膜表面的TNF受体结合后，TNF受体发生多聚化并与细胞质中肿瘤坏死因子受体关联死亡蛋白质(TRADD)发生相互作用，TRADD招募TRAF和RIP，由RIP将信号传递给IKK。IKK激活能使IκB的α亚基的Ser32和Ser36残基以及β亚基的Ser19和Ser23残基磷酸化。IκB随即从p50/p65/IκB异源三聚体中释放出来，泛素化修饰后经蛋白酶体降解。进而NF-κB得以暴露其核定位序列(nuclear localization signals,NLS)，迅速从细胞质进入细胞核内，与核内DNA上的特异序列相结合，从而启动或增强相关基因的转录，参与炎症、感染、免疫反应的调节[17]。

2.2 IKK在动脉粥样硬化中的作用

巨噬细胞源性泡沫细胞是早期动脉粥样硬化病变的主要细胞，并且巨噬细胞在动脉粥样硬化的各个阶段都起着关键作用。IKKα在调节巨噬细胞蛋白激酶B(Akt)信号传导中至关重要，Akt是一种丝氨酸/苏氨酸特异性蛋白激酶，调节多种细胞生长过程。IKKα基因敲除或IKKα抑制剂可抑制巨噬细胞中Akt磷酸化，并且通过促巨噬细胞凋亡抑制早期动脉粥样硬化[18]。Sui等[16]报告了血管平滑肌细胞(VSMC)中IKKβ的敲除保护了LDL受体缺陷(LDLR-/-)小鼠免受饮食诱导的动脉粥样硬化。Zhu等[19]用N-乙酰基-丝氨酰-天冬氨酰-赖氨酰-脯氨酸(Ac-SDKP)预处理人冠状动脉内皮细胞可降低TNF-α刺激的IKK磷酸化和IKKβ蛋白水平，从而下调了NF-κB和ICAM-1的表达。Valente等[14]研究表明IKKβ的敲除减弱了Ox-LDL诱导的p65激活。这些结果证明了IKK在动脉粥样硬化中的关键作用。

3 NF-κB与动脉粥样硬化

3.1 NF-κB及其抑制蛋白IκB

NF-κB是从B淋巴细胞的细胞核提取物中找到的转录因子，作为真核细胞转录因子Rel家族成员之一，广泛存在于各种哺乳动物细胞中，能与免疫球蛋白kappa轻链基因的增强子B序列GGGACTTTCC特异性结合，进而促进κ轻链基因表达，控制着许多参与炎症和免疫反应的基因表达[2,20]。迄今为止，在哺乳动物细胞内共发现5种NF-κB/Rel家族成员，即RelA(即p65)、RelB、C-Rel、p50/NF-κB1(即p50/RelA)和p52/NF-κB2[21]。这些成员均有一个约300个氨基酸高度保守的Rel同源结构域(Rel homology domain,RHD)，是NF-κB与靶基因DNA序列的特异性结合区域，可介导Rel蛋白形成同源或异源二聚体。

IκB是NF-κB的抑制蛋白，包括p100、p105、IκBα、IκBβ、IκBγ、IκBε、Bcl-3、和IκB-R[22]。大部分IκB的C端含有3-8个锚蛋白重复基序，并通过该基序与NF-κB结合，覆盖其Rel同源结构域的核定位序列(nuclear localization signals，NLS)，抑制NF-κB的活性。IκB的N端是信号反应区，包含丝氨酸磷酸化和泛素化位点，在IκB的诱导降解中发挥重要作用。通常情况下，细胞质中的NF-κBp65、p50与抑制蛋白IκB结合成三聚体复合物[17]，NF-κB以潜伏状态存在。

3.2 NF-κB在动脉粥样硬化中的作用

3.2.1NF-κB损伤血管内皮细胞 当血管内皮细胞受到各种刺激因素的长期作用，如Ox-LDL、ROS、高糖、IL-18、醛固酮、AngⅡ、高级氧化蛋白产物(AOPPs)等，可诱导TRAF3IP2表达，从而激活NF-κB，并诱导产生各种细胞类型的促炎介质，最终导致内皮细胞功能障碍、细胞凋亡和血管舒张受损[14]。活化的内皮细胞分泌多种细胞因子，包括VCAM-1、ICAM-1、IL-8及E-选择素(E-selectin)等。这些细胞因子促使单核细胞黏附于血管内皮细胞,又使其向内膜迁移,使内皮细胞损伤程度增加。血管内皮细胞受损后激活NF-κB信号通路，NF-κB通过上调VCAM-1、ICAM-1的表达，参与单核细胞向内皮下迁移与浸润的全过程。研究发现[23]，抑制NF-κB信号通路能下调细胞因子的表达。

3.2.2NF-κB促进血管平滑肌细胞迁移与增殖 基质金属蛋白酶(MMPs)能降解或重塑细胞外基质(ECM)和基底膜，使血管内皮细胞通透性增加，促进VSMC的迁移增殖，并影响粥样斑块的稳定性，从而加剧AS的进展。其中MMP-9是调节VSMC迁移和增殖的重要细胞因子，NF-κB信号通路的活化可以上调MMP-9的表达，促进VSMC迁移和增殖，进而导致炎症反应增强，影响粥样斑块的稳定性，促进动脉粥样硬化的发生和发展[24,25]。在AS中，NF-κB信号通路的激活是VSMC迁移与增殖的必须环节。

3.2.3NF-κB诱导单核细胞黏附 血管内皮细胞受到损伤时,单核细胞黏附于血管内皮细胞,并向内膜下迁移,转变为巨噬细胞。巨噬细胞表面的清道夫受体SR-A、SR-B、LOX-1等可识别脂质，进而吞噬形成巨噬细胞源性泡沫细胞，促进动脉粥样硬化斑块的形成及破裂。NF-κB的活化可调控巨噬细胞分泌的促炎因子的表达，如IL-1β、IL-1、IL-6、IL-8、TNF-α等，这些促炎因子反过来又可进一步活化NF-κB，形成恶性循环，导致级联放大作用，促进AS的发展。Akhtar等[26]研究表明，在急性冠脉综合征患者中，外周血单核细胞及巨噬细胞损伤可以激活NF-κB信号通路。

4 结语与展望

尽管现代医学和介入手术取得了巨大进步，但动脉粥样硬化引起的缺血性血管疾病仍然是导致全球死亡和残疾的主要原因。目前普遍认为炎症在动脉粥样硬化中起重要作用。本文就TRAF3IP2/IKK/NF-κB信号通路在AS中的致病机理进行阐述。从抗炎角度考虑，通过干预炎症信号通路抑制促炎因子介导的炎症反应，可延缓动脉粥样病变的发生和发展，为防治AS提供新的视角和思路。