劉 杰綜述，張 偉審校

(青海大學(xué)高原醫(yī)學(xué)研究中心；高原醫(yī)學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；青海省高原醫(yī)學(xué)應(yīng)用基礎(chǔ)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；青海大學(xué)醫(yī)學(xué)院病理生理學(xué)教研室，青海 西寧 810001)

PAH(pulmonary arterial hypertension，肺動(dòng)脈高壓)的發(fā)生機(jī)制涉及神經(jīng)調(diào)控、免疫應(yīng)答、生化代謝、基因表達(dá)和分子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等的異常改變[1]。這些異常改變又以復(fù)雜的方式相互作用，導(dǎo)致肺血管發(fā)生收縮和/或重塑、肺血流動(dòng)力學(xué)紊亂和/或血管閉塞。MCs(Mast cells，肥大細(xì)胞)脫顆粒與PAH形成的研究是近期研究熱點(diǎn)，現(xiàn)對(duì)相關(guān)機(jī)制進(jìn)行綜述。

1 概述

肺臟是MCs的主要棲居地之一，主要分布于肺血管、支氣管、腺管周圍等“門戶”部位，這種特殊的選擇性空間分布提示MCs可能在肺免疫監(jiān)督方面起著重要的“哨兵”作用，也有學(xué)者認(rèn)為MCs發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)等多種中介功能，起著組織微觀環(huán)境“一線微調(diào)器”的作用[2]。MCs分為兩類：一類只富含Tryptase(類胰蛋白酶)，稱為MCT，另一類富含有Tryptase和Chymase(類糜蛋白酶)，稱為MCTC。過敏和寄生蟲性疾病常引起MCT增加，在宿主防御反應(yīng)中起著重要的作用；MCTC可能主要參與血管生成和組織重塑[3]。近年來MCs與PAH的形成機(jī)制研究得到廣泛重視，在原發(fā)或繼發(fā)的PAH模型動(dòng)物的肺組織中MCs數(shù)量會(huì)增加5～6倍[4，5]，75%的MCs圍繞在肺小動(dòng)脈周圍，尤其在直徑為20～50 μm的肺血管周圍聚集率較高，并有明顯的脫顆?，F(xiàn)象。Miyata M等[6]和NovotnT等[7]在野百合堿誘導(dǎo)的PAH動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn)，MCs的增殖對(duì)PAH的發(fā)生發(fā)展起到一個(gè)非常關(guān)鍵的作用。MCs敲除鼠(Ws /Ws)，或應(yīng)用MCs穩(wěn)定劑(酮替芬、色苷酸鈉)、Chymase抑制劑的動(dòng)物模型其肺血管阻力增加、肺血管重構(gòu)、肺動(dòng)脈壓(Pulmonary artery pressure，PAP)增高以及右心室肥厚情況均減輕，證實(shí)MCs活化脫顆粒在左心疾病相關(guān)性PAH形成中有促進(jìn)作用，阻止MCs脫顆粒可以減輕肺血管的重構(gòu)和PAH[8，9]。MCs脫顆粒在缺氧性肺血管重建的起始過程中發(fā)揮作用。Hoffmann 等[8]在左心疾病相關(guān)性PAH的大鼠模型中，通過基因芯片分析確定了“MCs活化脫顆粒體系”是最顯著上調(diào)的基因功能分類體系，從組織學(xué)、基因組學(xué)和蛋白組學(xué)等水平證實(shí)了MCs的富集與活化促進(jìn)了PAH的形成。BanasovA等[10]應(yīng)用色苷酸二鈉研究發(fā)現(xiàn)慢性低氧環(huán)境下，肺組織中通過C-kit途徑激活MCs的脫顆粒作用參與了膠原蛋白裂解、肺動(dòng)脈的肌化等過程，在缺氧性肺血管重構(gòu)過程中發(fā)揮了重要作用；Montani D等[11]發(fā)現(xiàn)PAH患者重塑的肺血管周圍出現(xiàn)超過50%C-Kit呈陽性的MCs，并通過Chymase調(diào)節(jié)AngII(Angiotensin II，血管緊張素II)、MMPs(Matrix metalloproteinases，基質(zhì)金屬蛋白酶類)及ET(Endothelin，內(nèi)皮素)等活性介質(zhì)參與PAH的發(fā)生。Li JL等研究發(fā)現(xiàn)姜黃素可通過MCs調(diào)控抑制慢性低O2高CO2誘導(dǎo)的肺血管重塑。推測(cè)肺血管周圍的MCs可能作為一種化學(xué)感受器調(diào)控PAO2(Alveolar oxygen partial pressure，肺泡氧分壓)、調(diào)控肺小血管收縮，發(fā)揮抗缺氧作用，如PAO2降低可刺激肺血管周圍的MCs脫顆粒釋放His(Histamine，組胺)、5-HT(5-hydroxytryptamine，5-羥色胺)等血管活性物質(zhì)作用于PASMC(Pulmonary vascular smooth muscle cells，肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞)，引起肺小動(dòng)脈收縮、重構(gòu)。Chillo O等[12]對(duì)血流剪切力異常性血管閉塞性疾病的研究中發(fā)現(xiàn)，血管周圍的c-kit(+)/CXCR-4(+)的MCs可通過調(diào)節(jié)WBC功能、增加MMPs活性、釋放生長(zhǎng)因子/生長(zhǎng)促進(jìn)因子以及細(xì)胞因子等方式促成血管壁EC(Endothelial cell)和PASMC增殖、血管重塑，進(jìn)而發(fā)揮保護(hù)組織免受嚴(yán)重的缺血缺氧性損傷。Maxová H等[13]通過低氧(3%O2)培養(yǎng)RBL-2H3細(xì)胞驗(yàn)證了MCs作為可影響血管壁重塑的各種生物分子的有效來源，暴露于缺氧的MCs更能促進(jìn)分裂膠原蛋白并促進(jìn)VSMC(Vascular smooth muscle cell，血管平滑肌細(xì)胞)的生長(zhǎng)。Novotny T等[7]研究發(fā)現(xiàn)低氧刺激MCs脫顆粒與肺血管重構(gòu)密切相關(guān)，并有明顯的時(shí)間相關(guān)性。MCs與成纖維細(xì)胞間存在著雙向調(diào)節(jié)作用，推測(cè)MCs可能通過CADM1(Cell adhesion molecule 1，細(xì)胞粘附分子1)和成纖維細(xì)胞形成縫隙通訊連接，進(jìn)行“顆粒傳導(dǎo)”，即MCs伸出偽足至成纖維細(xì)胞，成纖維細(xì)胞吞噬MCs外溢的顆粒，顆粒中的5-HT和Heparin(肝素)等促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖，并能使其功能活躍，導(dǎo)致基質(zhì)膠原蛋白合成和分泌增加，加速血管重塑和PAH發(fā)生[14]。因此，MCs富集、活化、脫顆粒釋放各種生物介質(zhì)直接和/或間接來參與肺血管的收縮與重構(gòu)、肺內(nèi)微血栓形成，在PAH的發(fā)生、發(fā)展中扮演了比較重要的角色。研究發(fā)現(xiàn)，MCs的活化和數(shù)量積累是相互促進(jìn)的，至少以自分泌或旁分泌的方式放大自身的活化脫顆粒信號(hào)，發(fā)生信號(hào)放大的“瀑布效應(yīng)”[15]。MCs已經(jīng)被公認(rèn)是肺血管重構(gòu)的重要促進(jìn)者，已作為PAH中肺血管重構(gòu)的“催化劑”和慢性PAH的標(biāo)志。目前已開啟“以MCs為中心的PAH治療”的全新時(shí)代。

2 肺MCs脫顆粒釋放的，與PAH形成有關(guān)的活性介質(zhì)

2.1 5-HT

MCs活化釋放5-HT。Aiello RJ等[16]通過應(yīng)用TPH1(Tryptophan hydroxylase 1，色氨酸羥化酶1)抑制劑研究PAH發(fā)生機(jī)制時(shí)發(fā)現(xiàn)，5-HT促進(jìn)了野百合堿誘導(dǎo)的模型大鼠的肺血管重塑和PAH發(fā)生。缺氧時(shí)5-HT可誘導(dǎo)肺血管收縮、血管重塑。5-HT在PAH發(fā)生中的作用機(jī)制：(1)5-HT作為一種血管收縮因子，可直接引起肺血管收縮，維持肺動(dòng)脈的緊張度，使全肺總VA/Q(肺泡通氣與血流比值)維持最佳配比[17]。(2)5-HT可加強(qiáng)NE(Noradrenaline，去甲腎上腺素)等物質(zhì)的縮血管效應(yīng)，使肺小血管嚴(yán)重痙攣、肺動(dòng)脈壓升高和血流阻力增大，嚴(yán)重者發(fā)生肺水腫、肺出血。(3)5-HT抑制劑可以促進(jìn)中性粒細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞浸潤，增加TNF-α(tumor necrosis factor，腫瘤壞死因子-α)、IL-1β及MCP-1(Monocyte chemoattractant protein-1，單核細(xì)胞趨化蛋白-1)的表達(dá)，因此5-HT可通過炎癥反應(yīng)間接促進(jìn)肺血管重構(gòu)、增高PAP。(4)5-HT與PASMC上的5-HT1B/1D、5-HT2A 受體/轉(zhuǎn)運(yùn)體結(jié)合可引起肺血管收縮及PASMC增殖[17，18]。(5)5-HT經(jīng)5-HTT(5-hydroxytryptamine transporter，5-羥色胺轉(zhuǎn)運(yùn)體)內(nèi)化后發(fā)揮參與PASMC的增殖、遷移、血管重塑過程：①5-HTT可促進(jìn)細(xì)胞的有絲分裂作用和吲哚胺內(nèi)化作用；②通過特定信號(hào)通路使轉(zhuǎn)錄因子GATA-4基因激活，對(duì)PASMC和EC等多種細(xì)胞在分裂周期中的基因轉(zhuǎn)錄時(shí)發(fā)揮促進(jìn)調(diào)控作用；③通過調(diào)節(jié)S100A4/Mts1信號(hào)通路，進(jìn)而與RAGE(Receptorforadvancedglycationendproducts，晚期糖基化終產(chǎn)物受體)發(fā)生作用[19]；④觸發(fā)Rho/Rock通路等多條細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路[20]，刺激相關(guān)基因表達(dá)和DNA的合成，引起PASMC的增殖和遷移，促進(jìn)肺血管重塑發(fā)生PAH；⑤5-HTT介導(dǎo)5-HT對(duì)PASMCs的有絲分裂作用，5-HT誘導(dǎo)的PASMCs增殖依賴于ERKs信號(hào)通路[21]。(6)5-HT可能使BMPR2(Bone morphogenetic protein receptor 2，骨形成蛋白受體2)基因表達(dá)減弱促進(jìn)PASMC分裂作用增強(qiáng)[22，23]。(7)肺是5-HT移除和滅活的重要場(chǎng)所，研究發(fā)現(xiàn)狗的肺循環(huán)對(duì)靜脈注射的5-HT一次性清除率可達(dá)98%，5-HT主要由肺血管EC膜上的Na+- K+-ATP酶協(xié)同泵入細(xì)胞內(nèi)，在單胺氧化酶的作用下瞬間代謝為5-羥吲哚乙酸而滅活，當(dāng)發(fā)生低氧、感染及酸中毒時(shí)ATP生成不足或EC受損，5-HT滅活減少，持續(xù)發(fā)揮肺血管收縮、肺血管重塑作用，導(dǎo)致PAP升高。

2.2 His

MCs是機(jī)體內(nèi)源性His的重要儲(chǔ)存部位，是釋放His的主要細(xì)胞，內(nèi)源性His具有升高PAP的作用。研究證實(shí)His能收縮肺血管，引發(fā)PAH，擴(kuò)張?bào)w循環(huán)動(dòng)脈使MAP(Mean arterial pressure，平均動(dòng)脈血壓)下降，抗His藥能減輕肺血管對(duì)缺氧的反應(yīng)；MCs釋放的His與H2-R結(jié)合使肺血管擴(kuò)張，在慢性缺氧時(shí)其可能是抗缺氧性PAH發(fā)生的重要機(jī)制，但出現(xiàn)嚴(yán)重急性缺氧時(shí)肺血管明顯擴(kuò)張可增加血管壁的通透性，導(dǎo)致肺水腫，并促進(jìn)炎性細(xì)胞透過血管壁。His參與PAH的發(fā)生機(jī)制：(1)His作用于H1-R，迅速激活G蛋白- PLC(Phospholipase C，磷脂酶C)信號(hào)通路→促進(jìn)PIP2(4，5-diphosphate Phosphatidylinositol，4，5-二磷酸磷脂酰肌醇)分解生成IP3(1，2，3-inositol Triphosphate，三磷酸肌醇)和DAG(Diacylglycerol，甘油二酯)，DAG促進(jìn)胞外Ca2+內(nèi)流，IP3動(dòng)員肌漿網(wǎng)釋放Ca2+，在二者的共同作用下胞內(nèi)Ca2+濃度迅速升高，促發(fā)肌絲滑行，引起平滑肌收縮；His作用于H2-R，與Gs蛋白結(jié)合，類似于NE和β-R結(jié)合，激活A(yù)C(Adenylatecyclase，腺苷酸環(huán)化酶)，使細(xì)胞內(nèi)cAMP(cyclic adenosine monophosphate，環(huán)磷酸腺苷)表達(dá)增加，并通過Gβγ和PI3K(Phosphoinositide 3-kinase，磷酸肌醇3激酶)介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制對(duì)ERK1/2(Extracellular-signal-regulated kinase 1/2，細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2)通路產(chǎn)生正效應(yīng)[24]，發(fā)生復(fù)雜的序貫反應(yīng)，最終舒張血管；His還可促進(jìn)EC釋放NO(Nitric oxide，一氧化氮)，使血管舒張。(2)His能與成纖維細(xì)胞的H1-R結(jié)合，并促進(jìn)Ang II與AT1-R(Ang II receptor 1，Ang II受體1)結(jié)合，誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞的增殖，并促進(jìn)TGF-β(Transformingygrowthyfactor-β，轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β)分泌和膠原蛋白合成，促進(jìn)纖維化[25]，可見MCs釋放His在肺血管重塑過程中起著相對(duì)關(guān)鍵的作用。(3)His與H2-R結(jié)合，激發(fā)CaN(Calcineurin，鈣調(diào)磷酸酶)活化，促進(jìn)NFAT(Nuclear factor of activated T-cell，活化T細(xì)胞核因子)核轉(zhuǎn)位，刺激FN(Fibronectin，纖維連接蛋白)轉(zhuǎn)為前體膠原，促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖，加速纖維化過程，促進(jìn)肺血管重塑。(4)體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)均證實(shí)了His可以直接與臨近成纖維細(xì)胞表面的H1-R、H2-R、H4-R結(jié)合，直接誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞的激活和TGF-β的釋放[24]，促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖、遷移和膠原的合成，而且成纖維細(xì)胞的遷移與His的表達(dá)存在劑量依賴性。(5)His能引起微血管EC和PASMC增生，促進(jìn)新生內(nèi)膜和叢狀病變的發(fā)生，使血管腔變窄、彈性降低。(6)His通過介導(dǎo)巨噬細(xì)胞反應(yīng)來促進(jìn)PAH的發(fā)生。(7)His通過H1-R增強(qiáng)VEGF(Vascular endothelial growth factor，血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子)的產(chǎn)生，協(xié)同促進(jìn)bFGF(Basic fibroblast growth factor，堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子)誘導(dǎo)的血管生成[26]。

2.3 Tryptase

Tryptase是由MCs生成的四倍體絲氨酸蛋白酶，是MCs所特有的、含量最多的蛋白(不同的文獻(xiàn)分別報(bào)道：Tryptase占MCs分泌顆?？偟鞍琢康?0%以上，β-Tryptase占細(xì)胞總蛋白含量的20%，平均每個(gè)肺細(xì)胞含β-Tryptase約11pg)，目前Tryptase已作為MCs活化和脫顆粒的特異性激活標(biāo)志物，可直接反映MCs數(shù)量多少和活性程度。Tryptase是PASMC和EC增殖的強(qiáng)力刺激物，并能刺激膠原的合成，Ammendola M等[27]研究證實(shí)，MCs可以通過PAR-2(Protease activated receptor，蛋白酶激活受體2)激活和有絲分裂原激活的MAPK(Mitogen activated protein kinase，有絲分裂原活性蛋白激酶)磷酸化作用釋放Tryptase，它是一種有效的促血管生成因子[27]。MaxovH等[27]研究發(fā)現(xiàn)，低氧培養(yǎng)(3%O2)下的MCs中的Tryptase活性增高3倍。研究發(fā)現(xiàn)Tryptase陽性的MCs在PAH實(shí)驗(yàn)組中顯著增加，并且較集中地出現(xiàn)在血管周圍。Tryptase在PAH發(fā)生過程中的機(jī)制：(1)Tryptase激活PAR-2途徑促進(jìn)PAH的發(fā)生：①Tryptase激活PAR-2，與PAR-2氨基端結(jié)合，經(jīng)過蛋白水解，暴露出特異序列的蛋白多肽位點(diǎn)，與胞外的第二個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)結(jié)合，激活細(xì)胞的信號(hào)通路；②Tryptase通過PAR-2促進(jìn)磷脂水解，使ERK和p38MAPK活化；③Tryptase經(jīng)PAR-2通過PI3K促進(jìn)PKB的磷酸化而激活下游信號(hào)通路途徑，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子AP-1(Activator of transcription-1，轉(zhuǎn)錄激活因子-1)、IL-8、NF-κB表達(dá)，增強(qiáng)纖維連接蛋白和MMP-2、13的合成，誘導(dǎo)促進(jìn)肺成纖維細(xì)胞的有絲分裂、增殖和遷移，I型膠原的過量合成與沉積[14，29-31]，促使肺小動(dòng)脈內(nèi)泡沫細(xì)胞、管狀結(jié)構(gòu)、叢樣病變等形成[32]；④Tryptase以PAR-2和ERK1/2依賴性途徑誘導(dǎo)PASMC增殖和遷移，以及MMP2和纖連蛋白合成的增強(qiáng)；Kwapiszewska G等[33]研究缺氧刺激以及PDGF(Platelet-derived growth factor，血小板衍生生長(zhǎng)因子)-BB升高可上調(diào)PASMC中的PAR-2表達(dá)，增強(qiáng)了Tryptase對(duì)PAR-2途徑的激活效應(yīng)；⑤Tryptase激活PAR-2/PKC-α/Raf-1/p44/42信號(hào)通路[34]，發(fā)生序貫反應(yīng)引發(fā)PAP增高。(2)Tryptase能夠高效誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞、嗜酸粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等炎性細(xì)胞聚集浸潤， 通過調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)來促進(jìn)PAH的發(fā)生。(3)Tryptase激活膠原酶、基質(zhì)降解酶等，切割VI、W型膠原及纖維連接蛋白，增加結(jié)締組織蛋白的周轉(zhuǎn)率，促進(jìn)基質(zhì)成分降解及再生，為血管新生提供空間，同時(shí)激活MMP-2、9、13→促進(jìn)降解的低分子量膠原片段沉積→刺激PASMC和成纖維細(xì)胞的增生→加劇血管壁重塑→促進(jìn)肺血管發(fā)生重構(gòu)[10，35，36]。(4)Tryptase直接和/或間接刺激上皮細(xì)胞釋放IL-8，上調(diào)細(xì)胞間黏附分子和趨化因子等的表達(dá)和釋放，參與介導(dǎo)炎癥反應(yīng)，促進(jìn)PAH的發(fā)生。(5)Tryptase能誘導(dǎo)神經(jīng)肽失衡，提高PASMC對(duì)縮血管物質(zhì)的敏感性，促進(jìn)肺小動(dòng)脈的收縮，加速急性PAH的發(fā)生。

2.4 Chymase

Chymase也是MCs主要的中性絲氨酸蛋白酶家族成員，含量占MCs總蛋白的3%以上(僅次于Tryptase)，也是MCs重要的特異性激活標(biāo)志物，受TGF-β調(diào)控。對(duì)嚴(yán)重的先天性心臟病研究發(fā)現(xiàn)，Chymase陽性的MCs的增殖與PAP持續(xù)增加之間存在著錯(cuò)綜復(fù)雜的促進(jìn)關(guān)系。有研究發(fā)現(xiàn)Chymase陽性的MCs在肺血管周圍明顯聚集，參與了肺動(dòng)脈的纖維化與重塑過程[37]；Kosanovic D等[38]對(duì)IPAH(Idiopathic PAH，特發(fā)性PAH)的研究發(fā)現(xiàn)肺MCs增加，分布在肺血管中Big-ET-1顯著表達(dá)的區(qū)域附近，通過釋放Chymase促進(jìn)肺血管重塑?？偨Y(jié)文獻(xiàn)，MCs釋放Chymase對(duì)PAH的促進(jìn)機(jī)制：(1)Chymase是體內(nèi)最強(qiáng)有力、最特異的血管緊張素轉(zhuǎn)化因子，可以不依賴ACE(Angiotension converting enzyme，血管緊張素轉(zhuǎn)換酶)促進(jìn)局部Ang I轉(zhuǎn)化為AngII[39，40]，Chymase途徑是Ang I轉(zhuǎn)化成Ang II的三種途徑之一，在人體和大鼠體內(nèi)大約有70%～80%的AngII由Chymase途徑轉(zhuǎn)化生成，用來激活A(yù)RRS(Renin-angiotension system，腎素-血管緊張素系統(tǒng))，通過提高肺血管張力，降解基底膜，刺激粘液分泌，降解神經(jīng)多肽，活化 IL-1β等途徑促進(jìn)PAH的發(fā)生。Wang H[41]等通過PCR和DNA測(cè)序法發(fā)現(xiàn)rMCP-1、5是Chymase的同工酶型，共同起降低心臟舒張效應(yīng)。(2)Chymase可提高TGF-β、MMP和ET-1含量，參與了PAH的病理過程[42]。(3)Chymase可通過介導(dǎo)血管壁的炎癥反應(yīng)，參與PAH的形成。(4)Chymase可活化VEGF、MMP-2、9、13和PDGF及TGF-β、ET-1等的表達(dá)，促進(jìn)PASMC增殖以及膠原生長(zhǎng)沉積，在肺血管收縮和血管重塑過程中發(fā)揮重要作用[7，31，38，40]。

2.5 MMPs

MMPs是一類含Zn2+內(nèi)肽酶，依賴Ca2+、可降解細(xì)胞外基質(zhì)，是參與細(xì)胞外基質(zhì)重塑的蛋白水解酶家族，可降解膠原蛋白和加強(qiáng)結(jié)締組織蛋白的代謝周轉(zhuǎn)效應(yīng)[10]。肺成纖維細(xì)胞收縮和膠原蛋白產(chǎn)生有MMPs依賴性，缺氧的肺組織中MMPs的主要來源是MCs，MMPs在缺氧期間的肺動(dòng)脈重塑中發(fā)揮重要作用[28]。MCs可能通過增加MMP活性和提供促生長(zhǎng)因子，直接促進(jìn)血管重塑和PASMC增殖、促進(jìn)MCs的募集和活化來有效促進(jìn)新生血管的生成，從而保護(hù)組織免受嚴(yán)重缺血損傷[12]。MCs激活MMP-13后可促進(jìn)切割、裂解膠原蛋白[35]→致大量低分子量膠原片段沉積→刺激PASMC和成纖維細(xì)胞增生→加劇血管重塑。MCs釋放的Chymase可活化MMP-2、9。MMP-9 降解基底膜，使基底膜和肺泡隔中形成許多空隙，有利于激活的成纖維細(xì)胞向肺泡隔空隙中遷移和增殖，導(dǎo)致肺泡隔增厚，是一種與PAH相關(guān)的生物標(biāo)志物。MMP-2、7、12與PDGF-β以及趨化因子CCL2(Stromal cell derived factor-1，單核細(xì)胞趨化因子1)、CXCL12(Stromal cell derived factor-1，基質(zhì)細(xì)胞衍生因子)的水平升高，形成了促基質(zhì)重塑的微環(huán)境[32]。MCs可觸發(fā)MMP-2的分泌，MMP-2和VEGF在MCs/ S1P/S1PR2(sphingosine-1-phosphate/sphingosine-1-phosphate receptor 2，鞘氨醇-1-磷酸/鞘氨醇-1-磷酸受體2)軸中發(fā)揮促血管重塑的重要作用[2]。MMP12能降解Ⅳ型膠原纖維、彈性蛋白、連接蛋白等，對(duì)富含彈性蛋白的肺動(dòng)脈壁的重塑作用尤為明顯，MMP12還能激活MMP-1、2、3、9，通過加劇肺血管的炎癥反應(yīng)、PASMC胞外基質(zhì)代謝紊亂等過程參與野百合堿導(dǎo)致的大鼠PAH的肺血管重塑過程。

2.6 TGF-β

研究證實(shí)TGF-β是調(diào)控成纖維細(xì)胞分化、增殖及細(xì)胞外基質(zhì)合成的關(guān)鍵因子，是成纖維細(xì)胞膠原蛋白生成及其分化為成肌纖維細(xì)胞的主要驅(qū)動(dòng)因子。MCs囊泡是TGF-β的主要來源，可合成、釋放TGF-β，也是病灶組織中TGF-β的重要來源之一。Chymase可以從細(xì)胞膜上裂解潛在形式的TGF-β，加速其釋放。TGF-β可激活鄰近的成纖維細(xì)胞，增加膠原蛋白的合成，TGF-β有3個(gè)亞型，以TGF-β1含量最高。TGF-β超家族成員activin A(激活素A)可增加PASMC中ET-1和PAI-1(Plasminogen activator inhibitor-1，纖溶酶原激活物抑制劑-1)的表達(dá)，這些介質(zhì)可促進(jìn)PASMC增殖、血管重塑、PAH升高。TGF-β1抑制IL-33介導(dǎo)的Akt和ERK磷酸化以及NF-κB和AP-1介導(dǎo)的MCs生物因子的釋放[43]。TGF-β1是Ang-II的重要下游信號(hào)分子，可通過激活前纖維化細(xì)胞因子，促進(jìn)肌纖維母細(xì)胞和胞外基質(zhì)的合成，上調(diào)膠原蛋白表達(dá)，在肺血管重構(gòu)時(shí)發(fā)揮促進(jìn)作用。TGF-β1參與PAH形成所涉及的主要信號(hào)通路有ERK/MAPK、P38 /MAPK、Smad2/3/4、Rho/ROCK/mDia1、Akt /mTOR1、PI3k /PAK2 /Abl等[44]。MCs也可通過Chymase-AngII-TGF-β1-肺成纖維細(xì)胞信號(hào)通路和ALK-5/TGF-β RI通路完成肺血管重塑[32]。

2.7 bFGF

bFGF作為一種重要的生長(zhǎng)因子和促有絲分裂因子，與肝素類分子高度親和，通過EC間隙到達(dá)PASMC，能夠刺激血管EC和成纖維細(xì)胞的增生，強(qiáng)烈刺激PASMC增殖、遷移，合成分泌多種膠原蛋白、纖維連接蛋白等細(xì)胞外基質(zhì)，最終引起肺血管重塑。bFGF可在His促進(jìn)下通過H1-R產(chǎn)生VEGF，以及通過對(duì)eNOS(Endothelial nitric oxide synthetase，內(nèi)皮型一氧化氮合酶)、P38mark、IκBα的激活來發(fā)揮促進(jìn)血管生成的作用[26]。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)bFGF與FGFR(FGF-receptor，F(xiàn)GF受體)結(jié)合，或使bFGF與GFR復(fù)合物的內(nèi)化，激活cGMP、cAMP→促使PLC磷酸化→促進(jìn)PIP2分解生成DAG→激活PKC(Protein kinase C，蛋白激酶C)，將信號(hào)定位于細(xì)胞核，通過影響RNA聚合酶I，促進(jìn)核蛋白體基因的轉(zhuǎn)錄，加速細(xì)胞分裂周期的完成，并聯(lián)合WBC趨化因子，促進(jìn)WBC向損傷部位聚集，發(fā)生無菌性炎癥反應(yīng)，共同促進(jìn)組織創(chuàng)傷愈合與修復(fù)再生，導(dǎo)致血管重構(gòu)。

2.8 NO

MCs激活可釋放一定量的NO，NO可充當(dāng)一種信息收發(fā)器，具有擴(kuò)張血管和抑制血管細(xì)胞增生及遷移的作用，對(duì)維持肺循環(huán)血管壁張力發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。Zuckerbraun BS 等[45]研究發(fā)現(xiàn)NO可參與ERK信號(hào)通路的調(diào)節(jié)，促進(jìn)ERK與GTPase Rho A的位點(diǎn)結(jié)合，使RhoA發(fā)生S亞硝化和失活(RhoA滅活假說)，進(jìn)而抑制SMC增殖。NO也可通過旁分泌方式擴(kuò)散到鄰近的PASMC內(nèi)→激活鳥苷酸環(huán)化酶→產(chǎn)生cGMP→抑制MLCK-MLC信號(hào)通路→抑制PASMC收縮，最終達(dá)到舒張血管的效應(yīng)[46]。

2.9 TNF-α

有研究表明，MCs是體內(nèi)唯一可儲(chǔ)存TNF-α的免疫細(xì)胞，在病理狀況下，MCs被激活后釋放TNF-α。Kwon等[47]研究表明，TNF-α拮抗劑通過影響相關(guān)的炎性因子基因的表達(dá)誘導(dǎo)肺血管改變，對(duì)PAP發(fā)揮弱保護(hù)作用。若TNF-α水平持續(xù)升高，可介導(dǎo)IL-6、ELAM-1(endothelial leukocyte adhesion molecules-1，血管內(nèi)皮細(xì)胞-白細(xì)胞間黏附分子)釋放，刺激EC和中性粒細(xì)胞等產(chǎn)生活性氧，增加血管壁的通透性，使中性粒細(xì)胞能快速地從血管壁滲出，并增強(qiáng)中性粒細(xì)胞的殺菌活性，從而增強(qiáng)肺組織的抗損傷能力。在TNF-α和氧自由基的共同作用下，可激活NF-κB，導(dǎo)致炎癥加重。TNF-α可以刺激成纖維細(xì)胞增生，并產(chǎn)生PGE2(Prostaglandin E2，前列腺素E2)和膠原酶，直接或間接參與肺血管重塑過程；TNF-α還能夠促進(jìn)NOS產(chǎn)生過量NO，導(dǎo)致自由基的大量生成，加劇局部的氧化應(yīng)激損傷；TNF-α水平的升高會(huì)抑制肺泡表面活性物質(zhì)的活性，致肺泡和外周氣道損傷，使肺通氣障礙，出現(xiàn)PaO2下降，激發(fā)急性肺血管發(fā)生收縮和重塑反應(yīng)。

2.10 Cytokine(細(xì)胞因子)

MCs釋放的多種Cytokine(如IL-1α，IL-3、4、5、6、8、10、13等)向損傷組織趨化，介導(dǎo)炎癥細(xì)胞浸潤及EC損害和MCs的再活化，并序貫產(chǎn)生多種細(xì)胞因子(如MCP1等)，這可能是PAH發(fā)生時(shí)MCs聚集與活化的重要原因。(1)IL-1β 作為炎性細(xì)胞的強(qiáng)烈趨化因子，可促進(jìn)WBC的浸潤以及EC的黏附作用，激發(fā)炎性反應(yīng)，促進(jìn)NO的合成，誘導(dǎo)自由基大量生成，引起組織損傷；并能協(xié)同促進(jìn)B、T細(xì)胞的活化；IL-1β參與肺泡上皮細(xì)胞早期的損害過程，可作為衡量損傷后繼發(fā)性炎性反應(yīng)程度的重要指標(biāo)。(2)IL-13可通過三個(gè)主要途徑促進(jìn)纖維化樣血管重塑：①直接激活成纖維細(xì)胞，誘導(dǎo)發(fā)生纖維化；②激活并上調(diào)巨噬細(xì)胞中精氨酸酶活性，促進(jìn)L-鳥氨酸的合成，加速成纖維細(xì)胞的增殖；③參與IgG4相關(guān)的纖維化過程；④與TGF-β等促纖維化的因子共同發(fā)揮協(xié)同作用[48]。(3)在MCs顆粒中貯存的IL-4 和GM-CSF(Granulocyte monocyte colony stimulating factor，粒細(xì)胞-單核細(xì)胞集落刺激因子)參與下，單核細(xì)胞被激活，進(jìn)而促進(jìn)了EC的凋亡、肌纖維母細(xì)胞的聚積和修復(fù)，加速肺動(dòng)脈血管的重構(gòu)。在ET-1的協(xié)同作用下，GM-CSF誘導(dǎo)α-SMA(α-Smooth muscle actin，α-平滑肌肌動(dòng)蛋白)和膠原蛋白的表達(dá)效率提高30倍[49]。MCs和成纖維細(xì)胞之間的接觸，支持了介質(zhì)的傳遞，將透明質(zhì)酸等粘多糖和蛋白聚糖直接釋放到基質(zhì)空間中，形成了促進(jìn)血管重塑的胞外微環(huán)境，是基質(zhì)重構(gòu)的重要機(jī)制。除此之外，諸多報(bào)道提示MCs釋放的細(xì)胞因子(如IL-6、8、10，MIP-1α、β，IFN-γ，MCP-1等)在促進(jìn)免疫反應(yīng)，介導(dǎo)細(xì)胞增殖、組織修復(fù)等方面發(fā)揮直接或間接作用，并且其血清IL-6升高水平能夠用作預(yù)測(cè)PAH患者生存質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo)[50]。IL-6在炎癥和促血管重構(gòu)方面發(fā)揮重要作用，包括在血管周圍募集T淋巴細(xì)胞、刺激EC產(chǎn)生細(xì)胞因子以及促進(jìn)PASMC和EC增殖等作用。在細(xì)胞水平，靶向暴露IL-1或IL-6能夠促進(jìn)PASMC及成纖維細(xì)胞的增殖，進(jìn)而導(dǎo)致肺血管漸進(jìn)性的血管痙攣，甚至管腔閉塞。Hashimoto-Kataoka T 等[51]研究發(fā)現(xiàn)，IL-21為PAH中IL-6信號(hào)的下游靶標(biāo)，IL-21在IL-6信號(hào)下游與M2巨噬細(xì)胞極化相關(guān)聯(lián)地促進(jìn)了PAH的發(fā)生。IL-6能夠改善缺氧誘導(dǎo)的PAH并阻止了Th17細(xì)胞和M2巨噬細(xì)胞在肺部的集聚。最近研究發(fā)現(xiàn)，IL-6在誘導(dǎo)血管病變的同時(shí)，可伴隨有VEGF、C-MYC、MAX及抗凋亡基因Bcl-2的表達(dá)，并可下調(diào)JNK和p38蛋白的表達(dá)，推測(cè)可通過抑制JNK和p38MAPK信號(hào)通路，減少細(xì)胞凋亡，進(jìn)而促進(jìn)肺血管的重構(gòu)。

2.11 Heparin(肝素)

研究發(fā)現(xiàn)肺MCs亦可釋放部分肝素，在PAH發(fā)生過程中發(fā)揮促進(jìn)作用：(1)存在于MCs分泌顆粒中的Heparin與Tryptase離子結(jié)合維持其穩(wěn)定的四聚體形式，保證Tryptase的活性，若無Heparin活化的Tryptase會(huì)迅速分離成無活性的單體。He S等[52]報(bào)道，Tryptase在促進(jìn)His釋放時(shí)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是依靠Heparin來維持的。(2)Heparin能特異性有效地刺激毛細(xì)血管EC的遷移，對(duì)血管再生重構(gòu)發(fā)揮促進(jìn)作用。(3)Heparin還能促進(jìn)膠原纖維的合成。

2.12 Ang II

肺內(nèi)的MCs可以合成和分泌腎素，當(dāng)MCs脫顆粒時(shí)，儲(chǔ)存在顆粒中的腎素釋放到組織間隙，通過裂解可生成Ang I，Ang I在ACE、MCs來源的Chymase和/或MMP-9作用下，在局部生成Ang II，Ang II可以與肺內(nèi)成纖維細(xì)胞表面的AT1結(jié)合，激活成纖維細(xì)胞，促進(jìn)TGF-β的釋放和表達(dá)、細(xì)胞的增殖以及膠原的合成[25]。Ang II與PAMSC增殖和膠原生長(zhǎng)密切相關(guān)，并與血管壁的炎癥有關(guān)。

2.13 VEGF

MCs可通過S1P/S1PR2(鞘氨醇-1-磷酸/鞘氨醇-1-磷酸受體2)軸釋放VEGF[2]，VEGF是目前已知的最強(qiáng)的血管生長(zhǎng)因子，可通過結(jié)合其特異性受體，尤其是KDR/F1K-1誘導(dǎo)血管EC增殖和遷移、延長(zhǎng)EC壽命，促進(jìn)肺毛細(xì)血管新生內(nèi)膜、叢樣病變的形成。在CAs(Catechol amines，兒茶酚胺)分泌異常和/或其受體表達(dá)異常、肺組織局部乳酸等代謝產(chǎn)物增多、血管活性腸肽水平降低及其他促血管生長(zhǎng)因子異常的情況下，VEGF的促進(jìn)血管EC生長(zhǎng)作用或被異常放大。VEGFR2(VEGF receptor 2，VEGF受體2)/VE-鈣黏著蛋白復(fù)合物以及VEGFR2下游Src激酶磷酸化異常[53]可能是VEGF促發(fā)PAH的機(jī)制之一。

2.14 ET-1

ET-1是一種內(nèi)源性長(zhǎng)效且高效的血管收縮劑和促有絲分裂原，在各種類型的PAH中都有ET-1的過量產(chǎn)生，ET-1與肺血管重構(gòu)和PAH的發(fā)展有關(guān)。MCs激活ET-1后主要在轉(zhuǎn)錄水平發(fā)揮調(diào)控作用，促進(jìn)PAMSC和成纖維細(xì)胞增殖、膠原合成，與肺血管重構(gòu)和PAH的發(fā)展有關(guān)。Wort SJ等[54]研究發(fā)現(xiàn)，PAMSC中TNF-α和IFN-γ的組合通過與增強(qiáng)的NF-κB與位點(diǎn)組蛋白乙?；瘉韰f(xié)同誘導(dǎo)ET-1，促進(jìn)PAH的發(fā)生。Huetsch JC等[55]研究發(fā)現(xiàn)，ET-1通過Rho激酶和Na+/H+交換、通過pHi穩(wěn)態(tài)的變化誘導(dǎo)PASMC增殖和遷移，促進(jìn)PAH發(fā)生。

3 小結(jié)與展望

PAH發(fā)病機(jī)制錯(cuò)綜復(fù)雜，MCs作為一種免疫細(xì)胞，其在參與PAH發(fā)生發(fā)展進(jìn)程中涉及到神經(jīng)-體液和免疫、代謝、基因和分子等各方面的機(jī)制，MCs活化脫顆粒與PAH形成之間的研究在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)等多方面正在深入進(jìn)行中，期盼通過從MCs活化脫顆粒角度尋找預(yù)防、診斷、治療PAH的新思路、新方法。