陳一竹　張俊峰

?

連接黏附分子-A與心血管疾病的關(guān)系
——從基礎(chǔ)到臨床

陳一竹張俊峰

200020上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第三人民醫(yī)院心內(nèi)科

【摘要】連接黏附分子-A(JAM-A)屬于免疫球蛋白超家族，是一種跨膜蛋白，在動脈粥樣硬化等多種心血管疾病的病理生理過程中發(fā)揮重要作用。該文主要介紹JAM-A與心血管疾病關(guān)系的基礎(chǔ)與臨床研究。

【關(guān)鍵詞】連接黏附分子-A；動脈粥樣硬化；血小板；內(nèi)皮細胞；上皮細胞

連接黏附分子-A(junctional adhesion molecule, JAM-A)/F11受體(F11 receptor,F11R)是一種跨膜蛋白，在白細胞、血小板及血管內(nèi)皮細胞等多種細胞上表達，屬于免疫球蛋白超家族，其在胚胎發(fā)育、正常組織結(jié)構(gòu)維持、炎癥與免疫應(yīng)答、創(chuàng)傷修復(fù)、心血管疾病、腫瘤轉(zhuǎn)移等多種生理病理過程中具有重要作用。動脈粥樣硬化的發(fā)病機理是多因子的，目前認為動脈粥樣硬化最先始于氧化脂質(zhì)在血管壁的沉積。功能障礙的內(nèi)皮通過表達各種黏附分子(如免疫球蛋白家族、整合素家族等)，吸附循環(huán)中的血小板和炎癥細胞到內(nèi)皮下[1-2]。血小板黏附到炎癥內(nèi)皮細胞上，觸發(fā)血栓形成。在細胞黏附過程中，JAM-A/F11R發(fā)揮了重要作用[3-5]。

1JAM-A的結(jié)構(gòu)與生理功能

整合素淋巴細胞抗原-1(LFA-1)是JAM-A的配體。在內(nèi)皮和上皮細胞中，JAM-A位于細胞與細胞的緊密連接處。JAM-A包含2個球狀胞外域，即1個跨膜結(jié)構(gòu)和1個相對短的包含Ⅱ型PDZ結(jié)構(gòu)域的N端。第一個VH型胞外域調(diào)節(jié)鄰近JAM-A分子間親同種抗原的相互作用；第二個C2型結(jié)構(gòu)域最接近細胞膜，可與整合素LFA-1結(jié)合。JAM-A的PDZ區(qū)域連接各種胞內(nèi)蛋白，如細胞骨架的錨定點和組織緊密連接支架的組成部分，即閉鎖小帶-1(ZO-1)[6-7]。JAM-A可從細胞表面脫落，成為可溶性的JAM-A(缺少跨膜結(jié)構(gòu)域)。JAM-A的解聚由解聚素和金屬蛋白酶(ADAM)17調(diào)節(jié)[8]。

JAM-A在血小板活化和黏附、白細胞黏附和遷移、血管生成、內(nèi)皮細胞遷移、細胞極性和屏障功能中均發(fā)揮重要作用。JAM-A還能通過影響微管穩(wěn)定性來調(diào)節(jié)細胞運動性[9]。在白細胞中，JAM-A通過調(diào)節(jié)整合素黏附分子來介導(dǎo)細胞移行，在炎癥刺激下，JAM-A遷移到內(nèi)皮細胞表面，與親同種抗原LFA-1相互作用，調(diào)節(jié)白細胞黏附和遷移；在內(nèi)皮和上皮細胞中，JAM-A是緊密連接的重要組成部分，并通過親同種抗原間的相互作用來維持內(nèi)皮細胞和上皮細胞緊密連接的完整性，從而控制血管和上皮的滲透性[6]。

2JAM-A的基礎(chǔ)研究

Naik等[10]研究發(fā)現(xiàn)，JAM-A通過抑制血小板上整合素的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，預(yù)防血栓形成。酪氨酸磷酸化的JAM-A與靜息狀態(tài)下的血小板膜上表達的整合素αⅡbβ3結(jié)合，當(dāng)刺激因素活化血小板后，JAM-A脫磷酸化與之分離。Src羧基端激酶(Csk)能通過它的Src同源2區(qū)域結(jié)合到酪氨酸磷酸化的JAM-A上，在血小板靜息時，JAM-A招募Csk到整合素/c-Src復(fù)合體。Csk可通過磷酸化c-Src的Y529調(diào)節(jié)域，使整合素/c-Src復(fù)合體處于穩(wěn)定的狀態(tài)，抑制整合素信號的啟動。JAM-A缺失導(dǎo)致c-Src的Y529磷酸化受損，使c-Src活化，從而放大信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。因此，酪氨酸磷酸化的JAM-A是Csk結(jié)合蛋白，也是整合素信號通路中的內(nèi)源性抑制劑。研究表明，血小板的高敏性會增加心血管患病風(fēng)險。Karshovska等[11]發(fā)現(xiàn)，敲除JAM-A基因后引起血小板功能增強，激活閾值降低，并且炎癥活性增加，特別在疾病早期會加快粥樣硬化斑塊形成；抑制酪氨酸磷酸酶PTPN1可以阻斷JAM-A的脫磷酸化。

Schmitt等[12]發(fā)現(xiàn)，在動脈粥樣硬化發(fā)生過程中，內(nèi)皮細胞JAM-A的重排會促進單核細胞遷移。Woodfin等[13]的實驗為JAM-A在體內(nèi)參與白細胞移行提供了直接證據(jù)。在模型中，JAM-A調(diào)節(jié)中性粒細胞的移行依賴于內(nèi)皮細胞的JAM-A，而非白細胞的JAM-A。Schmitt等[12]運用載脂蛋白E缺失，同時全身或內(nèi)皮細胞特異性缺失JAM-A，以及白細胞JAM-A缺失的骨髓嵌合體小鼠，研究JAM-A在不同種類細胞中的不同作用，發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮細胞上JAM-A的表達上調(diào)和重新分配，可促進單核細胞匯入動脈壁，從而促進動脈粥樣硬化的形成。白細胞上JAM-A的表達對于單核細胞的黏附和遷移是必需的。JAM-A的表達增加及重新分配是由miR-145所調(diào)控的，JAM-A可作為動脈粥樣硬化早期損害的生物標(biāo)志物和治療新靶點。JAM-A在早期動脈粥樣硬化內(nèi)皮下和再灌注損傷后招募白細胞的作用已明確，但在動脈損傷后，JAM-A對內(nèi)膜增生的作用還未知。Zernecke等[14]利用載脂蛋白E缺陷小鼠，發(fā)現(xiàn)JAM-A基因缺失的小鼠內(nèi)膜增生的范圍減少。他們認為，在發(fā)生動脈粥樣硬化的過程中，JAM-A對新生內(nèi)膜損傷形成和動脈損傷后炎癥介質(zhì)的滲透起關(guān)鍵作用，這可歸因于JAM-A對單核細胞的直接招募以及血小板趨化因子在內(nèi)皮上的沉積。

3JAM-A的臨床應(yīng)用潛力

研究發(fā)現(xiàn)，冠狀動脈粥樣硬化的患者血漿中可溶性JAM-A水平升高，并與循環(huán)中腫瘤壞死因子(TNF)水平有很強的相關(guān)性，另外，在人動脈粥樣硬化斑塊樣本中也發(fā)現(xiàn)JAM-A表達增加[1]。Cavusoglu等[1]納入389例男性冠心病患者的研究發(fā)現(xiàn)，在年齡、高脂血癥等危險因素中，只有F11R水平與冠心病嚴(yán)重程度具有顯著相關(guān)性；血漿F11R水平與其它傳統(tǒng)心血管危險因素沒有相關(guān)性。在接受藥物治療的患者中，使用β受體阻滯劑治療后F11R水平降低。F11R水平與急性心肌梗死的發(fā)生率呈負相關(guān)，發(fā)生急性心肌梗死的患者血漿F11R水平低于僅有胸痛而無心肌酶升高的患者。血漿F11R水平與TNFα、胰島素水平以及紅細胞沉降率相關(guān)，其中F11R水平與TNFα的正相關(guān)性最有意義。然而，該研究僅納入男性患者，且樣本量較小，具有一定的局限性。

Babinska等[3]根據(jù)JAM-A二聚作用的順序和結(jié)構(gòu)，修改F11R多肽D的氨基酸來設(shè)計新的治療藥物。該研究發(fā)現(xiàn)，多肽D可預(yù)防動脈粥樣硬化的發(fā)生。多肽D位于膜外表面，因此可以利用一個模仿多肽結(jié)合到JAM-A同型二聚體相互作用的位點，并且結(jié)合晶體模型中活性位點的順序和結(jié)構(gòu)，來設(shè)計合成非肽類。這些改良肽可能更適合需長期治療的患者。

原發(fā)性高血壓的診斷需要更早期、更可靠、更精確的生物學(xué)標(biāo)志物。Xu等[15]發(fā)現(xiàn)，原發(fā)性高血壓模型的腦干中JAM-A在mRNA及蛋白質(zhì)水平上均有表達上調(diào)，并且在高血壓遺傳模型中，JAM-A的上調(diào)并不局限于大腦，而涉及全身。在原發(fā)性高血壓中，所有內(nèi)皮細胞的JAM-A蛋白表達增加，且年輕的和成年的原發(fā)性高血壓模型之間的JAM-A水平無顯著差異，這說明JAM-A的升高并非繼發(fā)于高血壓。同時，在非遺傳高血壓模型上也發(fā)現(xiàn)了JAM-A在mRNA及蛋白水平的上調(diào)。這些模型都顯示，在血壓升高之前JAM-A水平已升高，而當(dāng)確診高血壓后，JAM-A的水平維持在高水平。由于JAM-A的升高先于血壓的升高，故JAM-A有望成為高血壓前期的生物學(xué)指標(biāo)。

此外，Giannotta等[16]研究發(fā)現(xiàn)，抑制JAM-A 表達或(和)活性可以促進胚胎期血管形成細胞植入營養(yǎng)不良的肌肉組織中。抑制JAM-A后產(chǎn)生的上述效應(yīng)與Rap-1活性減弱有關(guān)， Rap-1的化學(xué)抑制劑能抑制JAM-A的作用。在內(nèi)皮細胞缺失JAM-A以及使用JAM-A抗體的小鼠中均發(fā)現(xiàn)，缺血再灌注導(dǎo)致的中性粒細胞遷移減弱，血管內(nèi)白細胞黏附增加。Corada等[17]同樣也發(fā)現(xiàn)，在JAM-A敲除的小鼠中，當(dāng)發(fā)生心臟缺血再灌注損傷時，組織中的多形核白細胞浸潤明顯減少，且多形核白細胞的遷移依賴于內(nèi)皮細胞上的JAM-A。

JAM-A是細胞黏附過程中的關(guān)鍵分子，在心血管疾病發(fā)生、發(fā)展的生理病理過程中具有重要作用，對其作用機制的研究有利于針對JAM-A相關(guān)信號通路的靶向藥物開發(fā)，可能為心血管疾病的治療提供新的策略。

參考文獻

[1]Cavusoglu E，Kornecki E，Sobocka MB，et al. Association of plasma levels of F11 receptor/junctional adhesion molecule-A (F11R/JAM-A) with human atherosclerosis [J] . J Am Coll Cardiol，2007，50(18)：1768-1776.

[2]Tokat B，Kurt O，Bugra Z，et al. Investigation of the monocyte diapedesis-related LFA-1 and JAM-A gene variants in Turkish coronary heart disease patients [J] . Meta gene，2014，2：1-10.

[3]Babinska A，Clement CC，Swiatkowska M，et al. Development of new antiatherosclerotic and antithrombotic drugs utilizing F11 receptor (F11R/JAM-A) peptides [J] . Biopolymers，2014，101(4)：322-334.

[4]石健，侯靜波. 基質(zhì)金屬蛋白酶與動脈粥樣硬化關(guān)系研究新進展 [J] . 國際心血管病雜志，2013，40(1)：25-27.

[5]何流漾，趙建中，戚春建. 免疫細胞在動脈粥樣硬化中的作用 [J] . 國際心血管病雜志， 2013,40(3)：139-141.

[6]Schmitt MM，F(xiàn)raemohs L，Hackeng TM，et al. Atherogenic mononuclear cell recruitment is facilitated by oxidized lipoprotein-induced endothelial junctional adhesion molecule-A redistribution [J] . Atherosclerosis，2014，234(2)：254-264.

[7]Kang LI，Wang Y，Suckow AT，et al. Deletion of JAM-A causes morphological defects in the corneal epithelium [J] . Int J Biochem Cell Biol，2007，39(3)：576-585.

[8]Koenen RR，Pruessmeyer J，Soehnlein O，et al. Regulated release and functional modulation of junctional adhesion molecule A by disintegrin metalloproteinases [J] . Blood，2009，113(19)：4799-4809.

[9]Huang H，Cruz F，Bazzoni G. Junctional adhesion molecule-A regulates cell migration and resistance to shear stress [J] . J Cell Physiol，2006，209(1)：122-130.

[10]Naik MU，Caplan JL，Naik UP. Junctional adhesion molecule-A suppresses platelet integrin alphaIIbbeta3 signaling by recruiting Csk to the integrin-c-Src complex [J] . Blood，2014，123(9)：1393-1402.

[11]Karshovska E，Zhao Z，Blanchet X，et al. Hyperreactivity of junctional adhesion molecule A-deficient platelets accelerates atherosclerosis in hyperlipidemic mice [J] . Circ Res，2015，116(4)：587-599.

[12]Schmitt MM，Megens RT，Zernecke A，et al. Endothelial junctional adhesion molecule-a guides monocytes into flow-dependent predilection sites of atherosclerosis [J] . Circulation，2014，129(1)：66-76.

[13]Woodfin A，Reichel CA，Khandoga A，et al. JAM-A mediates neutrophil transmigration in a stimulus-specific manner in vivo: evidence for sequential roles for JAM-A and PECAM-1 in neutrophil transmigration [J] . Blood，2007，110(6)：1848-1856.

[14]Zernecke A，Liehn EA，F(xiàn)raemohs L，et al. Importance of junctional adhesion molecule-A for neointimal lesion formation and infiltration in atherosclerosis-prone mice [J] . Arterioscler Thromb Vasc Biol，2006，26(2)：e10-e13.

[15]Xu H，Oliveira-Sales EB，McBride F，et al. Upregulation of junctional adhesion molecule-A is a putative prognostic marker of hypertension [J] . Cardiovasc Res，2012，96(3)：552-560.

[16]Giannotta M，Benedetti S，Tedesco FS，et al. Targeting endothelial junctional adhesion molecule-A/EPAC/Rap-1 axis as a novel strategy to increase stem cell engraftment in dystrophic muscles [J] . EMBO Mol Med，2014，6(2)：239-258.

[17]Corada M，Chimenti S，Cera MR，et al. Junctional adhesion molecule-A-deficient polymorphonuclear cells show reduced diapedesis in peritonitis and heart ischemia-reperfusion injury [J] . Proc Nal Acad Sci USA，2005，102(30)：10634-10639.

(收稿：2015-10-12修回：2016-04-12)

(本文編輯：梁英超)

基金項目：上海申康適宜技術(shù)推廣項目(SHDC12012210)；寶山區(qū)科委項目(12-E-63)

通信作者：張俊峰，Email：jfzhang_dr@163.com

doi:10.3969/j.issn.1673-6583.2016.03.009