胡孟芬 宓寶斌

濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院老年醫(yī)學(xué)科，山東濱州 256600

心肌梗死是全球主要的病死原因之一[1]，早期再灌注治療對(duì)于減小心肌梗死面積和改善臨床預(yù)后至關(guān)重要[2-3]，但同時(shí)，再灌注本身也會(huì)造成額外的心肌損傷，這一過程稱為缺血再灌注損傷（ischemia reperfusion injury，IRI）[4]。成功再灌注的患者最終心肌壞死面積大約50%源于再灌注損傷[5]。因此，預(yù)防和治療心肌IRI成為心肌IRI保護(hù)領(lǐng)域里的研究熱點(diǎn)。在IRI的機(jī)制中，炎癥反應(yīng)扮演著重要的角色，炎癥介質(zhì)如TNF、IL-1β、IL-6等顯著增加[6]。白介素-17（IL-17）是一種促炎因子，參與了炎癥反應(yīng)及自身免疫性疾病的病理生理過程[7]。越來越多的研究表明，IL-17在心肌IRI中發(fā)揮著重要的作用。深入研究IL-17在心肌IRI中的作用機(jī)制可以為心肌保護(hù)尋找新的治療靶點(diǎn)提供理論基礎(chǔ)?，F(xiàn)對(duì)這一方面的研究做一綜述。

1 心肌IRI的機(jī)制

心肌IRI可能的機(jī)制主要包括細(xì)胞內(nèi)和線粒體Ca2+超載、心肌梗死部位的炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、補(bǔ)體激活和凋亡、自噬等。線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔（mPTP）的開放、Toll樣受體及microRNA等也與心肌IRI有關(guān)。心肌缺血后，再灌注治療可以誘導(dǎo)補(bǔ)體活化，引起炎癥細(xì)胞（包括中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞等）浸潤(rùn)心肌組織和大量活性氧（ROS）的釋放，同時(shí)引起多種促炎細(xì)胞因子的分泌和釋放。心肌梗死后心肌細(xì)胞的壞死激發(fā)了炎癥反應(yīng)，炎癥反應(yīng)參與了再灌注損傷的擴(kuò)展以及梗死后心室重塑的病理生理過程[8]。TNF、IL-1β、IL-6等炎癥因子在心肌梗死中顯著增加[9-10]。這些炎癥因子通過協(xié)同作用致血管微循環(huán)障礙、血小板聚集及心肌細(xì)胞凋亡，增加缺血再灌注損傷。因此，現(xiàn)在越來越趨向于關(guān)注炎癥反應(yīng)與心肌IRI之間的緊密聯(lián)系。

2 IL-17及其受體的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

IL-17細(xì)胞因子家族包括IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E和IL-17F。IL-17A與IL-17F是最主要的促炎細(xì)胞因子，它們?cè)诎被嵝蛄猩贤葱愿哌_(dá)55%，并且兩者可以以同源二聚體或異源二聚體的形式存在[11-12]。IL-17A主要由輔助性T細(xì)胞17（T helper cell 17，Th17）分泌，另外，一些天然免疫細(xì)胞如細(xì)胞毒性CD8+T細(xì)胞、γδT細(xì)胞、自然殺傷T細(xì)胞（natural killer T cell，NKT）和B細(xì)胞在天然免疫反應(yīng)早期也可以表達(dá)IL-17A。IL-17受體是一種異聚體復(fù)合物，由IL-17RA、IL-17RB、IL-17RC、IL-17RD和IL-17RE組成[13-14]。IL-17受體含有保守的結(jié)構(gòu)基序，包括一個(gè)細(xì)胞外纖維凝集素Ⅲ樣結(jié)構(gòu)域和一個(gè)細(xì)胞質(zhì)SEFIR結(jié)構(gòu)域。IL-17A和IL-17F形成同二聚體或異二聚體以結(jié)合IL-17RA和IL-17RC異二聚體復(fù)合物，從而激活下游細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)途徑，包括核因子-κB（NF-κB），CCAAT/增強(qiáng)子結(jié)合蛋白（C/EBPs）、C/EBPβ和C/EBPδ、絲裂原活化蛋白激酶（MAPKs）、JAK-PI3K和JAK-STAT通路。IL-17通過調(diào)節(jié)粒細(xì)胞集落刺激因子（G-CSF）及其受體的表達(dá)而擴(kuò)增中性粒細(xì)胞，并且調(diào)節(jié)趨化因子的表達(dá)而募集中性粒細(xì)胞[15]。IL-17還能上調(diào)組織細(xì)胞上細(xì)胞間黏附分子-1（ICAM-1）的表達(dá)，介導(dǎo)炎性細(xì)胞和T細(xì)胞在組織中的浸潤(rùn)，并與IL-1β、TNF-α、IFN-γ等細(xì)胞因子發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，促進(jìn)T細(xì)胞的活化并協(xié)助B細(xì)胞產(chǎn)生抗體，放大靶器官的免疫反應(yīng)及炎性破壞從而參與多種感染、慢性炎性疾病、自身免疫性疾病的發(fā)生與發(fā)展[16]。

3 IL-17在心肌IRI中的作用

局部炎癥、細(xì)胞凋亡和自噬都是心肌IRI的原因之一。研究表明，IL-17A與多種心血管疾病的發(fā)病機(jī)制有關(guān)，包括動(dòng)脈粥樣硬化、高血壓、病毒性心肌炎和擴(kuò)張型心肌病[17-22]。最近，有研究發(fā)現(xiàn)T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的免疫炎癥反應(yīng)在IRI中起重要作用[23]。心肌再灌注誘導(dǎo)T細(xì)胞活化，活化的STAT3可增強(qiáng)IL-17的表達(dá)。Barry等[24]發(fā)現(xiàn)，IL-17A和IL-17A受體在心肌IRI后的表達(dá)增強(qiáng)。此后，越來越多的證據(jù)表明，IL-17A通過促進(jìn)心肌細(xì)胞凋亡、中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)、促進(jìn)心肌重塑參與了心肌IRI的發(fā)生。IL-17作為一種特殊的促炎細(xì)胞因子，對(duì)不同類型的細(xì)胞具有強(qiáng)大的作用，在心肌IRI期間連接著內(nèi)源性免疫和適應(yīng)性免疫[25]。IL-17在再灌注損傷中的機(jī)制可能是通過Stat3-iNOS途徑、MAPK和PI3K依賴性、HMGB1-IL-23/IL-17途徑、HMGB1-TLR4-IL-17A途徑，增加IL-17靶基因Cxcl1、Cxcl2、IL-1β、iNOS和IL-6等的表達(dá)實(shí)現(xiàn)的。IL-17誘導(dǎo)Cxcl-1和IL-6的產(chǎn)生和釋放，Cxcl-1是一種重要的趨化因子，它能使中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)到梗死部位。IL-6等炎性細(xì)胞因子和中性粒細(xì)胞的聚集打破了促凋亡和抗凋亡蛋白表達(dá)之間的平衡，最終觸發(fā)凋亡程序[26]。Cxcl-1和IL-6的過度表達(dá)是由MAPK-PI（3）K/AKT通路激活介導(dǎo)的。Barry等[24]研究結(jié)果表明IL-17介導(dǎo)的Cxcl-1表達(dá)與ERK1/2、p38或PI（3）K的抑制有關(guān)，而激活的JNK可以抑制IL-17依賴的IL-6表達(dá)，見圖1。

圖1 IL-17在I/R損傷中的作用

廖芫熙[27]研究發(fā)現(xiàn)在大鼠心肌缺血再灌注模型中，再灌注4 h后心肌組織中IL-23、IL-17A表達(dá)增加，給予外源性IL-23處理可以增加心肌梗死面積、心肌細(xì)胞凋亡水平、心肌損傷標(biāo)志物水平以及IL-17A、TNF-α和IL-6等炎癥因子的表達(dá)，同時(shí)I/R誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激水平增加；而中和IL-23能明顯減輕心肌IRI。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在心肌IRI中IL-23可以激活JAK2/STAT3信號(hào)通路，而抑制該信號(hào)通路可以下調(diào)IL-23對(duì)IL-17A的調(diào)節(jié)效應(yīng)，同時(shí)減輕IL-23促炎和促細(xì)胞凋亡等加重心肌損傷的效應(yīng)。以上研究結(jié)果提示，在心肌IRI中IL-23可能通過激活JAK2/STAT3信號(hào)通路上調(diào)IL-17A表達(dá)而發(fā)揮了加重心肌損傷的效應(yīng)。

心肌IRI后梗死區(qū)邊緣存在心肌細(xì)胞凋亡，且在急性心肌IRI中發(fā)揮著重要作用[28-29]。據(jù)報(bào)道，IL-17A誘導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡并促進(jìn)心肌梗死后心室重構(gòu)[30]。此外，IL-17A在心臟移植模型中顯著增加，可誘導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡，促進(jìn)促炎介質(zhì)的釋放，在心肌IRI中起重要作用[31-32]。郭梅等[33]研究發(fā)現(xiàn)，小鼠心肌缺血再灌注后3、24、72 h時(shí)間點(diǎn)心肌組織IL-17A表達(dá)顯著增加，心肌細(xì)胞凋亡率和Caspase-3活性亦明顯增加；細(xì)胞水平研究發(fā)現(xiàn)，不同濃度IL-17A能夠促進(jìn)原代心肌細(xì)胞凋亡，誘導(dǎo)Caspase-3、Bax表達(dá)，抑制Bcl-2及PI3K/Akt通路蛋白表達(dá)。證實(shí)心肌IRI小鼠IL-17A明顯增加，高表達(dá)的IL-17A可能通過抑制PI3K/Akt通路來誘導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡。

自噬在心肌IRI的過程發(fā)揮了重要作用[34-35]。有研究表明，高遷移率族蛋白1（HMGB1）對(duì)自噬有調(diào)控作用[36]，IL-17A也與自噬有密切關(guān)系[37]。許衛(wèi)攀[38]在心肌細(xì)胞缺氧/復(fù)氧（H/R）模型中發(fā)現(xiàn)，用中和抗體下調(diào)HMGB1和IL-17A表達(dá)量后，H/R心肌細(xì)胞的損傷、氧化應(yīng)激水平和凋亡率明顯降低，自噬相關(guān)蛋白LC3和Beclin-1蛋白表達(dá)量也相應(yīng)降低，而給予外源性HMGB1和IL-17A因子后心肌細(xì)胞損傷、氧化應(yīng)激水平和凋亡率明顯升高，LC3和Beclin-1蛋白表達(dá)量也相應(yīng)提高，提示HMGB1和IL-17A可以調(diào)控心肌細(xì)胞H/R時(shí)的自噬水平，提高氧化應(yīng)激水平，促進(jìn)凋亡，加重心肌細(xì)胞損傷。Liao等[31]發(fā)現(xiàn)IL-17A介導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡，調(diào)節(jié)Bax/Bcl-2比例，誘導(dǎo)CXC介導(dǎo)的趨化因子中性粒細(xì)胞遷移，并誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞E-選擇蛋白和細(xì)胞間黏附分子的中性粒細(xì)胞-內(nèi)皮細(xì)胞黏附1表達(dá)。

綜合以上研究結(jié)果，IL-17在心肌IRI中起重要作用，而IRI發(fā)生在再灌注最初的幾分鐘內(nèi)，那么IL-17A在缺血再灌注中的表達(dá)曲線是怎樣的呢？Liao等[31]研究了再灌注后不同時(shí)間點(diǎn)的IL-17A的水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，IL-17A mRNA和蛋白的表達(dá)在再灌注后1 h即顯著增加，逐漸上升至24 h時(shí)達(dá)到高峰，與假手術(shù)組相比，在再灌注后72 h仍處于較高水平。Hashmi等[39]發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定型和不穩(wěn)定型冠心病的患者中IL-17A顯著增加，但在再灌注過程中其峰值尚不明確。

在再灌注治療的患者中，IL-17A水平與心肌梗死面積之間的關(guān)系仍存在爭(zhēng)議。Cheng等[18]研究表明，與不穩(wěn)定型心絞痛患者相比，IL-17A在心肌梗死患者中明顯升高。Bochaton等[40]首次探討了在ST段抬高型心肌梗死患者中，IL-17A在再灌注最初數(shù)小時(shí)的水平和活性以及與其他細(xì)胞因子、梗死面積之間的關(guān)系。結(jié)果表明，與健康對(duì)照組相比，心肌梗死患者在再灌注前和再灌注后的最初數(shù)小時(shí)中IL-17A顯著增加。無論是通過肌鈣蛋白檢測(cè)還是心臟磁共振檢查，IL-17A水平和活性在心肌梗死急性期與梗死面積均無關(guān)。另外，心肌梗死患者的血清可以誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞分泌IL-8，而IL-8是一種強(qiáng)大的白細(xì)胞趨化因子。因此IL-17可能通過激活內(nèi)皮細(xì)胞參與中性粒細(xì)胞的募集。IL-17A在心肌梗死后的最初幾小時(shí)輕度激活，可能在后期階段才顯著升高，因此，在人類中IL-17A可能參與了再灌注后期的炎癥反應(yīng)。

4 IL-17家族的藥物作用靶點(diǎn)及展望

隨著再灌注治療在臨床中越來越廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的治療重點(diǎn)已逐漸從減少缺血性損傷轉(zhuǎn)向減少再灌注損傷。因此研究IRI的機(jī)制并尋找減輕再灌注損傷的合適靶點(diǎn)具有重要的臨床意義。作為促炎細(xì)胞因子，IL-17促進(jìn)心肌IRI的發(fā)生及發(fā)展，提示通過相關(guān)藥物治療抑制IL-17炎性反應(yīng)軸可以減輕心肌IRI。Zhang等[41]發(fā)現(xiàn)，在小鼠心臟移植的IRI模型中，Nec-1降低了心肌細(xì)胞壞死和中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的募集。Nec-1可減少心肌IRI后24 h肌鈣蛋白T（TnT）的產(chǎn)生、改善心功能、延長(zhǎng)心臟移植物存活時(shí)間，并且可以減少ROS的產(chǎn)生，增加NOS2和COX-2的表達(dá)。Nec-1可降低HMGB1、IL-23和IL-17A的表達(dá)。此外，外源性HMGB1可阻斷Nec-1誘導(dǎo)的TnT表達(dá)降低?？傊?，Nec-1在心肌細(xì)胞IRI中起保護(hù)作用，這與抑制HMGB1-IL-23/IL-17通路有關(guān)。

綜上所述，IL-17通過不同的信號(hào)通路參與了心肌缺血再灌注損傷的發(fā)生，對(duì)IL-17作用信號(hào)通路的研究，將為減輕心肌IRI尋找有效的藥物作用靶點(diǎn)提供理論依據(jù)，因此，這方面的研究可能是未來科研及臨床工作的新重點(diǎn)。