动脉粥样硬化与清道夫受体A亚类MSR1

　    【摘要】  A类清道夫受体（SRA）家族，包括3个亚类成员：MSR1、MARCO、SRCL。其中，MSR1与动脉粥样硬化形成密切相关，MSR1主要参与了以下过程：（1）血液中的单核细胞侵入动脉壁并分化为巨噬细胞，MSR1介导的细胞黏附作用在单核细胞募集于动脉粥样硬化（AS）病理组织中起着重要作用；（2）调节动脉粥样硬化损伤巨噬细胞的活性，由MSR1介导的巨噬细胞对ox-LDL的内吞不受胞内胆固醇水平的负反馈调节，使得胞内脂质无限制积聚，形成泡沫细胞。

　　【关键词】  动脉粥样硬化；清道夫受体；巨噬细胞

    清道夫受体家族（SRS），按其结构和性质划分为A类、B类、C类、D类、E类等，每一种清道夫受体都有多个配基，包括氧化修饰的低密度脂蛋白（ox-LDL)、多聚核苷酸、脂多糖、阴离子、磷脂以及原核生物的细胞壁成分等，并具有多种生物学功能，如参与宿主的防御、凋亡细胞的吞噬、细胞黏附等，在动脉粥样硬化斑块的发生、发展中起重要作用。1979年Gdstein等首次发现巨噬细胞上有摄取和降解乙酰化低密度脂蛋白的结合位点，后来被称为巨噬细胞清道夫受体1［1］。本文仅对SRA亚类MSR1做一综述。

　　1  SRA的分类、结构与分布

　　11  SRA的分类与分布  A类清道夫受体家族［2，3］目前包括3个亚类成员：MSR1、MARCO、SRCL。SRA各成员的结构相似，由5～6个结构域组成，均是同源三聚体跨膜糖蛋白。MSR1由SRAⅠ、SRAⅡ和SRAⅢ三型组成，由同一基因经选择性剪接而产生。已分别从牛、鼠、兔及人克隆出MSR1基因，其同源性超过60%。MSR1的结构包括N端胞质域、跨膜域、间隔域、α螺旋卷曲螺旋域、胶原蛋白样域和C端结构域。MSR1的N端胞质域存在3个可能的磷酸化位点，α螺旋卷曲螺旋域对于三聚体的形成起到了很大作用，胶原蛋白样域是其配体结合位点，C端结构域的功能还不甚清楚。Ⅰ和Ⅱ型SRA的结构差异在于C端。Ⅰ型的C端结构域是SRCR，可能同机体防御有关。而Ⅱ型则代之以6～17个氨基酸。目前的研究表明，Ⅰ型和Ⅱ型MSR1介导摄取ox-LDL时无明显差异。SRAⅢ只存在于内质网中，其C端胶原蛋白样域变短，不能形成有结合功能的蛋白，推测Ⅲ型可能通过与Ⅰ和Ⅱ型肽链形成异源三聚体，起负调控作用［2］。MSR1在各类组织巨噬细胞表面大量表达，其他类型细胞中也有一定量的表达。MARCO和SRCL［2，3］是近几年新发现的清道夫受体，这两个基因都已分别在人和鼠中克隆，结构上与MSR1十分相似。与SRAⅠ相比较MARCO缺少α螺旋卷曲螺旋域，但其胶原蛋白样域较长。MARCO的配体结合位点是SRCR，同SRAⅠ的SRCR氨基酸序列有489%的同源性，都有6个空间结构位置相似的半胱氨酸残基。MARCO的存在范围相对MSR1比较小，只在脾的边缘区、淋巴结和腹膜巨噬细胞表面表达，而在多数巨噬细胞上不表达。SRCL基因有SRCLⅠ和SRCLⅡ两种亚型，其中人和鼠的Ⅰ型SRCL氨基酸同源性高达92%。与SRAⅠ结构比较，除SRCLⅠ型的C端结构域是C型凝集素、碳水化合物识别结构域（CRD）并非SRCR外，其他结构均相似。SRCLⅠ型的C型CRD同C型凝集素家族成员有高度的相似性，Ⅱ型缺乏CRD结构域，代之以16个C端氨基酸。SRCL的N端胞质域有一个潜在的内吞信号序列，跨膜域有一个亮氨酸拉链序列。同SRAⅠ一样SRCL的配基结合位点是胶原蛋白样域。SRCL广泛存在于多种组织中，目前研究表明鼠SRCL mRNA在多种组织包括肝、脾中均表达，而人SRCL mRNA在肝、脾则无表达［4，5］。

　　12  SRA的基因结构及染色体定位  人的SRA基因命名为MSR，位于第八对染色体短臂，其DNA有11个外显子。SRA基因启动子有3个功能性顺式作用元件，即启动子区、增强子区、抑制子区。SRA启动子位于主要转录起始位点上游的-245～+46之间，包含PU 1/SPI 1转录因子结合区和ets区蛋白复合物结合位点。SRA增强子位于-41～-48kb处，是PMA诱导SRA表达所必需的区域。SRA抑制子位于-48～-65kb处，可抑制70%～80%的SRA启动子活性，能抑制未分化的THP1细胞向巨噬细胞分化。

　　13  SRA的结合特性与信号转导  有研究表明SRA参与了细胞内信号转导过程。用配基与SRA结合能够诱导酪氨酸蛋白磷酸化，并增强蛋白激酶C的活性，从而上调尿激酶型纤溶酶原活化因子的表达，尤其是乙酰化低密度脂蛋白（aceLDL)和岩藻多糖与人THP1巨噬细胞的SR结合后，触发了包括磷脂酶γ1、PI3 激酶在内的多种蛋白的酪氨酸磷酸化，而酪氨酸激酶抑制剂可明显减少SR诱导的酪氨酸蛋白磷酸化和PKC活性［4］。SRA遵循受体再循环机制，但尚不能肯定SRA胞浆区中有内移信号序列的存在。在消除了磷酸化位点Ser(21)后，CHO细胞和COS细胞对aceLDL的代谢增加，而Ser（49）的灭活则使之降低。对SRA胞质域的β转角结构进行诱变—Asp（25）附近区域的断裂，结果抑制了受体的活性，上述结果提示SRA受体内在化需要信号转导部分的存在，其内在化信号序列可能与这一区域有关［5］。

　　2  SRA在动脉粥样硬化（AS）中的作用

　　21  MSR1的清道夫受体活性  AS是指动脉内膜的脂质、血液成分的沉积，平滑肌细胞及胶原纤维增生，伴有坏死及钙化等不同病变的一类慢性进行性病理过程。动脉粥样硬化形成早期巨噬细胞募集到血管壁，通过清道夫受体无限制地摄取ox-LDL，造成胞内胆固醇酯的堆积最终形成泡沫细胞。培养的巨噬细胞具有摄取ox-LDL的活性被称为“清道夫受体”活性，MSR1是第一个被发现具有此种活性的受体。

　　22  MSR1在AS中的作用  MSR1同AS的关联性首次在MSR1基因敲除小鼠中发现。MSR1基因缺失小鼠的腹膜巨噬细胞对aceLDL和ox-LDL的降解分别降低了80%和30%以上，表明巨噬细胞主要通过MSR1清除ox-LDL［6，7］。APOE基因缺失小鼠在MSR1缺失时血浆胆固醇水平升高而动脉粥样损伤减少60%［4］；而LDL受体缺失小鼠中MSR1缺失时血浆胆固醇降低20%，动脉粥样损伤只减少20%，而且主要由巨噬细胞来源的泡沫细胞形成，其中有其他清道夫受体的表达，如MARCO等［8］。这些体内实验结果均直接支持MSR1的存在对于AS的形成发挥了重要的作用，可作为治疗AS的潜在靶点；亦表明高胆固醇并非必然导致AS。然而，APE3转基因小鼠（含有人APOE基因变体）MSR1基因缺失后产生高胆固醇血症极易形成食饵性严重的AS［5］，推测遗传背景可能会影响MSR1的功能。动脉粥样硬化发生和发展过程中，MSR1主要参与了以下过程：血液中的单核细胞侵入动脉壁并分化为巨噬细胞。血中致动脉粥样硬化的脂蛋白（如LDL）浓度过高导致其在血管内膜堆积并被修饰、形成ox-LDL，激活内皮细胞吸附单核细胞，迁移至基质的单核细胞分化成巨噬细胞。MSR1介导的细胞黏附作用对单核细胞募集和驻留于动脉粥样损伤组织中起到了重要作用。体外实验表明，巨噬细胞的黏附及其与其他细胞间的相互作用是由MSR1介导的，同时还介导动脉粥样损伤处凋亡细胞的摄取和清除。鼠MSR1单克隆抗体（2F8mAb）可抑制RAW264细胞的黏附；MSR1腹膜巨噬细胞最终能正常黏附，但培养前期出现细胞扩散现象。MSR1敲除实验证明，MSR1可介导佛波酯处理的库普细胞结合于培养板。Robbins等［8］将人MSR1基因转染HEK293细胞，发现其细胞黏附能力明显增强。2F8mAb还能抑制50%的巨噬细胞对凋亡胸腺细胞的吞噬，而且鼠胸腺巨噬细胞体外实验表明，MSR1对凋亡的胸腺细胞摄取减少50%［9］。另外，在非巨噬细胞上表达的MSR1亦能摄取凋亡细胞。

　　MSR1可介导不同物质与巨噬细胞的结合，促使巨噬细胞分泌各种细胞因子，改变炎症进程。MSR1的抗巨噬细胞凋亡作用［10］可调节损伤处细胞凋亡率，从而影响动脉粥样硬化发展进程。实验表明，ox-LDL等可刺激巨噬细胞的生长，ox-LDL存在时MSR1缺失小鼠同正常小鼠相比细胞生长缓慢。目前认为MSR1介导摄取ox-LDL,可激活蛋白激酶C，随后分泌GM-CSF，使巨噬细胞正常生长，而MSR1缺失的巨噬细胞中GM-CSF分泌量明显减少。在动脉粥样损伤斑块中，LDL诱导产生的GM-CSF与其他细胞因子共同导致巨噬细胞的生长。另外，动脉基底膜蛋白随着衰老发生非酶促糖基化而形成的高级糖基化产物与MSR1的结合，可刺激巨噬细胞分泌致炎细胞因子和生长因子，这些因子增强单核细胞的吸附和损伤部位的炎症反应。总而言之，包括ox-LDL在内的MSR1的配体通过尚不甚清楚的通路调节着巨噬细胞的活性，从而影响血管中动脉粥样硬化的进程。由MSR1介导的巨噬细胞对ox-LDL的内吞不受胞内胆固醇水平的负反馈调节，使得胞内脂质无限制积聚，形成泡沫细胞。体内外实验已明确地证明了这一点，SRAⅠ或SRAⅡ cDNA转染的中国仓鼠卵巢细胞（CHO）和大量表达人MSR1的鼠腹膜巨噬细胞同ox-LDL孵育后可形成泡沫细胞；Laukkanen等［11］获得的人MSR1胞外可溶性部分通过竞争性结合ox-LDL可有效地阻断和抑制小鼠巨噬细胞摄取和降解ox-LDL；在动脉粥样损伤中ox-LDL大量存在，MSR1呈高水平表达。因此，MSR1在动脉粥样硬化形成发展中起到了关键作用。在细胞黏附过程中的早期，至少在开始培养的24h内，SRAⅠ/Ⅱ介导的黏附作用是很重要的。在体内，SR可能作为一种黏附分子在富含配体的组织中留驻巨噬细胞。还有研究表明Lp(a)通过增强巨噬细胞的SRA表达来增加对ox-LDL的摄取，这种作用可能参与Lp(a)所致的AS形成过程，尤其AS形成早期泡沫细胞的形成过程。SRAⅠ/Ⅱ基因的敲除使机体对循环中的脂质（特别是LDL）清除能力下降，脂质代谢的调节功能降低，严重干扰脂质代谢，提示SRAⅠ/Ⅱ确实在机体脂质代谢的调节过程中发挥重要作用，敲除SRAⅠ/Ⅱ，有可能减少组织细胞对LDL的摄取，可能造成机体的脂质代谢紊乱。

　　23  MARCO、SRCL在AS中的作用  虽然目前研究没有明确MARCO和SRCL同AS有密切的关系，但体外实验证明了ox-LDL可同两者结合，且MARCO在动脉粥样损伤中有一定的表达，MARCO和SRCL的胶原蛋白样域有同MSR1相似的可结合ox-LDL的赖氨酸富集区，两者在AS中的作用尚需进一步的研究。

　　3  SRA在机体防御方面的作用

　　细菌表面的LPS或LTA都可通过MSR1而被识别和摄取。肝中LPS、LTA的摄取可被MSR1的其他配体所阻断，且LPS或LTA包被的乳胶颗粒可被巨噬细胞结合内吞，SRAⅠ或 SRAⅡcDNA转染的CHO细胞同样能结合标记的大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌，推测MSR1可能通过LPS和LTA而摄取细菌。MSR1缺失小鼠更易感染单核细胞增生利斯特菌、金黄色葡萄球菌和单核疱疹病毒等微生物［5］，但其具体作用机制尚不清楚。卡介苗诱导的MSR1的鼠腹膜巨噬细胞细菌摄取量比正常鼠减少40%。以上实验表明，MSR1是先天性免疫系统的成员之一。研究发现动脉粥样硬化损伤处有T细胞和特异结合ox-LDL的抗体出现，Nicoletti等指出MSR1缺失小鼠同正常小鼠相比不能检测出马来酰化白蛋白的免疫反应，表明MSR1可能还参与起始获得性免疫系统。MARCO通过其SRCR的精氨酸残基［4］可结合热灭活或活的革兰阴性菌和阳性菌，亦可不依赖调理素结合环境颗粒，但不结合酵母。另外，MARCO抗体能抑制脾边缘区捕获热灭活细菌。SRCL同时具有清道夫受体家族和C型凝集素家族的结构特征，因此推测SRCL有识别微生物、肿瘤细胞和凋亡细胞的功能。SRCL转染的CHO K1细胞能识别细菌［4，5］。MARCO、SRCL参与识别一些微生物抗原的机制，是否能识别肿瘤细胞和凋亡细胞以及是否还有其他更显著的生理作用尚需进一步研究。

　　4  RA的应用与展望

　　MSR1在细胞黏附、活性调节及泡沫细胞形成过程中的作用显示其参与AS的形成和发展，且起到关键作用。因此，可作为靶点来进行药物筛选、基因治疗等，为新型药物的研发提供了新的思路。MSR1无限制摄取ox-LDL形成泡沫细胞，最终形成动脉粥样硬化，因此MSR1可作为靶点建立新型药物模型筛选其拮抗剂。激活PPARγ基因可抑制巨噬细胞SRA mRNA表达及细胞因子释放［12］。Lysco等利用SRAⅠ和SRAⅡ cDNA转染的HEK293细胞模型筛选到MSR1的非肽类拮抗剂，此拮抗剂分子量较小，且明显抑制人单核细胞来源的巨噬细胞和鼠腹膜巨噬细胞上MSR1的清道夫受体活性（结合摄取和降解ox-LDL），有望成为治疗AS的药物先导化合物。另外，Laukkanen等［11］发现人可溶性SRAⅠ通过竞争性结合ox-LDL可有效阻止正常小鼠巨噬细胞对ox-LDL的摄取和降解，阻止泡沫细胞的形成，而且能抑制MSR1小鼠对ox-LDL的摄取，提示MSR1的可溶性部分可以作为MSR1的拮抗剂直接用于治疗AS。

　　肝中过量表达MSR1可以去除血浆中大量ox-LDL，可能用于基因治疗AS。实验表明牛SRAⅠ在鼠肝中非库普细胞的异源表达极大地降低血中胆固醇水平，增加其体外排除，可达到基因治疗AS的目的。Laukkanen等研究表明，使用腺病毒载体将编码人SRAⅠ胞外可溶性部分的cDNA导入RW264细胞，使其分泌型表达可溶性受体，拮抗其细胞表面MSR1无限制摄取ox-LDL，也展现了基因治疗AS的前景。另外SRAⅢ是体内存在的一种负反馈调控机制，可以同SRAⅠ、SRAAⅡ的肽链形成无摄取功能的异源三聚体，抑制巨噬细胞无限制摄取ox-LDL，亦可被用于治疗AS。总之，在抗AS的药物研究中SRA作为不同于现有药物的新作用靶点将具有极大的应用潜力。

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　　12  舒茂琴，何作云，王国超，等PPARγ基因转录与单核巨噬细胞来源的泡沫细胞形成.心肺血管病杂志,2004,23(1):34-36.

　　作者单位：1 400715 重庆，西南师范大学医院心内科

　　　　　　　2 400037 重庆，第三军医大学新桥医院

　　(编辑：田  雨)