動(dòng)脈粥樣硬化的氧化應(yīng)激與炎癥

動(dòng)脈粥樣硬化的氧化應(yīng)激與炎癥

隨著自由基生物學(xué)和自由基醫(yī)學(xué)的發(fā)展，許多科學(xué)家在20世紀(jì)80年代初探討了動(dòng)脈硬化（as）與生命氧氣（as）之間的關(guān)系，并提出了as的生態(tài)氧機(jī)制。1999年Ross提出As是一種炎癥性疾病。近年來從信號(hào)傳導(dǎo)和基因調(diào)控水平的研究揭示氧化應(yīng)激和炎癥是As發(fā)生的兩個(gè)關(guān)鍵成分,是As從脂肪條紋形成到斑塊破裂和血栓形成這一發(fā)展過程的主要因素。這兩個(gè)看似不相關(guān)的獨(dú)立致病因素是相互調(diào)控,共同存在,相伴而行的。同時(shí)揭示,活性氧是As炎癥發(fā)生的始動(dòng)因素,活性氧及其修飾低密度脂蛋白(lowdensitylipoprotein,LDL)形成的氧化型低密度脂蛋白(oxidizedLDL,ox-LDL)是內(nèi)皮損傷和誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞促炎癥細(xì)胞因子和促炎癥分子表達(dá)的主要原因。As發(fā)生的危險(xiǎn)因子,如糖尿病、高血壓、高血脂、肥胖、高同型半胱氨酸血癥及吸煙等,都存在活性氧的過量產(chǎn)生或誘導(dǎo)活性氧生成。1血管壁細(xì)胞生成活性氧越來越多的事實(shí)說明,在As和急性冠狀動(dòng)脈綜合征有關(guān)的心血管功能障礙的發(fā)生和發(fā)展中,氧化應(yīng)激起主要作用。氧化應(yīng)激是過量的活性氧與內(nèi)源性清除活性氧的抗氧化系統(tǒng)間失去平衡?；钚匝鯇Σ煌?xì)胞有不同的功能效應(yīng)。As主要是血管性病變。在血管細(xì)胞中最重要的活性氧是超氧陰離子自由基O2-·,其是由單價(jià)還原氧生成的。雖然O2-·對血管本身無作用,但主要是由它生成的其它活性氧。如超氧化物歧化酶歧化O2-·生成較穩(wěn)定的活性氧H2O2,H2O2能與還原性過度金屬反應(yīng)生成高活性的羥自由基·OH,它還能被髓過氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)代謝生成活性氧次氯酸HOCl。事實(shí)上所有的血管細(xì)胞都能產(chǎn)生O2-·和H2O2。血管壁細(xì)胞生成活性氧酶包括NADPH氧化酶家族、黃嘌呤氧化酶和NO合酶,以及線粒體氧化反應(yīng)時(shí)漏出的活性氧。單核/巨噬細(xì)胞由于受內(nèi)皮細(xì)胞釋放的趨化因子的作用,在血管內(nèi)膜下積聚,單核/巨噬細(xì)胞的吞噬型還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(reducedformofnicotinamide-ademinedinucleotidephosphate,NADPH)氧化酶的呼吸爆發(fā)生成的活性氧也參與血管壁損傷,特別是斑塊的形成、破裂與血栓形成?；钚匝跄芙閷?dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞表型調(diào)節(jié)如生長、凋亡和存活。1.1活性氧的作用機(jī)制活性氧影響內(nèi)皮的很多功能,內(nèi)皮依賴的血管擴(kuò)張,由于血管壁失去NO生物活性而受損,活性氧引起內(nèi)皮細(xì)胞凋亡、增加單核細(xì)胞粘附和在血管生成中起作用。(1)損傷內(nèi)皮依賴的血管擴(kuò)張:動(dòng)物模型中,在很多疾病的情況下,內(nèi)皮功能障礙與活性氧增加有關(guān)。由于O2-·滅活NO,重要的是超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)能改善高膽固醇動(dòng)物內(nèi)皮依賴性血管擴(kuò)張,血管緊張素Ⅱ輸注和去氧皮質(zhì)酮醋酸鹽致的內(nèi)皮功能障礙或心力衰竭可被SOD逆轉(zhuǎn)。此外GPx雜合子缺失導(dǎo)致內(nèi)皮依賴的血管擴(kuò)張受損。因?yàn)镚Px是負(fù)責(zé)去除過氧化物,這些資料說明除了O2-·外其它活性氧也調(diào)控血管運(yùn)動(dòng)功能。(2)誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡:內(nèi)皮損傷或暴露于O2-·和H2O2誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡,導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞喪失,造成As發(fā)生和促凝血狀態(tài)。ox-LDL、血管緊張素Ⅱ、高葡萄糖和腫瘤壞死因子α(tumornecrosisfactorα,TNFα)致的內(nèi)皮細(xì)胞凋亡,能被SOD、過氧化氫酶(catalase,CAT)和抗氧化劑N-乙酰氨基半乳糖(N-acetylgalactosamine,NAC)和維生素抑制。這些資料說明,活性氧對不同種類刺激劑誘導(dǎo)的凋亡機(jī)制有調(diào)控作用。內(nèi)皮細(xì)胞從細(xì)胞外基質(zhì)脫落,這是另一類型的細(xì)胞程序性死亡稱為Anoikis,這一過程也是與細(xì)胞內(nèi)活性氧增加有關(guān),可能是通過線粒體,這種凋亡能被NAC和黃素蛋白酶如NADPH氧化酶抑制劑(diphenyleneiodonium,DPI)抑制。(3)誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子表達(dá):內(nèi)膜在正常情況下,存在無炎癥的表面,但很多促炎癥因子刺激劑誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子表達(dá),導(dǎo)致單核細(xì)胞粘附和最終形成As損傷。血管內(nèi)皮粘附分子1和細(xì)胞間粘附分子1的表達(dá)是活性氧依賴的。IL-1和TNFα誘導(dǎo)VCAM-1基因表達(dá)能被抗氧化劑(pyrrolidinedithiocarbamate,PDTC)和NAC抑制。此外,由振蕩切變力應(yīng)激誘導(dǎo)的VCAM-1和ICAM-1表達(dá)也能被NAC抑制。總之這些結(jié)果說明活性氧促發(fā)炎癥細(xì)胞粘附。(4)血管新生:血管新生不僅對生理過程,如胚胎發(fā)育和創(chuàng)傷修復(fù),而且對病理過程如癌癥、糖尿病視網(wǎng)膜病和As的發(fā)生是重要的。內(nèi)皮細(xì)胞遷移、增殖和血管形成都是血管生成過程的必須事件,活性氧可能直接參與這些機(jī)制,因?yàn)橐阎狧2O2誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞增殖和遷移,以及介導(dǎo)淋巴細(xì)胞激活的血管形成。活性氧也作為血管生長因子如血管內(nèi)皮生長因子(vascularendothelialgrouthfactor,VEGF)的介導(dǎo)劑。血管平滑肌細(xì)胞很多功能也依賴活性氧的生成。這些過程研究得最清楚的是細(xì)胞生長,但活性氧也涉及平滑肌細(xì)胞遷移,以及炎癥介導(dǎo)劑和基質(zhì)成分表達(dá)。此外,活性氧還參與血管平滑肌細(xì)胞收縮。(1)血管平滑肌細(xì)胞(vascularsmoothmusclecell,VSMC)生長:合成性VSMC的表型已發(fā)生改變,有利于生長,見于血管病,如高血壓、As和氣囊血管成行術(shù)后再狹窄。活性氧生成參與很多導(dǎo)致肥大和增殖性VSMC生長。已知血管活性肽血管緊張素Ⅱ(angiotensinⅡ,AngⅡ)能誘導(dǎo)VSMC肥大。事實(shí)證明活性氧參與VSMC肥大反應(yīng)。AngⅡ誘導(dǎo)VSMC肥大能被CAT和反義p22phox抑制,由此,提出在VSMC生長反應(yīng)中有NADPH氧化酶衍生的活性氧?；钚匝跻步閷?dǎo)激動(dòng)劑血小板源生長因子(platelet-derivedgrowthfactor,PDGF)和凝血酶致的增殖反應(yīng)。H2O2本身誘導(dǎo)VSMC增殖,雖然這效應(yīng)主要依賴于細(xì)胞暴露于H2O2濃度。此外,PDGF和凝血酶致VSMC增殖需要H2O2生成,因?yàn)檫@種VSMC增殖被CAT、NAC或DPI抑制。內(nèi)源性產(chǎn)生的H2O2對調(diào)節(jié)VSMC成活和增殖也是重要的,因?yàn)镃AT過表達(dá)抑制平滑肌細(xì)胞基礎(chǔ)增殖,同時(shí)增加細(xì)胞凋亡速率。(2)VSMC遷移:VSMC遷移是血管性疾病發(fā)生的主要病變之一。已知PDGF誘導(dǎo)的VSMC趨化性能被CAT表達(dá)抑制,PDGF誘導(dǎo)VSMC遷移被NAC、DPI和Ebselen,以及顯性-負(fù)性Rac抑制,說明通過NADPH氧化酶生成的O-2·是激動(dòng)劑刺激VSMC遷移的關(guān)鍵。搞清負(fù)責(zé)活性氧依賴的VSMC遷移的主要信號(hào)傳導(dǎo)分子將有很大意義。(3)基質(zhì)的調(diào)控:在生理和病理性血管重建中基質(zhì)金屬蛋白酶(matrixmetalloproteinases,MMP)降解和重組細(xì)胞外基質(zhì)是重要事件。最近研究顯示MMP活性能被活性氧調(diào)節(jié)。VSMC分泌MMP-2和Pro-MMP-9是由活性氧激活的。MPO衍生的HOCl通過半胱氨酸殘基氧合作用,激活MMP-7,這機(jī)制不同于已知的MMP前酶蛋白能裂解。MMP基因表達(dá)也受活性氧調(diào)控。機(jī)械伸長VSMC,MMP-2mRNA含量增加,這時(shí)肌細(xì)胞處于NADPH氧化酶衍生的活性氧敏感狀態(tài)。因此,活性氧在多個(gè)水平上調(diào)節(jié)基質(zhì)重建。1.2nadph氧化酶活性氧是血管細(xì)胞重要的信號(hào)分子,NADPH氧化酶是血管細(xì)胞生成活性氧的重要來源。血管細(xì)胞的血管型NADPH氧化酶是組成性激活,在基礎(chǔ)條件下產(chǎn)生低水平的活性氧,但對刺激劑如生長因子和細(xì)胞因子則顯示較高水平的反應(yīng)。血管型NADPH氧化酶結(jié)構(gòu)類似于但又不同于吞噬細(xì)胞的吞噬型NADPH氧化酶。NADPH氧化酶是由多個(gè)亞單位組成。這些亞單位包括與膜結(jié)合的細(xì)胞色素b558樣的分子,其負(fù)責(zé)電子從NADPH轉(zhuǎn)移至O2,產(chǎn)生O-2·。這個(gè)色素由p22phox和黃素蛋白gp91phox或它的一個(gè)同源物構(gòu)成。兩個(gè)胞漿亞單位p47phox和p67phox,以及小G蛋白R(shí)ac也起調(diào)控作用。血管型NADPH氧化酶存在于整個(gè)血管壁細(xì)胞,內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和成纖維細(xì)胞。血管型NADPH氧化酶與吞噬型NADPH氧化酶不同,gp91phox(NOX2)同源物NOX1、NOX3、NOX4和NOX5在非吞噬型NADPH氧化酶中存在。這些同源物與gp91phox一樣都具有NADPH、黃素蛋白結(jié)合位點(diǎn)和血紅素結(jié)合組氨酸。平滑肌細(xì)胞NOX1和NOX4的表達(dá)明顯高于gp91phox,內(nèi)皮細(xì)胞p67phox和gp91phox的表達(dá)遠(yuǎn)較吞噬細(xì)胞為低,說明gp91phox表達(dá)的調(diào)控可能決定內(nèi)皮細(xì)胞NADPH氧化酶生成O-2·的能力。雖然血管壁的很多細(xì)胞能產(chǎn)生O-2·,但在As損傷部位單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞NADPH氧化酶可能是生成O-2·的重要源。在人冠狀動(dòng)脈粥樣硬化斑塊易受損的肩區(qū)顯示gp91phox廣泛表達(dá),這與巨噬細(xì)胞定位相一致。此外,當(dāng)斑塊期時(shí)NOX4表達(dá)上調(diào),在晚期損傷時(shí)表達(dá)減輕。這些酶系統(tǒng)的功能意義由動(dòng)物實(shí)驗(yàn)得到證實(shí)。在apoE敲除(載脂蛋白E-/-)小鼠,p47pho基因缺失,與apoE-/-小鼠相比,使降主動(dòng)脈的損傷面積降低,這說明NADPH氧化酶衍生的活性氧是As損傷形成所必要的。對As和非As冠狀動(dòng)脈NADPH氧化酶的關(guān)鍵性成分p22phox表達(dá)研究揭示,As動(dòng)脈p22phox表達(dá)明顯增加,橫跨血管壁。隨著病變進(jìn)展,p22phox表達(dá)增加。同時(shí)對冠狀動(dòng)脈NOX家族蛋白測定發(fā)現(xiàn)gp91phox、p22phox和新NOX蛋白細(xì)胞型特異性表達(dá)與As病變嚴(yán)重性相關(guān)。p22phox在所有類型細(xì)胞中高表達(dá),而gp91phox在巨噬細(xì)胞最豐富,平滑肌細(xì)胞和成纖維細(xì)胞gp91phox表達(dá)明顯較低,NOX4在非吞噬細(xì)胞高水平表達(dá),但NOX1在各型細(xì)胞中則是低水平表達(dá)。對穩(wěn)定型和不穩(wěn)定型心絞痛患者冠狀動(dòng)脈切除樣品中NADPH氧化酶的功能作用研究顯示,活性氧含量與p22phox和ox-LDL的分布密切相關(guān),以及活性氧不僅由炎癥細(xì)胞產(chǎn)生,而且由平滑肌細(xì)胞和成纖維細(xì)胞產(chǎn)生。因此,在冠狀動(dòng)脈基于p22phox的NADPH氧化酶生成的活性氧可能介導(dǎo)LDL的氧化修飾。不穩(wěn)定型心絞痛患者冠狀動(dòng)脈生成的活性氧明顯較穩(wěn)定型心絞痛患者高。在不穩(wěn)定型心絞痛患者NADPH氧化酶引起氧化應(yīng)激增加,可能對As斑塊的易損性起重要作用,As斑塊的穩(wěn)定性主要依賴于它的纖維帽結(jié)構(gòu)的完整性,MMP,鋅依賴蛋白家族,其功能是更新細(xì)胞外基質(zhì)蛋白成分,在冠狀動(dòng)脈能被NADPH氧化酶生成的活性氧激活,它們的激活貢獻(xiàn)于急性冠狀動(dòng)脈綜合征的發(fā)病。在某些情況下,NO合酶(NOS)除了能生成NO外還能生成O2-·。NOS利用L-精氨酸作為基質(zhì),在四氫生物蝶呤(tetrahydrobiopterin,BH4)調(diào)節(jié)下合成NO。L-精氨酸或BH4濃度較低或BH4被氧化,NOS脫偶聯(lián),生成大量O2-·。對apoE-/-小鼠轉(zhuǎn)eNOS基因研究顯示,eNOS過表達(dá)影響As的發(fā)生和進(jìn)展。內(nèi)皮細(xì)胞過表達(dá)eNOS不是抑制而是加速apoE-/-小鼠As的發(fā)展。eNOS過表達(dá)的功能障礙在內(nèi)皮細(xì)胞是明顯的,這是由于NO的生成減低和O2-·生成增加,同時(shí)伴有血管BH4含量降低。氧化應(yīng)激能導(dǎo)致As血管BH4過量氧化和耗竭。補(bǔ)充BH4能逆轉(zhuǎn)eNOS功能障礙和抑制As病變進(jìn)展,說明NOS輔因子BH4不足,與As的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)。As血管BH4耗竭是繼發(fā)于BH4合成受損和BH4氧化增加以降低BH4的再循環(huán)。由apoE-/-小鼠分離的主動(dòng)脈研究說明,NOS酶解偶聯(lián)與OONOˉ有關(guān),不僅通過氧化細(xì)胞內(nèi)BH4,而且阻止eNOS與BH4結(jié)合。MPO/H2O2/Cl-系統(tǒng)和HOCl能氧化亞硝酸生成非自由基氧化劑亞硝基氯化物(NO2Cl)和自由基·NO2,兩者都能促進(jìn)硝基化作用,使酪氨酸轉(zhuǎn)變成3-硝基酪氨酸。最近研究發(fā)現(xiàn)MPO實(shí)際上在體內(nèi)生成硝基種中起主要作用,以及3-硝基酪氨酸的形成,嚴(yán)格地依賴于·NO2的利用度。例如小鼠的炎癥模型中野生型小鼠3-硝基酪氨酸濃度增加,而缺乏功能性MPO小鼠則否,說明當(dāng)亞硝酸鹽/硝酸鹽存在時(shí),MPO能在體內(nèi)生成活性氮(reactivenitrogenspecies,RNS),近來MPO在血管病理學(xué)中的作用受到關(guān)注。MPO在吞噬細(xì)胞中很豐富,能催化H2O2生成HOCl和其它活性氧。它也利用NO生成活性氧,由此降低NO生物利用度和增加氧化應(yīng)激。現(xiàn)在知道MPO生成的氧化產(chǎn)物與As斑塊發(fā)展的不同期相關(guān)。MPO和它的氧化產(chǎn)物能氧化修飾LDL,以及在人As斑塊和有破裂傾向的斑塊中富含MPO及其氧化產(chǎn)物。臨床研究已經(jīng)說明,MPO含量與冠心病和內(nèi)皮功能障礙之間有相關(guān)性。2動(dòng)脈硬化的炎癥性質(zhì)[1,5,12,13,14,15,16,17,18]2.1斑塊激活的原因斑塊的形成和破裂:As是冠心病的主要原因。As損傷呈現(xiàn)的粥瘤表現(xiàn)為非對稱性、病灶性的動(dòng)脈最內(nèi)層的內(nèi)膜增厚。粥瘤包含細(xì)胞、結(jié)締組織成分和碎片。炎癥性免疫細(xì)胞是構(gòu)成粥瘤的重要部分,其余是血管內(nèi)皮和平滑肌細(xì)胞。粥瘤形成之前是脂肪條紋,脂肪條紋是在內(nèi)皮下載脂細(xì)胞聚集,這些載脂細(xì)胞中的大部分是巨噬細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞。脂肪條紋在青年人中占優(yōu)勢,但從不引起癥狀,它可能進(jìn)展為粥瘤或最終消失。在粥瘤中心泡沫細(xì)胞和細(xì)胞外的脂滴形成核心區(qū),周圍為平滑肌細(xì)胞和富含基質(zhì)的帽。T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、肥大細(xì)胞侵潤損傷區(qū),以及在粥瘤生長的肩區(qū)特別豐富。很多免疫細(xì)胞顯示激活征象以及產(chǎn)生炎癥細(xì)胞因子。當(dāng)As瘤進(jìn)展到阻止血流通過冠狀動(dòng)脈時(shí)發(fā)生心肌梗死,以前認(rèn)為由于斑塊中平滑肌細(xì)胞不斷生長而引起管腔狹窄是主要原因。血管造影照片研究證實(shí)損傷部位并不引起明顯的狹窄,主要是明顯的斑塊激活而不是狹窄,參與缺血和梗死,一定程度上涉及冠狀動(dòng)脈痙攣,但大多數(shù)心肌梗死的例子是由于在斑塊的表面形成阻塞性血栓。冠狀動(dòng)脈血栓形成有兩個(gè)主要原因:斑塊破裂和內(nèi)皮腐蝕。斑塊破裂的危險(xiǎn)性是它使斑塊核心區(qū)的促血栓物質(zhì)磷脂、組織因子、血小板和血小板粘附基質(zhì)暴露于血液。破裂好發(fā)生在纖維帽薄的和部分受損處,在這些地方含有豐富的激活的免疫細(xì)胞,它們產(chǎn)生很多炎癥分子和蛋白水解酶。這些酶能減弱纖維帽和激活核心區(qū)細(xì)胞,使穩(wěn)定的斑塊轉(zhuǎn)變成脆弱的、不穩(wěn)定的、易破裂的結(jié)構(gòu),由此,誘導(dǎo)血栓形成和引發(fā)急性冠狀動(dòng)脈綜合征(acutecoronarysynthrome,ACS)。什么原因使靜止的斑塊破裂?激活的巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞和肥大細(xì)胞在斑塊破裂處產(chǎn)生幾種類型的分子,促炎癥細(xì)胞因子、蛋白酶、凝血因子、自由基和血管活化分子。它們使病變斑塊不穩(wěn)定。它們抑制形成穩(wěn)定的纖維帽,攻擊帽中的膠元,引發(fā)血栓形成?？梢韵胂笏羞@些反應(yīng)都能導(dǎo)致斑塊激活和破裂,血栓形成和缺血。在斑塊激活中兩種類型的蛋白酶起關(guān)鍵作用:MMP和半胱氨酸蛋白酶,MMP活性在幾個(gè)水平上受到調(diào)控,促炎性細(xì)胞因子誘導(dǎo)MMP基因表達(dá),血纖維蛋白溶酶激活此酶的前身,抑制蛋白(組織金屬蛋白酶抑制劑)抑制它們的作用。類似的半胱氨酸蛋白酶被某些細(xì)胞因子誘導(dǎo),以及被抑制劑Cystatins抑制。在形成主動(dòng)脈瘤中,這些分子中一些起著決定性作用。LDL儲(chǔ)留和內(nèi)皮細(xì)胞激活:對動(dòng)物和人的研究已經(jīng)顯示,高膽固醇血癥能引起大動(dòng)脈和中動(dòng)脈內(nèi)皮局灶性激活,LDL浸潤動(dòng)脈內(nèi)膜和在內(nèi)膜內(nèi)引發(fā)動(dòng)脈壁炎癥反應(yīng)。在內(nèi)膜內(nèi)通過氧化或酶性作用修飾LDL導(dǎo)致能激活內(nèi)皮細(xì)胞的磷脂釋放,特別好發(fā)生在血流動(dòng)力學(xué)應(yīng)變部位,對好發(fā)生As傾向的節(jié)段具有典型的低平均切變力和高振蕩切變力的血液動(dòng)力學(xué)血流譜,可引起內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子和與炎癥有關(guān)的基因表達(dá)增加,因此,血液動(dòng)力學(xué)的應(yīng)變和脂類的積聚能引發(fā)動(dòng)脈的炎癥過程。激活的內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)幾種類型的白細(xì)胞粘附分子,引起血細(xì)胞沿著血管表面滾動(dòng)和在激活處粘著。因?yàn)閂CAM-1是典型的對高膽固醇血癥反應(yīng)而上調(diào),帶有VCAM-1受體的單核細(xì)胞和白細(xì)胞好附著在這些部位。一旦白細(xì)胞到達(dá),內(nèi)膜下產(chǎn)生趨化因子,刺激它們通過內(nèi)皮連接,遷移至內(nèi)膜下。對單個(gè)核細(xì)胞的某些趨化因子和粘附分子的基因抑制或藥物阻斷,能抑制小鼠As的發(fā)生。內(nèi)皮細(xì)胞損傷是As斑塊發(fā)生的主要原因。炎癥性反應(yīng)來自對內(nèi)皮不同類型攻擊,導(dǎo)致As內(nèi)皮功能障礙,可能的原因包括LDL增加和氧化修飾,吸煙、高血壓和糖尿病引起的自由基,以及血漿同型半胱氨酸濃度增加等。血管內(nèi)皮功能障礙的原因,內(nèi)皮對損傷的反應(yīng),除上面提高的粘附性外,還有通透性、增生性和血栓形成。泡沫細(xì)胞形成與巨噬細(xì)胞作用:炎癥內(nèi)膜產(chǎn)生的細(xì)胞因子和生長因子如巨噬細(xì)胞集落刺激因子,誘導(dǎo)單核細(xì)胞進(jìn)入斑塊分化成巨噬細(xì)胞這是As發(fā)生的關(guān)鍵一步,它與上調(diào)受體清道夫受體和Toll樣受體相關(guān)。清道夫受體內(nèi)吞廣范圍的帶有病原體分子譜的分子和顆粒。細(xì)菌的內(nèi)毒素、凋亡細(xì)胞片段和ox-LDL顆粒都能通過這個(gè)通路被攝取和分解破壞。假如從攝取的ox-LDL顆粒衍生的膽固醇不能被細(xì)胞充分代謝,它將聚集在細(xì)胞內(nèi)成為脂滴,最終細(xì)胞轉(zhuǎn)變成泡沫細(xì)胞,它是As的原型細(xì)胞。Toll樣受體也與帶有病原體樣的分子譜的分子結(jié)合,但與清道夫受體不同,它們能引發(fā)誘導(dǎo)細(xì)胞激活的信號(hào)級(jí)聯(lián),激活的巨噬細(xì)胞產(chǎn)生促炎癥細(xì)胞因子、蛋白酶、活性氧和活性氮。樹突狀細(xì)胞(dendriticcell,DC)、肥大細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞也表達(dá)Toll樣受體。細(xì)菌毒素、應(yīng)激蛋白和DNA基元都能被不同的Toll樣受體辨認(rèn)。此外,人熱休克蛋白60和ox-LDL顆粒也激活這些受體。人As損傷區(qū)的細(xì)胞都顯示Toll樣受體,斑塊炎癥可能部分依賴于這一通路。支持這一概念的事實(shí)是,去除Toll樣受體信號(hào)傳導(dǎo)通路中的一個(gè)分子基因,就能抑制apoE-/-小鼠As的發(fā)生。2.2as損傷區(qū)的t-pa和mmp-9As作為慢性炎癥,很多標(biāo)志物,如慢性反應(yīng)蛋白(chronicreactiveprotein,CRP)、IL-6、IL-8、TNF-α、粘附分子和E選擇素,以及與凝血系統(tǒng)有關(guān)的急性相反應(yīng)劑纖維蛋白原等的含量在血漿中增加。近年來的研究揭示,這些非特異性的循環(huán)急性相標(biāo)志物,不僅是心血管病進(jìn)一步發(fā)展的預(yù)示器而且對炎癥的發(fā)展起著致病作用。并由此出現(xiàn)了直接靶向As標(biāo)志物的抗炎癥治療,緩解和穩(wěn)定心血管病的發(fā)展。IL-18在炎癥級(jí)聯(lián)中起關(guān)鍵作用,它是先天性和獲得性免疫的重要調(diào)節(jié)劑。它誘導(dǎo)INFγ和T細(xì)胞產(chǎn)生,在人As病變部位已檢測到IL-18,其是穩(wěn)定型和不穩(wěn)定型心絞痛患死于心血管病的獨(dú)立預(yù)示器。抑制IL-18能減輕炎癥和損傷的發(fā)展。纖溶酶原激活物抑制劑1(plasminogenactivatorinhibitor-1,PAI-1)在非特異性循環(huán)急性相標(biāo)志物中是關(guān)鍵性的、直接致病的介導(dǎo)劑。組織型纖溶酶原激活物(tissueplasminogenactivator,t-PA)是血漿中的一個(gè)重要的溶解纖維蛋白的成分。血小板和內(nèi)皮細(xì)胞衍生的蛋白PAI-1,是緩解t-PA活性的主要抑制劑。在功能上PAI-1通過在凝血塊的表面與t-PA和纖維蛋白形成三元復(fù)合物,促進(jìn)新形成的血栓擴(kuò)大和穩(wěn)定,由此阻止t-PA的纖維蛋白溶解活性和穩(wěn)定血栓,防止其在成熟前溶解,在嚴(yán)重As斑塊中,高濃度的PAI-1,其可能與炎癥細(xì)胞的遷移、平滑肌細(xì)胞激活、血管重建和斑塊斷裂和破裂后急性血栓形成相關(guān)。在臨床上PAI-1含量和活性增加與血栓形成、不穩(wěn)定型心絞痛和未來心肌梗死和移植后的冠狀動(dòng)脈病、胰島素抵抗、高胰島素血癥、血脂障礙和肥胖相關(guān)。MMP-9是由巨噬細(xì)胞和其它炎癥細(xì)胞分泌。很多疾病過程,如全身性炎癥、腫瘤轉(zhuǎn)移、呼吸系統(tǒng)疾病、心肌損傷、血管動(dòng)脈瘤和血管重建都可以檢測到。在不穩(wěn)定型心絞痛患者M(jìn)MP-9含量升高。MMP-9基礎(chǔ)含量與心血管病未來死亡危險(xiǎn)性之間強(qiáng)相關(guān)。其與IL-18是獨(dú)立的,MMP-9和IL-18同時(shí)升高有很高的危險(xiǎn)性。最近研究發(fā)現(xiàn)As損傷區(qū)MMP-9表達(dá)增強(qiáng),以及它通過降解細(xì)胞外基質(zhì)減弱血管壁MMP的轉(zhuǎn)錄、酶加工,以及組織MMP抑制劑調(diào)控上述反應(yīng)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究顯示MMP-9的表達(dá)和激活與MMP抑制劑抑制作用之間的平衡對于發(fā)生血管狹窄和動(dòng)脈瘤是關(guān)鍵的。MMP基因啟動(dòng)子的多態(tài)性,說明個(gè)體之間對冠心病敏感性的差異。發(fā)展特異性靶向MMP-9的藥物可能對防止As損傷區(qū)的發(fā)展、斑塊破裂和再狹窄是有用的。C反應(yīng)蛋白(C-reactiveprotein,CRP)是由206個(gè)氨基酸組成的多肽,它是由內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和脂肪細(xì)胞衍生的促炎癥細(xì)胞因子誘導(dǎo)肝臟產(chǎn)生的。在As斑塊中,激活的免疫細(xì)胞產(chǎn)生的促炎癥細(xì)胞因子(INFγ、IL-1和TNFα)誘導(dǎo)IL-6生成,由此刺激肝臟產(chǎn)生CRP。血液IL-6的存在是CRP產(chǎn)生的關(guān)鍵。在歷史上CRP被認(rèn)為是一個(gè)參與免疫細(xì)胞趨化性、巨噬細(xì)胞吞噬作用、補(bǔ)體激活、血小板激活以及參與免疫復(fù)合物、壞死細(xì)胞和細(xì)菌碎片清除的下游炎癥標(biāo)志物。除了作為對急性炎癥的全身性肝臟反應(yīng)的一個(gè)成分外,CRP可能通過組織巨噬細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞在As斑塊局部產(chǎn)生。CRP作為急性相反應(yīng)劑和炎癥標(biāo)志物預(yù)示早期和晚期急性冠狀動(dòng)脈綜合征患者的死亡率,是一個(gè)未來心血管事件的預(yù)示器。它與不能確診的外周動(dòng)脈、冠狀動(dòng)脈和腦動(dòng)脈病相關(guān);能鑒別不穩(wěn)定型和穩(wěn)定型心絞痛患者,預(yù)示心血管患者心肌梗死、中風(fēng)和突然死亡、心肌梗死大小以及預(yù)示心臟移植患者移植物失敗。它還能預(yù)示頸動(dòng)脈狹窄的存在、程度和癥狀學(xué);冠狀動(dòng)脈旁路移植后早期發(fā)病率和晚期死亡率;以及經(jīng)皮心臟干預(yù)后的晚期再狹窄。已有很多事實(shí)說明,CRP不僅是一個(gè)生物標(biāo)志物還是As發(fā)生發(fā)展活性介導(dǎo)劑。它上調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞通透性,促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子表達(dá),在內(nèi)膜下斑塊中不均衡地分布,固定補(bǔ)體,募集單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞到血管內(nèi)炎癥中心,以及刺激局部血小板激活和血栓形成。CRP也參與泡沫細(xì)胞形成,它具有高的親和性與ox-LDL結(jié)合,由此形成CRP-LDL聚合物,在體外被巨噬細(xì)胞主動(dòng)吸收?？傊?這些發(fā)現(xiàn)說明CRP能通過放大和加重局部炎癥過程,在斑塊水平上直接介導(dǎo)血管組織損傷。因此,已有文獻(xiàn)報(bào)道靶向CRP以預(yù)防和治療As。3菌株基因?qū)f-b表達(dá)的調(diào)控活性氧通過激活核因子κB(nuclearfactor-κB,NF-κB)誘導(dǎo)促炎癥細(xì)胞因子基因表達(dá),促炎癥細(xì)胞因子TNF和IL-1通過活性氧激活NF-κB誘導(dǎo)包括TNF和IL-1自己在內(nèi)的促炎癥細(xì)胞因子基因表達(dá)?；钚匝鹾痛傺装Y細(xì)胞因子TNF和IL-1間通過NF-κB形成惡性循環(huán),不斷地促使促炎癥細(xì)胞因子、炎癥細(xì)胞因子和炎癥蛋白基因表達(dá),引起炎癥反應(yīng)。炎癥反應(yīng)時(shí)在一系列促炎癥細(xì)胞因子以及趨化性細(xì)胞因子和粘附分子等的作用下,炎性細(xì)胞受到激活,炎性細(xì)胞向損傷部位遷移,白細(xì)胞募集于炎癥部位及其與血管內(nèi)皮細(xì)胞粘附等,并以惡性循環(huán)的形式使炎癥反應(yīng)不斷放大和持續(xù)存在,成為慢性炎癥。因此慢性炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵是NF-κB?，F(xiàn)在知道,很多刺激劑誘導(dǎo)NF-κB激活,除氧化應(yīng)激劑外包括促炎癥細(xì)胞因子TNF和IL-1在內(nèi)的其它NF-κB激活劑,它們對NF-κB的激活作用都與活性氧有關(guān)。NF-κB調(diào)控的基因除促炎癥細(xì)胞因子基因外,還包括炎癥細(xì)胞因子如趨化性細(xì)胞因子、粘附分子以及炎癥酶如環(huán)加氧酶2和脂加氧酶5等基因。所謂的炎癥酶又稱炎癥蛋白是其催化產(chǎn)物參與NF-κB的調(diào)控作用和參與炎癥反應(yīng)。NF-κB對基因的調(diào)控是因?yàn)檫@些基因的啟動(dòng)子區(qū)含有NF-κB的結(jié)合位點(diǎn),NF-κB通過與靶基因上游(5’)啟動(dòng)子區(qū)專門的識(shí)別元件結(jié)合,調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄。NF-κB調(diào)控與炎癥反應(yīng)有關(guān)的很多基因表達(dá)。3.1正常血管壁原位分析在人As斑塊中已檢測到激活的NF-κB。在As損傷部位的內(nèi)膜和中膜,在平滑肌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞以及較少程度的T細(xì)胞中存在NF-κB亞單位RelA(p65),正常血管壁原位分析p50和RelA顯示胞質(zhì)內(nèi)彌漫性表達(dá)但核內(nèi)無聚積,說明這個(gè)系統(tǒng)是處于靜止?fàn)顟B(tài)。在As急性合并癥如急性冠狀動(dòng)脈綜合征時(shí),NF-κB結(jié)合活性,可見于不穩(wěn)定型心絞痛患者外周血單核細(xì)胞和心肌活組織檢查,而且也存在于穩(wěn)定型心絞痛患者。除了人As的報(bào)道外,主要的信息來自實(shí)驗(yàn)性As模型。在飼以高膽固醇血癥飲食的豬冠狀動(dòng)脈和大鼠氣球損傷后的動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞中檢測到激活的NF-κB。3.2動(dòng)脈斑塊的擴(kuò)增與As發(fā)病有關(guān)的很多刺激劑通過生成活性氧激活NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)通路,誘導(dǎo)很多下游事件。實(shí)質(zhì)上,參與斑塊生成和進(jìn)展的所有細(xì)胞如內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞,巨噬細(xì)胞與免疫細(xì)胞,都可以激活NF-κB通路。激活內(nèi)皮細(xì)胞和募集單個(gè)核細(xì)胞:血管內(nèi)皮細(xì)胞激活是As顯著的特征,傳統(tǒng)認(rèn)為這是導(dǎo)致As的初始一步。內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)編碼p50/p105、p65和c-rel轉(zhuǎn)錄本,TNFα增加其水平。對脂多糖、IL-1和TNFα反應(yīng)的內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)的大多數(shù)基因在它們的起動(dòng)子區(qū)含有NF-κB結(jié)合位點(diǎn)。對E-selectin基因5’側(cè)翼區(qū)序列分析顯示至少有三個(gè)NF-κB的DNA結(jié)合序列。另外NF-κB調(diào)控的基因包括VCAM-1、E-selectin、IL-1、IL-6、TF(tissuefactor)、PAI-1、COX2和iNOS。例如腺病毒介導(dǎo)IκBα過表達(dá)和顯性負(fù)性型IKK-2抑制TNFα誘導(dǎo)E-selectin、VCAM-1和ICAM-1表達(dá)。對IL-6、MCP-1和Groα以及TF的誘導(dǎo)作用也被抑制。這與單核細(xì)胞減輕抑制、伸張、遷移有關(guān)。這些炎癥介導(dǎo)劑中的一些,如IL-1和TNFα本身也能激活NF-κB,由此建立維持NF-κB激活的一個(gè)自我調(diào)控環(huán),放大炎癥反應(yīng)。引發(fā)As的免疫反應(yīng):在As,免疫反應(yīng)的可能抗原包括ox-LDL和HSP。從人動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中得到的T細(xì)胞克隆識(shí)別ox-LDL(一個(gè)典型的HLADR依賴的抗原)。apoE-/-小鼠在主動(dòng)脈損傷部位顯示修飾的LDL和血清抗修飾LDL的抗體濃度增加。呈遞抗原和激活抗原特異性T細(xì)胞的關(guān)鍵是DC,它們不斷地從組織到二級(jí)淋巴器官循環(huán),在此,它們激活T細(xì)胞對識(shí)別的抗原引發(fā)適應(yīng)性免疫。DC已在人As發(fā)生部位發(fā)現(xiàn)。參與調(diào)控這一過程的主要信號(hào)之一,可能是在DC和T細(xì)胞間CD40-CD40配體相互作用。T細(xì)胞表達(dá)的CD40配體激活DC和增強(qiáng)DCT細(xì)胞刺激能力,其機(jī)制是通過誘導(dǎo)細(xì)胞因子產(chǎn)生和上調(diào)抗原呈遞和共刺激分子。在這過程中需要IKK2但不需要NIK。不同的是,脂多糖激活DC不需要IKK2或IKK。動(dòng)脈粥樣硬化中單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞:在As損傷部位的巨噬細(xì)胞來源于血液單核細(xì)胞和表達(dá)細(xì)胞因子、趨化因子和生長因子,如TNFα、IL-6、IL-8和MCP-1。對NF-κB需要是復(fù)雜的,隨刺激劑和研究的物種而變化。例如人巨噬細(xì)胞IκBα過表達(dá)抑制LPS誘導(dǎo)TNFα、IL-1、IL-6和IL-8生成,但對抗炎癥細(xì)胞因子IL-10和IL-11則無誘導(dǎo)作用。并非所有刺激劑都用NF-κB上調(diào)促炎癥促細(xì)胞因子,在對酵母多糖刺激的反應(yīng)中則不受影響。最近研究顯示,顯性負(fù)性IKK-2能減弱脂多糖誘導(dǎo)VEGF表達(dá),但并不抑制LPS誘導(dǎo)細(xì)胞因子TNF-α、IL-6和IL-8的生成;由CD40配體激活的巨噬細(xì)胞釋放細(xì)胞因子和VEGF則需要IKK-2。與人單核/巨噬細(xì)胞不同,缺失p50的小鼠巨噬細(xì)胞減弱LPS誘導(dǎo)對修飾LDL的內(nèi)吞作用,延長TNF-α分泌,增加IL-10和IFNα生成,以及減弱MCP-1、IL-1和IL-12生成,表現(xiàn)有抗炎癥和減輕As損傷作用。此外,還有實(shí)驗(yàn)顯示,缺失IKK-2小鼠的巨噬細(xì)胞能減弱TNF-α、IL-6和IL-10的生成,使As壞死更為明顯,推測在體內(nèi)NF-κB參與炎癥的消退作用。從這些不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明,為了尋找這一通路中的最佳治療靶點(diǎn),還需要對人巨噬細(xì)胞作進(jìn)一步的研究。平滑肌細(xì)胞的存活和死亡:平滑肌細(xì)胞從中膜遷移至內(nèi)膜,并在內(nèi)膜增殖。平滑肌細(xì)胞增殖是As斑塊形成的標(biāo)志。此外以平滑肌細(xì)胞增生為特征的新內(nèi)膜增生是經(jīng)皮心導(dǎo)管治療后血管狹窄的主要特點(diǎn)。血管損傷是NF-κB激活和平滑肌細(xì)胞增生的主要刺激劑。NF-κB通過誘導(dǎo)存活和保護(hù)功能基因,對平滑肌細(xì)胞增生和存活是重要的。細(xì)胞存活是通過Caspase與凋亡抑制劑(inhibitorofapoptosis,IAP)成員和Bcl2家族間平衡調(diào)控的。當(dāng)Caspase被激活,它們裂解不同的蛋白,使其功能發(fā)生改變,通過細(xì)胞凋亡殺死細(xì)胞。Caspase功能是受IAP調(diào)節(jié),包括NAIP、cIAP-1、cIAP-2、XIAP和Survivin。死亡受