CD147在動(dòng)脈粥樣硬化中作用的研究進(jìn)展

李 蓉綜述 蔡 輝審校

CD147在動(dòng)脈粥樣硬化中作用的研究進(jìn)展

李 蓉1綜述 蔡 輝2審校

本文2010—12—09收到，2011—01—31修回，2011—02—05接受

細(xì)胞外基質(zhì)金屬蛋白酶誘導(dǎo)劑（Extracellular Matrix Metalloproteinase Inducer，EMMPRIN）-CD147分子是一種高度糖基化的跨膜糖蛋白，屬免疫球蛋白超家族成員，由Biswas等［1］首次發(fā)現(xiàn)并將其命名為腫瘤細(xì)胞介導(dǎo)的膠原酶激活因子（Tumor Cell Collagenase Stimulatoty Factor，TCSF）。近來(lái)研究發(fā)現(xiàn)CD147在單核細(xì)胞分化為巨噬細(xì)胞過(guò)程中表達(dá)上調(diào)，誘導(dǎo)分泌基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs），促進(jìn)單核細(xì)胞的分化和遷移［2］；并介導(dǎo)動(dòng)脈粥樣硬化（AS）進(jìn)程中的細(xì)胞激活和分化、血小板活化、粥樣斑塊不穩(wěn)定、血管新生等多種病理過(guò)程，從而促進(jìn)AS的發(fā)生與發(fā)展。本文就CD147促進(jìn)AS的病理機(jī)制作一綜述。

1 CD147的結(jié)構(gòu)和生物活性

CD147分子量50～60k Da，為單次I型跨膜糖蛋白，基因定位于19p13.3，編碼區(qū)編碼269個(gè)氨基酸殘基，CD147在細(xì)胞外有2個(gè)免疫球蛋白區(qū)域，由胞質(zhì)區(qū)域和跨膜區(qū)域組成，位于C端的免疫球蛋白區(qū)域與MHC II類(lèi)分子的可變區(qū)和β鏈有一定同源性。CD147胞質(zhì)區(qū)短，由40個(gè)氨基酸殘基組成，跨膜區(qū)伸展的29個(gè)氨基酸在人、鼠、雞高度保守，其疏水序列中含有帶電的谷氨酸和亮氨酸拉鏈［3～5］，提示其可能參與蛋白—蛋白相互作用。近來(lái)應(yīng)用黏附、免疫共沉淀等研究方法顯示，CD147可與親環(huán)素A和親環(huán)素B（CyPA、CyPB）等相互作用，共同傳遞信號(hào)，介導(dǎo)廣泛生物學(xué)功能［3，6］。CD147在細(xì)胞外區(qū)域還含有3個(gè)Asn糖基化位點(diǎn)，用內(nèi)切糖苷酶F處理后可產(chǎn)生分子量為28～58kDa的CD147分子，提示CD147分子的N端高度糖基化，并且糖基化程度決定其激活MMPs的能力，而純化的去糖基化的CD147分子不能誘導(dǎo)MMPs分泌［4］。

CD147在體內(nèi)廣泛表達(dá)于造血及非造血細(xì)胞，并參與多種疾病發(fā)生、發(fā)展的病理過(guò)程，如AS病理過(guò)程中的細(xì)胞分化遷移、粥樣斑塊不穩(wěn)定等。免疫組織化學(xué)分析顯示在人AS斑塊處有CD147與CyPA共同存在和相互作用，形成炎癥反應(yīng)的始發(fā)因素，通過(guò)白細(xì)胞聚集在病變組織中促進(jìn)炎癥發(fā)展，刺激MMPs分泌；利用siRNA技術(shù)抑制CD147表達(dá)后，可在細(xì)胞分化過(guò)程中阻止 MMPs表達(dá)上調(diào)［4］。提示CD147作為CyPA受體和EMMPRIN，在AS發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中有重要作用。

2 CD147參與細(xì)胞激活和分化對(duì)AS的作用

AS是一種慢性炎癥反應(yīng)過(guò)程，其各種病理改變可認(rèn)為是慢性炎癥的不同階段，各種細(xì)胞的反應(yīng)與炎癥過(guò)程相似，被認(rèn)為是一種機(jī)體對(duì)損傷的反應(yīng)。內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞通過(guò)多種細(xì)胞因子的自分泌和旁分泌作用，構(gòu)成了復(fù)雜的細(xì)胞間相互聯(lián)系及作用的網(wǎng)絡(luò)。T淋巴細(xì)胞作為一種輔助作用的細(xì)胞，可引起AS過(guò)程中的免疫反應(yīng)，促進(jìn)AS的形成和發(fā)展；而CD147在各種細(xì)胞激活和分化中起一定作用而參與AS的形成。

CD147在AS早期單核細(xì)胞遷移、分化時(shí)非常重要，單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和泡沫細(xì)胞表達(dá)CD147可刺激MMPs產(chǎn)生，單核細(xì)胞分化過(guò)程中上調(diào)CD147表達(dá)，荷脂巨噬細(xì)胞減少細(xì)胞膜CD14表達(dá)，上清液中增加 MMP-2、MMP-9和可溶性的CD147表達(dá)水平，荷脂的泡沫細(xì)胞不影響CD147 mRNA表達(dá)，但和未分化的單核細(xì)胞相比，CD147 mRNA明顯增加，并且此增加量足以使分化的巨噬細(xì)胞在成熟期發(fā)揮特殊功能［2，8］。Haug等［9］研究發(fā)現(xiàn)在培養(yǎng)的人冠狀動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞可表達(dá)CD147，氧化型低密度脂蛋白刺激細(xì)胞后顯著增加可溶性CD147、MMP-1、MMP-2表達(dá)，并且 MMP-1、MMP-2可促進(jìn)可溶性CD147從細(xì)胞上分離，而可溶性CD147又顯著增加人冠狀動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞MMP-1、MMP-2的表達(dá)，如此惡性循環(huán)使MMPs通過(guò)誘導(dǎo)平滑肌細(xì)胞遷移和增殖及加速細(xì)胞外基質(zhì)降解，從而在AS斑塊發(fā)展、新內(nèi)膜形成及斑塊破裂中發(fā)揮重要作用。

CyPA是一種在生物界廣泛存在、高度保守的蛋白質(zhì)，具有肽酰脯氨酰順?lè)串悩?gòu)酶，有多種生物學(xué)活性，是一種影響AS進(jìn)展的特異性活性氧介質(zhì)調(diào)節(jié)因子，即氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的分泌因子，對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞、單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、T細(xì)胞等有潛在的化學(xué)趨化作用［10］。CD147作為人白細(xì)胞胞外CyPA主要的信號(hào)受體，炎癥組織中白細(xì)胞CD147的表達(dá)增加即與CyPA和CD147的相互作用有關(guān)。利用抗CD147單克隆抗體阻止CyPA-CD147相互作用，可減少病變組織中炎性細(xì)胞聚集［11］、抑制CyPA誘導(dǎo)Jurkat細(xì)胞擴(kuò)增、激活和趨化作用［12］。

3 CD147參與血小板活化對(duì)AS的作用

血小板不僅參與進(jìn)展期斑塊的血栓事件如急性心肌梗死（AMI），而且參與粥樣斑塊的起源和發(fā)病機(jī)制［13］?；罨“逋ㄟ^(guò)P-選擇素黏附并活化白細(xì)胞，特別是單核細(xì)胞，活化的白細(xì)胞能表達(dá)P—選擇素糖蛋白配體-1（PSGL-1）和整合素Mac-1，分別與活化血小板表面的P-選擇素和糖蛋白Ib（GP Ib）相結(jié)合，形成“血小板—白細(xì)胞聚合物”；活化血小板還能釋放多種促炎癥細(xì)胞因子，如CD40L和白介素-1β（IL-1β）等促使內(nèi)皮細(xì)胞活化，活化的內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)P—選擇素和細(xì)胞間黏附分子-1（ICAM-1）與白細(xì)胞表達(dá)的 PSGL-1和Mac-1相結(jié)合，進(jìn)一步加強(qiáng)白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞之間的黏附反應(yīng)［14］。因此，血小板與白細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞之間的相互作用對(duì)血栓形成和炎癥反應(yīng)起重要作用，從而加速AS病理進(jìn)程。

近來(lái)體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CD147也表達(dá)于血小板上，與傳統(tǒng)血小板活化標(biāo)志物如CD62P、血小板相關(guān)補(bǔ)體-1（PAC-1）和白細(xì)胞上CD147表達(dá)相關(guān)［15］。血小板活化后CD147表達(dá)水平上調(diào)，電子顯微鏡和蔗糖梯度超速離心分析顯示CD147位于血小板開(kāi)放管道系統(tǒng)α顆粒中。重組的CD147-Fc可誘導(dǎo)血小板表面表達(dá)CD40L和P-選擇素，提示CD147-FC相互作用激活血小板。血小板和單核細(xì)胞共同孵育可誘導(dǎo)單核細(xì)胞CD147介導(dǎo)的核因子—κB（NF-κB）途徑激活，并伴有MMP-9和促炎因子IL-6、腫瘤壞死因子—α（TNF-α）及抗炎因子IL-10分泌增加，這與心肌梗死（MI）時(shí)單核細(xì)胞表面CD147表達(dá)增加，血漿中IL-6、TNF-α、IL-10水平升高相一致，提示CD147可增強(qiáng)NF—κB途徑相關(guān)的炎癥細(xì)胞活性。表明CD147是血小板表面新的受體，血小板活化時(shí)表達(dá)增加；血小板與單核細(xì)胞相互作用，通過(guò)CD147刺激單核細(xì)胞NF-κB炎性途徑，分泌MMPs和炎性因子［16］，加速血管炎性改變和AS。

4 CD147調(diào)節(jié)MMPs分泌在AS斑塊穩(wěn)定性中的作用

AS病變形成后是否導(dǎo)致臨床癥狀的出現(xiàn)，不僅取決于動(dòng)脈管腔的狹窄程度，更重要的是斑塊是否穩(wěn)定，是否有血栓形成。不穩(wěn)定性斑塊易于破裂或表面破損，引發(fā)急性血栓形成導(dǎo)致不完全或完全性管腔阻塞，表現(xiàn)為急性冠狀動(dòng)脈綜合征（ACS），其臨床表現(xiàn)為不穩(wěn)定性心絞痛、AMI或猝死。粥樣斑塊核心的組成和體積、纖維帽的強(qiáng)度、單核／巨噬細(xì)胞等炎性細(xì)胞的浸潤(rùn)情況等決定了粥樣斑塊本身的性質(zhì)，不穩(wěn)定斑塊為偏心性斑塊，有一個(gè)大的脂質(zhì)核心（大于斑塊面積的40%）和薄的纖維帽，其肩部富含炎性細(xì)胞（包括巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞和肥大細(xì)胞），易于發(fā)生破裂而形成血栓［14］。大量實(shí)驗(yàn)和臨床研究已表明MMPs在進(jìn)展性粥樣斑塊和斑塊破裂繼發(fā)的急性心血管事件如ACS中有重要作用，特別是血管壁存在的單核細(xì)胞I型 MMP（MTI-MMP）、MMP-2、MMP-7、MMP-9與不穩(wěn)定性斑塊密切相關(guān)［17］，MMPs導(dǎo)致組成纖維帽的細(xì)胞外基質(zhì)降解、強(qiáng)度減小被認(rèn)為是斑塊纖維帽變薄易破裂的主要原因。

Schmidt等［18］實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) AMI患者的CD147和 MT1-MMP表達(dá)增加，通過(guò)細(xì)胞間相互作用，CD147可刺激單核細(xì)胞 MMP-9和血管平滑肌細(xì)胞 MMP-2的分泌，表明CD147在AS斑塊破裂中對(duì)MMP的活性調(diào)節(jié)起主要作用。內(nèi)皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞表達(dá)CD147和CyPA，刺激巨噬細(xì)胞上表達(dá)的CD147可誘導(dǎo)細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK）和NF-κB途徑激活，導(dǎo)致MMP-9表達(dá)水平升高，降解細(xì)胞外基質(zhì)，增加AS斑塊不穩(wěn)定性［7］。CD34＋祖細(xì)胞分化進(jìn)展為泡沫細(xì)胞過(guò)程中 CD147、MTI-MMP、MMP-9表達(dá)水平上調(diào)，促進(jìn)MMP-9分泌。CyPA抑制劑可減少細(xì)胞分化過(guò)程中MMP-9表達(dá)，利用siRNA技術(shù)抑制CD147表達(dá)，可阻止細(xì)胞分化過(guò)程中 MMPs（MTI-MMP、MMP-9）、巨噬細(xì)胞集落刺激因子表達(dá)上調(diào)，提示CyPA／CD147的激活途徑在促進(jìn)AS斑塊易損性中有重要作用［19］。Yoon等［20］研究發(fā)現(xiàn)頸動(dòng)脈粥樣斑塊有CD147表達(dá)，并且骨髓單核細(xì)胞也表達(dá)CD147，CD147與MMPs和金屬蛋白酶組織抑制劑共同存在于AS病變組織中。促進(jìn) AS的炎性因子 TNF—α、IL-β、IL-6可刺激巨噬細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞表達(dá)MMPs，用炎性因子培養(yǎng)單核細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)CD147和MMPs表達(dá)均增加，推測(cè)炎性因子可調(diào)節(jié)CD147表達(dá)，從而控制斑塊的穩(wěn)定性。

近來(lái)研究表明感染可能導(dǎo)致血管壁上脂質(zhì)代謝紊亂，刺激細(xì)胞對(duì)低密度脂蛋白—膽固醇（LDL-C）的吞噬，從而誘發(fā)和促進(jìn)AS病變，其中肺炎衣原體感染可能是AS發(fā)生的重要因素，并與CD147有一定相關(guān)關(guān)系。肺炎衣原體通過(guò)CD147依賴(lài)途徑直接誘導(dǎo)單核細(xì)胞MMPs激活，釋放炎性因子如IL-6、IL-1β，間接刺激血管平滑肌細(xì)胞誘導(dǎo) MMPs活性［17］。Choi等［21］實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在 AS斑塊中 EMMPRIN、MT1-MMP、MMP-2、MMP-9免疫活性增加，并且巨噬細(xì)胞／單核細(xì)胞對(duì)肺炎衣原體的免疫反應(yīng)最為顯著。蛋白免疫印跡法分析顯示在感染肺炎衣原體的AS組織中，EMMPRIN、MMP-2含量顯著增高，表明感染肺炎衣原體的AS斑塊可通過(guò)CD147上調(diào)MMPs，這也可解釋肺炎衣原體在AS進(jìn)展和不穩(wěn)定性斑塊中的作用。

CD147通過(guò)誘導(dǎo)MMPs分泌，使細(xì)胞外基質(zhì)合成和降解失衡，削弱斑塊纖維帽，使斑塊易于破裂，在AS病程進(jìn)展和斑塊不穩(wěn)定性中發(fā)揮重要作用，干預(yù)CD147的表達(dá)可有效阻止斑塊破裂，減少ACS或猝死發(fā)生［22］。研究表明siR-NA技術(shù)、他汀類(lèi)藥物、過(guò)氧化物酶增生物激活受體—α（PPAR-α）和PPAR—γ激動(dòng)劑可減少巨噬細(xì)胞或泡沫細(xì)胞表達(dá)CD147，從而下調(diào) MMPs活性，延緩 AS病理改變［23，24］。

5 CD147調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子和參與血管新生對(duì)誘發(fā)斑塊破裂的作用

近來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，粥樣硬化病變局部的內(nèi)膜常出現(xiàn)病理性新生血管，多見(jiàn)于不穩(wěn)定斑塊富含炎細(xì)胞的肩部和纖維帽，炎細(xì)胞可以產(chǎn)生細(xì)胞因子，激活巨噬細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞并使其生成MMPs，導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定。目前研究CD147與腫瘤血管新生的關(guān)系較多，CD147可上調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞缺氧誘導(dǎo)因子-2α、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）、VEGF受體-2（VEGFR-2）水平，直接調(diào)節(jié)血管新生過(guò)程，促進(jìn)腫瘤浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移［25，26］。Chen等［27］研究發(fā)現(xiàn) CD147在活化的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（HUVECs）中顯著上調(diào)，并伴有促血管生長(zhǎng)因子水平增加，如VEGF、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子、表皮生長(zhǎng)因子、胰島素樣生長(zhǎng)因子。CD147通過(guò)PI3K-Akt信號(hào)途徑促進(jìn)HUVECs增殖、遷移和MMPs分泌，防止細(xì)胞凋亡，從而調(diào)節(jié)血管新生。這表明CD147不僅是MMPs誘導(dǎo)劑，也是血管發(fā)生增強(qiáng)子。病理性血管新生發(fā)生于炎癥等病理過(guò)程，而AS是一種慢性炎癥疾病，炎癥反應(yīng)伴隨其整個(gè)病理過(guò)程，在粥樣斑塊中已發(fā)現(xiàn)CD147存在，推測(cè)CD147可能參與AS進(jìn)程中的血管新生過(guò)程，并促進(jìn)AS的發(fā)展和斑塊破裂，但國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究甚少，有待進(jìn)一步證實(shí)。

6 前景展望

CD147作為一種廣泛分布于體內(nèi)的跨膜蛋白，在AS病理過(guò)程中的細(xì)胞激活和分化、血小板活化、粥樣斑塊穩(wěn)定性等方面發(fā)揮著重要作用，并與AS血管新生有一定相關(guān)關(guān)系。作為一種治療AS的藥物作用靶點(diǎn)，阻斷CD147能否延緩AS進(jìn)程和防止斑塊破裂有待進(jìn)一步研究。深入研究并揭示CD147在AS發(fā)展過(guò)程中的作用，可完善AS的發(fā)病機(jī)制，并為研發(fā)治療AS新藥及尋找新的基因治療手段提供新的線索。

本文第一作者簡(jiǎn)介：

李 蓉（1986～），女，漢族，碩士研究生，研究方向：動(dòng)脈粥樣硬化

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R541.4；Q55

A

1005—1740（2011）02—0068—04

1南方醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，南京軍區(qū)南京總醫(yī)院，郵政編碼 南京210002；2南京軍區(qū)南京總醫(yī)院中西醫(yī)結(jié)合科