趋化因子CXCL16与冠状动脉粥样硬化的研究进展
2020-02-16黄思哲林炜鑫黄桂锋
黄思哲 林炜鑫 黄桂锋
广东省汕头市潮阳区大峰医院 515154
冠状动脉粥样硬化(CAS)又称为冠心病(CHD),是一种复杂的心血管疾病,也是一种不断恶化的炎症疾病,其显著特征为冠状动脉的重塑,从而纠正心肌的缺血缺氧状态。CAS的临床表现包括稳定型心绞痛(SAP)、急性冠状动脉综合征(ACS)、心脏性猝死(SCD)以及心力衰竭(HF)等,其发病机制主要涉及遗传因素与环境因素[1]。在动脉粥样硬化(AS)由早期病变发展为不稳定斑块形成和/或破裂的过程中,炎症过程起着重要的促进作用。
1 CXCL16的概述
趋化因子是由多种细胞分泌的小分子可溶蛋白质,起初因能够使细胞趋化性运动而被人们发现[2]。趋化因子系统十分复杂,涵盖超过50个配体与25个受体[3],主要分为4个亚家族:CXC、CC、C、CXC3C[4]。
1.1 CXCL16的结构、分布及功能 CXCL16具有4个结构域:趋化因子功能结构域、疏水性跨膜区、短脂质尾序列以及间隔区。间隔区富含丝氨酸、苏氨酸和脯氨酸,这是黏蛋白结构域的标志。CXCL16被分解素样金属蛋白酶(ADAM)10或ADAM17切割后,形成可溶型CXCL16(sol-CXCL16)[5]。sol-CXCL16能够分泌化学性物质发挥诱导作用,促使T细胞与自然杀伤T(NKT)细胞等向炎症损伤部位迁移[6]。
CXCL16主要在巨噬细胞、B细胞、树突状细胞、角质形成细胞以及内皮细胞中表达[5]。CXCL16是受体CXCR6的唯一配体,具有趋化因子、黏附分子以及清道夫受体的功能,能够调节炎症、组织损伤和纤维化[7]。CXCL16作为磷脂酰丝氨酸(PS)和氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)的清道夫受体,有助于细胞对细菌的吞噬[5]。
1.2 CXCL16的受体 CXCR6是典型的七跨膜蛋白[5],主要在T细胞、B细胞、NKT细胞以及树突状细胞中表达[8],可以与CXCL16专一性结合,接受CXCL16的趋化指令,促使免疫细胞向炎症损伤部位迁移[9]。
2 CXCL16的调控因素
Lehrke M等[10]选取了6名志愿者作为研究对象,静脉注射内毒素3ng/kg,24h后采集血液样品,并通过酶联免疫吸附测定(ELISA)检测CXCL16水平。结果表明,内毒素血症能够诱导CXCL16的表达。Wågsäter D等[11]将主动脉平滑肌细胞置于培养基中培养,待细胞发生接触抑制后,将其与脂多糖(LPS,100ng/ml)孵育6、24、48、72和96h,并通过ELISA检测CXCL16水平。结果表明,LPS使CXCL16水平增加了2倍,证实LPS能够诱导CXCL16的表达。Tenger C等[12]以7周龄雄性重症联合免疫缺陷(SCID)合并载脂蛋白E基因缺陷(apoE-/-)的小鼠为实验对象,随机分为对照组与实验组,对照组腹腔注射用磷酸缓冲液与牛血清蛋白组成的缓冲液(PBS-BSA溶液),实验组腹腔注射白细胞介素-18溶液(IL-18溶液,使用PBS-BSA溶液稀释),每周3次,持续7周,在14周龄时实施安乐死并分析AS病变情况。结果表明,在缺乏T细胞的情况下,IL-18仍然能够加速AS的发展,诱导CXCL16的表达。
3 CXCL16对AS的双重作用
作为清道夫受体家族成员,CXCL16能够适当地将有害物质从血管壁清除,起到抗AS的作用。但巨噬细胞同样能够借助其细胞表面的CXCL16,不断摄取ox-LDL,导致泡沫细胞的形成以及AS早期病变。
3.1 CXCL16对AS的抑制作用 Aslanian AM等[13]选取了CXCL16缺陷(CXCL16-/-)小鼠为研究对象,进行大量实验研究后发现CXCL16在体内介导的清道夫受体活性具有AS保护作用。
3.2 CXCL16对AS的促进作用 Minami M等[14]发现CXCL16在颈动脉内膜切除术(21例)以及定向冠状动脉内斑块切除术(11例)的手术标本中高度表达,推测CXCL16可能参与体内巨噬细胞对ox-LDL摄取过程与随后泡沫细胞的转化过程,在AS病变形成中起重要诱导作用。
4 CXCL16与斑块稳定性
斑块的稳定性与CAS的发展密切相关,不稳定的斑块容易发生破裂,导致疾病的进一步恶化。因此,治疗CAS的同时应预防斑块的破裂[1]。
4.1 CXCL16影响斑块稳定性的可能机制 程红等[15]选取了96例CHD患者为研究对象,分为正常对照组(冠状动脉造影阴性)、ACS组以及SAP组,于入院24h内抽取外周静脉血,采用ELSIA检测CXCL16、基质金属蛋白酶(MMP)以及核因子-κB(NF-κB)水平,根据检测所得结果进行相关性分析。在该结果显示,ACS组与SAP组的CXCL16、MMP以及NF-κB水平明显高于正常对照组,推测CXCL16可能通过NF-κB调节MMP水平进而影响斑块的稳定性,介导冠心病的发生与发展。
4.2 CXCL16的斑块稳定作用 Mitsuoka H等[16]以17例ACS患者以及89例非ACS患者为研究对象,通过ELSIA检测CXCL16水平并进行多因素回归分析。结果显示,ACS患者CXCL16水平明显低于非ACS患者,肌钙蛋白T、高敏C-反应蛋白(hsCRP)等与CXCL16水平不相关,CXCL16可能具有稳定斑块的作用。
4.3 CXCL16的斑块去稳定作用 詹莉[17]选取了90例以胸痛为主要症状的患者为研究对象,分为对照组(狭窄程度<20%)、ACS组以及SAP组,于入院24h内抽取外周静脉血,通过ELISA检测CXCL16水平,根据检测所得结果进行相关性分析。结果表明,ACS组CXCL16水平最高,SAP组次之,推测CXCL16不利于斑块稳定性的维持,对CAS有一定促进作用。
5 CXCL16与CAS及其并发症
5.1 CXCL16与CHD Xing J等[18]选取了80例CHD患者(CHD组)和50例健康受试者(对照组)为研究对象,通过计算机断层扫描(CT)和冠状动脉造影检测斑块的存在,通过冠脉狭窄程度积分(Gensini法)评估CHD组的疾病严重程度,通过ELISA检测各组血清CXCL16和TNF-α水平,以探讨CXCL16、TNF-α与CHD严重程度之间的相关性。结果显示,CHD组血清CXCL16和TNF-α水平显著高于对照组。CHD组斑块患者血清CXCL16水平明显高于CADH组无斑块患者,但两组患者血清TNF-α水平无显著差异。CXCL16水平与疾病严重程度呈显著正相关,但TNF-α水平与疾病严重程度之间无显著相关性。
5.2 CXCL16与ACS 诸葛欣等[19]选取了204例老年男性为研究对象,分为对照组、SAP组和ACS组,并对血清CXCL16和各项生化指标进行检测分析,以探究CXCL16水平与ACS严重程度的相关性。结果显示,ACS组CXCL16水平明显高于对照组和SAP组,CXCL16水平与ACS严重程度相关。
5.3 CXCL16与慢性心力衰竭(CHF) 王宇亮等[20]选取了96例CHF患者(心衰组)和同期入院的96例健康者(对照组)为研究对象,并按照纽约心脏病协会(NYHA)心功能分级将心衰组分为Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级,在患者入院后,收集指标数据,同时通过ELISA检测CXCL16水平,根据所得数据对CXCL16水平与CHF的关系进行研究分析。结果显示,心衰组CXCL16水平明显高于对照组,且与心功能分级成正相关,推测CXCL16可能参与CHF的发生和发展。
6 CXCL16基因多态性
CXCL16作为CAS的潜在生物标志物,其基因多态性与冠状动脉狭窄的严重程度、冠状动脉疾病(CAD)的发病风险等密切相关。
6.1 CXCL16基因多态性与CAD Huang M等[21]选取了1 176例冠状动脉疾病患者与850例正常受试者为研究对象,探索了CXCL16基因中常见的5个单核苷酸多态性(SNPs)位点与我国汉族人群冠状动脉疾病发病风险的关系。结果显示,rs225033、rs2304973、rs2277680以及rs2277680的分布在冠状动脉疾病患者与正常受试者间并无明显差异,而rs3744700的基因型频率以及等位基因频率差异明显,推测rs3744700与我国汉族人群冠状动脉疾病的发病独立相关,可能对冠状动脉疾病的发展有促进作用。
6.2 CXCL16基因多态性与冠状动脉狭窄 Lundberg GA等[22]对CXCL16的第四外显子的基因多态性位点(181Ala/Val)与冠状动脉狭窄严重程度之间的关系进行研究后发现,V等位基因的出现频率与冠状动脉狭窄严重程度正相关,推测CXCL16参与CAS进程并促进冠状动脉狭窄。
6.3 CXCL16基因多态性与CHD Tian J等[23]以90例CHD患者(病例组)与80例对照受试者(对照组)为研究对象,探讨了PPARG、AGTR1、CXCL16以及LGALS2的基因—基因相互作用,并进一步研究基因多态性与CHD之间的关系。结果表明,病例组与对照组的基因型以及等位基因分布均有显著性差异,PPARG rs1152002,AGTR1 rs5186,CXCL16 rs3744700和LGALS2 rs7291467多态性可能与CHD的发展密切相关,并且这些易感基因之间存在相互作用。
6.4 CXCL16基因多态性与心肌梗死(MI) Xu S等[24]以275例MI患者以及670例对照受试者为研究对象,对CXCL16基因中的4个标签单核苷酸多态性(tagSNPs)位点进行基因分型,以探讨CXCL16基因多态性对个体MI易感性的影响。多因素逻辑回归分析结果显示,rs1050998的C等位基因和CC基因型与MI风险增加有关,rs8123的C等位基因与MI风险降低有关,其他两个tagSNPs(rs2304973以及rs3744700)则与MI没有显著影响。
7 展望
CXCL16集趋化因子、黏附分子以及清道夫受体三大功能于一体,在肾脏和心血管疾病中起重要作用[5],但其在CAS中的作用及机制尚不明确,关于该方面的报道亦较少。因此,针对CXCL16在CAS中相关作用及机制的深入研究,为防治CAS提供了新的方向,具有无限的研究价值。