趨化因子CXCL16在心力衰竭發病機制中的研究進展

李 倩 卜麗梅 (吉林大學第一醫院干部病房，吉林 長春 130021)

心力衰竭(HF)是心血管疾病死亡率增加的重要原因，盡管新的治療方案不斷引進，但HF患者的死亡率仍很高。隨著研究的進展，人們發現HF的病理生理過程不僅受神經內分泌系統影響，而且與炎癥細胞因子的調控密切相關，而趨化因子是炎癥發生、發展的過程中重要的促炎細胞因子。在眾多趨化因子家族中，CXC亞族是近年來研究的熱點，其中CXCL16是既能以分泌又能以膜結合形式存在的趨化因子，在心血管疾病中作用受到越來越多學者的關注，但在HF中卻鮮有報道。

1 趨化因子與心力衰竭

HF是大多數心血管疾病最終的共同通路，是一個復雜的、連鎖的、動態的發展過程。關于HF的發生機制，目前尚未完全闡明，目前越來越多的研究表明心肌重塑是HF發生發展的基本機制，其與炎癥反應密切相關，故炎癥反應成為HF重要病理生理機制之一。各種細胞因子產生的炎癥介質中，趨化因子可直接作用于心肌細胞及間接聯合其他因素如通過活性氧簇(ROS)、促炎細胞因子等作用于心肌組織中浸潤的白細胞、成纖維細胞、內皮細胞，甚至對心肌細胞本身，從而調節心肌結構和功能，在HF的發生發展中起重要作用。

趨化因子(CXCR4)可介導對靶細胞的促凋亡作用;還可通過選擇性上調基質金屬蛋白酶活性參與心肌病的心肌重塑〔1〕。還有研究表明在自身免疫心肌炎的動物模型中，從急性期到恢復期都有單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)表達增加，在心肌炎后的心肌重塑起到重要作用〔2〕。Kolattukudy等〔3〕研究發現，心肌特異性表達MCP-1基因可顯著增強心肌中巨噬細胞的浸潤，經RT-PCR技術證實這種浸潤的巨噬細胞可能并沒被激活，因并沒有促炎因子表達上調，可能存在其他因素參與浸潤后巨噬細胞的激活，對于基因敲除小鼠，通常伴隨著高死亡率及發育缺陷，表明趨化因子對心臟功能以及在心肌的生長發育中也有直接作用。總之，趨化因子在心力衰竭的發病機制中起到重要作用，而趨化因子CXCL16在其發生發展過程可能起重要作用。

2 CXCL16

趨化因子是一類分子量小的，參與免疫調節及免疫病理反應的多肽分子，分為4個亞家族：CXC、CC、C、CX3C而CXCL16是近年最新發現的CXC亞家族成員，其基因位點與其他已知的趨化因子位點分隔，位于17P13染色體上，由254個氨基酸構成，不含ELR氨基酸序列，由氨基端含CXC的趨化結構域、黏蛋白樣結構域、跨膜區及胞內區四個結構域組成，其中功能結構域氨基酸具有β趨化因子家族特征，含有CXC的膜體，黏蛋白結構富含Thr、Pro，在胞漿區有Try磷酸化及SH2蛋白結合位點-YXPV膜體，其總體結構與趨化因子CX3CL極其相似〔4〕，以膜結合形式及可溶性分子存在。這兩種形式相互轉化的重要因素是金屬蛋白水解酶10，其過程可能是CXCL16在細胞內合成前體，通過糖基化快速成熟，運送到細胞表面，被ADAM10切割、脫落形成可溶性分泌型CXCL16〔5〕。

目前已知的趨化因子受體中只有CXCR6對CXCL16配體發生功能應答，是CXCL16的唯一受體，也稱Benzo或STRL33受體，是一個七次跨膜G蛋白偶聯受體，同時它也是猴免疫缺陷病毒和人類免疫缺陷病毒感染細胞的協同受體〔6〕，主要在記憶性T細胞、內皮淋巴細胞、B細胞、自然殺傷T細胞(NKT)、樹突細胞、激活的CD8+T細胞中表達。趨化試驗表明，只有高表達CXCR6的細胞才能發生對CXCL16的趨化應答〔7〕。

膜結合形式的CXCL16分子可在脾臟及淋巴結中的CD11c+樹突細胞(DC)上表達，其中CD8+、CD11c+DC亞群為高組成性表達，也可在CD19+和CD14+的外周血淋巴細胞的細胞表面表達。Northern印跡分析顯示CXCL16基因在基因組中單拷貝存在，可在脾臟、派伊爾小結和外周血淋巴細胞中高表達，在淋巴結中低表達。初級淋巴器官中，CXCL16可在胸腺中檢測到，而骨髓中無表達。其受體CXCR6在幼稚T細胞上低表達，在活化的輔助性T細胞上表達上調，在具有細胞毒性作用的CD8+T細胞、炎癥組織中的粒細胞、肝臟毛細血管自然殺傷T細胞上高表達〔8〕，在CXCR6基因敲入小鼠中，其僅僅表達于正常T細胞、NKT細胞〔9〕。

3 CXCL16在HF發病機制中的作用

3.1 基因表達 Szmit等〔10〕第一次應用全基因組寡核苷酸芯片，采用35 035寡核苷酸探針測量6名無癥狀性心功能不全男性患者與6名終末期缺血性HF男性患者外周血有核細胞的基因表達，通過微陣列分析顯示，在終末期HF患者中有130個下調基因(FAM63A、SPAST、MDM4等)，15個上調基因(ELP3、MMP13、CXCL16等)，一些下調基因為心肌病途徑中的基因;同時還確定正調節基因與HF密切相關，而且這些基因還與血小板活化因子受體(PTAFR，RBPSUH，MCC，and PSMA7)的表達調控有關〔10〕。這種診斷性方法可能對尋找心梗后無明顯癥狀HF患者發展的分子因素及左心室重塑有重要作用。

有關CXCL16基因A181V多態性與冠心病的關系尚無明確定論，Lundberg等〔11〕研究發現在高加索人群中CXCL16基因A181V多態性與冠心病易感性無關。但羅永百等〔12〕研究中國西安漢族人群中趨化因子CXCL16基因A181V多態性與冠心病之間的關系，表明二者有相關性，可能與人種間基因分布情況有關。最近Petit等〔13〕研究發現CXCL16基因A181V突變選擇性抑制單核細胞黏附CXCR6，但與冠心病無相關性。所以研究不同人群基因多態性對于追溯其起源、演化、遷移，以及探索其多態性與特定體質人群都有極其重要的作用。有關CXCL16基因A181V多態性與HF的關系尚未研究報道。

3.2 實驗研究 2009年，Dahl等〔14〕研究發現 CXCL16在HF的發展中起著重要作用。此項研究證實。①HF患者血清中CXCL16水平增加，且與疾病的嚴重程度有關。②Western印跡分析顯示終末期HF患者左心室組織中CXCL16水平顯著高于非HF患者左心室組織。③實時RT-PCR分析顯示梗死后HF小鼠中，冠狀動脈結扎3 d后CXCL16在左室梗死部位及非梗死部位的表達高于結扎7 d后，表明CXCL16在早期表達;另外，主動脈結扎的小鼠，左室CXCL16的表達增加，表明CXCL16的表達并不單純與缺血有關。④在體外，CXCL16促進成纖維細胞的增殖及受損膠原蛋白的合成，而且在心肌細胞及心肌成纖維細胞中，CXCL16可增加基質金屬蛋白酶活性，主要增加MMP-2的水平。⑤通過使用特定的抑制劑，發現CXCL16在成纖維細胞參與Jun N-氨基末端激酶激活的作用。CXCL16在心肌細胞及成纖維細胞中參與了心肌重塑，并促進了HF的發生發展。

4 CXCL16與其他疾病

CXCL16/SR-PSOX參與了動脈粥樣硬化斑塊形成的炎癥反應和免疫學說，通過結合并吞噬ox-LDL，參與動脈粥樣硬化細胞內脂質聚集，促進巨噬細胞及平滑肌細胞形成泡沫細胞;同時趨化激活CD8+T細胞，導致動脈粥樣硬化斑塊部位細胞的凋亡。另外，還作為血管源性因子顯著誘導血管形成，促進斑塊的發生、發展甚至誘發斑塊出血或破裂，成為動脈硬化性疾病中核心事件〔15〕。隨著研究的進一步發展，CXCL16/SRPSOX在其他多種疾病中起到重要作用，如風濕免疫、移植排斥、獲得性免疫缺陷病毒(HIV)感染、炎癥性疾病、腫瘤等。

5 展望

盡管研究表明趨化因子CXCL16/SR-PSOX在HF的發生發展中起到重要作用，但其能否為HF的獨立影響因素，還需更大、更嚴密的研究證實。

1 Yamamoto T，Eckes B，Mauch C，et al.Monocyte chemoattractant protein-1 enhances gene expression and synthesis of matrix metalloproteinase-1 in human fibroblasts by an autocrine IL-1 alpha loop〔J〕.J Immunol，2000;164(12)：6174-9.

2 Fuse K，Kodama M，Hanawa H，et al.Enhanced expression and production of monocyte chemoattractant protein-1 in myocarditis〔J〕.Clin Exp Immunol，2001;124(3)：346-52.

3 Kolattukudy PE ，Quach T，Bergese S，et al.Myocarditis induced by targeted expression of the MCP-1 gene in murine cardiac muscle〔J〕.Am J Pathol，1998;152(1)：101-11.

4 Chandrasekar B，Bysani S，Mummidi S.CXCL16 signals via Gi，phosphatidylinositol 3-kinase，Akt，I kappa B kinase，and nuclear factor-kappa B and induces cell-cell adhesion and aortic smooth muscle cell proliferation〔J〕.J Biol Chem，2004;279(5)：3188-96.

5 Abel S，Hundhausen C，Mentlein R，et al.The transmembrane CXC-chemokine ligand 16 is induced by IFN-gamma and TNF-alpha and shed by the activity of the disintegrin-like metalloproteinase ADAM-10〔J〕.J Immunol，2004;172(10)：6362-72.

6 Altenburg JD，Siddiqui RA.Docosahexaenoic acid downregulates interferon gamma-induced expression of CXCL16 in human aortic smooth muscle cells〔J〕.Biochem Biophys Res Commun，2010;391(1)：609-14.

7 Cough PJ，Garton KJ，Wille PT，et al.A disintegrin and metalloproteinase 10-mediated cleavage and shedding regulates the cell surface expression of CXC chemokine ligand 16〔J〕.J Immunol，2004;172(6)：3678-85.

8 Geissmann F，Cameron TO，Sidobre S，et al.Intravascular immune surveillance by CXCR6+NKT cells patrolling liver sinusoids〔J〕.PLos Biol，2005;3(4)：el13.

9 Patel DN，Bailey SR，Gresham JK，et al.TLR4-NOX4-AP-1 signaling mediates lipopoly-saccharide-induced CXCR6 expression in human aortic smooth muscle cells〔J〕.Biochem Biophys Res Commun，2006;347(4)：1113-20.

10 Szmit S，Jank M，Maciejewski H，et al.Gene expression profiling in peripheral blood nuclear cells in patients with refractory ischaemic endstage heart failure〔J〕.J Appl Genet，2010;51(3)：353-68.

11 Lundberg GA，Kellin A，Samnegard A，et al.Severity of coronary artery stenosis is associated with a polymorphism in the CXCL16/SR-PSOX gene〔J〕.J Intern Med，2005;257(5)：415-22.

12 羅永百，王燕妮，鄭樹慧.CXCL16基因A181V多態性與急性冠狀動脈綜合征的相關性〔J〕.中國動脈硬化雜志，2009;17(12)：1013-7.

13 Petit SJ，Wise EL，Chambers JC，et al.The CXCL16 A181V mutation selectively inhibits monocyte adhesion to CXCR6 but is not associated with human coronary heart disease〔J〕.J Arterioscler Thromb Vasc Biol，2011;31(4)：914-20.

14 Dahl CP，Husberg C.Increased production of CXCL16 in experimental and clinical heart failure：a possible role in extracellular matrix remodeling〔J〕.Cir Heart Fail，2009;2(6)：624-32.

15 朱平先.相關炎性因子與動脈粥樣硬化〔J〕.中國動脈硬化雜志，2011;19(3)：283-1.