CD147在動脈粥樣硬化中作用的研究進展

李 蓉綜述 蔡 輝審校

CD147在動脈粥樣硬化中作用的研究進展

李 蓉1綜述 蔡 輝2審校

本文2010—12—09收到，2011—01—31修回，2011—02—05接受

細胞外基質金屬蛋白酶誘導劑（Extracellular Matrix Metalloproteinase Inducer，EMMPRIN）-CD147分子是一種高度糖基化的跨膜糖蛋白，屬免疫球蛋白超家族成員，由Biswas等［1］首次發現并將其命名為腫瘤細胞介導的膠原酶激活因子（Tumor Cell Collagenase Stimulatoty Factor，TCSF）。近來研究發現CD147在單核細胞分化為巨噬細胞過程中表達上調，誘導分泌基質金屬蛋白酶（MMPs），促進單核細胞的分化和遷移［2］；并介導動脈粥樣硬化（AS）進程中的細胞激活和分化、血小板活化、粥樣斑塊不穩定、血管新生等多種病理過程，從而促進AS的發生與發展。本文就CD147促進AS的病理機制作一綜述。

1 CD147的結構和生物活性

CD147分子量50～60k Da，為單次I型跨膜糖蛋白，基因定位于19p13.3，編碼區編碼269個氨基酸殘基，CD147在細胞外有2個免疫球蛋白區域，由胞質區域和跨膜區域組成，位于C端的免疫球蛋白區域與MHC II類分子的可變區和β鏈有一定同源性。CD147胞質區短，由40個氨基酸殘基組成，跨膜區伸展的29個氨基酸在人、鼠、雞高度保守，其疏水序列中含有帶電的谷氨酸和亮氨酸拉鏈［3～5］，提示其可能參與蛋白—蛋白相互作用。近來應用黏附、免疫共沉淀等研究方法顯示，CD147可與親環素A和親環素B（CyPA、CyPB）等相互作用，共同傳遞信號，介導廣泛生物學功能［3，6］。CD147在細胞外區域還含有3個Asn糖基化位點，用內切糖苷酶F處理后可產生分子量為28～58kDa的CD147分子，提示CD147分子的N端高度糖基化，并且糖基化程度決定其激活MMPs的能力，而純化的去糖基化的CD147分子不能誘導MMPs分泌［4］。

CD147在體內廣泛表達于造血及非造血細胞，并參與多種疾病發生、發展的病理過程，如AS病理過程中的細胞分化遷移、粥樣斑塊不穩定等。免疫組織化學分析顯示在人AS斑塊處有CD147與CyPA共同存在和相互作用，形成炎癥反應的始發因素，通過白細胞聚集在病變組織中促進炎癥發展，刺激MMPs分泌；利用siRNA技術抑制CD147表達后，可在細胞分化過程中阻止 MMPs表達上調［4］。提示CD147作為CyPA受體和EMMPRIN，在AS發生、發展過程中有重要作用。

2 CD147參與細胞激活和分化對AS的作用

AS是一種慢性炎癥反應過程，其各種病理改變可認為是慢性炎癥的不同階段，各種細胞的反應與炎癥過程相似，被認為是一種機體對損傷的反應。內皮細胞、平滑肌細胞、巨噬細胞通過多種細胞因子的自分泌和旁分泌作用，構成了復雜的細胞間相互聯系及作用的網絡。T淋巴細胞作為一種輔助作用的細胞，可引起AS過程中的免疫反應，促進AS的形成和發展；而CD147在各種細胞激活和分化中起一定作用而參與AS的形成。

CD147在AS早期單核細胞遷移、分化時非常重要，單核細胞、巨噬細胞和泡沫細胞表達CD147可刺激MMPs產生，單核細胞分化過程中上調CD147表達，荷脂巨噬細胞減少細胞膜CD14表達，上清液中增加 MMP-2、MMP-9和可溶性的CD147表達水平，荷脂的泡沫細胞不影響CD147 mRNA表達，但和未分化的單核細胞相比，CD147 mRNA明顯增加，并且此增加量足以使分化的巨噬細胞在成熟期發揮特殊功能［2，8］。Haug等［9］研究發現在培養的人冠狀動脈平滑肌細胞可表達CD147，氧化型低密度脂蛋白刺激細胞后顯著增加可溶性CD147、MMP-1、MMP-2表達，并且 MMP-1、MMP-2可促進可溶性CD147從細胞上分離，而可溶性CD147又顯著增加人冠狀動脈平滑肌細胞MMP-1、MMP-2的表達，如此惡性循環使MMPs通過誘導平滑肌細胞遷移和增殖及加速細胞外基質降解，從而在AS斑塊發展、新內膜形成及斑塊破裂中發揮重要作用。

CyPA是一種在生物界廣泛存在、高度保守的蛋白質，具有肽酰脯氨酰順反異構酶，有多種生物學活性，是一種影響AS進展的特異性活性氧介質調節因子，即氧化應激誘導的分泌因子，對內皮細胞、單核細胞、中性粒細胞、T細胞等有潛在的化學趨化作用［10］。CD147作為人白細胞胞外CyPA主要的信號受體，炎癥組織中白細胞CD147的表達增加即與CyPA和CD147的相互作用有關。利用抗CD147單克隆抗體阻止CyPA-CD147相互作用，可減少病變組織中炎性細胞聚集［11］、抑制CyPA誘導Jurkat細胞擴增、激活和趨化作用［12］。

3 CD147參與血小板活化對AS的作用

血小板不僅參與進展期斑塊的血栓事件如急性心肌梗死（AMI），而且參與粥樣斑塊的起源和發病機制［13］。活化血小板通過P-選擇素黏附并活化白細胞，特別是單核細胞，活化的白細胞能表達P—選擇素糖蛋白配體-1（PSGL-1）和整合素Mac-1，分別與活化血小板表面的P-選擇素和糖蛋白Ib（GP Ib）相結合，形成“血小板—白細胞聚合物”；活化血小板還能釋放多種促炎癥細胞因子，如CD40L和白介素-1β（IL-1β）等促使內皮細胞活化，活化的內皮細胞表達P—選擇素和細胞間黏附分子-1（ICAM-1）與白細胞表達的 PSGL-1和Mac-1相結合，進一步加強白細胞與內皮細胞之間的黏附反應［14］。因此，血小板與白細胞和內皮細胞之間的相互作用對血栓形成和炎癥反應起重要作用，從而加速AS病理進程。

近來體外實驗發現CD147也表達于血小板上，與傳統血小板活化標志物如CD62P、血小板相關補體-1（PAC-1）和白細胞上CD147表達相關［15］。血小板活化后CD147表達水平上調，電子顯微鏡和蔗糖梯度超速離心分析顯示CD147位于血小板開放管道系統α顆粒中。重組的CD147-Fc可誘導血小板表面表達CD40L和P-選擇素，提示CD147-FC相互作用激活血小板。血小板和單核細胞共同孵育可誘導單核細胞CD147介導的核因子—κB（NF-κB）途徑激活，并伴有MMP-9和促炎因子IL-6、腫瘤壞死因子—α（TNF-α）及抗炎因子IL-10分泌增加，這與心肌梗死（MI）時單核細胞表面CD147表達增加，血漿中IL-6、TNF-α、IL-10水平升高相一致，提示CD147可增強NF—κB途徑相關的炎癥細胞活性。表明CD147是血小板表面新的受體，血小板活化時表達增加；血小板與單核細胞相互作用，通過CD147刺激單核細胞NF-κB炎性途徑，分泌MMPs和炎性因子［16］，加速血管炎性改變和AS。

4 CD147調節MMPs分泌在AS斑塊穩定性中的作用

AS病變形成后是否導致臨床癥狀的出現，不僅取決于動脈管腔的狹窄程度，更重要的是斑塊是否穩定，是否有血栓形成。不穩定性斑塊易于破裂或表面破損，引發急性血栓形成導致不完全或完全性管腔阻塞，表現為急性冠狀動脈綜合征（ACS），其臨床表現為不穩定性心絞痛、AMI或猝死。粥樣斑塊核心的組成和體積、纖維帽的強度、單核／巨噬細胞等炎性細胞的浸潤情況等決定了粥樣斑塊本身的性質，不穩定斑塊為偏心性斑塊，有一個大的脂質核心（大于斑塊面積的40%）和薄的纖維帽，其肩部富含炎性細胞（包括巨噬細胞、T淋巴細胞和肥大細胞），易于發生破裂而形成血栓［14］。大量實驗和臨床研究已表明MMPs在進展性粥樣斑塊和斑塊破裂繼發的急性心血管事件如ACS中有重要作用，特別是血管壁存在的單核細胞I型 MMP（MTI-MMP）、MMP-2、MMP-7、MMP-9與不穩定性斑塊密切相關［17］，MMPs導致組成纖維帽的細胞外基質降解、強度減小被認為是斑塊纖維帽變薄易破裂的主要原因。

Schmidt等［18］實驗發現 AMI患者的CD147和 MT1-MMP表達增加，通過細胞間相互作用，CD147可刺激單核細胞 MMP-9和血管平滑肌細胞 MMP-2的分泌，表明CD147在AS斑塊破裂中對MMP的活性調節起主要作用。內皮細胞和巨噬細胞表達CD147和CyPA，刺激巨噬細胞上表達的CD147可誘導細胞外信號調節激酶（ERK）和NF-κB途徑激活，導致MMP-9表達水平升高，降解細胞外基質，增加AS斑塊不穩定性［7］。CD34＋祖細胞分化進展為泡沫細胞過程中 CD147、MTI-MMP、MMP-9表達水平上調，促進MMP-9分泌。CyPA抑制劑可減少細胞分化過程中MMP-9表達，利用siRNA技術抑制CD147表達，可阻止細胞分化過程中 MMPs（MTI-MMP、MMP-9）、巨噬細胞集落刺激因子表達上調，提示CyPA／CD147的激活途徑在促進AS斑塊易損性中有重要作用［19］。Yoon等［20］研究發現頸動脈粥樣斑塊有CD147表達，并且骨髓單核細胞也表達CD147，CD147與MMPs和金屬蛋白酶組織抑制劑共同存在于AS病變組織中。促進 AS的炎性因子 TNF—α、IL-β、IL-6可刺激巨噬細胞和平滑肌細胞表達MMPs，用炎性因子培養單核細胞實驗中發現CD147和MMPs表達均增加，推測炎性因子可調節CD147表達，從而控制斑塊的穩定性。

近來研究表明感染可能導致血管壁上脂質代謝紊亂，刺激細胞對低密度脂蛋白—膽固醇（LDL-C）的吞噬，從而誘發和促進AS病變，其中肺炎衣原體感染可能是AS發生的重要因素，并與CD147有一定相關關系。肺炎衣原體通過CD147依賴途徑直接誘導單核細胞MMPs激活，釋放炎性因子如IL-6、IL-1β，間接刺激血管平滑肌細胞誘導 MMPs活性［17］。Choi等［21］實驗發現在 AS斑塊中 EMMPRIN、MT1-MMP、MMP-2、MMP-9免疫活性增加，并且巨噬細胞／單核細胞對肺炎衣原體的免疫反應最為顯著。蛋白免疫印跡法分析顯示在感染肺炎衣原體的AS組織中，EMMPRIN、MMP-2含量顯著增高，表明感染肺炎衣原體的AS斑塊可通過CD147上調MMPs，這也可解釋肺炎衣原體在AS進展和不穩定性斑塊中的作用。

CD147通過誘導MMPs分泌，使細胞外基質合成和降解失衡，削弱斑塊纖維帽，使斑塊易于破裂，在AS病程進展和斑塊不穩定性中發揮重要作用，干預CD147的表達可有效阻止斑塊破裂，減少ACS或猝死發生［22］。研究表明siR-NA技術、他汀類藥物、過氧化物酶增生物激活受體—α（PPAR-α）和PPAR—γ激動劑可減少巨噬細胞或泡沫細胞表達CD147，從而下調 MMPs活性，延緩 AS病理改變［23，24］。

5 CD147調節血管內皮生長因子和參與血管新生對誘發斑塊破裂的作用

近來研究發現，粥樣硬化病變局部的內膜常出現病理性新生血管，多見于不穩定斑塊富含炎細胞的肩部和纖維帽，炎細胞可以產生細胞因子，激活巨噬細胞和平滑肌細胞并使其生成MMPs，導致斑塊不穩定。目前研究CD147與腫瘤血管新生的關系較多，CD147可上調內皮細胞缺氧誘導因子-2α、血管內皮生長因子（VEGF）、VEGF受體-2（VEGFR-2）水平，直接調節血管新生過程，促進腫瘤浸潤和轉移［25，26］。Chen等［27］研究發現 CD147在活化的人臍靜脈內皮細胞（HUVECs）中顯著上調，并伴有促血管生長因子水平增加，如VEGF、堿性成纖維細胞生長因子、表皮生長因子、胰島素樣生長因子。CD147通過PI3K-Akt信號途徑促進HUVECs增殖、遷移和MMPs分泌，防止細胞凋亡，從而調節血管新生。這表明CD147不僅是MMPs誘導劑，也是血管發生增強子。病理性血管新生發生于炎癥等病理過程，而AS是一種慢性炎癥疾病，炎癥反應伴隨其整個病理過程，在粥樣斑塊中已發現CD147存在，推測CD147可能參與AS進程中的血管新生過程，并促進AS的發展和斑塊破裂，但國內外相關研究甚少，有待進一步證實。

6 前景展望

CD147作為一種廣泛分布于體內的跨膜蛋白，在AS病理過程中的細胞激活和分化、血小板活化、粥樣斑塊穩定性等方面發揮著重要作用，并與AS血管新生有一定相關關系。作為一種治療AS的藥物作用靶點，阻斷CD147能否延緩AS進程和防止斑塊破裂有待進一步研究。深入研究并揭示CD147在AS發展過程中的作用，可完善AS的發病機制，并為研發治療AS新藥及尋找新的基因治療手段提供新的線索。

本文第一作者簡介：

李 蓉（1986～），女，漢族，碩士研究生，研究方向：動脈粥樣硬化

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R541.4；Q55

A

1005—1740（2011）02—0068—04

1南方醫科大學臨床醫學院，南京軍區南京總醫院，郵政編碼 南京210002；2南京軍區南京總醫院中西醫結合科