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血清淀粉样蛋白A与血管新生最新研究进展

2020-12-08宋事竑曾而明

现代检验医学杂志 2020年2期
关键词:滑膜内皮细胞受体

宋事竑,曾而明

(南昌大学第一附属医院,南昌 330006)

血清淀粉样蛋白A(serum amyloid A,SAA)是一种主要由肝脏产生的急性时相反应蛋白,在炎症、免疫应答、脂质代谢等方面发挥着作用。随着对SAA的蛋白结构、生物学功能等深入研究,越来越多的研究显示SAA可通过多种途径刺激内皮细胞增殖、迁移和血管新生[1]。这可能为血管新生相关疾病的治疗提供新的靶点。本文拟就SAA在血管新生中的相关作用机制进行综述。

1 SAA的生物学特征

1.1 SAA的家族 人类SAA主要包含4个基因,即SAA1,SAA2,SAA3和SAA4。在这些基因中,SAA1和SAA2基因编码急性期SAA(acute SAA,A-SAA)蛋白,SAA4基因编码组成型SAA(constitutive SAA,C-SAA)蛋白,而SAA3是个假基因,并不编码蛋白质[2]。

1.2 SAA表达与生物合成 SAA主要由肝脏产生,当机体受到炎症、感染等刺激时,会产生一系列细胞因子如 IL-1β,IL-6和肿瘤坏死因子-α(TNF-α),这些细胞因子可诱导SAA的合成,并且可以和糖皮质激素协同作用从而显著增强SAA的产生[3]。

1.3 SAA生物学功能 SAA的功能尚未完全清楚,目前已知的SAA生物学功能主要有以下几个方面:①SAA参与脂质代谢和转运[4]。当机体处于急性炎症时,血清SAA水平急剧升高,A-SAA取代载脂蛋白A1(APoA-1)与HDL大量结合,改变了HDL的代谢和胆固醇运输,使得HDL抗动脉硬化的作用变成了致动脉硬化;②SAA对炎症细胞具有趋化作用[5],可促进IL-1和TNF等炎症因子的释放;③SAA可诱导细胞分泌细胞外基质降解酶[6],如基质金属蛋白酶2或3(MMP2/3);④SAA可刺激内皮细胞增殖、黏附、侵袭和形成新的毛细管样结构,促进体内血管新生[7]。尽管如此,SAA的更多生物学功能还有待进一步研究发现。

1.4 SAA受体 目前已证实SAA存在多种受体,如甲酰化肽样受体(N-formyl peptide receptor -like-1,FPLR-1)、Toll样受体4(Toll recptor like 4,TLR4)、B类1型清道夫受体(scavenger receptor class B member 1,SR-B1)、晚期糖基化终末产物受体 (receptor for advanced glycation endproducts,RAGE)等。SAA与其受体结合后,激活其相应的下游信号通路,促进多种炎症因子分泌,发挥促炎作用[8]。

2 SAA与血管新生最新研究

2.1 血管新生 血管新生是指在原有的毛细血管或者微静脉基础上,通过内皮细胞的增殖、迁移和分化,以芽生或非芽生的形式形成新的毛细血管,是血管从少到多的过程,所以它和许多疾病的病理生理关系密切[9]。血管新生的作用具有两面性,一方面血管新生可治疗缺血性心脏病、缺血性脑卒中等;另一方面,血管新生也可以促进肿瘤的发生发展,加速动脉粥样硬化斑块不稳定性的进程,进而导致破裂出血等。因此,探究血管新生的病理生理机制,可为血管新生相关疾病的治疗提供新的靶点。

2.2 血管新生的调控分子 正常情况下,血管新生的诱导与抑制处于平衡的状态,一旦平衡被打破,就会刺激血管新生或者抑制血管新生。在整个血管新生过程中,血管既受到血管新生诱导因子的调控,也受到血管新生抑制因子的调控,这两类因子形成的动态平衡使血管处于正常的生长状态[10]。

血管新生诱导因子可以促进血管新生,其中血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是目前所有促血管生成因子中研究最多且最清楚的一个。VEGF家族蛋白包括VEGF-A,VEGF-B,VEGF-C和VEGF-D等。其中VEGF-A是最主要,也是作用最强的因子,它具有很强的血管通透性,现如今提到VEGF时泛指VEGF-A。VEGF的生物活性是通过与其受体结合发挥的,目前发现的VEGF受体主要有3种:VEGFR-1,VEGFR-2和VEGFR-3,其中VEGFR-2是VEGF的主要功能受体。VEGFR-2与VEGF结合后,介导VEGF促进血管内皮细胞增殖、改善内皮细胞的抗凋亡作用、促进内皮细胞迁移、提高血管通透性和促进血管新生[11]。

血管新生抑制因子主要包括凝血酶敏感蛋白、内皮抑素和血管抑素、金属蛋白酶组织抑制因子、血小板第四因子、血管抑制蛋白等。通过抑制生长因子功能、抑制基质金属蛋白酶活性、抑制VEGF与内皮细胞上受体的结合、负向调节VEGF的作用等多种机制发挥抗血管新生的活性[12]。

VEGF促进内皮细胞增殖、血管新生和修复的这一特性具有非常重要的临床意义。在生理情况下VEGF可有效地维持血管数量、结构和功能的稳定;在病理状态下,当组织器官受到损伤,血管破坏或功能障碍时,VEGF的表达增加,刺激血管新生,从而恢复组织器官血液供应。而当各种损伤因素持续存在时,则会抑制VEGF的表达和分泌,从而导致血管新生减少,进一步导致了组织器官的血液供应减少,出现功能异常。所以,VEGF表达的增加与减少与血管相关性疾病有着密切的联系,同时也为某些血管相关性疾病提供分子治疗的基础。

2.3 SAA在血管新生中的作用 CAI等[13]研究发现,SAA能够促进颈动脉内皮细胞(human carotid artery endothelial cells,HCtAE)中VEGF的表达,促进HCtAE细胞的迁移、增殖和血管新生,并且BIBF1120(一种多血管激酶受体抑制剂)可通过影响与促进血管生成有关的TNF-α基因调控来调节VEGF mRNA和蛋白产生。LÜ等[1]研究发现,SAA以时间和剂量依赖性的方式诱导人脐静脉内皮细胞(HUVECs)中VEGFR 2的表达增多,在小管形成实验中发现SAA可促进HUVECs小管形成,上述SAA的活性是由FPRL 1/MAPK信号通路介导的,即SAA可通过FPRL 1/MAPK信号通路诱导血管内皮细胞VEGFR 2的表达增多,促进内皮细胞血管新生。这说明SAA可促进血管内皮细胞中VEGF的表达,促进血管新生。

在很多疾病中,血管新生与炎症反应互相促进,共同促进疾病的病理发展。例如在对恶性肿瘤的研究中发现,SAA和某些肿瘤的转移有关。LANDSKRON等[14]研究发现,SAA刺激细胞外基质(ECM)黏附蛋白如层黏连蛋白和肝素/硫酸乙酰肝素蛋白聚糖的产生,增强ECM转化,促进血管新生和细胞因子 TGF-β,IL-10 的产生。RAY等[15]研究发现,一种名为SAA激活因子(SAF-1)的炎症反应转录水平升高与乳腺癌的发病机制可能有关,SAF-1可促进乳腺癌细胞中VEGF的表达,促进血管新生。这说明SAA促进肿瘤血管新生,进一步促进肿瘤细胞的转移和进展。

近年来,研究发现类风湿性关节炎(RA)病人的滑膜组织及血浆中的 A-SAA mRNA和蛋白质水平明显高于健康者,且已证实RA病人滑膜组织中的滑膜细胞、内皮细胞均可局部表达SAA[7]。同时关于SAA在RA血管新生方面的研究也日益增多。LEE等[16]研究发现,SAA与其受体FPRL 1结合后,能够激活细胞外调节蛋白激酶(ERK)和蛋白激酶B(Akt),促进类风湿滑膜细胞增殖、迁移和芽生。同时,SAA对滑膜细胞凋亡也有保护作用,而这一保护作用和增殖活性是通过刺激成纤维样滑膜(FLS)细胞内Ca2+,ERK和Akt活性来实现的。进一步研究发现,SAA可通过诱导内皮细胞增殖、迁移、小管形成和发芽活性来促进血管新生。MULLAN等[17]研究发现,SAA与其受体SR-B1结合后可显著增强血管细胞黏附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1,VCAM-1)和细胞间黏附分 子-1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)在RA患者成纤维细胞和内皮细胞上的表达。MULLAN等[18]在体外成功构建血管模型,并证实SAA可诱导内皮细胞迁移和血管新生,同时研究发现SAA可上调黏附分子VCAM-1和ICAM-1以及基质金属蛋白酶1(MMP-1)的表达,而这一机制是由NF-kB介导的。P38MAPK(丝裂原活化蛋白激酶)信号通路是MAPK家族重要成员之一,HONG等[7]研究发现,在所有RA组织标本中均可检测到SAA和SR-B1,进一步体外血管形成实验发现SAA可以通过与其受体SR-B1结合激活p38-MAPK信号通路,促进内皮细胞增殖、迁移和血管新生。CONNOLLY等[5]分析研究了SAA诱导TLR2介导的NF-kB的能力,结果显示SAA诱导细胞增殖和血管新生的作用也有可能是通过TLR2介导的。CONNOLLY等[19]首次采用人关节炎外植体培养模型及重症联合免疫缺陷(severe combined immune deficiency,SCID)小鼠嵌合体模型证实SAA在体内可以直接诱导单核细胞的迁移、黏附以及滑膜细胞增殖和血管新生。这表明SAA促血管新生的活性可能与其趋化因子的性质有关。还有文献报道[20]SAA可以通过αVβ3,β1整合素途径重构细胞骨架及ρ-GTP酶的形式促进RA滑膜纤维母细胞的侵袭、迁移以及内皮细胞的小管形成,证实了整和素信号途径在RA血管新生中的作用。总之,SAA可通过多种途径刺激内皮细胞增殖、迁移和血管新生。

最新研究发现[21],SAA是巨细胞性动脉炎疾病活动性的标志物。O’NEILL等[22]研究发现,巨细胞动脉炎患者的局部炎症部位及血清中均可检测到SAA含量增加,且SAA可通过诱导血管生成因子如MMP-9,VEGF和Ang2的表达增多发挥促血管新生的作用。由此可见,SAA很可能促进了巨细胞动脉炎的病理性血管新生。

综上所述,SAA 蛋白参与机体急性炎症、慢性炎症及肿瘤的发生和发展。SAA可通过诱导趋化因子、与其受体结合,激活下游信号通路等途径刺激血管新生。笔者认为,SAA为血管新生相关疾病分子标志物的诊断提供了新的思路,同时SAA也很可能是抑制血管新生治疗中的关键靶点。

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