徐瑤 王夢龍 劉劍芳 葉晶 姜慧敏 王震 葉迪 張記收 萬軍

動脈粥樣硬化作為一種主要累及大動脈(如主動脈、頸動脈)和中動脈(如冠狀動脈、腦動脈)內(nèi)膜的最重要最常見的動脈硬化，與冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(冠心病)、腦血管疾病及主動脈瘤/夾層等疾病發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，現(xiàn)已得到眾多研究學(xué)者關(guān)注。基礎(chǔ)研究表明，包括內(nèi)皮損傷、脂質(zhì)浸潤、巨噬細(xì)胞激活及炎癥反應(yīng)等在內(nèi)的多種病理機制均參與了動脈粥樣硬化的發(fā)病過程[1-3]。

目前發(fā)現(xiàn)白介素(interleukin，IL)-17家族包括以下六個成員，IL-17 A/IL-17，IL-17B，IL-17C，IL-17D，IL-17E/IL-25 和IL-17F，其成員的氨基酸組成與IL-17 A具有一定的相似性，約16%～50%。IL-17B、IL-17C和IL-25的N末端序列與IL-17 A和IL-17F的相比，延伸較后者明顯長。該家族的受體包括IL-17受體A(receptor A，RA)～I(xiàn)L-17RE，細(xì)胞因子異二聚體之間的信號傳導(dǎo)途徑不同，并且根據(jù)所結(jié)合的細(xì)胞因子類型具有不同的親和力[4]。近年來研究表明，IL-17家族成員除參與抗寄生蟲感染、過敏反應(yīng)、自身免疫性疾病及腫瘤發(fā)病過程以外[5-6]，還與動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展具有密切聯(lián)系。現(xiàn)就IL-17家族成員與動脈粥樣硬化的發(fā)病機制研究作一簡要綜述，以期為進一步探討該家族與動脈粥樣硬化預(yù)防、治療等有關(guān)問題提供理論依據(jù)。

1.白介素17 A與白介素17F

(1)IL17 A/F的結(jié)構(gòu)與功能 IL-17 A最早于1993年被Rouvier等[7]發(fā)現(xiàn)，曾命名為CTLA-8，后因發(fā)現(xiàn)其具有細(xì)胞因子的特性故更名為IL-17。人IL-17 A分子量約為16 kD(1Da＝1 g/mol)，由155個氨基酸組成，IL-17F的氨基酸組成與IL-17 A相似性最高，達(dá)到50%，因而在功能上具有相似性。同時，研究發(fā)現(xiàn)IL-17 A和IL-17F可形成IL-17 A/F同源二聚體以及IL-17 A/F異二聚體[8]。IL-17 A和IL-17F在人體分布廣泛，產(chǎn)生IL-17 A和IL-17F的細(xì)胞主要包括Th(T helper)17細(xì)胞、自然殺傷(natural killer，NK)T細(xì)胞、單核細(xì)胞、B細(xì)胞、上皮細(xì)胞等，這兩種細(xì)胞因子主要作用于上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等[4-5]。IL-17 A、IL-17F及IL-17 A/F二聚體均通過與IL-17RA及IL-17RC受體結(jié)合發(fā)揮作用，從而介導(dǎo)下游兩種不同的信號通路[9]。經(jīng)典途徑通過激活A(yù)ct1，導(dǎo)致E3連接酶活化和腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子(tumor necrosing factor receptor associated factor，TRAF)6蛋白泛素化，隨后激活核因子κ(nuclear factor-κ-gene binding，NF-κB)及促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)信號通路，包括胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)、p38和c-Jun N端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)，最終導(dǎo)致炎癥反應(yīng)的基因轉(zhuǎn)錄激活。而非經(jīng)典途徑是由IκB激酶和Act1磷酸化介導(dǎo)的，受體復(fù)合物可募集TRAF2和TRAF5，然后mRNA穩(wěn)定分子被激活，同時不穩(wěn)定因子被抑制[5]。

(2)IL17 A/F與動脈粥樣硬化 研究發(fā)現(xiàn)，在動脈粥樣硬化各階段中，固有免疫應(yīng)答和適應(yīng)性免疫應(yīng)答可調(diào)節(jié)局部和系統(tǒng)性炎癥[10]。其中巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞及肥大細(xì)胞等多種炎癥細(xì)胞均參與了動脈粥樣硬化的進展。而上述部分細(xì)胞也是IL-17 A/F的效應(yīng)細(xì)胞，那么，IL-17 A/F是否通過作用于上述炎癥細(xì)胞參與動脈粥樣硬化的致病過程呢?這是值得深入研究的。

關(guān)于IL-17 A/F在動脈粥樣硬化過程中的表達(dá)情況，早期有學(xué)者通過分子生物學(xué)方式檢測出IL-17 A和IL-17F表達(dá)于動脈斑塊中，使用免疫組化雙染色方式發(fā)現(xiàn)IL-17 A/F+的肥大細(xì)胞在早期斑塊中極少，而在晚期及復(fù)雜動脈粥樣硬化斑塊中更常見，主要位于外膜及動脈周圍[11]。在穩(wěn)定性心絞痛及急性冠脈綜合征患者中發(fā)現(xiàn)，血清中IL-17 A表達(dá)不同程度增加，并發(fā)現(xiàn)Th17反應(yīng)上調(diào)和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell，Treg)功能抑制與斑塊不穩(wěn)定及急性冠脈綜合征的發(fā)生密切相關(guān)[12-13]。

動物實驗證實，使用中和抗體抑制IL-17 A顯著減小動脈粥樣硬化小鼠病變區(qū)范圍、降低最大狹窄程度及病變的易損性，同時減少細(xì)胞浸潤、下調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞和細(xì)胞因子的分泌；進一步細(xì)胞實驗表明，IL-17 A可促進由腫瘤壞死因子-α、干擾素(interferon，IFN)-γ或脂多糖誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞等體外培養(yǎng)細(xì)胞的炎癥變化及細(xì)胞凋亡現(xiàn)象[14-15]，體外細(xì)胞實驗的結(jié)果證實IL-17 A在不同刺激誘導(dǎo)下對上述細(xì)胞的功能具有調(diào)節(jié)作用。在低密度脂蛋白受體(low density lipoprotein receptor，LDLr)-/-合并腎損傷的小鼠中IL-17 A表達(dá)升高，而且在LDLr-/-小鼠中抑制IL-17 A可抵消腎損傷引起的主動脈髓細(xì)胞CD11c表達(dá)和細(xì)胞增殖的效應(yīng)，同時使動脈粥樣硬化病變減小至正常腎功能所觀察的大小，這一研究結(jié)果提示在動脈粥樣硬化合并腎損害情況下，IL-17 A可介導(dǎo)血管白細(xì)胞沉積和動脈粥樣硬化的形成[16]。該團隊進一步研究提示，IL-17RA-/-LDL-/-合并腎損傷小鼠表現(xiàn)為抵抗白細(xì)胞浸潤，動脈粥樣硬化的斑塊面積縮??；同時IL-17 A促進以下病理生理過程：單核細(xì)胞粘附于主動脈壁、內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生促炎癥因子；阻斷IL-17 A具有逆轉(zhuǎn)已形成病變及主動脈炎癥的作用[17]。這些證據(jù)表明IL-17 A可通過促進內(nèi)皮細(xì)胞炎癥因子分泌、影響炎癥細(xì)胞浸潤血管壁及促凋亡作用等，從而促進動脈粥樣硬化進程。在12周高脂飲食小鼠模型中，研究人員發(fā)現(xiàn)，載脂蛋白E(apolipoprotein E，apoE)-/-IL-17-/-小鼠的動脈粥樣硬化斑塊面積較apoE-/-小鼠減少，其中巨噬細(xì)胞浸潤數(shù)量也較少，但血管平滑肌細(xì)胞含量無顯著變化；部分炎癥因子(單核細(xì)胞趨化蛋白-1，IL-1，IL-6，IFN-c和IL-12 p40)表達(dá)被抑制，精氨酸酶-1(M2巨噬細(xì)胞標(biāo)志物)及誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(M1巨噬細(xì)胞標(biāo)志物)的比值降低，這一研究在體內(nèi)實驗中證實動脈粥樣硬化過程中IL-17 A對巨噬細(xì)胞活化及募集的調(diào)節(jié)作用。也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)合并肺炎衣原體感染后IL-17 A促動脈粥樣硬化效應(yīng)更為顯著[18-19]。同時，抑制IL-17 A通過減輕炎癥負(fù)擔(dān)和細(xì)胞浸潤從而阻礙apoE-/-小鼠動脈硬化斑塊病變的進展，并提高病變斑塊穩(wěn)定性[20]。IL-17 A還通過促進單核/巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞募集到主動脈壁從而發(fā)揮促動脈粥樣硬化炎癥的作用[21-22]，這一研究成果與前述研究結(jié)論相映證。以上研究結(jié)果提示IL-17 A可通過促進炎癥因子的釋放、促進細(xì)胞凋亡及促進單核/巨噬細(xì)胞活化及募集等多種途徑，參與不穩(wěn)定斑塊形成，發(fā)揮促動脈粥樣硬化的作用。

但是也有部分研究顯示IL-17 A對動脈粥樣硬化具有保護作用。Danzaki等[23]發(fā)現(xiàn)，IL-17 A敲除對8周高脂飲食apoE-/-小鼠的脂質(zhì)代謝無顯著影響，但發(fā)現(xiàn)IFN-γ產(chǎn)生增加及IL-5產(chǎn)生減少，并加速了不穩(wěn)定斑塊形成；外源性IL-17 A挽救處理后顯著減少了apoE-/-及17A-/-apoE-/-小鼠模型中的早期階段動脈粥樣硬化斑塊形成。這一研究成果提示，在動脈硬化早期階段IL-17 A參與不穩(wěn)定斑塊形成，可能具有抑制早期不穩(wěn)定斑塊形成的作用。Gistera等[24]發(fā)現(xiàn)，Smad7(一種TGF-β信號傳導(dǎo)抑制劑)敲除顯著增大高脂飲食誘導(dǎo)的LDLr-/-小鼠動脈粥樣硬化病變范圍，并使之包含更穩(wěn)定的富含膠原蛋白的纖維帽，而使用IL-17 A中和抗體處理則逆轉(zhuǎn)了Smad 7敲除小鼠所形成的穩(wěn)定纖維帽，這與IL-17 A刺激人血管平滑肌細(xì)胞產(chǎn)生膠原進而促進穩(wěn)定斑塊形成有關(guān)。

綜上所述，IL-17 A對動脈粥樣硬化斑塊的作用存在兩面性[25]。一方面，通過促進炎癥反應(yīng)和炎癥因子分泌、募集炎癥細(xì)胞、調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞分化及促進細(xì)胞凋亡等機制發(fā)揮促動脈粥樣硬化的作用，另一方面在動脈粥樣硬化早期階段，IL-17 A通過增加斑塊的膠原含量等途徑使斑塊更趨于穩(wěn)定，從而對動脈粥樣硬化具有保護作用。

2.白介素25

(1)IL-25結(jié)構(gòu)與功能 IL-25是由Lee等[26-27]在人和鼠中發(fā)現(xiàn)同源基因IL-17E，后命名為IL-25。人IL-25基因定位于14號染色體，鼠IL-25基因定位于17號染色體，人和鼠IL-25基因同源性高達(dá)80%，故而二者在蛋白構(gòu)象上有一定的相似性[25]。研究發(fā)現(xiàn)IL-25主要產(chǎn)生于Th2細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等，效應(yīng)細(xì)胞包括NKT細(xì)胞、2型骨髓細(xì)胞、Th9細(xì)胞、肥大細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及樹突狀細(xì)胞等[28]；具有調(diào)節(jié)免疫和炎癥反應(yīng)[29]、血管生成[30]、細(xì)胞增殖、抑制凋亡[31]等作用，并參與纖維化及缺氧再灌注損傷[32]，腫瘤轉(zhuǎn)移[31]和代謝過程[33]。IL-25結(jié)合 IL-25R(由IL-17RA和IL-17RB組成的異二聚體)受體，通過募集Act1和TRAF6激活下游信號通路。研究發(fā)現(xiàn)，IL-25主要誘導(dǎo)并增強Th2免疫反應(yīng)，其具體機制尚不明確，主要有以下兩種可能機制：①高表達(dá)IL-25誘導(dǎo)2型固有淋巴細(xì)胞(innate lymphoid type 2 cells， ILC2s)產(chǎn)生 IL-4、IL-5、IL-13 及其他炎癥因子；②低濃度IL-25主要誘導(dǎo)Th細(xì)胞分化成為Th2細(xì)胞，同時增加 Th2相關(guān)因子表達(dá)，且 CD4+T細(xì)胞也參與其中[34-35]。

(2)白介素25與動脈粥樣硬化 最開始探討IL-25與動脈粥樣硬化的聯(lián)系始于免疫組化雙染提示IL-25主要來源于α-SMA標(biāo)記的平滑肌細(xì)胞，在動脈的內(nèi)膜和外膜深處表達(dá)最強。同時發(fā)現(xiàn)成熟的B細(xì)胞和漿細(xì)胞同樣表達(dá)IL-25。體外培養(yǎng)的平滑肌細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞不僅表達(dá)IL-25，同時表達(dá)其受體IL-17RB[11]。而Feng等[33]，則探索了IL-25在脂肪組織代謝的效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)IL-25在非酒精性脂肪肝病患者及肥胖小鼠的血清及肝臟中表達(dá)減少，同時具有減少體重增加和脂質(zhì)沉積的作用，增加巨噬細(xì)胞攝取脂質(zhì)，通過促進M2巨噬細(xì)胞極化從而增強脂質(zhì)分解酶和β-氧化酶的表達(dá)。細(xì)胞實驗證明，IL-25可增強巨噬細(xì)胞的線粒體呼吸作用及增加耗氧率，產(chǎn)生更多三磷酸腺苷。這不僅提示IL-25可能成為治療肥胖及代謝相關(guān)綜合征的靶點，更提示IL-25對巨噬細(xì)胞極化的調(diào)節(jié)、脂質(zhì)代謝的促進作用可能成為IL-25參與動脈粥樣硬化過程的重要一環(huán)。

瑞士學(xué)者Mantani等[36]發(fā)現(xiàn)，給予外源性IL-25可抑制apoE-/-小鼠動脈粥樣硬化的進展，并穩(wěn)定瓣膜下斑塊，這很可能是因為IL-25促進脾臟中ILC2s的大量擴增，增加脾臟和血漿IL-5水平以及血漿中的動脈粥樣硬化抗磷酰膽堿IgM，從而減緩動脈粥樣硬化斑塊的發(fā)展。最近，該研究團隊報告的另一份研究結(jié)果，進一步證實了IL-25保護動脈粥樣硬化作用。該實驗中發(fā)現(xiàn)apoE-/-IL-25-/-小鼠進行高脂飲食的動脈粥樣硬化模型制作后，出現(xiàn)血漿IL-17濃度升高及脾臟釋放IFN-γ增加，并伴隨著瓣膜下斑塊中CD3+T細(xì)胞含量升高。同時發(fā)現(xiàn)脾臟Th1細(xì)胞增加和Treg細(xì)胞和ILC2細(xì)胞減少[37]。從目前少量對IL-25與動脈粥樣硬化的報道初步分析，IL-25可能通過調(diào)節(jié)Treg細(xì)胞、ILC2等免疫細(xì)胞活性及IL-5、IL-17和IFN-γ等細(xì)胞因子的表達(dá)從而發(fā)揮保護動脈粥樣硬化的作用，仍需進一步基礎(chǔ)實驗及臨床研究的成果加以證實。同時，Th2免疫反應(yīng)是否參與IL-25對動脈粥樣硬化的調(diào)節(jié)也值得深入研究。

3.其他成員與動脈粥樣硬化

與IL-17B同源性最高的是IL-17D，暫無關(guān)于兩者在動脈粥樣硬化過程中的研究報道。目前發(fā)現(xiàn)，IL-17B受體為IL-17RB，可通過與其受體結(jié)合進而誘導(dǎo) TNF-α、IL-1β、IL-6 CXCL8/IL-8表達(dá)，通過激活NF-κB信號通路誘導(dǎo)促炎細(xì)胞因子，并且具有抑制血管生成和促進腫瘤細(xì)胞增殖、侵染和轉(zhuǎn)移作用[38]。而在粘膜炎癥過程中，IL-17B通過競爭性的結(jié)合IL-17RB阻斷IL-25信號從而發(fā)揮抗炎作用[39]。IL-17D的結(jié)合受體尚未確定，但發(fā)現(xiàn)IL-17D可刺激內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生IL-6、IL-8及粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子[40]。從目前報道的相關(guān)研究尚無法系統(tǒng)描繪出IL-17B及IL-17D與炎癥及相關(guān)疾病的作用機制，同時二者是否參與動脈粥樣硬化發(fā)病仍需更加翔實的研究予以明確。

IL-17C與IL-17 A具有約27%的同源性，可促進人單核細(xì)胞系THP1表達(dá)TNF-α和IL-1β，目前發(fā)現(xiàn)其特異性受體IL-17RE與IL-17RA形成異源二聚體介導(dǎo)IL-17C信號發(fā)揮作用[41-42]。研究發(fā)現(xiàn)與apoE-/-組相比，IL-17C敲除后導(dǎo)致小鼠主動脈及主動脈根部的動脈粥樣硬化斑塊及膠原含量減少，其主動脈壁中巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、T細(xì)胞、Th1和Tregs的比例減少，而外周免疫復(fù)合物沒有變化。加入外源性IL-17C可升高主動脈膠原表達(dá)，誘導(dǎo)多種血管活性因子和細(xì)胞因子的產(chǎn)生；細(xì)胞實驗表明，IL-17C-/-apoE-/-小鼠主動脈中Th17細(xì)胞募集減少[43]。這一研究成果提示IL-17C可能通過促進Th17細(xì)胞募集到動脈粥樣硬化病變部位發(fā)揮促動脈粥樣硬化作用。而IL-17C參與動脈粥樣硬化的信號通路仍待進一步研究提供更多的證據(jù)。

4.總結(jié)

IL-17家族是廣泛參與自身免疫性疾病、過敏性疾病、炎癥性腸病、腫瘤等相關(guān)疾病的細(xì)胞因子家族。其成員IL-17 A、IL-17C、IL-17E/IL-25、IL-17F還被發(fā)現(xiàn)在動脈粥樣硬化及冠心病中起重要作用，可能的途徑包括調(diào)節(jié)Th17通路及細(xì)胞因子產(chǎn)生、調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞分化、細(xì)胞凋亡、炎癥細(xì)胞浸潤、膠原產(chǎn)生等影響動脈粥樣硬化的進展及斑塊穩(wěn)定性。同時，亦有文獻(xiàn)提出，IL-17 A可能通過增強斑塊穩(wěn)定性等途徑以保護動脈粥樣硬化，所以其真正在動脈粥樣硬化作用仍需進一步動物實驗及臨床試驗豐富完善。