許 爽，倪煥爾，陳航煒，戴秋艷

上海交通大學醫(yī)學院附屬第一人民醫(yī)院心內(nèi)科（上海 200080）

心血管疾?。–ardiovascular diseases,CVD）是當今世界危害人類健康的首要因素。據(jù)中國疾病負擔研究報道，2017年中風和缺血性心臟病成為中國居民的主要死因，從1990年至2017年，缺血性心臟病增加了4.6%的殘疾調(diào)整壽命年數(shù)（Disability adjusted life years, DALYs）[1]。缺血性心臟病是由于冠狀動脈發(fā)生動脈粥樣硬化（Atherosclerosis, AS）引起管腔狹窄或阻塞而導致的心肌缺血。在動脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展過程中，慢性炎癥、氧化應激、自噬等都可以引起相應信號通路的激活及下游轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控，導致血管結(jié)構(gòu)功能的改變和斑塊的形成。其中，有代表性的信號轉(zhuǎn)導和轉(zhuǎn)錄激活因子3（Signal transduction and activator of transcription 3, STAT3）在動脈粥樣硬化中發(fā)揮著重要作用。本文就STAT3在動脈粥樣硬化中的作用進行綜述。

1 STAT3信號通路

STAT3是STAT蛋白家族的成員，參與細胞生長、凋亡、癌變等多種生命活動。外源和內(nèi)源刺激通過影響STAT3的磷酸化、STAT3基因表達、STAT3與靶基因的相互作用來調(diào)節(jié)STAT3信號通路。STAT3的轉(zhuǎn)錄活性主要是由單個酪氨酸殘基Tyr705磷酸化激活，又稱為STAT3經(jīng)典激活途徑；STAT3的酪氨酸磷酸化可以直接由受體酪氨酸激酶（Receptor tyrosine kinase, RTK）如EGFR、KDR、MET催化，也可以由非受體酪氨酸激酶（Janus kinase, JAK）催化。JAK-STAT信號通路由三個成分組成：酪氨酸激酶相關(guān)受體、酪氨酸激酶JAK和轉(zhuǎn)錄因子STAT。細胞因子及其他刺激因素與酪氨酸激酶相關(guān)受體結(jié)合后引起受體分子的二聚化，使得與受體偶聯(lián)的JAK相互接近并通過交互的酪氨酸磷酸化作用而活化。JAK催化STAT發(fā)生磷酸化修飾，形成同源或異源二聚體進入細胞核內(nèi)與靶基因結(jié)合，調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄。

2 動脈粥樣硬化發(fā)生與STAT3

動脈粥樣硬化是由脂質(zhì)代謝紊亂引起的慢性炎癥性疾病。Ross在1976年提出了內(nèi)皮損傷反應學說[2]，認為動脈粥樣硬化病變是動脈過度炎癥和纖維化增殖反應導致內(nèi)皮細胞和血管平滑肌細胞損傷的結(jié)果。內(nèi)皮細胞凋亡引起單層內(nèi)皮通透性改變，為血管平滑肌細胞進入內(nèi)膜提供條件。血管平滑肌細胞由收縮型轉(zhuǎn)變?yōu)楹铣尚?，分泌基質(zhì)金屬蛋白酶（Matrix metalloproteinases, MMPs）并遷移至內(nèi)膜，最終導致內(nèi)膜增厚。炎癥是動脈粥樣硬化的另一主要機制，巨噬細胞作為最重要的炎癥細胞，聚集在具有內(nèi)皮功能障礙和脂質(zhì)沉積的中膜中，吞噬大量膽固醇酯成為泡沫細胞，是動脈粥樣硬化病變早期的關(guān)鍵步驟。

在動脈粥樣硬化中，炎癥相關(guān)的STAT3通路發(fā)揮著重要作用，很多研究已經(jīng)證實了二者的相關(guān)性。Gharavi等[3]發(fā)現(xiàn)STAT3基因敲除小鼠的主動脈根部粥樣硬化的面積與對照組小鼠相比明顯減少，證明了STAT3信號轉(zhuǎn)導參與動脈粥樣硬化的進展。Wang等[4]使 用 白 細 胞 介 素 -1β（Interleukin-1β, IL-1β）的外膜給藥激活了血管組織的JAK2-STAT3通路，導致血管平滑肌細胞的增殖遷移和新生血管形成；而抑制STAT3磷酸化具有相反的效應[5-7]。Dal Monte等[8]在體外人臍靜脈內(nèi)皮細胞中抑制STAT3磷酸化明顯下調(diào)了血管內(nèi)皮生長因子（Vascular endothelial growth factor, VEGF）表達水平，進而下調(diào)VEGF誘導的內(nèi)皮細胞遷移和增殖，延緩動脈粥樣硬化斑塊的形成。此外，VEGF還參與斑塊內(nèi)新生血管的形成，繼而加速動脈粥樣斑塊的進展，而STAT3可結(jié)合在VEGF基因的啟動子區(qū)域調(diào)控其轉(zhuǎn)錄[9]，VEGF165b也可以抑制STAT3信號轉(zhuǎn)導[10]。Albasanz-Puig等[11]發(fā)現(xiàn)制瘤素M受體缺陷可通過抑制JAK2-STAT3通路降低血管平滑肌細胞增殖遷移和細胞外基質(zhì)產(chǎn)生，進而減輕動脈粥樣硬化病變程度。Zhong等[12]在動脈粥樣硬化患者血清中檢測出心肌梗死相關(guān)轉(zhuǎn)錄物MIAT，其通過調(diào)控miR-181b/STAT3軸促進了動脈粥樣硬化模型中的細胞增殖。與之類似，miR-19b通過抑制STAT3活化來抑制內(nèi)皮細胞的增殖遷移和血管形成，減少動脈粥樣硬化患者不穩(wěn)定斑塊的進展[13]。Qin等[14]在SOCS3（JAK-STAT信號通路的反饋抑制劑）缺陷小鼠中證實，脂多糖通過增強和延長JAK/STAT信號通路激活使巨噬細胞向M1促炎癥表型分化，從而上調(diào)巨噬細胞內(nèi)IL-1β、1L-6和IL-12等促炎細胞因子的表達?；赟OCS1的靶向JAK/STAT療法是抑制糖尿病小鼠動脈粥樣硬化形成的關(guān)鍵機制，可以防止斑塊形成、增加斑塊穩(wěn)定性等[15]。高密度脂蛋白相關(guān)鞘氨醇-1-磷酸（S1P）通過激活STAT3的磷酸化來抑制巨噬細胞凋亡發(fā)揮抗動脈粥樣硬化作用[16]。我們課題組研究發(fā)現(xiàn)，在血管平滑肌細胞和巨噬細胞中存在STAT3與尼古丁受體nAChRα1的相互作用，抑制STAT3的活化可以減輕尼古丁誘導的小鼠動脈粥樣硬化病變程度[17]。

越來越多的證據(jù)表明自噬貫穿于動脈粥樣硬化的整個過程。自噬是指細胞在自噬相關(guān)基因的調(diào)控下利用溶酶體或液泡降解受損大分子物質(zhì)和細胞器的過程，可以分為巨自噬、微自噬和分子伴侶介導的自噬三種。正常情況下很少發(fā)生細胞自噬，而缺氧、凋亡、饑餓、病原感染等會激活細胞自噬：細胞質(zhì)中的線粒體等細胞器首先被來源于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的“隔離膜”所包被，隔離膜逐漸閉合形成雙層膜結(jié)構(gòu)，即自噬體；溶酶體可以結(jié)合和降解自噬體。在早期動脈粥樣硬化斑塊，自噬激活劑雷帕霉素顯著降低巨噬細胞內(nèi)脂質(zhì)含量并防止它們轉(zhuǎn)變?yōu)榕菽毎允梢种苿?-甲基腺嘌呤顯著增加細胞內(nèi)脂質(zhì)累積[18]。在小鼠血管平滑肌細胞中敲除自噬相關(guān)基因Atg7可引起MMP9、轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）和趨化因子CXCL12表達升高，導致動脈粥樣硬化的進展加速[19]；在巨噬細胞中敲除自噬相關(guān)基因Atg5促進了巨噬細胞的凋亡，從而促進斑塊破裂[20]。Razani等[21]發(fā)現(xiàn)自噬缺陷與動脈粥樣硬化的炎癥體激活有關(guān)，Atg5基因敲除小鼠的巨噬細胞分泌促炎因子IL-1β和TNF-α顯著增加；與之相一致的，他還發(fā)現(xiàn)粥樣硬化主動脈的p62水平升高，提示動脈粥樣硬化病變的自噬水平降低。

自噬可以和很多信號通路相聯(lián)系，共同決定細胞的存活或死亡，其中就包括STAT3信號通路。近年來很多文獻已經(jīng)指出，STAT3與不同的靶基因結(jié)合會產(chǎn)生促進或拮抗自噬的不同效應，如STAT3上調(diào)抗凋亡基因BCL2的表達最終導致自噬抑制和細胞增殖[22]，STAT3上調(diào)促凋亡基因BNIP3的表達發(fā)揮促自噬作用[23]。在肺癌細胞中，STAT3直接結(jié)合在自噬相關(guān)基因BECLIN1的啟動子區(qū)域，募集組蛋白去乙?；?（HDAC3）起到抑制其轉(zhuǎn)錄的效果，近而發(fā)揮抗自噬作用[24]。STAT3可以上調(diào)缺氧誘導因子HIF-1α的表達，而HIF-1α對于自噬的調(diào)節(jié)具有兩面性，其在缺氧時促進自噬的發(fā)生，而在正常氧時抑制自噬[25]。Aarup等[26]發(fā)現(xiàn)小鼠動脈粥樣硬化斑塊的缺氧區(qū)域有大量表達HIF-1α的巨噬細胞，而骨髓HIF-1α缺陷的小鼠動脈粥樣硬化斑塊面積較對照組減少了72%；體外實驗沉默巨噬細胞的HIF-1α基因后，其向促炎M1表型的分化減少。不僅核內(nèi)磷酸化STAT3可以發(fā)揮自噬調(diào)節(jié)作用，胞質(zhì)中的非磷酸化STAT3以不依賴于轉(zhuǎn)錄的方式作為自噬的負調(diào)節(jié)因子起作用。STAT3將真核翻譯起始因子2A激酶2（EIF2AK2）錨定在細胞質(zhì)中，使其無法入核調(diào)控下游自噬基因[27]。STAT3與磷酸化FOXO互相作用，使其無法去磷酸化，而只有去磷酸化的FOXO3可以易位至細胞核并上調(diào)多種自噬相關(guān)基因；當JAK-STAT通路激活時，F(xiàn)OXO1和FOXO3重新定位于細胞核[28]?？梢奡TAT3主要通過影響自噬相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，進而參與到自噬過程中，而它對自噬的抑制或者激活作用可能取決于不同的微環(huán)境和外界刺激。這也提示STAT3在細胞自噬中發(fā)揮著不可或缺的調(diào)控作用。

3 動脈粥樣硬化的有限治療與STAT3

轉(zhuǎn)錄因子STAT3的持續(xù)激活已在多種惡性腫瘤中被證實，如白血病、淋巴瘤、結(jié)腸癌、 骨肉瘤等，針對JAK-STAT通路的幾種藥物如蘆可替尼（Ruxolilinib），已在癌癥治療的臨床試驗中得到滿意的療效。然而，不同于腫瘤治療，STAT3在心血管疾病中的作用研究主要集中在基礎動物實驗，現(xiàn)有的臨床試驗主要針對JAK2-STAT3抑制對其他疾病治療中心血管損害及心血管事件發(fā)生風險的影響。

STAT3抑制劑 S3I-201和stattic降低AngII誘導的氧化應激、內(nèi)皮功能紊亂和高血壓[8]。JAK抑制劑WP1066在抑制腫瘤血管形成的同時，也抑制了新生內(nèi)膜形成，改善了動脈粥樣硬化斑塊的穩(wěn)定性[29]。JAK2抑制劑魯索替尼可顯著減少高脂飲食和主動脈球囊損傷誘導的兔動脈粥樣硬化斑塊面積，也顯著降低了血漿中促炎因子IL-6、IL-1β、IFN-γ 和 TNF-α 的 水 平[30]。 多STAT靶向化合物（Multi-STAT targeting compounds）可用于抑制干擾素γ 聯(lián)合脂多糖誘導的內(nèi)皮細胞遷移、白細胞與內(nèi)皮細胞的粘附以及腸系膜動脈收縮性的損害，提示了其用于心血管疾病的潛在療效[31]。他汀類藥物（一種HMG-CoA抑制劑）是最常見的降脂藥，其對血管的保護作用部分可歸因于JAK-STAT信號通路的阻斷。在血管平滑肌細胞和單核-巨噬細胞共培養(yǎng)體系里，他汀類藥物和阿司匹林聯(lián)合運用可以完全抑制IL-6的產(chǎn)生和STAT3的磷酸化[32]；氟伐他汀和纈沙坦聯(lián)合抑制STAT3的磷酸化、抑制新生內(nèi)膜的形成和血管平滑肌細胞的增殖[33]；阿托伐他汀通過IL-6/STAT3/ET-1通路抑制了自發(fā)性高血壓大鼠的心肌纖維化[34]。

婦女健康協(xié)會（Women's Health Initiative）一項包含了25 458例心血管病患者和1 0 0 7 4 0健康對照的研究（NCT0000611）表明，IL-6受體（STAT3通路的上游靶點）阻滯劑托珠單抗（tocilizumab）可以降低冠心病風險[35]。類風濕關(guān)節(jié)炎患者使用托珠單抗能夠提高內(nèi)皮細胞功能，降低血管硬化，改善脂代謝情況[36-37]。奧斯陸大學醫(yī)院發(fā)起的一項隨機對照試驗“IL-6受體阻滯劑托珠單抗在非ST段抬高型心肌梗死（non-ST elevated myocardial infarction, NSTEMI）中的作用（NCT01491074）”，120名受試者隨機分為兩組，分別給予藥物和生理鹽水治療，主要觀察終點為急性炎癥反應（高敏C反應蛋白），次要終點為內(nèi)皮功能、冠狀動脈血流儲備、血管和心臟再生情況和梗塞面積。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在NSTEMI的急性期，托珠單抗治療增加了患者體內(nèi)干擾素γ誘導蛋白（IP-10）和巨噬細胞炎性蛋白-1β（MIP-1β）的水平，降低了中性粒細胞的數(shù)量和肌鈣蛋白T的水平[38-39]。使用電子健康記錄生物庫數(shù)據(jù)建立模型預測發(fā)現(xiàn)，具有IL-6受體單核苷酸多態(tài)性的個體主動脈瘤和冠心病的風險降低[40]。這些結(jié)果都提示，IL-6/STAT3通路的抑制可以降低心血管疾病的風險、使動脈粥樣硬化患者受益。

4 結(jié)語

動脈粥樣硬化的發(fā)生和進展與STAT3信號通路的激活密切相關(guān)。在細胞和動物實驗中，阻斷STAT3通路可以有效地降低血管平滑肌細胞和內(nèi)皮細胞的增殖遷移水平、減少促炎因子的分泌、減少新生血管形成、繼而延緩動脈粥樣硬化斑塊的進展。在臨床試驗中，STAT3信號通路的抑制能夠改善脂代謝情況、減少炎癥反應、降低冠心病的風險。然而，其對動脈粥樣硬化的臨床療效仍有待研究，未來仍需大量的臨床數(shù)據(jù)加以驗證。