梁運 鄒萍 陳宋明

動脈粥樣硬化性疾病被定義為慢性炎癥性疾病已經(jīng)被普遍接受，其中低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)的滲出起著核心的作用。研究發(fā)現(xiàn)正常情況下LDL并沒有免疫源性，但是一旦被氧化修飾成氧化型LDL(ox-LDL)就可被抗原遞呈細胞識別并遞呈抗原［1］，特異性激活輔助性T細胞(Th1)，產(chǎn)生大量的Th1細胞因子［2］，如腫瘤壞死因子 α(TNF-α)、干擾素 γ(IFN-γ)、白介素1(IL-1)，進一步擴大炎癥，其中單核細胞的激活、滲出、分化和泡沫細胞的形成是動脈粥樣硬化(AS)斑塊的典型特征。近年來大量的文獻報道了單核細胞趨化分化及泡沫細胞形成過程中的信號變化，在斑塊局部炎性環(huán)境下，這些信號變化奠定了AS進展的病理生理基礎(chǔ)。

1 過氧化物酶增殖物激活受體(PPAR s)在AS斑塊發(fā)展中的作用

PPAR s是一類配體激活的核轉(zhuǎn)錄因子超家族成員，分為 PPARα、PPARβ/δ及 PPARγ 這3種表型，PPAR s激活可調(diào)節(jié)一系列下游基因的活性。研究發(fā)現(xiàn)PPAR s在膽固醇代謝，糖代謝及炎癥調(diào)控中發(fā)揮了重要的作用，其中以PPAR γ的作用尤為顯著。AS標記性的病理生理改變是泡沫細胞的形成，其中膽固醇、脂質(zhì)代謝紊亂是泡沫細胞形成的重要因素?，F(xiàn)有證據(jù)表明降脂藥物貝特類［3］、他汀類［4］可激活單核巨噬細胞PPAR α、PPAR γ的活性，增加膽固醇代謝，從而達到降脂的目的。因其出色的炎癥調(diào)控能力，也有研究將激活PPAR s作為治療冠心病AS的藥物靶點［5］。

巨噬細胞是斑塊內(nèi)膽固醇代謝的核心細胞。ox-LDL被巨噬細胞膜上的CD36和清道夫受體A(SR-A)介導攝取后，經(jīng)溶酶體分解成游離膽固醇(FC)和游離脂肪酸。巨噬泡沫細胞依賴ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運子A1(ABCA1)及ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運子G1(ABCG1)完成FC的跨膜轉(zhuǎn)運，通過清道夫受體B(SR-BⅠ)向無脂或貧脂高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)流出并組裝成功能性的HDL。FC在胞內(nèi)具有毒性，會誘導細胞的凋亡，其很快會被膽固醇?；D(zhuǎn)移酶1(ACAT1)重新酯化成膽固醇酯并在細胞內(nèi)堆積形成脂滴。因為膽固醇的流出依賴于FC，理論上抑制ACAT1提高胞內(nèi)FC濃度可以增加FC的游出。有研究證實ox-LDL經(jīng)CD36被巨噬細胞攝取后的 代 謝 產(chǎn) 物 9，13-羥 基-亞 油 酸 (9-，13-HODE，Hydroxyoctadecadienoic acid)可激活 PPAR γ［6］和一系列的下游基因，包括增加SR-BⅠ、ABCA1、ABCG1、血紅蛋白氧合酶1(HO-1)，抑制基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP-9)、ACAT1、CC趨化因子受體2(CCR2)及核因子κB(NF-κB)表達水平［7］。其中CCR2是誘導單核細胞向斑塊部位趨化的重要因子;HO-1是抗氧化血管保護因子;NF-κB激活發(fā)揮著重要的炎性作用，Th1因子得以表達，大多依靠NF-κB的活性;MMP-9溶解纖維帽結(jié)構(gòu)，造成斑塊不穩(wěn)定性。由此可以看出，巨噬細胞吞噬ox-LDL后引起的效應是增加膽固醇的代謝，抑制炎癥反應，誘導HO-1的表達，避免膽固醇酯堆積及減少泡沫細胞的形成。實際上是否如此呢?雖然我們的早期研究證實了在冠心病患者外周血單個核細胞HO-1的表達水平與病情嚴重程度呈正相關(guān)［8］，但是AS斑塊的組織學檢查卻發(fā)現(xiàn)在早期斑塊中HO-1是低表達的［9］，而且SR-BⅠ在斑塊中也低表達，但斑塊進展程度越高，NF-κB的活性也越高［10］。

LDL氧化修飾的過程中產(chǎn)生大量的活性氧自由基(ROS)，形成氧化應激對正常組織造成損傷并激活NF-κB，這是單核細胞等炎性細胞趨化、募集的基礎(chǔ)。NF-κB的活化發(fā)揮重要的促炎作用，包括提高促炎基因的轉(zhuǎn)錄表達并激活機體免疫反應，如產(chǎn)生大量的炎性細胞因子 TNF、IFN-γ、IL-1，單核細胞趨化因子1(MCP-1)，黏附分子E選擇素、ICAM-1、VCAM-1 等［11］，促進炎性細胞的趨化。NF-κB 是維持病理生理穩(wěn)態(tài)的一個重要物質(zhì)，既可以協(xié)助病原體的清除，在異常因子的持續(xù)刺激下也會造成炎癥持續(xù)存在并形成炎癥性疾病。ox-LDL誘導產(chǎn)生的自由基和炎性因子使NF-κB持續(xù)激活，而且炎癥本身可以促進內(nèi)皮功能紊亂，增加LDL的滲出，形成惡性循環(huán)。而促炎性細胞因子可以抑制PPAR γ 的活性［12］，使 PPAR γ 激活的一系列保護作用被限制。如圖1所示。

圖1 ox-LDL的代謝產(chǎn)物有利于激活PPAR γ，但LDL氧化修飾的過程中產(chǎn)生的大量自由基和炎性因子可以抑制PPAR γ的活性及其后續(xù)效應

2 HO-1的激活

HO-1是血紅蛋白氧合酶三個同工酶之一，又稱為誘導型，氧自由基及氧化應激可誘導產(chǎn)生。HO-1的高表達對AS斑塊有保護的作用，而低表達則可促進促炎細胞因子的產(chǎn)生和泡沫細胞的形成［13］。我們的早期研究同樣發(fā)現(xiàn)了HO-1表達對冠心病患者的保護作用［8］。PPAR α，PPAR γ 活化的靶基因是 HO-1［14］，促進 HO-1轉(zhuǎn)錄表達。

另一條HO-1激活途徑是經(jīng)典的氧化應激誘導。在ROS、炎性因子等氧化應激刺激分子的作用下胞漿內(nèi)的磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)及絲裂原激活蛋白激酶p38(mitogenactivated protein kinase，p38MAPK)被活化，這兩個酶的直接活化或直接在氧化應激分子的作用下，胞漿內(nèi)的氧化還原敏感性轉(zhuǎn)錄因子(nuclear factor-erythroid 2-related factor，Nrf2)得以游離并轉(zhuǎn)入核內(nèi)。轉(zhuǎn)入核內(nèi)的Nrf2與相應的應激反應元件結(jié)合并啟動HO-1的轉(zhuǎn)錄表達。

血紅素也可以誘導HO-1高表達，原理與氧化應激類似。研究發(fā)現(xiàn)，AS斑塊內(nèi)出血可以誘導一種特異的巨噬細胞亞型的出現(xiàn)，這種巨噬細胞亞型的特征是高表達HO-1。這種巨噬細胞因?qū)乃澜M織具有強大的吞噬清除功能和炎癥消退作用而發(fā)揮重要的斑塊保護作用［15］。

由以上HO-1誘導的通路特征來看，斑塊HO-1理論上是高表達的，因為即使PPAR γ被促炎性細胞因子抑制，失掉了一條HO-1激活的通路，但是促炎性細胞因子本身就可以促進Nrf2轉(zhuǎn)運入核并促進HO-1表達。但事實上，HO-1僅僅在成熟斑塊中高表達，而在早期斑塊是低表達甚至檢測不到的。HO-1被什么機制阻斷了呢?

3 HO-1和巨噬細胞亞型

單核細胞游出后在局部微環(huán)境的作用下分化成巨噬細胞，但是在不同的微環(huán)境下分化形成的巨噬細胞功能是迥異的。分化成熟的巨噬細胞主要為兩種亞型，分為經(jīng)典途徑激活的巨噬細胞，稱為M1;替代激活途徑為M2。M1表達大量的促炎細胞因子，如 TNF-α，IL-1，IL-12，IL-23，IFN γ 及ROS［16-17］，這些細胞因子為Th1細胞的激活提供了必要的微環(huán)境［18］，而且M1具有低效率的清除壞死產(chǎn)物功能，主要是免疫激活作用，特別是在病原體的清除和免疫反應中發(fā)揮重要的作用。相反，M2高表達抗炎因子，如IL-4，IL-10，HO-1，CD163及各類清道夫受體，具有很強的清除壞死產(chǎn)物的功能，發(fā)揮重要的組織修復，免疫耐受和炎癥抑制作用［19-20］。有大量的證據(jù)將高表達HO-1及CD163作為M2的標記。PPAR α，PPAR γ在單核細胞、巨噬細胞中都有表達，在巨噬細胞中以PPAR γ為主。研究發(fā)現(xiàn)PPAR γ激活使單核細胞向M2分化［21］。前面提及HO-1的兩條激活通路，其中一條因為大量的炎癥因子直接阻斷了PPAR γ的活性，使HO-1表達受抑制，而為什么炎癥因子直接激活Nrf2，HO-1的表達同樣受抑制呢?我們可以得出結(jié)論，由于斑塊局部大量的炎性因子存在，PPAR γ受到抑制，M2巨噬細胞分化受阻，HO-1也失去了得以表達的微環(huán)境。單核細胞以M1分化為主，使斑塊炎癥持續(xù)存在。如圖2所示。

4 TLR4受體和肝X受體(LXR)與免疫反應

LDL是人體正常物質(zhì)，不會引起免疫反應，但是LDL一旦被氧化修飾，就可以被免疫細胞(如巨噬細胞、樹突狀細胞)識別，從而誘導免疫反應。已知革蘭陰性菌脂多糖(LPS)是重要的細菌抗原，在細菌的清除和免疫反應的誘導中發(fā)揮作用。LPS可與單核巨噬細胞CD14特異性識別結(jié)合，啟動炎癥過程。但CD14本身不能將信號轉(zhuǎn)入細胞內(nèi)，需要膜結(jié)合分子TLR4的協(xié)同作用。研究表明TLR4在動脈斑塊處，尤其是巨噬細胞浸潤、脂質(zhì)豐富的部位表達豐富［22］，低度修飾的 LDL 可以激活 TLR4，最終激活 NF-κB。而且ox-LDL被CD36識別后，可刺激了CD36、TLR4的組裝及表達，表明TLR4是CD36的共同受體，參與ox-LDL的攝取并產(chǎn)生炎性因子［23］。也就是說，ox-LDL也是TLR4的配體。

LXR是膽固醇敏感轉(zhuǎn)錄因子，在肝中最豐富，因此而得名。巨噬細胞也有LXR表達，而且在斑塊中LXR是膽固醇代謝的重要通路信號［24］。膽固醇及一些膽固醇代謝的產(chǎn)物，如氧甾醇等可作為配體，激活LXR并啟動下游基因的表達。LXR激活可提高ABCA1、ABCG1的表達，增加膽固醇逆轉(zhuǎn)運，且在沒有下調(diào)ACAT1的情況下減少膽固醇酯在泡沫細胞內(nèi)堆積［25］。在人類中LXR配體可以增加TLR4的表達，并增強TLR4對LPS的反應性［26］。而且LXR的激活對TLR4途徑增強的免疫炎癥反應起到允許作用［27］。TLR4在宿主免疫反應中作用是復雜的，其與內(nèi)源性調(diào)節(jié)因子相互作用使機體不至于免疫過激，可見TLR4的活性處在中心環(huán)節(jié)。我們認為斑塊巨噬泡沫細胞的富脂狀態(tài)對LXR的激活及ox-LDL對TLR4的配體作用，是炎癥持續(xù)存在的另一個機制。

圖2 LDL氧化修飾的過程中產(chǎn)生大量的ROS和Th1炎性細胞因子，抑制PPAR-γ的活性使單核細胞向炎性M1分化，是斑塊進展的重要機制，相反，M2分化則有利于炎癥的調(diào)控，脂質(zhì)高效代謝及最終斑塊回縮

綜上所述，雖然機體對ox-LDL的形成有一定的保護機制，如PPAR s的激活，HO-1的上調(diào)及LXR表達，減少膽固醇的堆積及調(diào)控局部炎癥，但本身ox-LDL誘導的一系列免疫特征使這些保護機制失效或功能下降，正是這些特征造就了AS斑塊的高炎癥水平和泡沫細胞的形成，并最終導致斑塊的發(fā)生和進展。

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