任 寧,陳樹濤,郭緒昆
(天津市胸科醫(yī)院,天津300051)
微囊泡來源于被激活血小板的細胞膜,具有促凝活性[1],1967年由 Wolf首次發(fā)現(xiàn),也被科學家命名為微粒子。大量研究證實,微囊泡廣泛存在于健康人體內(nèi),其重要生理作用包括刺激炎癥因子釋放、調(diào)節(jié)凝血、影響血管功能及細胞凋亡、調(diào)節(jié)細胞增殖和分化[2]。不同來源的微囊泡還參與了動脈粥樣硬化病變、敗血癥、糖尿病、重癥高血壓等疾病的發(fā)生、發(fā)展[1,3]。本文對微囊泡的主要生理機制及其在冠心病發(fā)生、發(fā)展中的作用作一綜述。
1.1 微囊泡來源 微囊泡是由真核細胞表面脫落釋放的膜性小囊泡,直徑0.1 ~1μm,攜帶母細胞表面的蛋白和胞質(zhì)內(nèi)的組分。當細胞發(fā)生激活或凋亡時,在細胞因子、凝血酶、內(nèi)毒素、缺氧和剪切力等觸發(fā)下形成。微囊泡的來源廣泛,內(nèi)皮細胞、血管平滑肌細胞、血液中的紅細胞、單核細胞、淋巴細胞等均可釋放微囊泡[2]。
1.2 微囊泡形成機制 一般情況下,真核細胞的細胞膜磷脂處于不對稱狀態(tài),磷脂酰絲氨酸和磷脂酰乙醇胺位于內(nèi)層,磷脂酰膽堿和鞘磷脂位于外層。當細胞內(nèi)鈣離子濃度升高時,拼接酶被激活,非特異地促進磷脂翻轉(zhuǎn);而內(nèi)翻酶的作用被抑制,同時外翻酶特異地使磷脂酰絲氨酸向細胞外層翻轉(zhuǎn)。在鈣離子的激活作用下,鈣蛋白酶和凝溶膠蛋白能夠裂解細胞骨架蛋白的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而造成細胞膜骨架被破壞,使細胞膜得以“出苞”并釋放產(chǎn)生微囊泡[4]。
微囊泡與靶細胞的可能作用方式包括:①將母細胞的膜受體轉(zhuǎn)移至靶細胞而表達相應受體表型:血小板可將攜帶黏附分子的微囊泡傳遞給其他血細胞,增加其對纖維蛋白、內(nèi)皮細胞的黏附能力[5]。②微囊泡表面配體與靶細胞受體結(jié)合并使其激活:內(nèi)皮細胞源性微囊泡(EMV)表達細胞間黏附因子-1(ICAM-1)與THP-1單核細胞β1整合素受體結(jié)合相互作用,促進組織因子介導的凝血反應[6]。③傳遞母細胞蛋白質(zhì)或核酸到靶細胞:內(nèi)皮祖細胞來源微囊泡通過傳遞mRNA促進內(nèi)皮細胞存活、增殖以及毛細血管樣結(jié)構(gòu)形成。④作為載體轉(zhuǎn)移傳染性因子或完整細胞器:微囊泡以載體形式將病毒傳遞給其它細胞,既可以通過將病毒侵襲受體植入未感染細胞來完成,也可以直接把病毒傳遞給靶細胞。
微囊泡表面攜帶的磷脂酰絲氨酸和組織因子(TF)是血液凝固的觸發(fā)因素[1,3]。血小板源性微囊泡(PMV)表面帶有負電荷的磷脂酰絲氨酸為激活的凝血因子提供結(jié)合位點,使凝血因子局部濃度增加,從而促進凝血酶產(chǎn)生,加速血液凝固的進程。另外有實驗證明,PMV通過磷脂酰絲氨酸結(jié)合內(nèi)皮下基質(zhì),促進血小板與內(nèi)皮細胞黏附,在糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受體參與下,表達可溶性纖維蛋白原的結(jié)合位點,提供與血小板進一步黏附的底物[7]。
血漿內(nèi)TF主要在單核細胞和巨噬細胞源性微囊泡表面,它發(fā)揮作用需要由凋亡細胞和微囊泡表面暴露的磷脂酰絲氨酸參與。這些微囊泡通過其表面的P-選擇素糖蛋白配體-1(PSGL-1)與激活血小板表面的P-選擇素相互結(jié)合。體外實驗證明,EMV與THP-1單核細胞相互作用,促進組織因子介導的凝血反應。它的作用部分依賴于表面的ICAM-1與THP-1細胞的β1整合素之間的結(jié)合[6]。另外,由于EMV表達部分von Willebrand因子,可導致血小板聚集形成。激活的成纖維細胞、單核細胞和白細胞源性微囊泡表達組織因子,這些微囊泡為凝血因子提供了結(jié)合的位點,而且白細胞源性微囊泡能向血小板傳遞組織因子,促進凝血過程。微囊泡在體內(nèi)是否促凝的問題尚未完全被闡述清楚,但臨床研究顯示,循環(huán)中微囊泡的水平與血栓性疾病存在相關關系。
4.1 促進內(nèi)皮功能受損 PMV可能向內(nèi)皮細胞傳遞花生四烯酸,從而ICAM-1水平上調(diào),導致單核細胞黏附。PMV還通過花生四烯酸轉(zhuǎn)化為促炎、致血管收縮的血栓素A2,然而,PMV也能誘導內(nèi)皮細胞環(huán)加氧酶和前列腺素產(chǎn)生。EMV可能直接導致內(nèi)皮功能受損的進展,體外實驗證明EMV可能通過調(diào)節(jié)內(nèi)皮細胞一氧化氮(NO)和前列環(huán)素的合成影響內(nèi)皮細胞的舒縮功能[8]。T淋巴細胞源性微囊泡可減少內(nèi)皮細胞NO產(chǎn)生,增加氧化應激。該作用與內(nèi)皮細胞NOS活性降低有關,并依賴于磷脂酰肌醇激酶、胞外信號調(diào)節(jié)激酶、核因子 κB三條途徑[9]。白細胞源性微囊泡能夠刺激內(nèi)皮細胞促炎基因的表達,導致體內(nèi)細胞因子、白細胞—內(nèi)皮細胞黏附分子產(chǎn)生。
4.2 抑制內(nèi)皮功能受損 多形核白細胞源性微囊泡包含具有活性的抗炎癥蛋白,這種微囊泡能在體外和動物模型體內(nèi)抑制白細胞和內(nèi)皮細胞的相互作用。因而對于健康人,微囊泡可以發(fā)揮促炎和抗炎的雙重作用,從而確保適當?shù)难装Y反應。Martinez等[10]發(fā)現(xiàn),微囊泡可攜帶Shh;NOS和血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)是外源性Shh信號的下游靶點,因而Shh可調(diào)節(jié)VEGF和NOS的生成及作用。Agouni等[11]報道來源于人類激活/凋亡T淋巴細胞的MV注射至小鼠體內(nèi),可刺激其內(nèi)皮細胞NO合成,增強內(nèi)皮依賴的冠脈擴張,并使得冠脈缺血再灌注小鼠模型的內(nèi)皮功能障礙得以逆轉(zhuǎn)。這種作用受Shh的影響,它由微囊泡攜帶并影響NO的合成。因而,微囊泡對血管的功能可能發(fā)揮有益或有害的作用,這取決于細胞來源及臨床環(huán)境。
吸煙是已知的冠心病危險因素。研究發(fā)現(xiàn),年輕男性吸煙人群血漿中PMV較不吸煙人群有下降趨勢,然而二手煙暴露人群循環(huán)中EMV顯著升高,且吸煙人群單核細胞源性微囊泡(MMV)顯著升高。顯然吸煙影響微囊泡的釋放,但該作用依賴于細胞類型、濃度、作用時程[4]。在具有冠心病危險因素的人群中可見到PMV升高,包括糖尿病、高脂血癥、肥胖/代謝綜合征、高血壓[3,12]。
斑塊破裂是急性冠脈綜合征共同的病理生理機制。實驗表明,破裂斑塊局部可檢測到高水平的內(nèi)皮源性微囊泡,這表明急性內(nèi)皮受損在血栓形成中的重要作用。Werner等[13]研究證明,循環(huán)內(nèi)CD+31/annexinV+微囊泡與冠脈內(nèi)皮受損呈正相關,獨立于其他傳統(tǒng)的危險因素。研究表明,EMP可能是發(fā)生急性冠脈事件危險的重要標志。人類的動脈粥樣硬化斑塊存在豐富的MP,斑塊MP包含有激活的組織因子,并表達磷脂酰絲氨酸,具有促凝活性。Leroyer等[14]研究發(fā)現(xiàn),斑塊微囊泡來源于巨噬細胞、紅細胞和平滑肌細胞,而循環(huán)中的MP主要來源于血小板,且有研究表明循環(huán)內(nèi)主要的微囊泡并非來源于斑塊,而是循環(huán)內(nèi)的成分。
Zielinska等[15]測定66例 ST段抬高型心肌梗死患者無血小板血漿中內(nèi)皮源性微囊泡的水平發(fā)現(xiàn),CD+31/CD+51微囊泡水平較對照組顯著升高,CD+31微囊泡水平在兩組無統(tǒng)計學差異,EMP的水平與臨床情況及冠脈造影結(jié)果無相關關系。這是心肌梗死時內(nèi)皮功能受損的直接證據(jù)。Stepien等[16]對穩(wěn)定型心絞痛和急性心肌梗死患者循環(huán)中血小板、單核細胞及內(nèi)皮細胞源性微囊泡水平進行測定,總體微囊泡及血小板源性TF陽性微囊泡水平在急性心肌梗死患者高于穩(wěn)定型心絞痛患者,表明急性心肌梗死時血小板、單核細胞及內(nèi)皮細胞微囊泡相互發(fā)揮重要作用。Keuren等[17]研究表明急性心肌梗死患者循環(huán)中單核細胞表面組織因子表達增加,但攜帶組織因子的微囊泡水平下降。
Nomura等[18]觀察到西洛他唑可降低非胰島素依賴型糖尿病患者的PMV水平。高血壓患者在服用氯沙坦或聯(lián)合服用辛伐他汀后循環(huán)內(nèi)PMV和EMV顯著降低,對于服用氯吡格雷的非胰島素依賴型糖尿病患者,其MMV和PMV水平也顯著降低。Nomura等[19]發(fā)現(xiàn)二十碳五烯酸顯著降低高脂血癥糖尿病患者循環(huán)內(nèi)PMV水平,有助于預防血管并發(fā)癥,在同時服用匹伐他汀時,這種作用被增強。同樣的n-3脂肪酸可降低心肌梗死患者PMV和MMV水平。Esposito等[20]實驗觀察短期服用吡格列酮對代謝綜合征患者血漿內(nèi)EMV的影響,發(fā)現(xiàn)吡格列酮減少循環(huán)EMV的水平獨立于其改善胰島素敏感性的作用。這些臨床研究表明血漿微囊泡可能成為冠心病治療的重要靶點。
大量研究表明,微囊泡可能促進激活蛋白級聯(lián)反應,如凝血、炎癥、內(nèi)皮功能受損,后者促進動脈粥樣硬化的形成,因此微囊泡不僅反映冠心病的存在,而且可能是促其進展的致病因素。另一方面微囊泡可能參與維持細胞穩(wěn)態(tài)和信號傳遞,母細胞通過釋放微囊泡,保護細胞免受應激反應中產(chǎn)生的有害物質(zhì)及代謝廢物的損害。盡管細胞釋放微囊泡有益于母細胞的穩(wěn)態(tài),但釋放的微囊泡發(fā)揮旁分泌,甚至內(nèi)分泌作用而影響其它靶細胞。盡管體外實驗表明多種可能的分子機制導致微囊泡生成,但體內(nèi)微囊泡產(chǎn)生的詳細機制尚不明確,而且究竟微囊泡是冠心病的原因還是結(jié)果,這一系列的機制還需要進行更深入的研究[21]。
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