趋化因子CXCL16在心力衰竭发病机制中的研究进展

李 倩 卜丽梅 (吉林大学第一医院干部病房，吉林 长春 130021)

心力衰竭(HF)是心血管疾病死亡率增加的重要原因，尽管新的治疗方案不断引进，但HF患者的死亡率仍很高。随着研究的进展，人们发现HF的病理生理过程不仅受神经内分泌系统影响，而且与炎症细胞因子的调控密切相关，而趋化因子是炎症发生、发展的过程中重要的促炎细胞因子。在众多趋化因子家族中，CXC亚族是近年来研究的热点，其中CXCL16是既能以分泌又能以膜结合形式存在的趋化因子，在心血管疾病中作用受到越来越多学者的关注，但在HF中却鲜有报道。

1 趋化因子与心力衰竭

HF是大多数心血管疾病最终的共同通路，是一个复杂的、连锁的、动态的发展过程。关于HF的发生机制，目前尚未完全阐明，目前越来越多的研究表明心肌重塑是HF发生发展的基本机制，其与炎症反应密切相关，故炎症反应成为HF重要病理生理机制之一。各种细胞因子产生的炎症介质中，趋化因子可直接作用于心肌细胞及间接联合其他因素如通过活性氧簇(ROS)、促炎细胞因子等作用于心肌组织中浸润的白细胞、成纤维细胞、内皮细胞，甚至对心肌细胞本身，从而调节心肌结构和功能，在HF的发生发展中起重要作用。

趋化因子(CXCR4)可介导对靶细胞的促凋亡作用;还可通过选择性上调基质金属蛋白酶活性参与心肌病的心肌重塑〔1〕。还有研究表明在自身免疫心肌炎的动物模型中，从急性期到恢复期都有单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)表达增加，在心肌炎后的心肌重塑起到重要作用〔2〕。Kolattukudy等〔3〕研究发现，心肌特异性表达MCP-1基因可显著增强心肌中巨噬细胞的浸润，经RT-PCR技术证实这种浸润的巨噬细胞可能并没被激活，因并没有促炎因子表达上调，可能存在其他因素参与浸润后巨噬细胞的激活，对于基因敲除小鼠，通常伴随着高死亡率及发育缺陷，表明趋化因子对心脏功能以及在心肌的生长发育中也有直接作用。总之，趋化因子在心力衰竭的发病机制中起到重要作用，而趋化因子CXCL16在其发生发展过程可能起重要作用。

2 CXCL16

趋化因子是一类分子量小的，参与免疫调节及免疫病理反应的多肽分子，分为4个亚家族：CXC、CC、C、CX3C而CXCL16是近年最新发现的CXC亚家族成员，其基因位点与其他已知的趋化因子位点分隔，位于17P13染色体上，由254个氨基酸构成，不含ELR氨基酸序列，由氨基端含CXC的趋化结构域、黏蛋白样结构域、跨膜区及胞内区四个结构域组成，其中功能结构域氨基酸具有β趋化因子家族特征，含有CXC的膜体，黏蛋白结构富含Thr、Pro，在胞浆区有Try磷酸化及SH2蛋白结合位点-YXPV膜体，其总体结构与趋化因子CX3CL极其相似〔4〕，以膜结合形式及可溶性分子存在。这两种形式相互转化的重要因素是金属蛋白水解酶10，其过程可能是CXCL16在细胞内合成前体，通过糖基化快速成熟，运送到细胞表面，被ADAM10切割、脱落形成可溶性分泌型CXCL16〔5〕。

目前已知的趋化因子受体中只有CXCR6对CXCL16配体发生功能应答，是CXCL16的唯一受体，也称Benzo或STRL33受体，是一个七次跨膜G蛋白偶联受体，同时它也是猴免疫缺陷病毒和人类免疫缺陷病毒感染细胞的协同受体〔6〕，主要在记忆性T细胞、内皮淋巴细胞、B细胞、自然杀伤T细胞(NKT)、树突细胞、激活的CD8+T细胞中表达。趋化试验表明，只有高表达CXCR6的细胞才能发生对CXCL16的趋化应答〔7〕。

膜结合形式的CXCL16分子可在脾脏及淋巴结中的CD11c+树突细胞(DC)上表达，其中CD8+、CD11c+DC亚群为高组成性表达，也可在CD19+和CD14+的外周血淋巴细胞的细胞表面表达。Northern印迹分析显示CXCL16基因在基因组中单拷贝存在，可在脾脏、派伊尔小结和外周血淋巴细胞中高表达，在淋巴结中低表达。初级淋巴器官中，CXCL16可在胸腺中检测到，而骨髓中无表达。其受体CXCR6在幼稚T细胞上低表达，在活化的辅助性T细胞上表达上调，在具有细胞毒性作用的CD8+T细胞、炎症组织中的粒细胞、肝脏毛细血管自然杀伤T细胞上高表达〔8〕，在CXCR6基因敲入小鼠中，其仅仅表达于正常T细胞、NKT细胞〔9〕。

3 CXCL16在HF发病机制中的作用

3.1 基因表达 Szmit等〔10〕第一次应用全基因组寡核苷酸芯片，采用35 035寡核苷酸探针测量6名无症状性心功能不全男性患者与6名终末期缺血性HF男性患者外周血有核细胞的基因表达，通过微阵列分析显示，在终末期HF患者中有130个下调基因(FAM63A、SPAST、MDM4等)，15个上调基因(ELP3、MMP13、CXCL16等)，一些下调基因为心肌病途径中的基因;同时还确定正调节基因与HF密切相关，而且这些基因还与血小板活化因子受体(PTAFR，RBPSUH，MCC，and PSMA7)的表达调控有关〔10〕。这种诊断性方法可能对寻找心梗后无明显症状HF患者发展的分子因素及左心室重塑有重要作用。

有关CXCL16基因A181V多态性与冠心病的关系尚无明确定论，Lundberg等〔11〕研究发现在高加索人群中CXCL16基因A181V多态性与冠心病易感性无关。但罗永百等〔12〕研究中国西安汉族人群中趋化因子CXCL16基因A181V多态性与冠心病之间的关系，表明二者有相关性，可能与人种间基因分布情况有关。最近Petit等〔13〕研究发现CXCL16基因A181V突变选择性抑制单核细胞黏附CXCR6，但与冠心病无相关性。所以研究不同人群基因多态性对于追溯其起源、演化、迁移，以及探索其多态性与特定体质人群都有极其重要的作用。有关CXCL16基因A181V多态性与HF的关系尚未研究报道。

3.2 实验研究 2009年，Dahl等〔14〕研究发现 CXCL16在HF的发展中起着重要作用。此项研究证实。①HF患者血清中CXCL16水平增加，且与疾病的严重程度有关。②Western印迹分析显示终末期HF患者左心室组织中CXCL16水平显著高于非HF患者左心室组织。③实时RT-PCR分析显示梗死后HF小鼠中，冠状动脉结扎3 d后CXCL16在左室梗死部位及非梗死部位的表达高于结扎7 d后，表明CXCL16在早期表达;另外，主动脉结扎的小鼠，左室CXCL16的表达增加，表明CXCL16的表达并不单纯与缺血有关。④在体外，CXCL16促进成纤维细胞的增殖及受损胶原蛋白的合成，而且在心肌细胞及心肌成纤维细胞中，CXCL16可增加基质金属蛋白酶活性，主要增加MMP-2的水平。⑤通过使用特定的抑制剂，发现CXCL16在成纤维细胞参与Jun N-氨基末端激酶激活的作用。CXCL16在心肌细胞及成纤维细胞中参与了心肌重塑，并促进了HF的发生发展。

4 CXCL16与其他疾病

CXCL16/SR-PSOX参与了动脉粥样硬化斑块形成的炎症反应和免疫学说，通过结合并吞噬ox-LDL，参与动脉粥样硬化细胞内脂质聚集，促进巨噬细胞及平滑肌细胞形成泡沫细胞;同时趋化激活CD8+T细胞，导致动脉粥样硬化斑块部位细胞的凋亡。另外，还作为血管源性因子显著诱导血管形成，促进斑块的发生、发展甚至诱发斑块出血或破裂，成为动脉硬化性疾病中核心事件〔15〕。随着研究的进一步发展，CXCL16/SRPSOX在其他多种疾病中起到重要作用，如风湿免疫、移植排斥、获得性免疫缺陷病毒(HIV)感染、炎症性疾病、肿瘤等。

5 展望

尽管研究表明趋化因子CXCL16/SR-PSOX在HF的发生发展中起到重要作用，但其能否为HF的独立影响因素，还需更大、更严密的研究证实。

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 罗永百，王燕妮，郑树慧.CXCL16基因A181V多态性与急性冠状动脉综合征的相关性〔J〕.中国动脉硬化杂志，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.相关炎性因子与动脉粥样硬化〔J〕.中国动脉硬化杂志，2011;19(3)：283-1.