CD36与动脉粥样硬化.pdf

#文献综述#文章编号 1007-3949(2010)18-07-0582-04CD36与动脉粥样硬化靳文英 综述,陈 红 审 校(北京大学人民医院心脏中心,北京市 100044)关键词 CD36;动脉粥样硬化;清道夫受体摘 要 CD36是在多种组织细胞上表达的跨膜糖蛋白,属于 B族清道夫受体。单核巨噬细胞上的 CD36是吞噬摄取氧化型低密度脂蛋白的主要受体。除介导泡沫细胞形成外,CD36还有促进凝血和单核细胞聚集,促进炎症反应和氧化、凋亡等多种功能,其表达可被高度调控,是巨噬细胞泡沫化和动脉粥样硬化发生发展的重要因素。中图分类号 R363文献标识码 ACD36 and AtherosclerosisJI N W en-Y ing,and CHEN Hong(Cardiac Center,People sH ospital of Peking University,Beijing 100044,China)KEYWORDS CD36;A therosclerosis;ScavengerReceptor ABSTRACT CD36,belongs to classB scavenger receptor fa m ily,is a transme mbrane glycoprotein expressed on va-rious tissues.Onmacrophages,CD36 is a major scavenger receptor for oxidized low density lipoprotein(ox-LDL).In add-ition to its significant roles in atherosclerosis,CD36 also exertsmultiple roles including pro moting coagulation andmonocytesaccumulation,pro-infla mmatory and antioxidant roles,etc.The expression of CD36 is highly regulated by many factors,and plays an i mportant role in the development of atherosclerosis.收稿日期 2010-02-11 修回日期 2010-04-09作者简介 靳文英,博士,医师,研究方向为脂质代谢及其与心血管疾病的关系,E-mail为jj wyy 。通讯作者陈红,教授,博士研究生导师,主要从事动脉粥样硬化的基础研究及诊断治疗,E-mail为 chenhong0418 。动脉粥样硬化(atherosclerosis,As)的病理生理一直是医学界和生物界研究的热点。CD36是单核巨噬细胞表面的一种清道夫受体,是单核巨噬细胞吞噬氧化型低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein,ox-LDL)的主要受体。巨噬细胞通过 CD36摄取大量 ox-LDL形成泡沫细胞,CD36的表达和调控可能是巨噬细胞泡沫化和 A s形成的重要因素。遗传性 CD36缺乏者很少患动脉粥样硬化,因此对 CD36的表达和功能的调控可能是 As治疗的重要靶点。1 CD36的生物学特性1.1 CD36的结构清道夫受体介导的脂蛋白的摄取是 As中泡沫细胞形成的重要环节,清道夫受体包括 A族清道夫受体(scavenger re-ceptor-A,SR-A)和 B族清道夫受体(SR-B)。SR-A 可以无限制地摄取修饰 的 LDL 如 ox-LDL、乙酰 化低密度脂蛋白(acetylated lo w-density lipoprotein,ac-LDL)等,造成细胞内胆固醇酯聚积最终形成泡沫细胞。SR-B主要包括 SR-B和 CD36两种亚型。SR-B 是高密度脂蛋白(high-densitylipoprotein,HDL)的主要受体,CD36虽与 SR-B 有 30%的同源性,但 CD36结合修饰脂蛋白的作用却与 SR-A相似1。人类 CD36的基因定位于第 7号染色体的 q11.2,有 15个外显子,长 32 kb。CD36含 471个氨基酸残基,由于糖基化程度的不同,在不同细胞中分子量略有差别,约为 78 88kDa,其氨基酸顺序与 SR-B 有 30%的同源性。CD36为单链跨膜蛋白,其 N端和 C端各有一个跨膜的疏水区,两末端的最后 10个氨基酸位于胞内,中间的长链则为胞外部分,胞外区高度糖基化,羧基末端富含脯氨酸和半胱氨酸 1,2。CD36的两个胞内末端具有棕榈酰化(pal m itoylated)半胱氨酸残基,对 CD36在胞膜脂筏和穴样内凹上的固定十分重要。1.2 CD36的分布及基本功能CD36存在于细胞膜的脂筏结构上,对脂质的转运内吞和信号传导非常重要。在组织分布上,CD36广泛存在于单核细胞、巨噬细胞、血小板、内皮细胞、视网膜色素上皮细胞和脂肪细胞以及 A s病变中。CD36可以与多种配体结合,包括 型、型胶原、氧化和乙酰化的低密度脂蛋白、未经修饰的脂蛋白 高密度脂蛋白(HDL)、LDL 和极低密度脂蛋白(VLDL)、长链脂肪酸、多聚阴离子磷脂、寄生疟原虫的红细胞、凋亡 细胞 以及 细胞 碎片 等 1,2。Thorne 等 3发 现CD36也可以摄取氧化型高密度脂蛋白(ox-HDL)。不同组织中表达的 CD36功能各异,其主要配基和生理功能见表 1。1.3 CD36表达的调控CD36与配基结合后可激活多条信号传导通路,包括多种细胞因子、丝裂原活化蛋白激酶(m itogen-activated proteinkinase,MAPK)家族、核因子 JB(NF-JB)及活性氧簇(reactiveoxygen species,ROS)等 1,2。CD36的表达是高度可调控的,在不同组织细胞中可被多种配基介导的信号传导通路调控。582ISSN 1007-3949 Chin JArterioscler,Vol 18,No 7,2010其中核激素受体超家族中的过氧化体增殖物激活型受体 C(peroxiso me proliferator activated receptor-C,PPARC)是调节CD36表达的关键因子,多种信号通路最终都通过 PPARC调控 CD36的表达,敲除 PPARC的情况下几乎检测不到 CD36的表达4。单核细胞中,ox-LDL与 CD36结合,被内吞加工切除部分酯 键释放 出其 中的 9-羟基 十八 碳二 烯酸(9-hydroxyoctadecadienoic acid,9-HODE)和 13-羟基十八碳二烯酸(13-HODE),通过蛋白激酶 C(protein kinase C,PKC)、蛋白激酶 B(protein kinase B,PKB)以及 p38MAPK等途径激活核受体家族的 PPARC,PPARC与视黄醇受体(retinoid X re-ceptor,RXR)形成的二聚体是 CD36受体的启动因子,调节CD36mRNA的转录,在转录水平上调 CD36的表达。CD36表达的增加进一步导致巨噬细胞摄取 ox-LDL增加,促进泡沫细胞的形成。并且 ox-LDL介导的 CD36表达上调是巨噬细胞向泡沫细胞转化所必需的1,2。ox-LDL激活 PPARC促进 CD36的表达,LDL无此机制,而 HDL则通过使 PPARC磷酸化而抑制 CD36的表达。此外,多种调节因子可以影响 CD36的表达,除 ox-LDL外,已证实 9-HODE、13-HODE、巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)、佛波酯、肿瘤坏死因子(TNF)以及 IL-4、噻唑烷二酮类等可以促进 CD36的表达;脂多糖、地塞米松、C干扰素、转化生长因子 B、他汀类和 HDL可以下调 CD36的表达 1,2。近来发现,高糖和胰岛素可以诱导 CD36的表达 5,6,晚期糖基化终产物可以抑制单核细胞 CD36的表达 7,狼疮患者的血清可显著增加体 外培养的单核细胞 CD36的表达 水平 8,提示CD36可能参与代谢综合征及自身免疫疾病中 As的发生发展。表 1.CD36的配基与功能组 织配 基相关疾病心血管系统凝血酶敏感蛋白 1(内皮细胞)抗血管生成(抑制肿瘤)胶原出血倾向免疫系统修饰的红细胞/疟原虫感染的红细胞疟疾镰刀状红细胞镰刀状红细胞贫血凋亡细胞免疫功能脂质代谢ox-LDL,ox-HDL(单核细胞)动脉粥样硬化长链脂肪酸(骨骼肌细胞,脂肪细胞)糖尿病晚期糖基化终产物原发性心肌病肥胖学习记忆纤维状 B淀粉样蛋白(小胶质细胞)老年痴呆2 CD36与动脉粥样硬化2.1 CD36参与动脉粥样硬化的发生发展CD36和 SR-A 是摄取修饰 LDL 的主要受体。遗传性CD36缺乏者很少患动脉粥样硬化,这些人群的单核细胞与ox-LDL的最大结合力比正常人单核细胞低 40%50%9,提示 CD36的表达对巨噬细胞的泡沫化、粥样硬化斑块的形成起非常重要的作用。使用 CD36特异性抗体 OKM 5封闭CD36结合位点可以使单核细胞摄取 ox-LDL 的能力降低50%9。CD36在正常动脉壁上的巨噬细胞内表达很低,但在 A s斑块中心的泡沫细胞则高度表达。Febbraio等 10证实CD36的低表达延缓 As病变的形成,CD36基因敲除小鼠的巨噬细胞吞噬 ox-LDL能力显著降低,CD36和 ApoE双基因敲除小鼠高脂饮食后主动脉弓斑块比 ApoE单基因敲除小鼠减少了 76.5%,并且双基因敲除小鼠的单核细胞摄取的ox-LDL较对照减少了 60%。采用干细胞移植方法在 ApoE/CD36双基因敲除小鼠中重新导入 CD36可使 As病变面积增加2 倍 多 11。同 理,M arleau 等 12将 CD36 的 配 体EP80317注入 ApoE敲除小鼠体内来拮抗 CD36的作用可使病变斑块面积显著降低达 51%。近年来人体内 CD36的研究越来越多,存在有 CD36缺陷的人群其血糖和血脂紊乱的发生率增加,循环中可溶性CD36与糖代谢和胰岛素抵抗相关 13。有报道 CD36的基因多态性与成人代谢综合征相关 14。Teupser等 15证实冠心病患者外周血 CD14(+)单核细胞 CD36的表达明显增加。有症状的颈动脉粥样硬化斑块患者的血浆可溶性 CD36水平升高,并且其水平与斑块稳定性相关16。以上研究均提示 CD36在 As的发生发展中有重要作用,CD36有促 A s的作用,抑制 CD36功能可作为 As治疗的靶点之一。2.2 CD36致动脉粥样硬化的作用机制2.2.1 促进凝血和介导单核细胞的黏附 CD36是血小板的胶原受体,介导血小板与胶原结合,诱导血小板聚集和分泌。CD36也是血小板凝血酶敏感蛋白(thro mbospondin,TSP)的受体,CD36-TSP的相互作用促进血小板的聚集和血小板与单核细胞的黏附,CD36还可介导 ox-LDL诱导的血小板活化 17。新近 Harb等18报道 CD36信号通路介导单核巨噬细胞向 As病变部位的黏附聚集以及血管壁的炎症反应。而 Park等 19的研究证实 CD36参与介导人和小鼠巨噬细胞向动脉壁下的迁移聚集。2.2.2 介导泡沫细胞形成 CD36在巨噬细胞上与 A 族清道夫受体类似,可以无限制地摄取 ox-LDL(即不受负反馈抑制)形成泡沫细胞。有研究报道,在氧化或乙酰化修饰的LDL代谢中,CD36和 SR-A 的作用约占 75%90%20。在CD36和 SR-A 双缺失的小鼠巨噬细胞中几乎没有任何修饰脂蛋白胆固醇的积聚,说明这两种受体在巨噬细胞摄入修饰LDL的过程中起决定性作用。SR-A 识别的是 ox-LDL中的载脂蛋白,而 CD36识别的是 ox-LDL 中的磷脂。研究表明SR-A主要摄取 ac-LDL,而 CD36是摄取 ox-LDL 的主要受体。巨噬细胞通过 CD36受体途径摄取的 ox-LDL占总摄取量的 40%9。单核巨噬细胞表面的清道夫受体 CD36识别和内吞 ox-LDL,同时内吞的 CD36激活 PPARC,诱导 CD36表达从而刺激其自身的摄取 1,这种无限制的摄入造成胆固醇酯在细胞内的不断积聚,最终导致泡沫细胞的形成。ox-LDL与 CD36结合后尚可激活一系列炎性因子的表达,包括TNF、白细胞介素 1B(IL-1B)、I L-6、干扰素(IFN)等,促进细胞凋亡。583CN 43-1262/R中国动脉硬化杂志 2010年第 18卷第 7期2.2.3 CD36与炎症 CD36与 ox-LDL结合诱导一系列信号通路的活化,激活核因子 JB,诱导多种炎性细胞因子的表达。As病变中表达的多种炎性介质可以调节 CD36的表达,M-CSF、TNF-A和 I L-4等均可上调 CD36的表达。CD36还是髓过氧化物酶(myeloperoxidase,M PO)修饰脂蛋白受体。通过 MPO-H2O2-NO2系统,单核细胞可以反应性地将 LDL转化为可被巨噬细胞高度摄取的 NO2-LDL。CD36是识别吞噬 NO2-LDL并形成泡沫细胞的主要受体 1。2.2.4 CD36与氧化型高密度脂蛋白 有证据显示单核巨噬细胞上的清道夫受 体 CD36也是 ox-HDL 的结合受体 3。CD36不能增加巨噬细胞对 HDL或 LDL 的摄取,但CD36显著增加巨噬细胞对 ox-HDL的摄入,使巨噬细胞泡沫化增加并进一步发生细胞凋亡。通过 CD36摄入的 ox-HDL可能是巨噬细胞泡沫化和 As发生发展的重要途径之一。3 以 CD36为靶点的抗动脉粥样硬化治疗ox-LDL是泡沫细胞形成和 As发生发展的重要因素,但抗氧化治疗并不能取得临床疗效。CD36是氧化脂蛋白的重要受体之一。大量证据证实 CD36在 As发生发展的重要作用,提示 CD36是治疗 As疾病的重要靶点之一。3.1 已上市药物有报道匹伐他汀可以抑制 THP-1细胞和小鼠巨噬细胞上 CD36的表达 21。Puccetti等 22证实高胆固醇血症患者服用阿托伐他汀 6天后血小板 CD36表达明显降低。Fuhr-man等 23检测了阿托伐他汀治疗后细胞摄取 ox-LDL 的能力,发现从高胆固醇血症患者体内分离的单核细胞衍生的巨噬细胞摄取 ox-LDL的量显著较治疗前降低,CD36上调水平也相应降低。最近报道在 2型糖尿病患者中,阿托伐他汀治疗 8周可以显著下调单核细胞 CD36的表达 24。已报道其他一些治疗药物也可影响 CD36的表达,如治疗浓度的阿司匹林可以上调单核细胞衍生的巨噬细胞 CD36的表达 25;H I V治疗中的蛋白酶抑制剂利托那韦(ritonavir)可以显著促进外周血单核巨噬细胞 CD36的表达,与高胆固醇血症、高甘油三酯血症和 2型糖尿病相关 26。3.2 正在研发的药物研究进展PPARC是调节 CD36表达的重 要核受体,但在体内,PPARC信号通路对 CD36的调节及其对脂质代谢的影响是复杂的。PPARC激动剂(如 TZD)治疗并不促进脂质蓄积,相反,PPARC激动剂发挥抗 As的作用,这与 PPARC有另外的靶点有关,PPARC可以激活肝 X 受体(liver X receptors,LXR),促进三磷酸腺苷结合盒转运体 A1(ATP binding cas-sette transporter 1,ABCA1)的表达从而加速脂质外流。非饱和脂肪酸及其氧化产物也可以调节人巨噬细胞CD36的表达,一些抗氧化剂可以降低 CD36的表达从而抑制 ox-LDL的摄取。Pietsch等 27证实鱼油中的活性成份二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)可以使人单核细胞 CD36的表达显著降低。而 Vallve等 28发现,EPA 和 DHA 可以增加THP-1细胞和单核细胞衍生的巨噬细胞上 CD36的表达,但脂肪酸氧化产物如 4-羟基壬烯酸(4-hydroxynonena,l 4-HNE)和已醛、2,4-癸二烯醛(2,4-Decadiena,l 2,4-DDE)则显著抑制 CD36的表达。从木槿中提取的花青素可以抑制 CD36介导的 ox-LDL的摄取,从而减少泡沫细胞的形成 29。新近报道一种新型的抗氧化剂 SS肽类可以下调 CD36的表达,抑制氧化脂质的毒性,显著降低再灌注心律失常的发生和心肌梗死面积,并且减少小鼠缺血性脑损伤的程度和梗死面积 30。Stewart等 31在 COS7和 CHOK1 细胞中表达了 与人IgG1的 Fc片段相融合的可溶性 CD36胞外部分,该重组受体抑制了单核细胞对 ox-LDL 的黏附,一种生长激素释放肽Hexarelin可以竞争性结合 CD36并拮抗 CD36介导的 ox-LDL的摄取,已证实 Hexarelin或其结构类似物 EP80317治疗可以显著减少动脉粥样硬化病变 12。综上所述,CD36是抗As疾病治疗的重要靶点之一,下调 CD36的表达或拮抗其受体作用均是重要的药物靶点。因 CD36分布广泛且功能机制多样复杂,难以预期以其为靶点研发的药物临床疗效和副作用。但随着对 CD36表达调控机制的深入研究,CD36将在相关药物研发中起重要作用。参考文献 1 Collo-tTeixeira S,M artin J,M cDermot-tRoe C,et a.l CD36 and macro-phages in atherosclerosis J.Card iovascR es,2007,75(3):468-477.2 S ilverstein RL,FebbraioM.CD36,a scavenger receptor involved in i m-munity,metabolis m,angiogenesis,and behavior J.SciS ignal,2009,2(72):re3.3 ThorneRF,MhaidatNM,Ralston KJ,et a.l CD36 is a receptor for ox-id ized high density lipoprotei n:i mp lications for the development of athero-sclerosis J.FEBS Lett,2007,581(6):1 227-232.4 M oore KJ,Rosen ED,Fitzqerald ML,et a.l The role ofPPAR-gamma inmacrophage differentiation and cholesteroluptake J.NatM ed,2001,7(1):41-47.5 Kashyap SR,Ioachi mescu AG,Gornik HL,et a.l Lip i d-induced insulinresistance is associated w ith increased monocytes 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