丁紹威，李慶

(安徽醫(yī)科大學(xué)附屬省立醫(yī)院、安徽省立醫(yī)院中心實(shí)驗(yàn)室，合肥 230001)

血管內(nèi)皮細(xì)胞(VEC)是血管系統(tǒng)與血液之間的屏障，在維持血管完整性、調(diào)節(jié)血管平衡穩(wěn)態(tài)過(guò)程中起關(guān)鍵作用。VEC 衰老參與血管功能紊亂及相關(guān)多種疾病的發(fā)生過(guò)程，是動(dòng)脈粥樣硬化(AS) 形成和心腦血管事件發(fā)生重要的病理基礎(chǔ)[1]。

輔助性T細(xì)胞17(Th17細(xì)胞)是 Harrington等[2]于2005 年在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的一類新的細(xì)胞類型，能高特異性地分泌促炎細(xì)胞因子IL-17，被命名為Th17細(xì)胞。Th17細(xì)胞被認(rèn)為是一群介導(dǎo)炎性反應(yīng)的重要細(xì)胞[3]。Chung等[4]提出衰老的炎癥假說(shuō)，認(rèn)為衰老機(jī)體的氧化應(yīng)激狀態(tài)可介導(dǎo)慢性炎癥的產(chǎn)生，而炎癥是衰老進(jìn)程的關(guān)鍵原因之一。Ouyang等[5]研究發(fā)現(xiàn)，老齡人和小鼠體內(nèi)Th17免疫反應(yīng)明顯增強(qiáng)，表明Th17、IL-17的促炎效應(yīng)，在衰老進(jìn)程中發(fā)揮重要作用。本文就Th17、IL-17在血管內(nèi)皮細(xì)胞衰老中的作用及機(jī)制作一綜述。

1 Th17細(xì)胞生物學(xué)特征

IL-17是一種20-30KD的糖蛋白同型二聚體，可增強(qiáng)炎性反應(yīng)，與風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、哮喘、多發(fā)性硬化癥等疾病相關(guān)。Th17分泌的細(xì)胞因子除了IL-17 (IL-17A) 外，還包括IL-17F，以及IL-21、IL-22、IL-6、腫瘤壞死因子α(TNF-α)等，并通過(guò)這些細(xì)胞因子發(fā)揮其特有的功能，參與宿主防御、感染、腫瘤、自身免疫性疾病、移植排斥等病理過(guò)程。

CD161是Th17細(xì)胞的一個(gè)重要的表面標(biāo)志物。Kamiyama 等[6]發(fā)現(xiàn)，CCR6和CD146共表達(dá)也是Th17細(xì)胞的另一有效標(biāo)志。

2 Th17 細(xì)胞的分化調(diào)節(jié)其產(chǎn)生的細(xì)胞因子

2.1 Th17 細(xì)胞的分化及其調(diào)節(jié) 轉(zhuǎn)錄因子孤核受體(RORγt)是Th17細(xì)胞特異性轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，屬于維甲酸相關(guān)孤兒受體家族成員，是配體依賴性轉(zhuǎn)錄因子，隨后的研究證實(shí)，無(wú)論體外細(xì)胞因子誘導(dǎo)的Th17細(xì)胞的分化，還是體內(nèi)Th17細(xì)胞介導(dǎo)的炎性反應(yīng)都需要RORγt的參與[7]。

研究表明，初始 CD4+T 細(xì)胞只有在轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(TGF-β)和 IL-6 的共同作用下才能分化成 Th17 細(xì)胞[8]。Ben-Sasson等發(fā)現(xiàn)，IL-1受體(IL-1R)缺陷的CD4+T 細(xì)胞向 Th17 細(xì)胞分化的能力減弱，且IL-1R基因敲除小鼠實(shí)驗(yàn)性變態(tài)反應(yīng)性腦脊髓炎(EAE實(shí)驗(yàn)性變態(tài)反應(yīng)性腦脊髓炎)癥狀緩解[9]。

有研究顯示[10]，樹(shù)突狀細(xì)胞(DC細(xì)胞)產(chǎn)生的IL-23 可以促使活化的CD4+T細(xì)胞分泌IL-17，但單獨(dú)的 IL-23 卻不能在體外誘導(dǎo)初始 CD4+T 細(xì)胞分化為Th17 細(xì)胞。由此可見(jiàn) IL-23不是 Th17分化必需因子，但它是 Th17細(xì)胞存活的關(guān)鍵因子；因此當(dāng)缺乏 IL-23時(shí)，機(jī)體不能有效地產(chǎn)生Th17細(xì)胞[11]。IL-23與受體結(jié)合后可激活JAK-STAT信號(hào)通路，從而引起Jak2、Tyk2的磷酸化，進(jìn)一步促進(jìn)信號(hào)轉(zhuǎn)錄激活子 1(STAT1)、STAT3的磷酸化[12]，所以，當(dāng)IL-23介導(dǎo)STAT3 磷酸化后即可使STAT3信號(hào)途徑激活，進(jìn)而促進(jìn)IL-17的分泌[13]。

另有研究[14]發(fā)現(xiàn)，在誘導(dǎo)過(guò)程中加入IL-4的特異性抗體阻斷IL-4的作用后，可促進(jìn)Th17生成；同樣加入IFN-γ干擾素的特異性抗體后，CD4+T 細(xì)胞會(huì)在 IL-23 誘導(dǎo)下產(chǎn)生高水平的Th17細(xì)胞。另外，相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，IL-2是抑制 Th17細(xì)胞分化的細(xì)胞因子，當(dāng)IL-2缺乏時(shí)，小鼠IL-17的表達(dá)增強(qiáng)，加入IL-2則會(huì)抑制RORγt[15]的表達(dá)，進(jìn)而抑制Th17細(xì)胞的分化。

2.2 Th17細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞細(xì)胞因子及其作用機(jī)制

IL-17細(xì)胞因子家族包括IL-17A，IL-17B，IL-17C，IL-17D，IL-17E(IL-25)和IL-17F，而其中以IL-17A尤為關(guān)鍵。IL-17具有促炎癥作用，具有多效應(yīng)性，主要是通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞釋放前炎性因子以及動(dòng)員中性粒細(xì)胞的細(xì)胞因子而發(fā)揮作用。IL-17A 也參與中性粒細(xì)胞的增殖、成熟和趨化并對(duì)中性粒細(xì)胞凋亡起到調(diào)節(jié)作用，對(duì)T細(xì)胞的活化起協(xié)同刺激作用，并能促進(jìn)樹(shù)突狀細(xì)胞的成熟及趨化過(guò)程[16]。IL-17還可以同炎性因子TNF-α、IL-1β、IFN-γ等產(chǎn)生協(xié)同作用，放大和加強(qiáng)其致炎效應(yīng)[17]。

IL-6是Th17細(xì)胞分泌的另一重要細(xì)胞因子。IL-6可誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)粘附分子并且促進(jìn)單核細(xì)胞趨化因子的產(chǎn)生，從而促進(jìn)單核細(xì)胞在炎癥及感染部位的聚集。有研究表明 IL-6表達(dá)上調(diào)可增加Th17 細(xì)胞水平。IL-17 還可通過(guò)核因子-κB(NF-κB)通路促進(jìn)IL-6 產(chǎn)生，進(jìn)而誘導(dǎo)自身免疫病的發(fā)生[18]。

IL-21是一種Th17細(xì)胞的自分泌細(xì)胞因子，對(duì)Th17細(xì)胞分化起著正反饋的作用。IL-21具有一定的促炎效應(yīng)，類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者滑膜細(xì)胞體外培養(yǎng)給予抗IL-21抗體可抑制其表達(dá)TNF-α和IL-6[19]。體外實(shí)驗(yàn)[20]證明小鼠 Th17細(xì)胞被激活后能特異性分泌IL-21，在IL-17產(chǎn)生和 RORγt 的表達(dá)中發(fā)揮重要作用。

Th17細(xì)胞還分泌產(chǎn)生IL-22，IL-22參與Th17細(xì)胞的效應(yīng)功能。IL-22屬于IL-10 家族，介導(dǎo)上皮固有免疫。其受體在各種上皮組織中表達(dá)。有研究[21]顯示，IL-22與IL-17可協(xié)同作用促進(jìn)炎性反應(yīng)，造成組織損傷。

3 Th17細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞衰老

3.1 血管內(nèi)皮細(xì)胞衰老的定義和特征 血管內(nèi)皮細(xì)胞是襯于心、血管內(nèi)表面的單層扁平上皮，它形成血管的內(nèi)壁，是具有感應(yīng)外界刺激能力的效應(yīng)細(xì)胞。同時(shí)在炎癥時(shí)高表達(dá)黏附分子，與血流中白細(xì)胞表面黏附分子相互作用，從而介導(dǎo)白細(xì)胞穿越血管壁。細(xì)胞衰老是指細(xì)胞經(jīng)過(guò)有限的分裂次數(shù)后，細(xì)胞的增殖與分化能力降低，細(xì)胞形態(tài)、基因表達(dá)和功能都發(fā)生變化的過(guò)程。根據(jù)發(fā)生機(jī)制不同，可將血管內(nèi)皮細(xì)胞衰老分為復(fù)制性衰老和應(yīng)激性衰老。復(fù)制性衰老表現(xiàn)為細(xì)胞分裂過(guò)程中端粒逐漸縮短。當(dāng)端粒足夠短時(shí)，細(xì)胞不能繼續(xù)分裂，生長(zhǎng)停滯。而應(yīng)激衰老往往由外源性或(和)內(nèi)源性應(yīng)激引起的細(xì)胞衰老，其誘發(fā)因素既有致癌基因激活也有氧化應(yīng)激引起的線粒體紊亂等。線粒體是產(chǎn)生自由基的主要場(chǎng)所，容易受到活性氧自由基的攻擊而產(chǎn)生 DNA 氧化損傷[22]。一方面，氧化損傷隨增齡不斷累積，另一方面，機(jī)體對(duì)損傷產(chǎn)生應(yīng)答能力。當(dāng)應(yīng)答反應(yīng)以及損傷修復(fù)能力下降時(shí)，會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞衰老，隨著細(xì)胞的衰老，呼吸鏈的效應(yīng)也下降，使 ATP 的生成減少。

衰老的血管內(nèi)皮細(xì)胞既具有和其他衰老細(xì)胞共同的特點(diǎn)，如部分酶活性降低，細(xì)胞核體積增大，細(xì)胞膜通透性改變，細(xì)胞停滯在細(xì)胞周期的 G0/G1 期，β-半乳糖苷酶活性增強(qiáng)，衰老相關(guān)的基因和蛋白表達(dá)發(fā)生改變等，也有其自身的特點(diǎn)，如細(xì)胞大而扁平，NO合成減少，環(huán)氧合酶(COX)衍生的血管收縮因子增加，血管黏附分子增加，毛細(xì)血管形成能力降低等[23]。

3.2 血管內(nèi)皮細(xì)胞的衰老機(jī)制 衰老是基因控制下的程序化過(guò)程，血管的衰老和損傷是造成人類死亡的主要原因。而血管衰老與病理過(guò)程的粥樣硬化常合并一起,且兩者互為因果,因此,研究血管衰老對(duì)防治動(dòng)脈硬化意義更大。

細(xì)胞衰老主要是由 p53 和 Rb 共同調(diào)控或獨(dú)立調(diào)控，Rb/p53 細(xì)胞轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是停止細(xì)胞增殖周期所必需的，進(jìn)而觸發(fā)并誘導(dǎo)持久的 DNA 損傷反應(yīng)。處于兩個(gè)衰老誘導(dǎo)途徑核心位置的是幾個(gè)抑癌基因產(chǎn)物，包括 p53、p19、p21、Rb 及p16[24]。p53 是一種核內(nèi)的磷酸蛋白，起轉(zhuǎn)錄因子的作用，能啟動(dòng) p21 表達(dá)。p21 能抑制細(xì)胞周期素依賴性激酶2(CDK2)的活性，從而抑制細(xì)胞周期進(jìn)程。p16 蛋白能特異抑制 CDK4 活性，使之不能解除 Rb 基因?qū)D(zhuǎn)錄因子的抑制，從而阻止細(xì)胞從 G1 期進(jìn)入S期，抑制細(xì)胞增殖。CDKs 還可通過(guò)與周期蛋白 cyclin 協(xié)同作用，調(diào)節(jié) Rb 的磷酸化狀態(tài)，從而調(diào)控細(xì)胞周期進(jìn)展，控制內(nèi)皮細(xì)胞增殖和衰老。

在誘導(dǎo)衰老過(guò)程中，究竟是 p53/p19/p21 途徑還是 p16/Rb 途徑激活，不同類型和組織來(lái)源的細(xì)胞并不相同。有文獻(xiàn)報(bào)道 NF-κB 信號(hào)通路與內(nèi)皮細(xì)胞衰老密切相關(guān)[25-26]；且 Shan 等人發(fā)現(xiàn)血管緊張素 II 可活化 ERK，降低 Bcl-2 水平，誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞衰老[27]。而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)可通過(guò)活化 NF-κB 上調(diào)P53 表達(dá)[28]。研究表明，TNF-α可通過(guò)NF-κB信號(hào)通路調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞的損傷。TNF-α 能激活血管內(nèi)皮細(xì)胞，繼而表達(dá)多種細(xì)胞因子和黏附分子，引發(fā)一系列的炎性白細(xì)胞浸潤(rùn)和炎性反應(yīng)。TNF-α 可刺激細(xì)胞 IκB 蛋白降解，激活 NF-κB，導(dǎo)致依賴NF-κB激活的基因轉(zhuǎn)錄并與核 DNA 結(jié)合增加，進(jìn)而誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，加速血管衰老[29]。

3.3 Th17細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞衰老 細(xì)胞周期停滯甚至凋亡是血管內(nèi)皮細(xì)胞衰老的表現(xiàn)之一。衰老對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的影響表現(xiàn)在內(nèi)皮源性炎性因子合成增加，進(jìn)而引起血管舒張功能下降，動(dòng)脈彈性功能降低，影響血管張力和器官灌流，進(jìn)而引起內(nèi)皮功能不全誘導(dǎo)血管衰老[30],而血管內(nèi)皮功能不全是動(dòng)脈硬化發(fā)生的始動(dòng)環(huán)節(jié)。衰老機(jī)體能夠誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，衰老機(jī)體中內(nèi)皮細(xì)胞凋亡增加，內(nèi)皮細(xì)胞半胱氨酸蛋白酶3(caspase-3) 活性上升使其對(duì)促凋亡刺激的反應(yīng)性增加[31]。研究發(fā)現(xiàn)凋亡誘導(dǎo)因子(AIF) 在衰老機(jī)體中顯著增加。AIF 在凋亡細(xì)胞中由線粒體釋放，促進(jìn)DNA 片段化和染色質(zhì)凝集。P53 在內(nèi)皮細(xì)胞DNA 損傷中也起到重要作用，通過(guò)一系列轉(zhuǎn)換蛋白的激活使 P53磷酸化，促進(jìn)細(xì)胞周期調(diào)控蛋白如Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bax蛋白 Bcl-2相關(guān)X蛋白)表達(dá)增加，進(jìn)而誘導(dǎo)DNA損傷。

衰老細(xì)胞獲得分泌一系列因子的功能，這些因子被稱為衰老相關(guān)的分泌表型(SASP)。SASP 包含炎性因子、免疫調(diào)節(jié)因子等，這些分泌因子依賴其所處的生物環(huán)境發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。其中IL-1和 IL-6是Th17分泌的重要細(xì)胞因子，也是SASP 關(guān)鍵因子。此外，衰老內(nèi)皮細(xì)胞分泌的 SASP 能引起衰老相關(guān)血管鈣化，這是嚴(yán)重的心血管疾病的主要危險(xiǎn)因素。

綜上所述，Th17細(xì)胞在血管內(nèi)皮細(xì)胞衰老中發(fā)揮重要作用，已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)。因此，需要對(duì)其在血管內(nèi)皮細(xì)胞衰老中的機(jī)制進(jìn)行更深入的研究，從而為動(dòng)脈粥樣硬化等相關(guān)疾病的診治提供新思路。

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