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动脉粥样硬化炎症机制的新视点
作者:朱建华[1] 
单位:浙江大学医学院附属第一医院[1]  
文章号:W099112  
2014/5/8 17:48:51    
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    1913年Anitschkov首次报道了胆固醇导致粥样硬化,并提出在动脉粥样斑块中不仅含有脂质,而且有各种类型的细胞,平滑肌细胞,巨噬细胞与淋巴细胞等,但是当胆固醇导致粥样硬化的理论被认为是历史性的发现的同时,人们却遗忘了巨噬细胞与淋巴细胞的发现。   近25年来,国内外学者逐渐认识到粥样硬化发生的免疫机制。1986年,Jonasson研究发现在人体的动脉粥样硬化斑块聚集着大量T淋巴细胞,平滑肌细胞表面表达Ⅱ型移植抗原。
    1913年Anitschkov首次报道了胆固醇导致粥样硬化,并提出在动脉粥样斑块中不仅含有脂质,而且有各种类型的细胞,平滑肌细胞,巨噬细胞与淋巴细胞等,但是当胆固醇导致粥样硬化的理论被认为是历史性的发现的同时,人们却遗忘了巨噬细胞与淋巴细胞的发现。

  近25年来,国内外学者逐渐认识到粥样硬化发生的免疫机制。1986年,Jonasson研究发现在人体的动脉粥样硬化斑块聚集着大量T淋巴细胞,平滑肌细胞表面表达Ⅱ型移植抗原。之后一系列基因敲除的动脉粥样硬化动物模型实验证实初始免疫与被动免疫启动并调节着AS的发生与发展,并可以成为干预AS的一种手段。

  通常不是单一的免疫抗原导致AS,而是多种抗原在不同个体不同环境下起着作用,包括T-细胞依赖抗原与非T-细胞依赖抗原。氧化低密度脂蛋白作为一个自身修饰蛋白,是致AS的最主要的抗原,在人体与动物的斑块内都检测到氧化低密度脂蛋白及其氧化产物MDA修饰成分的抗体,从人体斑块内克隆T淋巴细胞对氧化低密度脂蛋白表现为MHCⅡ型依赖免疫反应。而微生物作为抗原,其在动脉粥样硬化机制中的促进还是抑制作用仍有争议。衣原体Chlamydia,疱疹Herpes和巨细胞病毒Cytomegalovirus被检测出,同时在病人的血中检测到抗体。

  树突状细胞(dendritic cells, DC)是目前为止发现的体内功能最强大的专职抗原呈递细胞(antigen-presenting cell, APC),能有效地摄取和处理抗原,并将抗原呈递给T淋巴细胞,从而激发初始免疫应答,其激活T淋巴细胞的作用是单核巨噬细胞或B淋巴细胞等APC的数十至数百倍,在免疫应答的诱导和调节中发挥关键作用。近来研究发现DC存在于正常动脉壁中,并且在AS病变部位数量增多,提示其在AS的发生发展中起着重要作用。

一、DC与AS

  1、DC与血管相关性淋巴样组织

  越来越多的证据表明,AS的发生与DC诱导的免疫反应非常相关。1997年,Wick提出AS发生的免疫假说:在正常动脉内膜的内皮下层和外膜层,散在分布着一些由免疫活性细胞和DC构成的细胞群,组成血管相关性淋巴样组织(vascular-associated lymphoid tissue, VALT),VALT的功能与黏膜相关性淋巴组织(mucosa-associated lymphoid tissue, MALT)类似,主要对其所在的微环境中可能有害的内源性或外源性抗原进行监视和筛查。有害抗原作用于VALT后,使之失衡而始动导致AS发生的免疫反应,而DC正处于这一免疫反应的中心环节。Millonig等进一步研究发现,构成VALT的单核细胞主要分布于承受较大血流动力学压力处(即易于发生AS病变的区域),这些细胞与一些细胞外基质蛋白,如Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、纤连蛋白、粘连蛋白等一起与存在于EC上的黏附分子相互作用,为AS的发生发展提供了必要条件。

  2、DC与易致AS区

  Lord等研究发现,在正常动脉壁中,易致AS病变区的血管DC较不易致AS病变区显著增多,在易发AS病变区,血管DC常形成细胞集簇。Millonig等在健康青年人的动脉内膜中也发现了DC。这些细胞与皮肤中郎格罕斯细胞(langerhans cells, LC)的数量相近,表型相似,在承受血液涡流压力较大处呈簇状集聚,并且与激活的T细胞和巨噬细胞共存,共存区高表达主要组织相容性复合物Ⅱ类分子(MHCⅡ),提示DC介导的免疫机制可能参与了AS的早期发病。

  3、DC与AS病变区

  在AS病变区可见大量DC,其数量较正常动脉壁显著增多,其中以脂纹和纤维斑块中最多。DC存在于斑块中丰富的T细胞之间,并通过其突起与T细胞接触联系,而不是简单地混合在一起。AS动物模型显示,APO-E基因敲除小鼠和高脂饮食大鼠的AS病变部位均有VDC的存在和聚集,并与T细胞、巨噬细胞共聚集分布。动脉壁中的血管DC与其他外周组织的DC一样,参与对血管壁中抗原的摄取和呈递作用。它们的迁移路线同皮肤中的LC相似,在摄取血管壁中的抗原后,DC通过回流进入局部淋巴结,在该处激活T淋巴细胞,介导初始免疫应答。但有一部分DC并不回流到淋巴结,而是在原地直接激活内膜中的T淋巴细胞。因此在AS斑块中,尤其是炎性浸润部位,常有血管DC和T淋巴细胞聚集成簇。在这些DC与T淋巴细胞共聚集的区域中,DC高表达黏附分子ICAM-1和VCAM-1,而ICAM-1与受体LFA-1及VCAM-1与受体VLA-4之间作用是T淋巴细胞活化所必须的共刺激信号。

  4、DC与AS斑块的恶化

  在AS斑块中,当DC数量显著增多且90%集中于斑块表面时,表示该AS斑块有恶化趋势。Yilmaz等有破裂倾向的颈动脉AS斑块研究发现,聚集于斑块表面的DC中70%表达DC活化的分子标志如CD83。若AS斑块中存在大量活化DC与T淋巴细胞共同形成的细胞集簇,提示该AS斑块有破裂倾向。

  Llodra等体内研究表明,在退化的AS斑块中单核细胞来源的免疫细胞迁出增多。相反,在进展期AS斑块区则迁出减少。提示AS斑块的恶化会导致动脉壁中单核细胞的聚集,伴随斑块中本身存在的单核细胞迁出减少,从而导致进展期AS斑块中单核细胞聚集显著增多。一项关于AS斑块中DC数量比较的研究显示,具有急性缺血症状的病人其AS斑块中的DC数量较无急性缺血症状的病人显著增加。另外,用他汀类治疗的病人其AS斑块中的DC数量较未用他汀类治疗的病人减少。体外实验证明,他汀类抑制DC的成熟及其抗原呈递功能,这可能是他汀类治疗AS的机制之一。最近,Ranjit等报道,不稳定性心绞痛的病人,其DC发生功能改变的共刺激分子CD86在不稳定性心绞痛的病人较健康者上调。同时,DC激活T细胞及释放细胞因子的能力也随之改变。因此,当AS斑块中活化DC数量显著增多,伴随其功能改变时,提示该AS斑块有破裂倾向。

二、DC与AS相关抗原、刺激因子

  1、DC与AS相关抗原

  目前研究表明多种致AS物质可能通过促进DC成熟而参与了AS的发生和发展过程:(1)氧化修饰的脂蛋白(oxLDL):体外研究表明,ox-LDL可促进单核细胞源性DC的成熟,且成熟DC能持续刺激T淋巴细胞的活化和增生。

  (2)新生抗原(如热休克蛋白,HSP):在AS进展期,多种细胞如单核细胞、巨噬细胞、平滑肌细胞和血管DC均可表达HSP70,但在AS早期阶段,仅有血管DC高度表达HSP70。这些高度表达的VDC同T淋巴细胞接触并且表达HLA-DR和CD1d等抗原呈递分子,表明HSP可能参与了血管DC对T细胞的活化作用。(3)尼古丁:Aricher等报道,尼古丁具有强烈的激活DC作用,可刺激DC共刺激分子CD86的表达,使其抗原呈递作用加强,经尼古丁处理的DC对T淋巴细胞的促增殖作用加强,且T淋巴细胞分泌细胞因子的能力提高。(4)微生物抗原:感染疱疹病毒、巨细胞病毒和肺炎衣原体抗原。

  2、同型半胱氨酸、DC与AS

  同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)是AS的独立危险因子。目前已知Hcy致AS发病的主要机制有损伤内皮细胞(Endothelial cell,EC)功能,诱导平滑肌细胞增殖,介导低密度脂蛋白的氧化修饰,激活血小板以及促进EC与白细胞相互作用等。我们研究发现Hcy能促进表面DC-SIGN蛋白的表达,DC-SIGN是DC表面特异性的黏附分子,EC表面的ICAM-2和T淋巴细胞表面的ICAM-3是它的特异性配体,分子之间的黏附在DC与EC、T淋巴细胞最初的接触中起重要作用,因此Hcy进一步促进了DC与活化EC黏附和迁移,促进DC激活T淋巴细胞。据此推测同型半胱氨酸以DC为媒介参与了动脉粥样硬化的发生与发展的免疫机制。

  3、血管紧张素Ⅱ、DC与AS

  血管紧张素Ⅱ(angiotensinⅡ,AngⅡ)可以诱导多种炎性因子的表达,参与AS发生和发展过程。DC表达血管紧张素原、血管紧张素转换酶、血管紧张素Ⅱ受体随其成熟而改变,推测RAS系统可能促进DC表达炎症因子。AngⅡ促进单核细胞向DC的分化,ARB氯沙坦能阻断这种作用而使单核细胞向巨噬样细胞分化。我们课题组研究发现血管紧张素Ⅱ能增加DC表面CD40的表达,但不是DC典型的成熟诱导剂。通过ATI受体,ERK1/2、p38信号通路以及NF-κB活化诱导DC分泌IL-6和TNF-α,促进MCP-1和MIP-1α的表达。通过AT2受体,ERK1/2、p38信号通路以及NF-κB活化,促进RANTES的表达。血管紧张素Ⅱ增强LPS诱导的对异种T淋巴细胞的增殖反应,增强LPS诱导的细胞因子分泌和趋化因子的表达,提示血管紧张素Ⅱ能增强LPS诱导的DC免疫功能。因此推测AngⅡ能作为致AS抗原物诱导DC的免疫成熟,从而增强激活T细胞的能力,促进斑块的形成。

三、DC和AS的防治

  目前AS作为一种自身免疫性疾病,与其他炎症免疫性疾病的防治一样,可以DC为靶点来抑制AS形成中有害的免疫应答。研究表明,在缺乏共刺激分子的情况下,树突状细胞关肽、肾上腺髓质素等对DC成熟的抑制作用,而内皮素则递呈MHC-抗原肽并不引起T细胞的激活,而是导致T细胞的促进DC迁移、成熟。我们课题组研究证实了黏附分子DC耐受。因此,我们可以应用DC在体外负载相应的AS抗原,SIGN在DC与EC相互黏附和迁移过程中可能发挥的作用,并同时抑制或阻断共刺激分子的表达,然后将这些DC回输到体且筛选得到了DC-SIGN特异性适体,DC-SIGN特异性适体内,使机体对该抗原产生特异性免疫耐受而抑制AS的发生。可抑制DC与EC的黏附和迁移,及DC诱导T淋巴细胞增殖。但是AS形成中,活化T淋巴细胞的确切抗原仍不十分清楚,随着研究的深入,尤其对DC相关的分子调控机制了解的只能将外周血中的DC置于含有AS斑块提取物的培养基中培养,使得DC在体外承载适当的抗原。

  另外研究发现一些药物可抑制DC的黏附、迁移、分化成熟,可能有助于防治AS。他汀类药物作为降脂的一类药物,能抑制DC的成熟及其抗原呈递功能,这可能是他汀类治疗AS的机制之一。有学者报道PPARγ激活剂环格列酮对LDL受体缺乏鼠治疗10周后,可明显减轻粥样斑块的病变面积,而PPARγ激活剂可抑制ox-LDL促DC成熟的作用,此可能为其抗AS机制之一。其他研究报道了阿斯匹林、降钙基因相关肽、肾上腺髓质素等对DC成熟的抑制作用,而内皮素则促进DC迁移、成熟。我们课题组研究证实了黏附分子DCSIGN在DC与EC相互黏附和迁移过程中可能发挥的作用,并且筛选得到了DC-SIGN特异性适体,DC-SIGN特异性适体可抑制DC与EC的黏附和迁移,及DC诱导T淋巴细胞增殖。

  随着研究的深入,尤其对DC相关的分子调控机制了解的增加,必将对AS发生机制研究与防治产生重要意义。

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作者简介
朱建华
单位:浙江大学医学院附属第一医院
简介:  教授、主任医师、博士生导师;国内著名心血管病专家。浙江大学附属第一医院心内科主任、心脏病中心主任
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