用。
3.3 肝细胞生长因子的抗纤维化和新生血管作用在糖尿病性心肌病变中的作用 糖尿病性心肌病的特征性变化为间质性改变[3],胶原结构异常,心肌纤维化及血管周围纤维化[1]。肝细胞生长因子是一种有抗纤维化和新生血管作用的生长因子[16],在体实验表明转染肝细胞生长因子到患心肌病的仓鼠心肌,通过诱导血管生成和减少纤维化而增加血流,说明肝细胞生长因子对保护心脏避免受损是有作用的,它的心脏保护作用有抗纤维化和新生血管作用。因此,肝细胞生长因子可以通过其抗纤维化和新生血管作用在糖尿病性心肌病中发挥作用。
综上所述,瘦素通过PPARα和抗脂毒性在糖尿病性心肌病中发挥作用,肝细胞生长因子通过抗凋亡和新生血管作用在糖尿病性心肌病中发挥作用。在T yrberg等[16]的人胰岛移植实验中表明,人胰岛移植给obΠob高血糖、高胰岛血症的小鼠后,β细胞和导管细胞明显增殖生长,与移植给dbΠdb小鼠有统计学差异,瘦素在β细胞增殖中发挥重要作用,同时肝细胞生长因子也能刺激β细胞增殖,但是它们之间的相互作用尚需进一步研究,因此,瘦素和肝细胞生长因子的深入研究将对糖尿病性心肌病的防治有巨大的推动作用。
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收稿日期:2004206205 修回日期:2004210218
CD36、PPAR2γ、炎症因子与糖尿病并发动脉粥样硬化的关系
王 芳(综述),陈国荣(审校)
(温州医学院病理学教研室,浙江温州325027)
关键词:糖尿病;动脉粥样硬化;过氧化物酶体增殖物激活受体2γ;
CD36
中图分类号:R58712
文献标识码:A
文章编号:100622084(2005)0120038203
糖尿病并发大血管病的发生率非常高,是糖尿病致死的主要原因。除了常见的动脉粥样硬化发病的危险因素外,如高血脂、高血压等,糖尿病动脉粥样硬化发生还有其特殊的原因。识别危险因素、探讨发病机制和寻找有效的干预措施成为糖尿病性心血管病变研究的迫切课题。现仅就C D36、过氧化物酶体增殖物激活受体2γ(PPAR2γ)和某些相关炎症因子的生物学特性及其在糖尿病动脉粥样硬化发生、发展中的作用综述如下。
1 CD36、PPAR2γ概述
1.1 C D36概述 C D36属于B类清道夫受体,是一种细胞表面单链糖蛋白,包括胞质区、跨膜区和细胞外区。在不同的细胞类型其相对分子质量为78×103～88×103,同一物种的C D36抗原氨基酸顺序基本相同,其分子大小不同可能是一些位点特异性糖化所致,但还不能排除是一类密切同源的相关蛋白。
氨基酸顺序测定表明,该蛋白有2个连续的疏水氨基酸区,分别在近C D36抗原的氨基端和羧基端。这2个疏水末端固定于胞膜,将C D
36
抗原的单链支向胞外。C D
36
抗原的胞外区高度糖基化,羧基末端侧富含脯氨酸和半胱氨酸,各有2个半胱氨酸在氨基和羧基末端胞内段,但氨基末端与羧基末端并无二硫键连接。在羧基末端的CXCX5K序列可能与受体激酶介导的信号传递有关。C D36抗原能与多种配体结合,可能与存在2个基本结构有关,一是带电的胶原结构,一是免疫决定区[1]。通过这些结构与这些配体结合后,或者被内吞,或保留在细胞外介导细胞黏附或脂质转运。
C D36广泛存在于单核细胞、血小板、内皮细胞、视网膜色
素上皮细胞和脂肪细胞以及动脉粥样硬化病变中[2]。C D
36
的配体范围十分广泛,包括经化学修饰的脂蛋白,如c2LD L, ox2LD L,长链脂肪酸、多聚阴离子磷脂、Ⅰ型和Ⅳ型胶原。
1.2 PPAR2γ概述 PPAR2γ是一类由配体调节的核激素受体,属于核激素受体超家族。对小鼠PPAR2γ研究发现, PPAR2γ基因全长>105kb,由于启动子和拼接方式不同产生
了两种亚型,即PPAR2γ1及PPAR2γ2,二者mRNA仅在5′端存在差异,即存在不同的5′端不翻译区。PPAR2γ2共由505个氨基酸组成,比PPAR2γ1在氨基末端多30个氨基酸,而在人类PPAR2γ2比PPAR2γl在氨基末端多28个氨基酸。进一步研究发现,PPAR2γ1mRNA是由8个外显子编码,5′端非翻译区由2个外显子编码,PPAR2γ2mRNA由7个外显子编码,5′端非翻译区加上氨基端的30个氨基酸只由1个外显子编码,后6个外显子编码PPAR2γ1及PPAR2γ2mRNA相同的序列,其中含有PPAR2γ的结构域,包括DNA结合域及配体结合域等,因此, PPAR2γ1和PPAR2γ2功能基本相同。PPAR2γ与其他核激素受体相似,基本包括:氨基端配体依赖的转录活化区(AF21); DNA结合区,包括2个锌指结构和一个铰链区;羧基末端区,包括配体结合区,二聚体化界面和羧基端配体依赖的转录活化区(AF22)[3]。
于人类,PPAR2γ在胰岛素作用关键的靶组织:脂肪、骨骼肌及肝脏均有表达,PPAR2γ2在脂肪组织表达量最高。进一步研究显示,PPAR2γ与其配体(游离脂肪酸、前列腺素代谢产物及噻唑烷二酮等)形成复合物后,与RXR(RetionoidX ecep2 tor)形成异二聚体,再和所调节基因的启动子上游的过氧化物酶体增殖物反应元件(peroxis ome proliferator response element,
PPRE)结合而发挥转录调控作用。PPRE由两个半位组成,两个半位之间相隔有一个核苷酸,不同下游基因PPRE半位序列可略有差异,其共有序列为AGG T C A2N2AGG T C A。目前已知PPAR2γ有多种配体和激活物,可分为合成型和天然型两大类,环氧化酶产物152脱氧前列腺素J
2
15d2PG J2是PPAR2γ天然配体,某些脂肪酸,如亚油酸、亚麻酸亦能与PPAR2γ结合, TZ Ds是PPAR2γ合成型配体,在毫微克分子浓度水平即可激活PPAR2γ。PPAR2γ与配体结合后被激活,进而参与体内多种生理及病理过程,包括:脂肪细胞的分化、炎症反应、胰岛素抵抗、动脉粥样硬化等[4]。
2 CD36与糖尿病动脉粥硬化
在动脉粥样硬化发生中,巨噬细胞摄取ox2LD L转变成泡沫细胞是其发生、发展的关键环节。在已知的表达于巨噬细胞的ox2LD L受体中,C D36出现较早,文献报道体外培养的巨
噬细胞在高糖环境下细胞表面C D
36
表达增高,同时伴有巨噬细胞摄取ox2LD L增加。高糖介导C D36mRNA翻译增加使巨
噬细胞表面C D
36
表达增高,提供了糖尿病时动脉粥样硬化加剧的机制[5]。
2.1 C D36启动单核细胞与内皮细胞黏附 C D36是血小板的胶原受体,介导血小板与胶原结合,诱导血小板聚集与分泌。
C D36也是血小板表面凝血酶敏感蛋白(thrombospondin,TSP)的受体,C D36抗原2TSP的相互作用与血小板的聚集和血小板与单核细胞的黏附有关[6],在血管损伤的早期C D36抗原即可启动单核细胞与内皮细胞的黏附,促进单核细胞迁移和在内皮下聚集,介导单核细胞与血小板及细胞外基质的相互作用,启动凝血系统。
2.2 C D36与泡沫细胞形成 1999年Nakata等[7]取离体人动脉壁组织并分离出其中巨噬细胞进行体外研究时发现,在动
脉粥样硬化病变中,表达C D
36
的细胞总是在损伤中央部,而且细胞较大,有泡沫化趋势,但在损伤表面几乎检测不到C D36的表达,因此提出假设,C D36可能是在动脉粥样硬化的晚期发挥作用。这和随着病变中脂质含量增加C D
36
上调相一致,有助于泡沫细胞形成。
2.3 C D36与髓过氧化物酶(MPO) C D36还是MPO修饰脂蛋
白受体。近些年研究发现,通过MPO2H
2
O22NO2系统,单核细胞可以反应性的将LD L转化为可被巨噬细胞高度摄取的NO22LD L。P odrez在其研究中应用转染C D36的细胞发现:①C D36是鼠及人识别NO22LD L及吞噬其形成泡沫细胞的主要受
体。②在复杂的体液环境下,单核细胞的MPO2H
2
O2NO2系统
很容易将LD L转化成C D
36
的受体,这可能是在活体泡沫细胞
形成的机制。③LD L转化成C D
36
的配体及LD L受体识别的丧
失发生在LD L被MPO修饰的早期。因此可见,依赖C D
36
的对NO22LD L的识别可能在脂质沉积及人类巨噬细胞源泡沫细胞形成中具有重要作用[8]。
除此之外,研究还发现C D36在单核细胞分化,脂肪运输
中都有很重要的作用。ox2LD L与单核细胞上的C D
36
,还能产生一些细胞因子,也可能对动脉粥样硬化有一定作用。
3 PPAR2γ与糖尿病动脉粥样硬化
高糖介导C D36mRNA翻译增加使巨噬细胞表面C D36表达
增高,C D
36
与ox2LD L结合后被内吞加工,进而激活PPAR2γ,激活的PPAR2γ与92顺式维甲酸受体形成二聚体,作为与脂代谢
有关的转录调节因子或C D
36
受体启动因子,调节C D
36
mRNA 转录,形成以正反馈。从而导致高糖环境下PPAR2γ也处于激活状态。
311 PPAR2γ与泡沫细胞形成 Nagy等[9]研究表明,PPAR2γ
激活剂与92顺式维甲酸受体(RXR)形成二聚体可导致巨噬细
胞C D
36
mRNA表达增多及活性增加(表现为巨噬细胞摄取氧化低密度脂蛋白能力增加),氧化型低密度脂蛋白(ox2LD L)可上调巨噬细胞PPAR2γ的表达,PPAR2γ诱导巨噬细胞清道夫受体C D36的表达,导致巨噬细胞ox2LD L的摄取增加,促进泡沫细胞的形成,而泡沫细胞的形成是动脉粥样硬化发生的第一步。因此,认为PPAR2γ似乎具有促进动脉粥样硬化的作用。Ricote等[10]研究表明,噻唑烷二酮类药物(与PPAR2γ亲和力最大、特异性最强)能拮抗转录因子AP21,而SRA基因转录的激活依赖于转录因子AP21等的活性,提示PPAR2γ可能通过抑制转录因子AP21活性,使巨噬细胞SRA基因表达受抑制,导致摄取脂蛋白能力下降,PPAR2γ有阻止泡沫细胞形成的作用。
3.2 PPAR2γ抑制炎症反应 越来越多的证据表明,炎症反
应在糖尿病动脉硬化发病中起重要作用。Marx等[11]研究发现,激活C D+4T细胞的PPAR2γ和PPAR2α表达可以限制致炎细胞因子如IFN2γ的表达,从而表明PPAR2γ具有抗炎作用,
可以下调人类C D+
4
T细胞中致炎因子的表达。Jacksen等[12]研究发现,PPAR2γ的天然配体152PG J2可部分抑制血管细胞黏附分子21的表达,抑制脂多糖引起的单核细胞,中性粒细胞样H L60细胞与人体动脉内皮细胞结合。Li等[13]的研究表明,在动脉粥样硬化小鼠模型中,格列酮类药物能减少主动脉根部T NF2α和明胶酶B表达,抑制炎症反应。
3.3 PPAR2γ抑制平滑肌细胞增殖与迁移 平滑肌细胞的增
殖与迁移是动脉粥样硬化发生发展的重要环节。PPAR2γ配
体通过抑制细胞生长和迁移而保护细胞免于受损,改善内皮功能,抑制组织炎症,研究表明PPAR2γ的抗增殖作用是通过结合重要的细胞周期调节子而介导的,如结合R6,p27kipl等,二者调节细胞从G
1
期在S期以介导DNA合成的过程[14]。Sugawara等[15]研究发现,PPAR2γ与其配体结合可使血栓素受体的表达下降,而血栓素受体在动脉粥样硬化的始动过程中发挥重要作用,因此,PPAR2γ有抗动脉粥样硬化的作用。
3.4 PPAR2γ与血管张力 PPAR2γ尚可影响张力系统(儿茶酚胺,肾素2血管紧张素系统),调节血管的收缩与舒张。I toh 等[16]研究发现,TZ D作为PPAR2γ的合成型配体可诱导内皮细胞释放利钠肽,抑制内皮素的释放,从而使血管扩张。血管紧张素与其受体结合,引起血管收缩,同时可经丝裂素活化蛋白激酶(M APK s)信号通路诱导血管平滑肌细胞增殖肥大。而Sugawara等[17]发现152PG J2作为PPAR2γ的天然配体可抑制小
鼠细胞AT
1
R基因的表达,使得血管紧张素与AT1R的结合减少,抑制血管收缩与平滑肌增殖,发挥抗粥样硬化作用。
4 相关炎症因子与糖尿病性动脉粥样硬化
目前研究较多的与心血管病相关的炎症标志物是C反应蛋白(CRP),CRP是一种急性期反应蛋白。CRP可在动脉硬化损伤处趋化单核细胞,诱导单核细胞产生组织因子,从而促进动脉粥样硬化早期病变的形成。血浆CRP水平在2型糖尿病中常升高,并与内皮依赖性血管舒张相关。有研究发现CRP水平与高脂血症显著相关(P<0.05),对于糖尿病患者, CRP可作为动脉粥样硬化诊断和随访的重要指标[18]。
血浆纤溶酶原激活物抑制物21(PAI21)是纤溶系统的主要生理抑制剂,属于丝氨酸蛋白酶抑制剂超家族,可与组织型和尿激酶型纤溶酶原激活物(t2PA和u2PA)特异性结合,使二者迅速失活,从而发挥抗纤溶作用。PAI21活性升高,可使纤溶活性降低,抑制纤维蛋白水解和细胞外基质(EC M)降解,促进血栓形成和EC M积聚,引起或加重血栓栓塞性疾病和组织器官的纤维化、硬化。有研究认为在胰岛素抵抗情况下,胰岛素及胰岛素原升高使内皮细胞、肝细胞合成PAI21增多。还有研究发现,内脏脂肪堆积可能是中心型肥胖和PAI21之间联系的重要组成部分,肥胖患者T NF2α、TG F2β的增多可导致脂肪组织产生PAI21增多[19]。糖尿病时PAI21活性升高,导致纤溶活性下降,促进动脉粥样硬化斑块的形成,或引起血栓形成前状态,从而促发了血栓形成和动脉栓塞,故PAI21活性升高很可能是糖尿病并发动脉粥样硬化的重要危险因素[20]。
5 PPAR2γ和CD36和相关炎症因子在糖尿病动脉粥样硬化中作用的问题和展望
糖尿病患者动脉粥样硬化的发生率比同龄非糖尿病患者
高2～6倍。目前,虽然已由大量研究证明,C D
36
和PPAR2γ及炎症因子与动脉粥样硬化的形成有关,然而有关在糖尿病情况下其基因表达变化与糖尿病时动脉粥样硬化发病率增高的关系的研究国内外均较少见。它们在糖尿病动脉粥样硬化过程中具体是怎样发挥作用的,究竟其起到的是促进作用还是抑制作用,以及它们在正常生理条件下和脂代谢有何关系都
有待于进一步研究。尽管C D
36
和PPAR2γ和炎症因子与糖尿病动脉粥样硬化的关系仍在探讨中,但毋庸置疑的是,它们在糖尿病动脉粥样硬化的发生、发展中起着重要的作用。有理由相信,随着三者间关系的进一步阐明及相关药物的开发,将会为糖尿病并发动脉粥样硬化的预防和治疗提供全新的方法以及更有力的理论依据。
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收稿日期:2004206218 修回日期:2004212211