胞葬作用与动脉粥样硬化关系的研究进展①

王建茹 朱明军

(河南中医药大学第一附属医院，郑州 450000)

动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)是免疫系统参与的炎症性血管性疾病，累及大中型动脉，是诱发多种心脑血管疾病重要的共同病理基础[1-2]。“Efferocytosis”源自希腊语“effere”，意为将尸体带入坟墓，胞葬作用是生物学所描述的胞葬细胞(主要为巨噬细胞、树突状细胞等)将程序性死亡细胞及时清除的过程[3-4]。研究认为，巨噬细胞的胞葬作用功能障碍所导致的AS病变处凋亡细胞(apoptotic cell，ACs)聚集及继发性坏死是不稳定性斑块形成和进展的重要因素，而高效的巨噬细胞胞葬作用可减少ACs引发的继发性坏死，抑制易损斑块破溃及坏死核扩大[5-6]。因此，增强巨噬细胞的胞葬作用是有效干预AS进展、减少AS相关性疾病诱导的不良血管事件发生的潜在靶点。本文就胞葬作用的过程、巨噬细胞胞葬作用功能障碍与AS的关系及其治疗进行综述，旨在为AS相关心血管疾病防治提供新的依据。

1 胞葬作用的过程

人体内每天都有数亿个细胞发生凋亡，同时专职和非专职吞噬细胞快速高效地清除ACs以维持机体动态平衡。机体内胞葬作用受寻我信号、食我信号、非食我信号等多种信号分子协同调控，其过程大致可分为4个阶段(图1)。第一阶段，寻我信号的释放和胞葬细胞的聚集。ACs释放的寻我信号分子被胞葬细胞表面的同源受体识别，诱导胞葬细胞向ACs迁移和募集。目前已发现的寻我信号分子及其相关信号受体主要有4对，即1-磷酸鞘氨醇(S1P)与1-磷酸鞘氨醇受体1/5(S1PR1/5)；核苷酸(ATP和UTP)与嘌呤受体P2Y2；溶血磷脂酰胆碱(LPC)与G-蛋白偶联受体G2A( G2A)；趋化因子CX3C配体1(CX3CL1)与趋化因子CX3C受体1(CX3CR1)[7]。第二阶段，食我信号的暴露和识别。细胞程序性凋亡后，表面暴露食我信号，ACs表面有多种食我信号分子配体，其中磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine,PS)是最主要的信号分子，可直接与胞葬细胞表面的胞葬受体(食我信号分子受体)结合。调理素作为胞葬作用相关信号分子，其一端与ACs外化的PS结合，另一端与胞葬细胞表面的食我信号分子受体结合，介导胞葬作用过程在ACs与胞葬细胞间起桥梁分子作用。因此，胞葬细胞通过直接“配体-受体”结合形式和间接“配体-调理素-受体”结合形式完成对ACs的识别、捕获。另外，以上2种结合形式还受非食我信号分子的负性调控，已发现的非食我信号分子有CD47、CD31、CD61、CD46，其中CD47最为重要，活细胞通过CD47-SIRPα的相互作用防止自身被胞葬细胞识别，发挥抑制胞葬作用功能，若ACs的CD47表达下调，抑制作用消失，有利于胞葬作用发挥[8-10]。第三阶段，细胞骨架重组。胞葬受体识别ACs后，通过多种信号通路导致Rho家族小GTP酶激活，尤其是Rac-1、Cdc42、RhoA等，可协同促进细胞骨架重组和“吞噬杯”形成，完成ACs内吞[7,11-12]。第四阶段，ACs的消化及胞葬作用后反应。胞葬细胞吞噬ACs后形成胞吞囊泡(即吞噬小体)，随后与初级溶酶体融合形成吞噬溶酶体，待吞噬溶酶体成熟后开始降解ACs，完成整个处理过程，同时释放IL-10、TGF-β等抗炎细胞因子[7,11-12]。胞葬作用功能障碍无法及时清除ACs，将导致继发性细胞坏死和促炎细胞因子释放，介导包括AS在内的多种免疫性疾病病理过程。

图1 胞葬作用的4个阶段[7]Fig.1 Four stages of efferocytosis[7]

2 巨噬细胞胞葬作用在AS病理过程中的作用

AS早期，在炎症因子、氧化的脂质和其他细胞毒性因子等因素的作用下，AS病变处多个病变细胞凋亡，巨噬细胞通过高效的胞葬作用可及时有效地清除病变处ACs，改变AS病变处细胞性质和构成，延缓AS进展[13]。但随着AS的发展，部分危险因素和促AS因子，如高迁移率族蛋白1(high mobility group box 1，HMGB1)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、氧化型低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein，ox-LDL)一方面可加速斑块处产生更多ACs，另一方面损伤胞葬作用相关信号分子和非胞葬作用信号分子，进一步导致胞葬作用功能障碍，致使ACs在斑块处蓄积增多，引起继发性细胞坏死，进而形成明显的坏死核，加剧AS进展(图2)[14-16]。人和小鼠AS病变组织学检查结果显示，AS斑块处巨噬细胞胞葬作用损伤并伴有明显的坏死核和薄的纤维帽形成，高效的胞葬作用可及时清除病变处沉积的ACs，防止ACs释放炎症和毒性分子及继发性细胞坏死，从而减少不稳定斑块的形成和破裂[14，17-18]。综上所述，巨噬细胞的胞葬作用可影响AS进展，其功能受损是引起AS病变进展并最终导致急性心血管事件的重要原因之一。

3 AS病理过程中巨噬细胞胞葬作用损伤机制

AS病理过程中，胞葬作用功能障碍的机制尚未阐明。THORP等[4]推测其原因可能为病变处大量细胞发生凋亡，可被胞葬细胞清除的ACs减少，巨噬细胞胞葬作用自身功能损伤。AS病变早期，巨噬细胞凋亡可在一定程度上削弱其致病作用，增强斑块稳定性；凋亡的平滑肌细胞对正常血管并无毒性作用，仅在斑块发展晚期才具有促AS作用[19-20]。此外，胞葬作用又是受多种信号调控的高效吞噬过程，可及时处理ACs，因此，病变处大量细胞发生凋亡并不是胞葬作用功能障碍的主要因素。KOJIMA等[5]认为AS病理过程中胞葬作用损伤的机制与以下3方面有关：①冠心病易患人群基因型差异，染色体9p21区域存在与冠心病相关的易感位点，携带9p21危险等位基因的人群AS斑块内低表达食我信号分子钙网蛋白；②HMGB1、TNF-α、Toll样受体4信号通路等炎症信号可抑制胞葬作用相关信号分子表达；③病变处ox-LDL所诱发的系列反应，包括与ACs竞争性识别胞葬作用相关信号分子，活化Toll样受体4信号通路。

图2 巨噬细胞胞葬作用功能障碍及其在AS病理过程中的作用Fig.2 Role of macrophage efferocytosis dysfunction in pathological process of AS

4 参与AS病理过程的巨噬细胞胞葬作用相关信号分子

胞葬作用信号分子具有丰余性，某个信号分子功能障碍仅能延缓胞葬作用，不能完全逃避胞葬作用，对于ACs的清除具有重要意义。AS病理过程中，某个胞葬作用相关信号分子受损足以导致坏死核的形成和AS进展，而实际上往往是多个致病因素通过损害多个胞葬作用相关信号分子协同导致巨噬细胞胞葬作用功能障碍[6，8，18]。在参与胞葬作用过程的信号分子中，食我信号分子是最为关键的信号分子，其损伤对胞葬作用可产生至关重要的影响，加剧AS进展[8]。目前，已发现AS病变处有多种胞葬作用相关信号分子参与，这些信号分子对维持高效的胞葬作用十分关键，另外，胞葬作用相关信号分子还可受其他非胞葬作用信号分子调控(表1)。

表1 参与AS病理过程并与胞葬作用相关的分子

5 胞葬作用的相关干预及治疗研究

目前，研究者对通过干预胞葬作用防治AS的方法和药物进行了大量研究，但多数仅限于体内外基础实验研究，现总结如下。

5.1他汀类药物 他汀类药物为羟甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶抑制剂，具有降脂、抗炎、免疫调节、抑制血小板活化、抑制类异戊二烯中间体生成、抑制小鸟苷三磷酸结合蛋白翻译后的异戊烯化等作用[48-49]。研究显示，他汀类药物可增强肺泡巨噬细胞胞葬作用，可用于肺部疾病治疗[50-51]。匹伐他汀抗AS的作用与其活化ERK5增强巨噬细胞胞葬作用有关[39,52]。辛伐他汀可改善LDLR-/-小鼠受损的脾脏巨噬细胞胞葬作用，其机制可能与其上调胞葬作用相关信号分子血小板反应蛋白1表达有关[53]。

5.2胞葬作用相关信号分子的干预方法 研究发现，采用抗CD47抗体阻断CD47后，几种不同AS模型小鼠中受损的胞葬作用被逆转，AS病理进展得以缓解，表明针对CD47的抗体可能是一种新的治疗AS相关性疾病的方法[35]。另外，TNF-α作为重要的促AS因子，可诱导细胞高表达CD47，破坏胞葬作用，而TNF-α拮抗剂英夫利昔单抗(infliximab)和依那西普(etanercept)可阻止TNF-α诱导的CD47高表达，因此，推测TNF-α拮抗剂可能通过阻断AS病理过程中TNF-α表达恢复胞葬作用，发挥抗AS作用[35]。通过靶向细胞表面的PS增强胞葬作用治疗AS等炎症性疾病已成为潜在的治疗策略[54]。S1P(ACs释放的寻我信号分子)类似剂FTY720可限制LDLR-/-小鼠斑块面积及坏死核形成，其作用机制与其促进巨噬细胞的胞葬作用有关[55-56]。

5.3免疫耐受及干细胞疗法 MUINDKUR等[57]发现ApoB和HSP60多肽组合物口服耐受具有延缓AS斑块形成、稳定成熟斑块的功能，其作用机制可能与诱导抗原特异性调节T细胞反应和食我信号分子MerTK表达、降低TNF-α分泌、促进胞葬作用等有关。Ixmyelocel-T是源于患者自身骨髓细胞的特异性扩增的多细胞疗法，可能通过免疫调节、增强胞葬作用、清除修饰的胆固醇等稳定AS斑块或促进斑块消退，治疗AS相关性疾病[58]。

5.4中医中药 目前，中医药通过干预胞葬作用发挥抗AS作用的相关研究较少。研究报道，具有益气活血祛痰功效的中药复方制剂冠心康可改善AS病理过程中受损的巨噬细胞胞葬作用，其机制可能与其上调巨噬细胞胞葬作用相关信号分子ProS、Axl、MerTK、血小板反应蛋白1等表达有关[59-60]。

5.5其他 酰基辅酶A:胆固醇酰基转移酶抑制剂F1394和消退素D1可通过提高巨噬细胞胞葬作用延缓晚期AS病理进展，为其治疗AS相关疾病提供了依据[61]。CB2受体激动剂(JWH-133和HU-308)可通过活化MerTK、Tyro3和Axl增强泡沫化巨噬细胞的胞葬作用，为促进AS斑块的稳定性提供新的方法和思路[62]。

6 讨论

目前，AS的发病机制尚未阐明，仅从脂质浸润、内皮损伤、动脉平滑肌细胞增殖或突变、慢性炎症、单核巨噬细胞作用等不同角度和层次对AS的发病机制进行了阐述[2]。参与AS病变过程的细胞类型较多，如巨噬细胞、树突状细胞、中性粒细胞、内皮细胞、平滑肌细胞等，其中巨噬细胞功能障碍一直是AS研究重点，普遍认为巨噬细胞胞葬作用功能障碍可在一定程度上加剧AS进展。现阶段，关于胞葬作用功能障碍参与AS病理过程的相关研究还存在诸多不足，如大部分胞葬作用相关信号分子在AS病理过程中的作用尚未阐明，胞葬作用与巨噬细胞极化、自噬等表型相关，其在AS病理过程中是否存在协同或拮抗作用尚需进一步探讨。目前，AS治疗方法多与其增强巨噬细胞胞葬作用相关，但多数仅停留在基础实验层面，因此积极探索这些方法能否通过增强胞葬作用用于临床抗AS需进一步探讨。总之，针对胞葬作用功能障碍在AS中的致病机制开展深入研究，对进一步阐明AS的病理过程和探索新的治疗措施具有重要意义。