CD36与糖尿病动脉粥样硬化关系的研究进展
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专家讲坛CD36与糖尿病动脉粥样硬化关系的研究进展上海市第二军医大学附属长海医院内分泌科(200433) 冯家烜 徐茂锦(通讯作者)大多数急性冠脉事件都发生于动脉粥样硬化(A S)基础上,氧化低密度脂蛋白(OX-LDL)是导致A S发生的重要物质。
巨噬细胞通过一种清道夫受体CD36摄取大量的OX-LDL形成泡沫细胞,故抑制CD36的表达可能与抗AS 有关。
本文将主要就CD36在糖尿病AS发病中的重要作用作一综述。
1 CD36概述 20世纪70年代末,G o ldste i n等首先报道了巨噬细胞上存在乙酰化低密度脂蛋白(A cLDL)的结合部位,该部位可以介导A cLDL的摄取和降解。
随着对其研究的深入,将这种存在于巨噬细胞膜表面,能特异性结合并摄取OX-LDL,并具有与多个配体结合功能的糖蛋白称为清道夫受体(SR)。
现认为,S R至少存在5种不同类型,共13个亚型1!。
与糖尿病相关的主要是A类S R(SRA)和B类SR(S R B),其中S RB有两种异构体,即SRB-I和CD36,这两种异构体的C-末端不同,分布、结合配体和功能却相似,但CD36转运胆固醇的效率仅为S RB-I的1/4。
CD36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。
在不同类型的细胞其相对分子质量从78∀103至88∀103不等。
同一物种的CD36氨基酸顺序基本相同。
CD36广泛存在于单核细胞、血小板、内皮细胞、脂肪细胞、骨髓树突细胞、乳房和视网膜色素上皮细胞2!。
CD36可与许多配体结合,除了识别OX-LDL和血栓反应蛋白(Thro m bo spond i n,T SP),也识别化学修饰的脂蛋白(如c-LDL)、I型和I V型胶原、长链脂肪酸、疟原虫感染的红细胞、阴离子磷脂、凋亡细胞3!。
CD3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4!。
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。
2 CD36在糖尿病A S中的重要作用 #CD36在糖尿病中的变化:体外实验已经证明高糖环境和OX-LDL可上调CD36。
M ichae l等研究表明2型糖尿病患者血清单核细胞上CD36表达增强5!。
糖尿病组单核细胞CD36在基线表达水平比对照组平均高34%,在急性高血糖时CD36的表达没有变化,而血浆LDL的浓度变化与CD36的表达呈正相关。
该研究还证明了CD36在对抗慢性高糖血症时存在基因转录后效应,并在2型糖尿病A S的发生中起作用。
日本学者用亚洲仓鼠一次性注射链尿佐菌素(S T Z)制成糖尿病动物模型,在STZ注射6、14、26周时分别检测主动脉弓处SRmRNA的表达,与对照组相比,他们发现CD36mRNA 在26周时明显增加6!。
有研究显示,糖基化终末产物(AG Es)修饰的牛血清白蛋白(AGE-BSA)可通过CD36被脂肪细胞内吞,人类的脂肪细胞可以大量吞噬并降解AGE -BSA,这一过程可被CD36抗体有效阻断。
该研究还认为CD36介导的AGE s与脂肪细胞的相互作用在胰岛素抵抗中起重要作用7!。
∃CD36与A S:巨噬细胞摄取oxLDL转变成泡沫细胞是动脉粥样硬化发生、发展的关键环节。
多种原因可致血浆LDL水平增加,LDL向动脉内膜迁移也增多。
LDL易氧化成OX-LDL。
通过巨噬细胞膜上的清道夫受体,对LDL的摄取明显增加,且不能像降解天然LDL 那样迅速地把OX-LDL分解。
致使OX-LDL和胆固醇酯在巨噬细胞内大量堆积。
局部堆积的OX-LDL可以改变内皮细胞表面分子,导致内皮的通透性增加和内皮细胞功能的损伤,使LDL进一步向动脉内膜迁移;另外,它又可抑制巨噬细胞的移动,减少巨噬细胞对其清除;此外,OX-LDL可促进内皮细胞产生IL-6、TNF- 、VCAM-1使循环单核细胞向易感区域大量趋向和进入,自身分化和不断聚集,使易感区域的巨噬细胞急剧增加,形成巨噬细胞和富含OX-LDL的巨噬细胞大量形成的恶性循环。
最近,Feb braio等8!对小鼠CD36和apoE嵌合子模型的研究发现,与接受自身骨髓移植的apoE-/-小鼠相比,接受CD36-/-/ apoE-/-小鼠骨髓移植的apoE-/-小鼠动脉粥样硬化的面积减少了88.1%,而接受apoE-/-小鼠骨髓移植的CD36-/-/apoE-/-小鼠,其动脉损伤面积较CD36-/-/ apoE-/-小鼠增加了2.11倍。
V i dya用CD36和S RA都敲除大鼠来评价它们在巨噬细胞吞噬脂类的作用。
他们发现,75%~90%的乙酰LDL 和OX-LDL是由CD36和SRA来介导的,而且OX-LDL 主要是由CD36来介导。
提示CD36和SRA是巨噬细胞吞噬LDL的主要受体,其它S R不能替代9!。
这些研究表明CD36与泡沫细胞的形成、脂质在病变血管处的沉积以及病变处炎性反应密切相关,而CD36缺陷则对动脉具有保护作用:既减少了泡沫细胞的形成,又可能干扰了促炎性反应产物的表达,因而延迟或抑制了动脉粥样硬化区域炎性反应细胞的募集、细胞因子的分泌以及促氧化因子的产生等。
此外,在血管损伤的早期,CD36作为胶原和TSP-1的受体,介导单核细胞与内皮细胞的黏附,促进单核细胞迁移和在内皮细胞下聚集,并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。
因此,CD36参与动脉粥样硬化发生、发展的始末。
N ozak i等发现CD36缺乏的家族中很少有患A S的,进一步研究发现,他们的单核细胞与OX-LDL的最大结合比正常人的单核细胞低40%,CD36单克隆抗体OKM-5能使正常人的单核细胞对OX-LDL的摄取减少53%,但对CD36缺乏的单核细胞无影响。
他们还发现,与OX-LDL3实用糖尿病杂志 第5卷 第1期JOURNAL OF PRACT I CAL D I A BETO LOGY V o.l5N o.1孵育24小时后,CD 36缺乏的单核细胞内胆固醇酯堆积比正常单核细胞减少了40%。
进一步说明CD36是OX -LDL 的生理受体 10!。
与S RA 不同,CD 36识别的是OX -LDL 中磷脂。
N icho l son 用125I 标记去脂OX -LDL,发现其不黏附于CD 36转染细胞 11!。
Boullier 也发现CD36与OX -LDL 中的磷脂结合,提出在LDL 氧化过程中一些氧化磷脂以共价键与载脂蛋白连接 12!。
另外,CD 36参与长链脂肪酸(LCFA )的跨膜转运 13!,且与胰岛素分泌 14!、油味觉 15!、胰岛素抵抗 16!等密切相关,这些作用均与糖尿病伴发的代谢紊乱有关,与各种糖尿病并发症的发生密切相关。
3 CD36表达的调节 #CD 36表达上调:OX -LDL 、9-羟基十八碳二烯酸(9-HODE )、13-羟基十八碳二烯酸(13-HODE )、前列腺素代谢产物、噻唑烷二酮类、氟波酯(PMA )、巨噬细胞集落刺激因子(M -CSF )和I L -4等能增加单核/巨噬细胞表达CD 36。
N agy 等研究表明,过氧化物酶体增殖物活化受体 (PPAR - )激活剂(如9-HODE 、13-HODE)可与视黄醇受体形成二聚体,这些蛋白是基因转录调节因子,介导脂肪形成和脂类代谢。
其他PPAR - 激动剂(如前列腺素代谢产物和噻唑烷二酮类)也能上调CD36的表达。
OX -LDL 与膜受体CD36结合后可上调PPAR - 的表达,而PPAR - 反过来又可促进CD 36表达,导致巨噬细胞OX -LDL 的摄取增加,促进泡沫细胞形成,此即所谓的%PPAR - 循环& 17!。
有研究认为高血糖能在转录水平调节CD36,这是连接糖尿病和A S 的纽带 18!。
该研究发现,糖尿病患者动脉内膜病变标本中CD36的表达增加,而且从人外周血分离出的巨噬细胞在高葡萄糖环境下CD 36mRNA 翻译水平及CD36的表达水平均增加,认为高血糖可导致CD36mRNA 的上游开放阅读框架(uORF )转录后的核糖体再循环。
高水平的游离脂肪酸可明显促进心肌 19!、肝脏 20!等组织FAT /CD36的基因表达。
有研究提示高脂饮食对FAT /CD 36也可能有转录后的调节作用,但其具体机制尚不清楚 21!。
∃CD36表达下调:N esri n 等 22!研究发现维生素E 可以抑制高脂血症兔子CD36mRNA 的表达,而维生素E 、洛伐他汀和n -3多不饱和脂肪酸是常用的防治AS 的有效药物。
Fuhr m an 23!证明a t o rvastati n 可以使高脂血症病人的CD36表达下降,国内最近的实验也证实a torvastati n 引起OX -LDL 诱导的TH P1巨噬细胞CD36表达下调,并使脂质蓄积减少 24!。
H an 25!证明p itavasta tin 可以使M AP 激酶活化,PPAR - 磷酸化,下调CD36的表达,这些资料提示CD 36缺乏或抑制可能是抗A S 的。
H an 等 26!证明,脂多糖(LPS)、干扰素 (I NF - )、地塞米松、他汀类、转化生长因子 (TG F - )和高密度脂蛋白(HDL )等可下调CD36表达,其中HDL 以剂量依赖性减少CD36表达。
其中机制还不清楚,根据PPAR - 在调节CD36中起关键作用 27!,认为HDL 通过磷酸化PPAR - 来抑制CD36的表达 28!。
参 考 文 献1 David R .Recent p rogress i n d efi n i ng the ro l e of scavenger receptors i n li p i d transport ,at heroscl erosis and host defence .Cu rr op i n i n L i p i d 1998;9:425-432.2 Febbrai o M,H ajjar DP ,S ilverstei n RL .CD36:a cl ass B scaven ger receptor i nvo l ved i n angi ogen es i s ,atheros cleros i s ,i nfl a mm ati on,and li p i d m etaboli s m.J C li n Inves t 2001;108:785-791.3 杨向东,李红霞,王抒,等.CD36介导氧化型低密度脂蛋白诱导U937细胞泡沫化和凋亡.中国动脉硬化杂志 2000;8:315-318.4 N i cholson AC,H an J ,Febbra i oM,et a.l Ro l e of CD36,the m ac roph age cl ass B scavenger receptor ,i n atherosclerosis .Ann N Y Acad Sci 2001;947(12):224-228.5 Nagy L ,Ton tonoz P,A lvarez J G ,et a.l Ox i d i zed LDL regu lat es m acrophage gen e express i on through li g i and acti vati on ofPPAR- .C ell 1998;93(1):229-240.6 M arx N ,Keh rl e B,Koh l ha mm er K ,et a.l PP AR acti vat ors as an ti i nfl a mm atary m ed i ators i n hum an T l yphocytes :i m p licati ons for at h ero sclerosis and translati on ass oci ated art h erioscleros i s .C ircres 2002;4,90(6):703-710.7~28(略)(2008∋05∋21收稿)Ral 蛋白的介绍以及其在胰岛素分泌中的作用中国药科大学(210009) 申恒巧 陈 真R a l 是低分子量GTP -结合蛋白超家族的一员,分为两种亚型:R a l A 和R al B 。