MFG-E8与冠心病的关系研究进展

王迪，韦传东

(桂林医学院第二附属医院检验科，广西 桂林 541001)

冠心病是冠状动脉粥样硬化导致血管管腔狭窄或阻塞引起的心肌缺血缺氧或坏死，是最常见的心脑血管疾病之一[1-2]。流行病学调查显示，我国居民冠心病的患病率为10.2‰，且发病年龄趋于年轻化，占心脏病死亡人数的1/3[3]。为了降低冠心病的发病率和病死率，在冠心病发生的早期寻找到一个特异性高、准确率强的标志物，为医师在发病早期及时做出判断，制定合适的治疗方案提供参考，是目前冠心病治疗和预防的主要切入点[4]。作为一种糖蛋白，乳脂球表皮生长因子8(milk fat globule epidermal growth factor 8，MFG-E8)是分布于乳汁中脂肪小球外表面的一种血管衰老标志物，MFG-E8作为巨噬细胞和凋亡细胞之间的桥梁，通过影响血管内皮的发生、血管平滑肌的移行、增殖以及激活抗凋亡途径等促进血管壁发育和血管重建[5-6]。MFG-E8与凝血因子Ⅷ功能相似的结构域是MFG-E8发挥效应的结构基础，在多种生物衰老动脉内及肌肉组织的转录和翻译水平大幅增加，与多种疾病发生、发展过程有关，尤其与炎症及损伤性疾病关系密切[7]。研究证实，编码MFG-E8的基因定位于人第15号染色体长臂上，除了在乳腺上皮细胞中表达外，内皮细胞、血管平滑肌细胞和附睾上皮细胞中也有MFG-E8的表达[8-9]。有关血清MFG-E8表达与冠心病发生、发展关联的研究仍较少。现就MFG-E8与冠心病关系的研究进展予以综述。

1 MFG-E8的分子结构与功能

1.1MFG-E8的分子结构 MFG-E8是由巨噬细胞与树突状细胞合成分泌的磷脂酰丝氨酸与整联蛋白结合的糖蛋白，作为镶嵌在乳脂肪球膜表面的外周糖蛋白，MFG-E8最早在哺乳动物乳液和上皮细胞被发现[10]。MFG-E8有分子量分别为53 000和66 000两种亚型，在人类中表达的MFG-E8长约53 000，是一种糖蛋白，能够裂解信号肽，在蛋白质成熟中发挥着重要的作用[11]。MFG-E8的N端是由2个类表皮生长因子(epidermal growth factor，EGF)构成的重复序列，有1个精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序列位于第2个EGF上，精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序列能够与位于细胞表面的整联蛋白二聚体结合，介导整合素受体v3、v5相关信号转导，促进细胞与细胞之间的黏附、增殖、分化及凋亡[12-13]。MFG-E8的C端包含2个酪氨酸激酶受体结构域，MFG-E8分子的两端依靠1个二硫键连接，对MFG-E8的晶体结构分析显示，MFG-E8具有1个与凝血因子Ⅷ功能相似的结构域，2个结构域具有一定的同源性，选择性非共价结合带阴离子的氨基磷脂，因此可结合细胞膜的阴离子磷脂双层，但是MFG-E8分子与凝血因子Ⅷ有1个氨基酸存在差异，使MFG-E8对细胞膜上的磷脂酰丝氨酸的亲和力显著高于凝血因子，而磷脂酰丝氨酸在细胞对胞内外刺激的应答过程中发挥重要作用[14-15]。

1.2MFG-E8的分布 早期研究显示，MFG-E8存在于精子、附睾上皮、血管平滑肌细胞、内皮细胞和肠黏膜固有层的巨噬细胞、动脉血管内皮细胞、平滑肌细胞、树突状细胞及胰腺细胞[16]。最新研究发现，MFG-E8几乎表达于所有器官或组织，但表达水平存在差异，如乳腺、淋巴结、脑、脾和肺等组织的MFG-E8水平显著高于肠道和肝脏[17]。MFG-E8在大鼠和小鼠体内还存在亚型的时空差异，MFG-E8的53 000亚型表达于许多组织中，MFG-E8的66 000主要表达于孕晚期及哺乳期的乳腺[8]。

1.3MFG-E8的功能 MFG-E8具有介导精-卵结合、增强吞噬清除凋亡细胞黏附、肠上皮细胞的维持与修复、促进树突状细胞的外泌体功能、促进乳腺分支形态发生、促进附睾上皮细胞的维持和促进血管形成等功能。在健康人的循环系统中可见MFG-E8的表达，如表达于健康人脉管系统的MFG-E8可促使血管平滑肌细胞和上皮细胞的增殖、移行及血管新生[11]。MFG-E8能够激活胞内信号的转导过程与黏着蛋白的集合[18]。因此，MFG-E8能够在血管发生中发挥作用，也能够借助激活抗凋亡信号通路完成血管发生。在构建局部缺血的动物模型中，MFG-E8是前血管原性血管内皮生长因子下游信号的效应因子[19]。对此信号通路的进一步研究发现，MFG-E8能够促进蛋白激酶B磷酸化进程，而磷酸化的蛋白激酶B激活了构成血管细胞的分化与增殖[6]。在MFG-E8的C端存在酪氨酸激酶受体的结构域，与磷脂具有特异结合的功能，凋亡的淋巴细胞被吞噬细胞吞噬后，吞噬细胞能够分泌MFG-E8[19]。这时MFG-E8 C端的酪氨酸激酶受体结构域与磷脂酰丝氨酸结合，凋亡淋巴细胞表面暴露出磷脂酰乙醇胺残基，位于MFG-E8 N端的精氨酸-甘氨酸-天门冬氨酸序列结合表达吞噬细胞表面上调的整合蛋白，通过该途径MFG-E8链接了吞噬细胞与凋亡淋巴细胞，进一步加强了吞噬细胞吞噬清除凋亡细胞的性能，发挥维持人体内环境稳定的作用[20]。构建MFG-E8小鼠模型，当小鼠体内缺乏MFG-E8时，被激活的巨噬细胞吞噬凋亡细胞的能力降低，而这种小鼠饲养至成年，能够引起诸多自身免疫性疾病[21]。类似的研究也显示，与野生型动物相比，缺乏分泌MFG-E8动物的活化腹膜巨噬细胞吞噬凋亡细胞的功能减弱，MFG-E8缺乏的成年动物表现出脾脏增大、血清抗DNA及抗核蛋白抗体增多、循环抗体在肾内免疫沉积引起肾小球肾炎及脾脏增大等自身免疫的特征[22]。研究表明，MFG-E8表达与动脉粥样硬化患者体内凋亡细胞的碎片清除能力紧密关联，这些凋亡过程中产生的碎片能否得到及时有效的清除与人体内环境稳定的维持、抗炎信号通路的激活密切相关，例如，MFG-E8激活信号转导及转录激活因子信号通路，可促使巨噬细胞被活化，从而发生抗炎作用[23]。诱导缺乏MFG-E8的小鼠形成动脉粥样硬化，小鼠凋亡细胞的吞噬作用显著降低，发生动脉粥样硬化的病变部位显著扩大[24]。除了动脉粥样硬化外，在阿尔茨海默病的发生、发展中，MFG-E8也参与凋亡细胞的清除过程，当MFG-E8表达不足或水平较低，凋亡细胞难以及时清除时，大量的凋亡细胞堆积在脑内，诱发了阿尔茨海默病的产生和恶化[25]。

2 MFG-E8与冠心病的关系

2.1冠心病的发病机制 在心血管疾病中，以冠心病的发生为主要代表。冠心病发病原因在于负责供给心肌血液的冠状动脉发生了粥样硬化，导致冠状动脉的管壁变狭窄，心肌没有足够血液的覆盖。根据发病形式，冠心病又可分为急性心肌梗死、不稳定型心绞痛和稳定型心绞痛等多种形式，其中急性心肌梗死是冠心病最紧急的类型，具有发病凶险和致死率高的特点[26]。

2.2MFG-E8与冠心病的关系 MFG-E8水平与冠心病的发病是近年来研究的热点。冠心病是由冠状动脉狭窄致使心肌供血不足引发的心肌功能障碍，多见于中老年人。随着物质水平的提升、工作节奏的加快，冠心病的发生表现出年轻化的趋势，与疾病发生密切相关的危险因素也在不断增多，尤其是一些潜在的因素(如职业压力、人的性格等)[27]。随着冠心病病变程度的加重，MFG-E8水平逐渐降低，且与冠状动脉 Genesini积分呈负相关，与斑块稳定性呈正相关，因而外周血MFG-E8水平可反映冠心病的病变严重程度，可用作诊断和评估冠心病的预后指标[24]。研究显示，生理状态下，MFG-E8不仅参与血管平滑肌细胞的侵袭，也参与受损血管内皮细胞的修复过程，冠心病患者体内存在大量的凋亡细胞堆积及炎症反应，与MFG-E8水平降低或功能降低有关[28]。类似的研究结果也可见于急性肺损伤与结肠炎等急性损伤性疾病[29-32]。MFG-E8在冠心病中的作用可以表现在以下几个方面。

2.2.1清除凋亡细胞 在冠心病的发展过程中，MFG-E8负责清除凋亡细胞与失去功能的胶原蛋白，参与平滑肌细胞迁移的介导，激活并促使巨噬细胞发生表型转化[33]，这些生理活动会导致大量消耗细胞合成分泌MFG-E8。缺血再灌注模型的MFG-E8表达降低，右股静脉导管给予外源性补充MFG-E8可降低髓过氧化物酶的活性，减轻脑损伤程度，降低梗死面积，可能与蛋白酶体活化相关，但外源性MFG-E8在改善缺血再灌注的功能作用能否持久仍存在疑问[34]。胃肠缺血再灌注损伤小鼠模型也显示，MFG-E8可通过清除凋亡细胞、减轻炎症反应、降低或抑制炎症因子的表达和释放、抑制中性粒细胞浸润、促进肠道上皮细胞移行等途径修复受损组织，保护肠道屏障功能，降低活化形式胱天蛋白酶3及Bax的表达，升高Bcl-2的表达[35]；该研究进一步证实，MFG-E8具有明确的清除凋亡细胞的功能，但过表达的MFG-E8也可导致免疫异常，如过量的MFG-E8可与吞噬细胞及凋亡细胞结合，破坏了两细胞间的MFG-E8桥连作用，导致吞噬障碍[36]，这样也就能解释MFG-E8尽管可增强吞噬作用，但MFG-E8表达增高，其吞噬作用并不呈剂量依赖性增高的趋势。

2.2.2抑制炎症反应 MFG-E8能够借助调节血管内皮生长因子的合成与分泌来调节新生血管的生成，当原有的血管内皮细胞受到损伤后，MFG-E8的合成量显著降低，当机体内的MFG-E8处于较低水平时，对炎症损伤的修复能力以及对凋亡细胞的清除能力显著降低[11]。小鼠动物模型研究也表明，抑制小鼠体内的MFG-F8合成，结果使得小鼠血管内的脂质与细胞碎片大量聚集，肿瘤坏死因子、白细胞介素-6和白细胞介素-10水平升高，炎症环境的刺激下可发生继发性坏死，使得血管粥样硬化的病程加快，而外源性补充 MFG-E8可以通过上调蛋白偶联受体激酶2和下调趋化因子受体2的表达，减少中性粒细胞浸润，减轻损伤，改善缺血组织的修复，加速组织再生[37]。相关性分析也显示，外周血MFG-E8水平与患者的心脏功能障碍和重塑的严重程度呈负相关，敲除MFG-E8基因的小鼠尽管心脏功能正常，但这类小鼠接受主动脉束带手术后，可加剧心肌细胞的肥大，收缩功能存在障碍，心肌纤维化明显，此时给予小鼠外源性补充MFG-E8，可显著改善主动脉条带诱导的心脏肥大[38]。类似研究也显示，敲除MFG-E8基因的急性心肌梗死小鼠的炎症反应增强，存活率降低，给予MFG-E8补偿，可显著改善和恢复急性心肌梗死小鼠的心脏功能及形态[28]。可见，作为一种抑制炎症反应的因子，MFG-E8起防御炎症反应的作用，可保护心肌炎症反应。

2.2.3保护血管 MFG-E8可维持机体内环境的稳定和抗炎通路的激活，MFG-E8通过与其受体整合素v3结合，竞争性抑制骨桥蛋白介导的核因子κB信号通路，也可能是通过上调过氧化物酶体增殖物激活受体γ发挥抗炎作用，清除动脉粥样硬化患者体内凋亡细胞碎片与致病性斑块[39]。通过构建MFG-E8缺陷型动脉粥样硬化小鼠模型发现，MFG-E8缺乏可上调 Bcl-2，导致凋亡细胞的清除能力显著减弱，引起病变部位凋亡细胞显著增多，增加动脉粥样硬化病变面积约70%；进一步检测冠状动脉粥样硬化斑块的蛋白质组学分析显示，MFG-E8参与了动脉粥样硬化的发生、发展过程[23-24]。

2.2.4诱导信号 动脉壁的糖基化或非糖基化的MFG-E8水平随年龄增长逐渐升高，两者呈正相关，在非灵长类动物也存在类似的关系，可能与血管紧张素Ⅱ(angiotensin Ⅱ，AngⅡ)信号系统激活机制和巨噬细胞活化分泌机制相关[21]。AngⅡ信号系统激活机制在于衰老的血管壁内(衰老血管表现为管腔增大、血管壁增厚、内皮细胞功能紊乱和血管硬度增加等) AngⅡ信号系统增强，AngⅡ诱导血管平滑肌细胞分泌MFG-E8，随着年龄增长，血管壁内Ang信号系统活性增强，AngⅡ和AngⅡ受体增加，因而血管平滑肌细胞分泌 MFG-E8也增加；而巨噬细胞活化分泌机制在于随着年龄增长，机体内炎症因子分泌呈渐进性增高，炎症因子激活的巨噬细胞数目也增多，炎症刺激活化的巨噬细胞和未成熟的树突状细胞通过分泌MFG-E8以反馈性地应对炎症反应，这也间接解释了MFG-E8增高参与了衰老机体的慢性炎症反应过程，MFG-E8降低则打破了衰老机体的平衡，导致冠心病[11]。

3 小 结

冠心病的病因在于负责供给心肌血液的冠状动脉发生了粥样硬化，严重者具有发病凶险和致死率高的特点。为减少冠心病发病和及早评估疾病的风险，需要对一些标志物进行监控。作为一种多结构域的蛋白，MFG-E8可介导不同类型细胞间的作用，MFG-F8能够通过抗炎和抗凋亡对冠心病的发生起到保护作用。随着冠心病病变程度的加重，MFG-E8水平逐渐降低，且与冠状动脉Genesini积分呈负相关，与斑块稳定性呈正相关。外周血MFG-E8水平可反映冠心病的病变严重程度，可通过检测血清MFG-F8水平评估冠心病患者的严重程度及预后。