劉哲 方豫東

【摘要】下肢動脈硬化閉塞癥（ASO）是在動脈粥樣硬化的基礎上發(fā)生的下肢動脈閉塞性疾病，是造成下肢缺血的主要原因。目前，對于其病理機制的研究是國內(nèi)外醫(yī)學研究領域的重點和熱點。近幾年來，國內(nèi)外學者對巨噬細胞在ASO病理機制中的作用進行了深入的探究，主要集中在自噬、表觀遺傳機制、炎癥反應和信號通路等方面?？梢钥闯鼍奘杉毎淖允伞⒈碛^遺傳機制、炎癥反應和信號通路已成為當前ASO研究領域的熱點和趨勢，這為預防和治療ASO提供了新的理論根據(jù)與指導。

【關鍵詞】下肢動脈硬化閉塞癥；自噬；表觀遺傳學；炎癥反應；信號通路

ResearchprogressonmacrophagesinthepathogenesisoflowerextremityarteriosclerosisobliteransLiuZhe，F(xiàn)angYudongVascularBranchofShanghaiTCMINTEGRATEDHospital，ShanghaiUniversityofTCM，Shanghai200082，China

Correspondingauthor，F(xiàn)angYudong，Email：13301901601@163com

【Abstract】Lowerextremityarteriosclerosisobliterans（ASO）isanarterialocclusivediseaseofthelowerextremitythatdevelopsonthebasisofatherosclerosis（AS），andisamajorcauseoflowerlimbischemiaAtpresent，thepathologicalmechanismisalsothefocusandhotspotinthefieldofmedicalresearchInrecentyears，scholarsathomeandabroadhavedeeplyexploredtheroleofmacrophagesinthepathogenesisofASO，mainlyintheaspectsofautophagy，epigeneticsmechanism，inflammatoryreactionandsignaltransduction，suggestingthattheseeventshavebecomethehotspotsandtrendsofASOresearch，whichprovidesnoveltheoreticalbasisandguidanceforthepreventionandtreatmentofASO

【Keywords】Lowerextremityarteriosclerosisobliterans；Autophagy；Epigenetics；

Inflammatoryreaction；Signalingpathway

下肢動脈硬化閉塞癥（ASO）是臨床常見疾病，是下肢缺血性疾病的主要病理基礎。目前研究認為，ASO的致病因素主要有高脂血癥、高血壓、高血糖、高纖維蛋白原癥、高同型半胱氨酸癥、高尿酸血癥、肥胖和吸煙等，發(fā)病機制主要有脂質(zhì)浸潤學說、氧化應激學說、炎癥學說和損傷反應學說等。巨噬細胞、平滑肌細胞以及血管內(nèi)皮細胞在ASO發(fā)生發(fā)展中有著關鍵作用。尤其是巨噬細胞越來越受到該領域?qū)W者的關注[1]。本文主要探討在自噬、表觀、炎癥反應和信號通路的影響下，巨噬細胞及其生物學反應在ASO發(fā)生發(fā)展中的重要作用，進一步為ASO的診斷、治療提供更為前沿的病理機制基礎。

一、巨噬細胞與ASO的關系

巨噬細胞是一種位于組織內(nèi)的白細胞，來源于單核細胞。單核細胞在血流中停留12～48h，穿出血管進入結締組織或其他組織，分化為巨噬細胞等具有吞噬功能的細胞。兩者皆為吞噬細胞，可消除侵入體內(nèi)細菌，吞噬異物，消除體內(nèi)老化損傷細胞，并參與免疫反應。在ASO的早期，血管內(nèi)膜損傷，以血漿分子及脂蛋白顆粒通過裂隙及受損的內(nèi)皮進入內(nèi)皮下空間，導致LDL為代表的脂蛋白在血管內(nèi)皮下堆積，其氧化產(chǎn)物oxLDL等激活內(nèi)皮細胞，黏附因子和趨化因子開始表達，促進以單核細胞為代表的免疫細胞等聚集浸潤，其后在集落刺激因子的作用下單核細胞分化為巨噬細胞[2]。巨噬細胞通過清道夫受體吞噬大量的oxLDL及其他經(jīng)過修飾的脂蛋白后，進而發(fā)展為泡沫細胞，形成脂紋。若此時LDL等脂質(zhì)顆粒的沉積超過機體清除能力，則泡沫細胞死亡形成脂池，同時在血小板衍生生長因子等趨化因子的作用下，平滑肌細胞增殖、遷移、積聚在壞死泡沫細胞的脂質(zhì)庫周圍，從收縮到合成細胞演變，并產(chǎn)生組成細胞外基質(zhì)動脈粥樣硬化斑塊的膠原纖維和彈性蛋白纖維。斑塊形成初期，血管出現(xiàn)正向重塑，若斑塊生長超過動脈橫截面積的40%，則出現(xiàn)負向重塑，導致血管腔內(nèi)出現(xiàn)狹窄。后在炎癥因子、T細胞以及巨噬細胞所分泌的基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）的影響下，平滑肌細胞開始死亡，膠原和彈力纖維開始分解，導致纖維帽脆性變大易于破裂，由穩(wěn)定斑塊變成不穩(wěn)定斑塊，在血流剪切力、血管重構、斑塊內(nèi)細胞凋亡等綜合作用下，會導致斑塊破裂，暴露出致栓性底物，即壞死核心，引起血小板聚集，形成血栓。血栓的逐漸長大或者脫落均有可能造成血管的阻塞。這是ASO發(fā)生發(fā)展的病理變化概要。

二、巨噬細胞自噬與ASO的關系

自噬是指細胞利用自身雙層膜結構將自身受損或者廢棄的細胞器、蛋白或者脂滴包被進吞噬泡，形成自噬體，并使之與溶酶體融合成自噬溶酶體，通過溶酶體水解酶降解其所包裹的內(nèi)容物，并生成可被細胞循環(huán)利用的代謝產(chǎn)物的過程。自噬的過程受到自噬相關基因的調(diào)控，按照吞噬物進入溶酶體途徑的不同，可分為巨自噬、微自噬、分子伴侶介導的自噬[3]。自噬可以促進巨噬細胞中儲存的膽固醇脂滴水解為游離膽固醇，游離的膽固醇結合ATP并經(jīng)過轉運蛋白A1（ABCA1）介導，促進膽固醇流出細胞，阻礙了泡沫細胞的形成，從而抑制動脈粥樣硬化斑塊及血栓的形成[45]。ATM信號通路的負調(diào)控因子，即磷酸酶Wip1，在ApoE/小鼠自噬及膽固醇外流中起到重要作用。并且發(fā)現(xiàn)Wip1的缺失會抑制巨噬細胞轉化為泡沫細胞，從而抑制動脈粥樣硬化斑塊的形成。并且巨噬細胞的自噬可以減少斑塊內(nèi)巨噬細胞的數(shù)目，從而減少MMP對膠原和彈力纖維的分解，對斑塊的穩(wěn)定起重要作用。哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路的抑制可以促進巨噬細胞自噬，從而引起斑塊內(nèi)巨噬細胞數(shù)目減少，對斑塊的穩(wěn)定起到促進作用[68]。若自噬細胞自噬不足，細胞內(nèi)受損的蛋白、脂滴、細胞器無法正常分解，會影響細胞正常功能，比如受損線粒體被降解不充分，導致細胞內(nèi)活性氧水平升高，活性氧激活炎癥體，損傷DNA[911]。除此激活后的炎癥體也可以通過caspase1途徑促進IL1β分子的水平，導致斑塊不穩(wěn)定。若自噬細胞自噬過度，則會導致大量的蛋白和細胞器被破壞，引發(fā)神經(jīng)退行性病變或者感染性疾病，同時導致斑塊穩(wěn)定性降低[12]。目前藥理學已研究出能特異性誘導自噬細胞以穩(wěn)定ASO的方法。如依維莫司和咪喹莫特均能在不影響平滑肌細胞數(shù)目的前提下誘導巨噬細胞自噬[1314]。

三、巨噬細胞的表觀遺傳機制與ASO關系

表觀遺傳學是研究不涉及DNA序列改變的基因表達以及調(diào)控的可遺傳變化。表觀遺傳的異常會引起表型的改變，機體結構和功能的異常，甚至導致疾病的發(fā)生。表觀遺傳是通過有絲分裂和減數(shù)分裂來傳遞非DNA序列信息的，其遺傳機制主要包括DNA的甲基化、組蛋白修飾和非編碼RNA機制。近年來對巨噬細胞非編碼RNA機制的研究逐漸增多。非編碼RNA機制是指在真核細胞中存在大量轉錄的RNA分子，此類分子不能被翻譯成蛋白質(zhì)，但能夠調(diào)節(jié)基因表達，比如轉錄、剪接、mRNA的穩(wěn)定和翻譯等。據(jù)了解，目前非編碼RNA調(diào)節(jié)大約30%的人類基因的表達，并且它可以通過靶向DNA或組蛋白修飾酶等表觀遺傳復合物實現(xiàn)調(diào)節(jié)作用。目前有多種微小RAN（miR）在巨噬細胞中特異性表達，參與ASO的發(fā)病進程。比如，miR33在巨噬細胞過度表達可以降低膽固醇流向ApoA1，抑制miR33上調(diào)ABCA1蛋白的表達，可以增加膽固醇流向ApoA1[15]。oxLDL通過上調(diào)miR155在巨噬細胞中的表達，內(nèi)源性miR155負調(diào)節(jié)巨噬細胞炎癥反應和脂質(zhì)蓄積，抑制miR155明顯促進脂質(zhì)在巨噬細胞內(nèi)聚集和IL6、IL8和TNFα等炎癥因子的表達。巨噬細胞上清道夫受體如SRA和CD36在miR155的下調(diào)作用下低表達，從而使巨噬細胞源性泡沫細胞的形成過程得到抑制，進一步延緩ASO的發(fā)展[16]。在非鈣化模塊中，來自單核細胞的巨噬細胞中miR21的表達水平顯著高于鈣化模塊，表明miR21可通過靶向調(diào)節(jié)促進MMP9的表達和活性，并降低斑塊的穩(wěn)定性[1718]。miR322的抑制引起促炎細胞因子IL6的下調(diào)和抗炎細胞因子IL10的上調(diào)，表明miR322有可能引起動脈粥樣硬化斑塊不穩(wěn)定[19]。

四、巨噬細胞的炎癥機制與ASO關系

炎癥反應不僅是一種常見的臨床病理，也是反映機體和炎癥因素的斗爭。炎癥反應涉及多種炎癥細胞、致炎因子、炎性介質(zhì)、黏附分子和生長因子。一方面，炎性細胞因子引起組織細胞損傷，局部組織細胞變性壞死，另一方面激發(fā)人體抗炎機能，有益于清除致炎因子，使組織得到修復，從而維持機體內(nèi)外環(huán)境的穩(wěn)態(tài)與平衡。ASO是一種慢性炎癥性疾病，是血管壁對各種損傷的異常反應而引起的疾病。炎癥反應貫穿ASO的各個階段，與ASO的發(fā)生、發(fā)展有著密切的聯(lián)系。根據(jù)引起ASO的致炎原因大體可分為以下幾類：生物性炎癥、免疫性炎癥和化學性炎癥。根據(jù)ASO發(fā)病的不同時期可大體分為初期和進展期。初期為以單核巨噬細胞浸潤為特征的急性滲出性炎癥，進展期為以平滑肌細胞的過度增殖、細胞外基質(zhì)的過度合成等為特征的慢性增生性炎癥[20]。巨噬細胞與炎癥具有緊密關系。巨噬細胞具有Toll樣受體（TLR），可以檢測到病原體的入侵。巨噬細胞可對細菌產(chǎn)物、補體活化后的產(chǎn)物、趨化因子等進行吞噬，并且巨噬細胞可通過氧化與非氧化兩條途徑殺死微生物。針對生物性炎癥，有專家發(fā)現(xiàn)病原體可分別來自于血管內(nèi)和血管外。血管內(nèi)感染如肺炎衣原體、皰疹病毒、幽門螺桿菌等。血管外感染有牙源性病灶、前列腺炎、支氣管炎等，其發(fā)病病灶產(chǎn)生大量炎性細胞因子進入血液循環(huán)，引起血管壁的炎癥反應。巨噬細胞感染衣原體后，IFN、TNF、IL等表達增多。肺炎衣原體感染血管內(nèi)皮細胞（VECs）和T細胞后，可刺激細胞釋放IFNγ，后者誘導單核細胞轉化為巨噬細胞，從而吞噬脂質(zhì)并促進泡沫細胞形成。巨噬細胞亦參與免疫性炎癥，當血管內(nèi)皮受損傷后，細胞表面的黏附因子表達增多，單核細胞通過黏附因子附著于血管內(nèi)皮，在單核細胞趨化蛋白1（MCP1）的影響下，清道夫受體吞噬形成脂質(zhì)的泡沫細胞，進入內(nèi)膜，被細胞因子刺激成巨噬細胞。在化學性炎癥中，軟脂酸刺激IL6，TNFα和MCP1在巨噬細胞中的表達，促進單核細胞黏附，導致炎癥反應被激活[21]。血管緊張素也可刺激巨噬細胞釋放MMP2、MMP9、MCP1等及趨化因子受體CX3CR1，增加單核細胞集落刺激因子，激活單核巨噬細胞。同型半胱氨酸能激活NFκB，增加CPR等炎性細胞因子分泌，上調(diào)MCP1等趨化因子在單核細胞中的表達，刺激VECs黏附分子的表達，促進巨噬細胞的募集[22]。

五、巨噬細胞的信號通路機制與ASO關系

巨噬細胞能利用與其有關的信號通路直接影響ASO的發(fā)生發(fā)展。mTOR信號通路能有效調(diào)控ASO的發(fā)生和發(fā)展，其中涉及巨噬細胞的生長、增殖和凋亡等生物學過程。mTOR激活可以促進細胞周期轉換，促進巨噬細胞的增殖、遷移至血管內(nèi)皮下層，為炎癥的發(fā)展奠定基礎。mTORC1作為巨噬細胞自噬抑制因子，可有效調(diào)控巨噬細胞的自噬，影響ASO的進程[23]。mmLDL/TLR4信號通路正逐漸成為治療ASO的新靶點，輕度氧化的LDL白激活巨噬細胞上TLR4及其信號轉接分子脾酪氨酸激酶，并最終導致巨噬細胞液相攝取增強、細胞骨架重排、炎性因子分泌增多等，從而影響ASO的發(fā)病[24]。其中巨噬細胞的細胞骨架重排可增加小分子的吞噬作用，使細胞內(nèi)的脂質(zhì)蓄積增加，最終導致泡沫細胞的形成。

六、小結與展望

近年來針對ASO的機制研究越來越受到重視，并且研究角度也越來越新穎，但均尚有不足之處，誘導巨噬細胞自噬，作為治療新靶點來穩(wěn)定ASO，為ASO的治療提供了新思路和新依據(jù)，但是關于巨噬細胞自噬的機制尚未完全闡明，比如如何平衡自噬不足和自噬過度以更好的穩(wěn)定斑塊，自噬誘導劑與其他降脂藥物聯(lián)用時的注意事項，依維莫司誘導巨噬細胞自噬而不損傷平滑肌細胞的機制，中醫(yī)中藥是否對細胞自噬誘導有作用等。炎癥機制是ASO的原發(fā)因素還是繼發(fā)結果、單一因素還是混雜因素仍在探究中。但目前基于抗炎角度治療ASO的藥物已經(jīng)應用于臨床，并取得了較好的效果，如阿司匹林、吲哚美辛、前列腺素等。相關信號通路與其調(diào)控因子之間的關系也尚未完全研究清楚。除了文中提及的自噬、表觀、炎癥和信號通路角度外，還有尚未提及的干細胞、氧化應激、PCSK9療法、模擬肽、中醫(yī)中藥等角度，均為探索ASO的發(fā)病機制開辟了新的思路和途徑?？傊?，目前ASO的發(fā)病機制還不完全清楚，雖然有許多學說，涉及多種危險因素，但目前針對眾多療法的研究和新藥研發(fā)還處于臨床試驗階段，臨床仍缺乏有效而特異性的藥物，需要進行更加深入的研究和探索。

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