張延輝 郭曉辰 張軍平 劉斯文

(天津中醫(yī)藥大學(xué)研究生院，天津300193)

脾調(diào)節(jié)動(dòng)脈粥樣硬化的相關(guān)機(jī)制研究①

張延輝 郭曉辰②張軍平②劉斯文③

(天津中醫(yī)藥大學(xué)研究生院，天津300193)

①本文為國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.81403217)。

1 概述

動(dòng)脈粥樣硬化(Atherosclerosis，AS)是一種慢性炎癥反應(yīng)，雖然高膽固醇血癥是其產(chǎn)生的重要條件，但是AS一旦形成，就與炎癥、免疫密切相關(guān)。無論是高膽固醇血癥、炎癥還是感染致使AS的產(chǎn)生過程都是機(jī)體免疫反應(yīng)的過程[1]。而脾作為機(jī)體重要的免疫器官，長期以來未得到足夠的重視，甚至在長達(dá)400年的時(shí)間里，脾切除術(shù)一直在許多疾病中廣泛應(yīng)用。然而，研究發(fā)現(xiàn)在AS的經(jīng)典動(dòng)物模型ApoE-/-小鼠中，表現(xiàn)出了脾腫大、高滴度的抗核抗體和抗雙鏈DNA抗體[2]，而自身抗體滴度的升高及其長期的存在都可造成臟器組織損害[3]。

機(jī)體穩(wěn)態(tài)時(shí)，脾中包含大量未分化的單核細(xì)胞，在AS病變發(fā)生時(shí)可形成單核細(xì)胞增多癥。脾作為單核細(xì)胞的主要聚集地，提供單核細(xì)胞進(jìn)入血液循環(huán)，滲入到斑塊病變區(qū)，分化為巨噬細(xì)胞，參與泡沫細(xì)胞形成和炎性因子分泌等，加重AS疾病進(jìn)展[4，5]。

然而發(fā)現(xiàn)行脾切除術(shù)后，小鼠AS的病變面積增加，主動(dòng)脈根部的損害最嚴(yán)重，并且增加了胸主動(dòng)脈和腹主動(dòng)脈的斑塊面積[6，7]；大鼠行脾切除后血漿中膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)水平增加，高密度脂蛋白(HDL)水平降低[8]，這些都提示了脾可能發(fā)揮著抗AS的作用。

2 脾的生理功能

脾臟是機(jī)體重要的免疫器官，占全身淋巴組織總量的25%，含有大量的淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，是機(jī)體細(xì)胞免疫和體液免疫中心。脾作為重要的二級(jí)淋巴器官，大多數(shù)的淋巴細(xì)胞都從脾中經(jīng)過，脾不僅參與免疫反應(yīng)，它還是重要的免疫調(diào)節(jié)器官[9]。脾功能亢進(jìn)時(shí)可能會(huì)引起紅細(xì)胞及血小板的減少；脾功能減退可導(dǎo)致過濾血中凋謝或衰老分子和對(duì)抗感染這兩個(gè)功能缺失或不足[3]。脾臟由紅髓和白髓組成，白髓是體液免疫和免疫記憶的主要場所，它富含多種具有免疫功能的細(xì)胞，主要由T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞組成，分別駐留在T細(xì)胞區(qū)域和B細(xì)胞區(qū)域。T、B細(xì)胞區(qū)域除了包含T、B細(xì)胞外還有間充質(zhì)細(xì)胞，在T細(xì)胞區(qū)域主要是成纖維網(wǎng)狀細(xì)胞，而B細(xì)胞區(qū)域主要為成纖維樹突細(xì)胞[10]。紅髓包繞著白髓，是由纖維組織構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，包含大量的吞噬細(xì)胞，除了可以清除老化和損傷的紅細(xì)胞外，還清除其他病原微生物等[11]。

3 脾調(diào)節(jié)AS中的炎癥免疫反應(yīng)

3.1促進(jìn)AS發(fā)生發(fā)展 單核細(xì)胞是脊椎動(dòng)物先天免疫系統(tǒng)的一部分，血中的單核細(xì)胞由骨髓祖細(xì)胞和脾臟祖細(xì)胞生成，而這兩種細(xì)胞起源于造血干細(xì)胞(Hematopoietic stem cells，HSCs)，AS環(huán)境下HSCs表達(dá)水平高，進(jìn)而產(chǎn)生更多單核細(xì)胞[12]。單核細(xì)胞是最早滲入AS斑塊區(qū)的炎性細(xì)胞類型[13]，其有兩個(gè)亞群，分別為LY-6Chigh和LY-6Clow單核細(xì)胞，前者滲入到血管內(nèi)膜下，驅(qū)動(dòng)慢性炎癥，后者可清除受損的內(nèi)皮細(xì)胞，有助于創(chuàng)傷愈合[5]。

在高膽固醇血癥的條件下，ApoE-/-小鼠脾中IL-17、IL-23和粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(Granulocyte-macrophage colony stimulating factor，GM-CSF)共同作用可以促使HSCs從骨髓轉(zhuǎn)移到髓外的造血系統(tǒng)[14]。轉(zhuǎn)移到脾中的HSCs在先天免疫應(yīng)答激活物(Innate response activator，IRA)B細(xì)胞(IRA B)和GM-CSF的作用下又可以進(jìn)一步生成單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞。脾中生成的單核細(xì)胞，特別是LY-6Chigh單核細(xì)胞滲入到AS病變區(qū)后可以分泌促炎因子，產(chǎn)生活性氧(Reactive oxygen species，ROS)等，加重疾病進(jìn)展[4]。成熟B細(xì)胞對(duì)脾中LY-6Chigh單核細(xì)胞滲入到斑塊區(qū)起關(guān)鍵作用[5]。

IRA B細(xì)胞在骨髓、血和脾中都有表達(dá)，但主要以髓樣分化因子(Myeloid differentiation factor88，Myd88)依賴的信號(hào)通路在脾中表達(dá)，并通過GM-CSF作用于樹突狀細(xì)胞，刺激Th1適應(yīng)性免疫產(chǎn)生，進(jìn)而作用于巨噬細(xì)胞，隨著大量脂質(zhì)的沉積，巨噬細(xì)胞吞噬脂質(zhì)，形成泡沫細(xì)胞，加重病變[15]。

3.2拮抗AS的發(fā)生發(fā)展 在AS炎性環(huán)境下，單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞可以產(chǎn)生炎癥性細(xì)胞因子，加重疾病進(jìn)展，但是AS的炎性環(huán)境還可以調(diào)動(dòng)單核細(xì)胞，使其分化成巨噬細(xì)胞等，增加巨噬細(xì)胞或樹突狀細(xì)胞的含量，單核細(xì)胞參與組織愈合，清除病原體和死細(xì)胞，啟動(dòng)適應(yīng)性免疫[16]，巨噬細(xì)胞清除機(jī)體損傷處組織和細(xì)胞的壞死碎片以及病原體等，調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)和組織愈合[15]。巨噬細(xì)胞是先天免疫反應(yīng)和適應(yīng)性免疫反應(yīng)的調(diào)節(jié)者[13]。此外巨噬細(xì)胞還是抗原提呈細(xì)胞，將抗原提呈給T細(xì)胞。巨噬細(xì)胞表面的黏附分子與T細(xì)胞表面的協(xié)同刺激分子受體結(jié)合，產(chǎn)生協(xié)同刺激信號(hào)，誘導(dǎo)T細(xì)胞活化，啟動(dòng)免疫應(yīng)答[17]。

研究發(fā)現(xiàn)通過組織相容性復(fù)合體(Major histocompatibility complex，MHC)依賴的抗原提呈介導(dǎo)的適應(yīng)性免疫(獲得性免疫)在AS中發(fā)揮重要作用。脾酪氨酸激酶通過巨噬細(xì)胞的自噬調(diào)節(jié)MHCⅡ表達(dá)，進(jìn)而調(diào)節(jié)AS中的適應(yīng)性免疫反應(yīng)[18]。巨噬細(xì)胞集落刺激因子(Macrophage-colony stimulating factor,M-CSF)在脾IRA B細(xì)胞作用下導(dǎo)致單核細(xì)胞增多癥的發(fā)生及增加巨噬細(xì)胞的產(chǎn)生，而沉默M-CSF受體可以阻礙巨噬細(xì)胞成熟，減少脾髓血管黏附分子1的表達(dá)[19]。氮芥可以引起肺組織損害和纖維化，有研究顯示分別對(duì)脾切除術(shù)組和假手術(shù)組的大鼠用氮芥處理，發(fā)現(xiàn)相對(duì)于假手術(shù)組而言，脾切除的大鼠肺中促炎的M1型巨噬細(xì)胞表達(dá)增加，上調(diào)一氧化氮合酶和環(huán)氧合酶-2 mRNA 的表達(dá)；相反地減少了抗炎M2型巨噬細(xì)胞的表達(dá)，證明了脾是具有抗炎活性的M2型巨噬細(xì)胞的來源[20]。

脾中包含多達(dá)25%的B細(xì)胞，是產(chǎn)生抗體的主要場所，在免疫功能中通過捕獲和加工抗原、歸位、轉(zhuǎn)錄，增殖淋巴細(xì)胞，激活巨噬細(xì)胞來發(fā)揮自我平衡的角色[21]。免疫球蛋白在斑塊中極為豐富，某些可與病變處的抗原表位結(jié)合，如：氧化低密度脂蛋白(Oxidized low-density lipoprotein，OxLDL)OxLDL特定的氧化表位[22]。AS中B細(xì)胞應(yīng)答直接指向特定的氧化表位，形成保護(hù)性抗體來對(duì)抗氧化。有研究在ApoE-/-小鼠脾中發(fā)現(xiàn)了不間斷的免疫生發(fā)中心反應(yīng)、B細(xì)胞的積累和活化的炎性體[23]。

脾切除術(shù)后，AS的病變加重，提示脾可能存在抗AS的作用，而后對(duì)其進(jìn)行脾細(xì)胞轉(zhuǎn)移，可以提高特定的免疫能力，發(fā)揮保護(hù)作用。免疫反應(yīng)往往在疾病發(fā)生之后產(chǎn)生，然而這種在損害形成后產(chǎn)生的應(yīng)對(duì)疾病的免疫反應(yīng)對(duì)供體動(dòng)物產(chǎn)生的保護(hù)較晚，而在疾病的更早階段，轉(zhuǎn)移具有免疫活性的供體細(xì)胞可以更早地提供保護(hù)作用。研究發(fā)現(xiàn)ApoE-/-小鼠進(jìn)行脾切除術(shù)及假手術(shù)后進(jìn)行脾B細(xì)胞轉(zhuǎn)移都表現(xiàn)出了脾的抗AS的作用，而且脾B細(xì)胞轉(zhuǎn)移較全部細(xì)胞的轉(zhuǎn)移可以提供更多的保護(hù)作用[22]。高脂喂養(yǎng)的ApoE-/-小鼠AS斑塊區(qū)可檢測出CD8(+)CD25(+)T細(xì)胞，ApoE-/-小鼠脾中CD8(+)CD25(+)T細(xì)胞對(duì)免疫信號(hào)起抑制作用，轉(zhuǎn)錄CD8(+)CD25(+)T細(xì)胞到ApoE-/-小鼠能抑制脾CD4(+)T細(xì)胞增殖，減少AS病變[24]。

4 脾影響脂質(zhì)代謝，干預(yù)AS進(jìn)展

膽固醇在動(dòng)脈壁的積累可以導(dǎo)致OxLDL產(chǎn)生，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)血管炎癥，這一過程對(duì)AS的形成是必要的[25]。膽固醇結(jié)晶同樣也可以激活炎性體，如核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體3(Nucleotide-binding oligomerization domain，leucine rich repeat and pyrin domain containing 3,NLRP3)炎性小體[26]。ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體A1(ATP-binding cassette transporter A1,ABCA1)和ABCG1因子表達(dá)可以促進(jìn)膽固醇從巨噬細(xì)胞中流出，再通過淋巴和血流從外周組織運(yùn)回肝臟，隨后經(jīng)膽和糞便排出[27,28]。

研究發(fā)現(xiàn)在脾功能亢進(jìn)患者體內(nèi)表現(xiàn)低水平的TC，提示脾可以調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝。不僅在大鼠動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)脾切除術(shù)后TG表達(dá)升高，同時(shí)在一些疾病，如骨髓增生性疾病伴脾大的患者接受脾切除術(shù)后血漿中TC和LDL水平也升高，術(shù)后4 d達(dá)最高水平[29]。近期研究顯示脾切除術(shù)后高脂飲食6個(gè)月，大鼠的血漿脂質(zhì)水平包括HDL都有顯著升高，而脾切除術(shù)后進(jìn)行自體移植，高脂飲食6個(gè)月后，僅血漿VLDL和TG水平升高，HDL、LDL、TC水平?jīng)]有顯著變化[30]，這些都提示了脾對(duì)脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)作用。高膽固醇血癥導(dǎo)致膽固醇在巨噬細(xì)胞和其他免疫細(xì)胞中積累，增加炎癥反應(yīng)，包括激活了骨髓和脾中單核細(xì)胞和嗜中性粒細(xì)胞的生成，其產(chǎn)生的炎癥反應(yīng)也許對(duì)大多數(shù)感染是有益的，但是對(duì)AS等慢性代謝性炎癥疾病是無利的，所以切斷膽固醇和炎癥之間的鏈接，就能對(duì)代謝性炎癥疾病產(chǎn)生有益的效果[31]。因此脾在AS中發(fā)揮了重要作用，既可以影響膽固醇的含量又可以調(diào)節(jié)炎癥免疫反應(yīng)，并且在脂質(zhì)和炎癥間架起了橋梁。

5 結(jié)語

AS是炎性免疫疾病，與動(dòng)脈內(nèi)膜脂質(zhì)積累有關(guān)。高膽固醇血癥可以刺激炎癥激活，而膽固醇和炎癥之間連接最好的例子為AS。脾作為重要的免疫器官在其中發(fā)揮不可忽視的作用，脾的免疫反應(yīng)對(duì)抗炎癥的發(fā)生[31]。雖然體外實(shí)驗(yàn)與臨床上都已研究報(bào)道了脾抗AS的作用，但也有研究提示脾可以提供單核細(xì)胞到AS病變區(qū)，分化為巨噬細(xì)胞，進(jìn)而形成泡沫細(xì)胞，加重病變發(fā)生發(fā)展[4]。單核細(xì)胞來源于HSCs，HSCs從骨髓轉(zhuǎn)移到髓外的造血系統(tǒng)是在高膽固醇血癥的條件下[31]，那么我們可以通過降低膽固醇的濃度，減少這一轉(zhuǎn)移，從而減少單核細(xì)胞的產(chǎn)生，對(duì)抗AS。脾還可以通過調(diào)節(jié)Th1適應(yīng)性免疫的發(fā)生加速AS進(jìn)展[15]。因此，在未來的研究中著力于調(diào)控脾臟功能對(duì)預(yù)防AS是必不可少的。

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[收稿2016-12-27]

(編輯 張曉舟)

10.3969/j.issn.1000-484X.2017.09.029

張延輝(1990年-)，女，碩士，主要從事中醫(yī)藥防治心血管疾病研究。

及指導(dǎo)教師：張軍平(1965年-)，男，醫(yī)學(xué)博士，教授，主任醫(yī)師，博士生導(dǎo)師，主要從事中醫(yī)藥防治心血管疾病研究，E-mail:tjzhtcm@163.com。

R543

A

1000-484X(2017)09-1412-03

②天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院心血管科，天津300193。

③天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院推拿科，天津300193。