胞葬作用对动脉粥样硬化影响分析范文

当前以卒中为代表的心血管疾病已成为中国居民的首要死亡原因［1］。动脉粥样硬化是卒中发生的病理基础，血管内破碎的粥样斑块是导致卒中发生的直接原因［2］。动脉粥样斑块发生破裂源于粥样斑块稳定性降低。因此，研究粥样斑块稳定性的影响因素、寻找调节斑块稳定性的分子机制对于诊治动脉粥样硬化，以及预防卒中发生具有重要意义。粥样斑块主要由坏死核心和纤维帽构成，其稳定性由这两者动态平衡决定，在纤维帽较厚而坏死核心较小时，粥样斑块稳定性较强；反之则其稳定性下降。在进展期的斑块中，由凋亡细胞及其碎片聚集产生的坏死核心增大是导致斑块发生破裂的重要病理基础［3］，能否及时有效地清除凋亡细胞成为维持粥样斑块稳定的关键。胞葬作用（efferocytosis）是机体内一种吞噬细胞清除程序性死亡细胞的生理过程［4］。efferocytosis一词源于希腊语，意为将死尸带到坟墓。在生理状态下，健康人体内每秒都有数以百万计的细胞发生以凋亡为代表的细胞程序性死亡［5］，这种程序性死亡是机体维持正常功能的主要手段［4］。胞葬作用通过清除程序性死亡细胞，避免死亡细胞聚集和坏死成分释放，维持机体内稳态［6］。粥样斑块中的胞葬作用能够抑制凋亡细胞发生二次坏死，缩小坏死核心面积，是斑块稳定性的保护因素。

1胞葬作用概述

胞葬作用是由吞噬细胞与凋亡细胞协同完成的细胞功能。其起始于细胞凋亡后释放出“找到我”（findme）的信号分子，包括直接的配体分子如溶血磷脂酰胆碱、1－磷酸鞘氨醇等，以及间接的信号分子如CX3CL1蛋白［7］等。吞噬细胞接收到“找到我”的信号后，其表面的吞噬受体如Mer酪氨酸蛋白激酶受体（Mertk）［7］、低密度脂蛋白受体相关蛋白1（LRP1）［7］、清道夫受体1（SRB1）［8］等可直接与凋亡细胞表面的“吃掉我”（eatme）信号分子如磷脂酰丝氨酸、氧化磷脂［9］、钙网蛋白［10］等相连，同时也可由细胞外的桥接分子如乳脂球样表皮生长因子8（Mfge8）［11］、血清补体C1q［12］、转谷氨酰胺酶TG2［13］、人生长停滞特异性蛋白6（GAS6）［14］等将吞噬细胞与凋亡细胞相连，随后激活吞噬细胞的吞噬功能，吞噬细胞的表面分子如磷脂酰丝氨酸、氧化磷脂［9］等结合凋亡细胞，完成对凋亡细胞的清除。整个过程从凋亡细胞释放“找到我”信号分子，到桥接分子将吞噬细胞与凋亡细胞相连，凋亡细胞释放“吃掉我”信号分子与吞噬细胞表面吞噬受体连接，最终由吞噬细胞清除凋亡细胞。这一过程中有众多信号分子参与调控，以确保能够及时清除凋亡细胞而不损伤正常组织［15］。凋亡细胞表面表达和释放的信号分子决定了该细胞是否会被吞噬细胞标记为待清除细胞，并被吞噬细胞清除，这些信号分子和细胞外的胞葬桥接分子也成为调节胞葬作用能力的关键［3，16］。目前对人类动脉粥样硬化斑块标本的分析和动物模型实验均证实，有效的胞葬作用对清除斑块内坏死物质，抑制动脉粥样斑块增长和提高斑块稳定性有着不可替代的作用［17］。

2胞葬作用受损对动脉粥样斑块的影响

在正常情况下，细胞凋亡后会迅速被识别清除，这一过程在数分钟内即可完成［15］。在代谢较快的组织（如胸腺、骨髓等）中，采用末端脱氧核苷酸转移酶（TdT）标记法可寻获的凋亡小体极少［18］。而个别凋亡小体可见的研究［18］发现，凋亡小体通常在吞噬细胞附近，这种共定位的现象说明胞葬过程正在进行中。已有研究［3］证实，粥样斑块内胞葬效果仅相当于机体其他部分胞葬效果的5％；亦有研究［19］证实，粥样斑块发展至晚期，斑块内胞葬功能会受损。胞葬功能受损对粥样斑块的影响可体现在以下3方面：①胞葬受损导致更多巨噬细胞转化为泡沫细胞。在正常的胞葬过程中，由于细胞本身无法代谢脂质，吞噬细胞在吞噬凋亡细胞后可将吞入的脂质逆向转运至细胞外，从而维持吞噬细胞的正常功能并继续起到胞葬作用［20］。而在胞葬作用受损的情况下，吞噬细胞向细胞外转运脂质的通路受到抑制，导致吞噬了凋亡细胞的吞噬细胞转变为泡沫细胞，加速泡沫细胞的形成［17］。②胞葬受损抑制吞噬细胞功能。在正常的胞葬作用中，吞噬细胞在吞噬凋亡细胞后会分泌IL－10、TGF－β等［21］信号分子，避免炎症因子进一步聚集，将炎性反应控制在合理范围之内。胞葬作用可促进吞噬细胞对凋亡细胞内氧化性脂蛋白等各种有害因子的耐受能力［22］，避免吞噬细胞受损。在胞葬功能受损时，吞噬时引发大量炎性反应，但吞噬细胞本身无法处理吞入的有害因子，进而导致吞噬细胞功能减退。③胞葬受损导致凋亡细胞内抑制斑块稳定的细胞因子释放。在正常情况下，凋亡细胞会在细胞膜破损、细胞内物质外泄前被吞噬细胞迅速清除，这一机制确保凋亡细胞不会引发相关的免疫反应［4］。在胞葬功能受损时，凋亡细胞的细胞膜受损可导致细胞内的大量因子释放至细胞外［23］，其中包括可促进斑块内血管形成的斑块去稳定蛋白酶和血栓形成组织因子，这些因子均会导致粥样斑块稳定性降低。

3动脉粥样硬化引起胞葬能力受损的原因

目前对于动脉粥样斑块内胞葬能力受损的原因尚无定论。根据Thorp等［6］提出的猜想，动脉粥样斑块内坏死物质聚集的可能原因有3个：①斑块内出现大量凋亡；②斑块内巨噬细胞吞噬能力下降；③凋亡的血管细胞的可吞噬性降低。针对这一猜想，研究者为探究胞葬能力受损的原因进行了大量的研究。在正常情况下，斑块内的程序性死亡细胞会多于正常组织［24］，但大量实验均说明巨噬细胞的胞葬能力应足以迅速、完全地清除凋亡细胞［15］。在早期的动脉粥样斑块中，巨噬细胞的凋亡能够在一定程度上防止斑块的增大并提高斑块的稳定性［25］。而Clarke等［26］的研究证实，在正常血管组织内诱导细胞凋亡并不会引起不良后果，而在晚期的动脉粥样斑块内进行同样的实验则会导致斑块稳定性降低。因此，大量的细胞凋亡并非坏死物质在血管壁聚集的原因。众多研究结果表明，在动脉粥样硬化的病理条件下，吞噬细胞的工作效率有所下降，比如巨噬细胞的极化更倾向于促炎的M1型细胞，这使吞噬能力较强的M2型细胞比例减少［27］；树突状细胞在动脉粥样硬化的条件下吞噬能力也有所降低［28］；血管平滑肌细胞在接触氧化性脂质后会丧失吞噬能力［26］。上述结果表明，在动脉粥样硬化斑块中，吞噬细胞的绝对数量减少且吞噬能力下降。与机体其他组织的凋亡细胞相比，斑块内凋亡的平滑肌细胞被吞噬细胞识别且吞噬的能力下降明显。分析其主要原因如下。①患者本身的基因型易感动脉粥样硬化，如对遗传性冠状动脉粥样硬化患者的全基因组分析发现，其高致病性的等位基因可下降胞葬作用中重要的“吃掉我”信号分子钙网蛋白的表达水平［29］，这将导致大量凋亡的平滑肌细胞逃逸胞葬过程进而引起粥样斑块增大。②斑块内的炎性反应环境会影响胞葬相关信号分子的表达水平，如动脉粥样斑块中的TNF－α表达水平较高，其可上调胞葬作用“别吃我”分子白细胞分化抗原47（CD47）的表达水平［30］，而炎性反应相关的toll样受体信号会下调“吃掉我”受体配体Mfge8的表达水平［11］，并抑制“吃掉我”受体配体Mertk和LRP1等的活性［7］。胞葬能力下降导致的炎性反应物质不断累积，进一步影响了这些信号分子的表达并抑制胞葬作用［15］，从而形成恶性循环。③斑块内的氧化性低密度脂蛋白可直接导致斑块内凋亡细胞的可吞噬性降低［3］，如氧化性低密度脂蛋白可促进凋亡细胞分泌自身抗体，这些抗体能够覆盖凋亡细胞表面的“吃掉我”受体配体［31］；此外，氧化性低密度脂蛋白亦可竞争性结合SRB1［8］，使凋亡细胞难以被清除。总之，动脉粥样硬化斑块内胞葬作用下降主要是由吞噬细胞的吞噬水平降低和胞葬相关信号分子紊乱所致，而其他诸如遗传、免疫和炎性反应等方面的因素也值得学者作进一步的研究。

4胞葬作用

在动脉粥样硬化诊疗中的应用前景通过促进胞葬作用治疗动脉粥样硬化的机制主要是增加促胞葬作用分子的分泌［32］和改进吞噬细胞的吞噬能力［33］。调节胞葬相关信号分子的研究［30］如CD47抗体对CD47抑制效果的结果显示，CD47抗体疗法在一些情况下会引起噬红细胞作用和贫血发生，该不良反应可通过调整剂量来避免。如何在提高凋亡细胞被吞噬细胞识别并清除的同时，避免正常细胞被误伤依然是此类治疗方法需要关注的问题。药物涂层支架和纳米技术靶向治疗能够直接在病变部位给药以避免对健康组织造成损伤，可能是一个有效的解决方案。而提高吞噬细胞吞噬能力的研究则主要针对如何使巨噬细胞向抑炎型的M2型转化，如肝脏X受体（LXR）的特异性激动剂nagilactoneB就能够促进巨噬细胞的M2型极化并促进胞葬作用，减少斑块的形成和缩小其坏死核心的面积［34］。上述研究均证实，增强胞葬作用在抑制动脉粥样硬化和提高斑块稳定性方面具有积极的意义。因平滑肌细胞来源的巨噬细胞的信号通路与经典巨噬细胞不同，针对其在胞葬中作用的研究可能会发现新的治疗方法。动脉粥样硬化与肿瘤发病机制的相关性目前也得到了研究者们的重视，将肿瘤免疫相关的治疗方法应用于增强动脉粥样硬化中的胞葬作用将是重要的研究方向。此外，吸烟、高脂血症和血管血流的剪切力等传统的动脉粥样硬化高危因素可抑制胞葬作用［35］，而经典的抗动脉粥样硬化药物如他汀类药物和一些非甾体类过氧化物酶体增殖物受体（PPAR）γ激动剂可增强斑块内的胞葬作用［35］。因此，对于传统高危因素的防控和对经典药物的老药新用均可增强粥样斑块中的胞葬作用。综上所述，胞葬作用在动脉粥样硬化中的重要病理意义已得到学术界的认可，相信随着相关研究的进一步深入，以增强胞葬作用为目标的新疗法将会不断涌现，为动脉粥样硬化患者的诊治提供帮助。

参考文献

［1］中华人民共和国卫生部．2010中国卫生统计年鉴［Z］．北京：中国协和医科大学出版社，2010．

作者：杨復唐 廖明芳 曲乐丰 单位：上海长征医院血管外科