徐瑞 黃鵬 張祎冰,3 任立群

(吉林大學 1白求恩醫(yī)學部，吉林 長春 130021；2藥學院實驗藥理與毒理學教研室；3第一醫(yī)院眼科)

心血管疾病是全球人類死亡的主要原因〔1〕，在這些疾病中，動脈粥樣硬化是中國社會死亡率最高的〔2,3〕。動脈粥樣硬化發(fā)病風險因素與生活方式有關，包括吸煙、高血壓、高血糖和高血脂，個體可能由于基因突變從而傾向于上述某些因素〔4～6〕。動脈粥樣硬化在動脈血管壁中發(fā)展，最常見于冠狀動脈、頸動脈分支點和股動脈。血管壁由三個組織層組成：腔側的內膜，介質和與血管周圍組織接觸的外膜。內膜由單層內皮細胞和內皮下結締組織組成，在血流和下層組織之間提供屏障。由血管平滑肌細胞(VSMC)和彈性結締組織組成的介質是最厚的層，賦予血管壁穩(wěn)定性和彈性。外膜是最復雜的層，充滿神經和小血管，為較大的血管提供神經信號和營養(yǎng)物質以調節(jié)血管壁功能。在動脈粥樣硬化中，由于VSMC的增殖和生長，結締組織沉積和來自血流的脂質積聚，內膜層的直徑局部增加，共同形成動脈粥樣硬化斑塊。最終的結果是血管腔變窄，損害了相鄰組織的灌注。如果斑塊不穩(wěn)定并且破裂，則脂質與循環(huán)血液接觸，導致凝血和血栓形成。患有動脈粥樣硬化的患者往往接受他汀類藥物治療，這與他汀類藥物抑制炎癥發(fā)展和調節(jié)斑塊成分來降低血液膽固醇水平并穩(wěn)定斑塊有關〔7，8〕。

在動脈粥樣硬化中，首先發(fā)生的是內皮損傷，其次是內膜或纖維層中的脂質滲出和積聚，為了處理過量的脂質，通過損傷激活的內皮細胞將巨噬細胞募集到這些部位；如果脂質負荷過高，巨噬細胞會積聚并轉化為含脂質的泡沫細胞。慢性炎癥環(huán)境被認為進一步促進了病理中所見的組織鈣化〔9～11〕。由于免疫細胞浸潤是早期事件，慢性炎癥是病理學中的驅動因素，因此炎癥信號傳導的靶向治療可以干預動脈粥樣硬化的進展。

在慢性炎癥的背景下，p38絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)途徑在動脈粥樣硬化研究領域受到關注。p38MAPK信號傳導涉及多種生物過程，如組織發(fā)育、細胞增殖、細胞凋亡、炎癥和癌癥〔12〕。p38MAPK可以被各種炎癥細胞外誘導物激活，這些誘導物在動脈粥樣硬化中含量豐富。本文綜述p38MAPK在動脈粥樣硬化機制中研究成果并討論潛在的治療意義，為了清楚分析疾病的組織復雜性，將研究結果劃分為構成疾病并影響疾病進展的不同細胞類型。

1 p38MAPK信號通路

MAPK是一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，廣泛存在于哺乳動物細胞內，將細胞外信號轉導到細胞內引起細胞生物學反應。MAPK家族包括細胞外信號調節(jié)激酶(ERK)和c-Jun N末端激酶(JNK)和p38。p38MAPK在某些致病性刺激物如脂多糖(LPS)存在下被促炎細胞因子激活，或經歷細胞外應激時也可以激活，例如紫外線輻射，熱休克或缺氧。MAPK的所有細胞外和細胞內誘導物的共同點是相關配體與其各自受體的結合產生連續(xù)磷酸化事件的級聯(lián)，其中MAPK激酶激酶(MAPKKK/MEKK)磷酸化MAPK激酶(MAPKK/MKK/MEK)，這反過來磷酸化和激活MAPKs。MEK3和MEK6是磷酸化p38MAPK的主要MAPKK，而不同組的MEK主要激活ERK和JNK。 MAPK活化蛋白激酶(MAPKAPK/MK)2和熱休克蛋白(HSP)27是活化p38MAPK的重要下游靶點，起到保護細胞免受熱休克和滲透壓的作用〔13〕。目前已知多種其他p38MAPK下游靶標，其在p38MAPK活化后執(zhí)行細胞應答。細胞類型和細胞環(huán)境影響所產生的反應，其可以是促凋亡，促炎或抗增殖。

由于動脈粥樣硬化被認為是炎癥驅動的過程，因此p38MAPK在該研究領域中受到關注。近年來，越來越多的研究集中在與這種心血管疾病相關的不同細胞類型中的p38MAPK信號傳導。見圖1。

圖1 一般p38MAPK信號通路模式

2 p38MAPK在平滑肌細胞中的作用

VSMC是血管壁中最豐富的細胞類型，VSMC產生基質蛋白，包括膠原蛋白，為組織提供所需的穩(wěn)定性和靈活性。在動脈粥樣硬化中,VSMC被刺激生長，增殖和遷移，并且參與血管壁內膜層的增厚。VSMC似乎在動脈粥樣硬化進展中起雙重作用，因為它們在脂質核心周圍形成保護層，從而保護它們免受可能引起斑塊破裂的管腔應力，并因此導致血栓形成。另一方面，VSMC是動脈粥樣硬化進展的驅動因素。晚期動脈粥樣硬化病變顯示，VSMC凋亡會導致斑塊不穩(wěn)定，并伴隨斑塊破裂的風險增加〔14～16〕。此外，凋亡的VSMC釋放基質囊泡作為鈣晶體的成核位點，從而促進斑塊鈣化〔17,18〕。動脈粥樣硬化斑塊中VSMC凋亡增加的原因尚不完全清楚，然而,有幾條證據(jù)表明低密度脂蛋白(LDL)及其衍生物在該過程中的潛在作用〔19,20〕。LDL分子在VSMC中也可誘導p38MAPK途徑，用氧化LDL(oxLDL)處理大鼠血管VSMC誘導p38MAPK磷酸化及G蛋白耦聯(lián)受體和磷脂酶C途徑中的核轉位〔21〕，在該研究中，p38MAPK的激活導致VSMC中細胞毒性增加。由于oxLDL誘導的細胞神經酰胺水平改變，VSMC中p38MAPK的促鈣化和促凋亡作用已在其他研究中報道〔22,23〕。

VSMC肥大是動脈粥樣硬化的常見特征，是動脈粥樣硬化病變中觀察到的內膜增厚的潛在機制之一〔24〕。血管緊張素(Ang)Ⅱ和VSMC肥大誘導因子已被證明通過增加細胞內氧化應激來激活p38激酶〔25～27〕。在另一種途徑中，Ang Ⅱ通過表皮生長因子受體(EGFR)和轉化生長因子(TGF)信號誘導p38MAPK磷酸化，對過氧化物酶增殖物激活受體(PPAR)γ表達和VSMC肥大有影響〔28〕。此外，Ang Ⅱ介導的p38MAPK信號傳導已被證明可增加VSMC的遷移和增殖〔29～31〕，所有這些過程都與動脈粥樣硬化中內膜的異常生長有關。

如上所述，VSMC在動脈粥樣硬化中的作用是雙重的。在動脈粥樣硬化病變的發(fā)展中，VSMC的增殖、遷移和細胞生長似乎是驅動因素，而在疾病晚期，當動脈粥樣硬化斑塊已經形成時，VSMC細胞凋亡變得更加重要。p38MAPK信號通過激活不同的細胞反應參與所有疾病階段，這些反應依賴于信號分子的存在，例如修飾的LDL(mLDL)、神經酰胺、TGF或Ang Ⅱ等。為了剖析VSMC中p38MAPK活化的功能，需要進行更多的研究。特別是需要進一步評估早期至晚期動脈粥樣硬化病變中p38激酶的活化及局部表達背景，例如mLDL和其他信號分子的存在。

3 p38MAPK在內皮細胞(EC)中的作用

EC排列在血管腔表面和主動脈瓣葉的兩側。內皮為深層組織構建保護屏障，并且在調節(jié)相關組織的組成及炎性細胞的黏附和侵入方面具有重要功能。此外，EC通過產生一氧化氮(NO)和其他血管調節(jié)劑參與血管張力的調節(jié)。健康的EC通過控制局部血壓和抑制炎癥和血栓形成而起到保護作用。當內皮受損時，例如由于高血壓引起的剪切應力增加，內皮屏障破壞并允許血液成分進入組織。造成的結果是，EC被激活以開始修復受損組織并處理侵入的細胞和分子。在該過程中，EC表達黏附分子，其允許炎性細胞的附著和侵入。如果早期病變無法解決并進展為慢性炎癥，則會出現(xiàn)動脈粥樣硬化。

過量LDL的存在及其在受損組織中的修飾似乎是病理性病變發(fā)生的關鍵因素〔32〕。由于其存在于早期動脈粥樣硬化中，天然LDL和(或)其修飾產物可能代表早期疾病階段的p38MAPK信號傳導的重要誘導物。事實上，已經證明LDL在EC中誘導p38MAPK信號傳導〔33〕，并且已經鑒定了p38激酶的各種功能，包括細胞黏附分子E-選擇蛋白和血管細胞黏附蛋白1的上調。其他研究表明p38MAPK可能參與和血管生成相關的EC遷移〔34〕,p38MAPK也被證明參與EC通透性的調節(jié)〔35〕。EC中p38MAPK的功能與動脈粥樣硬化發(fā)展和進展相關，甚至可能代表疾病的驅動因素或抑制因素，值得進一步研究。

4 p38MAPK在單核細胞和巨噬細胞中的作用

在動脈粥樣硬化中，單核細胞被募集到早期病變中并且一旦它們進入組織就分化成巨噬細胞，巨噬細胞以不同方式促進病變進展。首先，它們通過分泌蛋白水解酶如基質金屬蛋白酶(MMPs)和降解膠原蛋白與彈性蛋白的組織蛋白酶來支持細胞外基質(ECM)的重塑，為鈣結晶提供起始位點〔36〕。迄今尚未闡明誘導體內泡沫細胞形成的LDL修飾的確切性質，重要的是,mLDL的攝取似乎是巨噬細胞中p38MAPK活化和泡沫細胞形成所必需的〔37〕。p38MAPK通路的激活已經在患者組織及動物模型中通過免疫組織化學分析與動脈粥樣硬化斑塊相關的巨噬細胞中得到證實〔38〕。一些體外研究已經證實了p38MAPK活化在動脈粥樣硬化相關巨噬細胞中的生物學作用。首先，p38MAPK已被證明是驅動泡沫細胞形成的正反饋機制的一部分。在這里，oxLDL和酶促修飾LDL(eLDL)在巨噬細胞中誘導p38MAPK活化，這反過來通過PPAR介導的LDL攝取受體如CD36的上調來增強LDL攝取〔38〕。此外，巨噬細胞中p38MAPK受mLDL刺激活化而誘導促炎細胞因子的表達〔39〕。總之，體外研究提供了p38MAPK在動脈粥樣硬化中相關巨噬細胞表達促炎作用的一致證據(jù)，即通過促進巨噬細胞增殖和慢性炎癥驅動疾病進展。

5 未來研究展望

p38MAPK參與不同環(huán)境和細胞類型的炎癥信號傳導，特別是在動脈粥樣硬化中，因為這些疾病已經被認為是炎癥驅動的。p38MAPK研究面臨的最大挑戰(zhàn)之一是誘導其磷酸化的多種不同刺激，如細胞因子、生長因子、滲透壓、氧化應激和機械壓力等。在動脈粥樣硬化中，這些刺激劑的組合以時空分布存在，導致整個病變中的p38MAPK活化狀態(tài)不同。此外，其他細胞途徑，包括JNK、ERK和TGF信號傳導干擾與p38MAPK信號傳導的相互作用，進一步調節(jié)細胞內信號轉導并最終調節(jié)所產生的反應。最后，p38MAPK激活導致不同細胞類型的不同反應，它們再次相互影響，產生動態(tài)互聯(lián)網絡。目前，體外實驗模型解析p38MAPK信號網絡的復雜性難度較大，如動脈粥樣硬化等病理狀況。然而，它們適用于在受控環(huán)境下簡化過程的研究，在這里，明確定義的實驗條件和高度特異性p38MAPK抑制劑的使用對于產生有意義的結果是必需的,對動物模型的研究可以更好地解釋病變的復雜性，盡管當今動脈粥樣硬化研究中使用的模型沒有完全類似于人類情況〔40〕，相信隨著其作用機制的逐步完善，可能成為一種非常有潛力的抗動脈粥樣硬化治療靶點。