淋巴转运对缺血心肌免疫损伤的影响

2021-01-02刘嘉玲武晓静周骐

中国循证心血管医学杂志 2021年6期

刘嘉玲，武晓静，周骐

既往认为心脏淋巴系统的主要功能是维持组织间隙液体平衡，近年来发现淋巴系统在心肌梗死后的修复中发挥新的功能，调节淋巴管内皮细胞的分化可能是促进梗死后心肌组织愈合的治疗靶点。本文概述心脏淋巴管系统的起源及淋巴内皮细胞的分化调控机制，综述近年来干预淋巴系统对心肌缺血后恢复的影响，为心肌梗死后的临床治疗提供新的研究方向。

1 心脏淋巴系统的解剖特点和起源

1.1 淋巴系统的分布17世纪鲁德贝克首先描述心脏淋巴管系统[1]；20世纪初，通过对狗心外膜下、心肌间和心内膜淋巴流动的分析，发现心脏淋巴系统主要包括两个淋巴管丛：①沿左锥静脉，走行于肺动脉干左侧，向上到纵隔，引流左、右心室淋巴液；②走行于心房表面，沿左心静脉（边缘支静脉）、左心房向上至纵隔，引流左、右心房淋巴液[1,2]。心室淋巴管的分布比心房多[1]；只在二尖瓣部位存在淋巴管，其它瓣膜区域未见淋巴管分布[2]。

1.2 起源既往认为淋巴系统有两种起源方式：Sabin[3]认为淋巴囊自主静脉出芽，并逐渐以自中心向外周的方式生长而遍布整个机体；Huntington和McClure等[4]认为淋巴管内皮是由非静脉来源的成血管细胞形成淋巴囊，再由相互不连续的淋巴囊相互连接形成的。近年通过斑马鱼体内成像和谱系追踪技术，Sabin的假设已得到证实；同时，间充质淋巴管母细胞源性淋巴管也在非洲爪蟾和鸡胚胎中得到证实[5]。最近研究发现胚胎心脏淋巴网是多种细胞来源的，包括静脉内皮细胞和卵黄囊淋巴先体细胞[6]。随着技术的进步，淋巴管内皮的胚胎起源仍在不断探索之中。

2 淋巴系统对缺血心肌修复的作用

2.1 心肌梗死后基本免疫反应心肌缺血导致心肌细胞快速死亡，心肌间微血管渗透性增加，当渗出速率超过淋巴回流速率，产生心脏间质水肿，并诱发纤维化[7]。心肌梗死后即刻至第1 d，梗死灶中出现大量中性粒细胞（单核细胞/巨噬细胞）；心肌梗死后第3 d，单核细胞清除坏死碎片，随后发挥促进愈合的M2作用[8]。此过程中，细胞因子被大量活化，如：成纤维细胞因子、抗炎细胞因子IL-10和IL-13[9]。纤维组织能够为心肌细胞提供结构支持，但是同时也阻碍间质液的引流，对心室重塑不利。最近研究证实，通过调节炎症反应、趋化因子和招募中性粒细胞来增加心肌淋巴引流，重塑侧支循环[10]。

2.2 血管内皮生长因子与淋巴循环尽管心肌梗死后出现了内源性淋巴管生成反应，但淋巴集合管的重塑和功能障碍仍能够导致慢性心肌水肿和炎症发展，加重心肌纤维化，引起心功能障碍[11]。在此过程中，血管内皮生长因子（VEGF）重新得到关注[11]。

2.2.1 前集合淋巴管及集合淋巴管心肌梗死后3周，仅发现毛细淋巴管密度增加，而总淋巴管开放面积并没有增加，心脏间质水肿已经有所改善，提示淋巴趋化因子增加淋巴管的主动摄取及清除巨噬细胞的功能早于前集合淋巴管及集合淋巴管的形成。VEGF治疗后，与对照组相比，梗死区域毛细淋巴管密度没有增加，提示在梗死区域，炎症渗出液中的促淋巴新生因子发挥了重要的淋巴新生作用；心肌间质水肿是由于梗死区域心外膜下前集合淋巴管和集合淋巴管的结构破坏，严重影响了淋巴引流，导致心肌间质持续炎症渗出。VEGF治疗后，在梗死边缘区域的心外膜下前集合淋巴管和集合淋巴管的结构得到部分改善，心肌间质水肿明显减轻[11]。

2.2.2 VEGF相关信号转导目前关于淋巴管新生的研究主要集中于刺激毛细淋巴管出芽生长和淋巴管腔增加（增生）方面，多种细胞因子都参与了这一过程，虽然VEGF治疗能够改善集合淋巴管重塑，但是血小板衍生生长因子（PDGF）、胰岛素样生长因子（ILGF）、成纤维细胞生长因子（FGF）可能会产生类似的作用。

以往关于心肌梗死后VEGF的作用多集中于通过VEGFC-VEGFR2通路对于血管内皮细胞的影响，然而该通路可能会增加淋巴管渗透性，导致暂时的淋巴回流功能丧失；与之相反，VEGFC-VEGFR3通路具有强大的淋巴新生作用[12]。

2.3 LYVE-1对免疫反应的影响最近研究发现，VEGF-C刺激心脏淋巴管生成的机制是上调淋巴管内皮透明质酸受体1（LYVE-1），使炎症细胞充分引流至纵隔淋巴结，从而提高炎症细胞的清除率，减轻心肌梗死后的急性炎症反应，进一步对心肌梗死后心肌组织修复及心功能改善有利。小鼠LYVE-1缺失，抑制了中性粒细胞通过淋巴管内皮的吸收和转运，导致慢性炎症加重和心功能长期恶化[13]。虽然目前仅发现上调LYVE-1对先天免疫细胞清除的直接影响，但改善的结果也可能与适应性免疫反应和负调节炎症因子的淋巴细胞亚群有关，研究证实淋巴细胞亚群是心肌梗死后炎症负调控的关键效应细胞，而且抑制性淋巴细胞通过调节巨噬细胞和成纤维细胞表型在心肌梗死后炎症反应的负调控中起关键作用[14]。

3 淋巴内皮分化的转录调控

当组织受到损伤时，会重启胚胎时期的调节机制以修复组织；因此，研究胚胎时期淋巴内皮的转录调控可能为心肌梗死后缺血损伤的治疗提供新思路。目前发现，多个细胞因子参与了淋巴内皮的分化调节。

3.1 Prox1Prox1缺失后，静脉内皮细胞不再向淋巴表型转化，导致小鼠胚胎淋巴管发育完全失败。在出生后发育中或在成年小鼠中条件性敲除Prox1，则淋巴内皮细胞重新分化为血管内皮细胞，说明Prox1活性是维持成熟淋巴管特征所必需的[15]。新近研究表明，Prox1和NF-κB 的p50亚基直接结合并协同激活血管内皮生长因子受体3（VEGFR3）的启动子，而后者是淋巴管生成的重要调节因子[16]。

3.2 SOx18在小鼠胚胎发育过程中，内皮细胞SOx18在E9时（早于Prox1）于主静脉背外侧部分表达，在E14.5时急剧下降，表明SOx18在淋巴发育早期具有特殊作用[17]。又有研究发现，SOx18能与Prox1启动子直接结合，引起Prox1、VEGFR3表达[18]。

3.3 COUP-TFⅡCOUP-TFⅡ能够直接结合到Prox1启动子；敲除内皮细胞中COUP-TFⅡ明显降低了Prox1表达和淋巴祖细胞的出现[19]。COUP-TFⅡ还与Prox1一起控制包括VEGFR3和LYVE-1在内的淋巴特异性基因表达[20]。阻断COUP-TFⅡ和Prox1间的作用能够抑制小鼠的淋巴管生成[21]。

3.4 ERK目前认为Ras-Raf1-MEK/ERK信号级联的转录调控和淋巴分化相关。Raf1是这一途径的关键调节激酶，通过ser259的磷酸化后产生Raf1的自身抑制作用来调节Raf1活性；小鼠血管内皮细胞特异性表达raf1s259a可显著增强向淋巴内皮的分化，同时Prox1也被大量诱导表达[22]。

3.5 NotchProx1、COUP-TFⅡ和Notch间的反馈回路对于维持早期动脉、静脉和淋巴细胞之间的分化平衡发挥重要功能[23]。Notch1缺失小鼠出现过量的Prox1阳性淋巴内皮祖细胞、淋巴过度生长及淋巴管与主静脉分离失败[24]。在淋巴管发育的后期，Notch信号的缺失导致了淋巴细胞迁移停滞及淋巴母细胞出芽异常[25]。这种Notch信号在淋巴发育中作用的差异可能归因于发育阶段和模型生物体的差异，但也可能是因为Notch信号下游存在不同的转导途径。