TLR4及其抑制剂A20、SOCS1、RP105与动脉粥样硬化的关系

王辉波，杨 俊

(三峡大学心血管病研究所三峡大学第一临床医学院心内科，湖北 宜昌 443003)

·综 述·

TLR4及其抑制剂A20、SOCS1、RP105与动脉粥样硬化的关系

王辉波，杨 俊

(三峡大学心血管病研究所三峡大学第一临床医学院心内科，湖北 宜昌 443003)

动脉粥样硬化(Atherosclerosis，AS)是心脑血管疾病的病理基础，其发病机制备受关注，但至今尚未阐明。近些年来，研究TLR4(Toll like receptor 4)信号通路在AS中的作用机制成为心血管领域中的热点。本文就TLR4及其抑制剂A20、SOCS1、RP105与AS之间关系作一综述。

Toll样受体4；锌指蛋白A20；SOCS1；RP105；动脉粥样硬化

动脉粥样硬化(Atherosclerosis，AS)是动脉硬化中常见的类型，为心肌梗塞和脑梗塞的主要病因，是严重危害人类健康的主要疾病。它的发病机制的研究已经经历了一个多世纪，目前尚未完全阐明，主要围绕着5种学说：脂质渗入学说、动脉平滑肌细胞(SMC)增殖或突变学说、损伤-应答反应学说、慢性炎症学说、单核巨噬细胞作用学说。近年来炎症在AS发病机制中的作用已经越来越引起人们的重视，存在于动脉壁的多种细胞如：平滑肌细胞、内皮细胞、巨噬细胞、纤维原细胞等都能表达Toll样受体(TLR s)，越来越多的证据表明TLR4(Toll like receptor 4，TLR4)在AS的发病机理中发挥了重要作用[1]。

1 TLR4与动脉粥样硬化

TLR4是天然免疫系统的一种模式识别受体，是Toll家族成员之一，其在天然免疫系统的许多效应细胞(包括单核/巨噬细胞和树突状细胞)均有表达，发挥着对外来致病微生物的识别作用，构成机体天然的第一道防线。

1.1 TLR4的结构与功能 到目前为止，已经发现了12个TLR家族的成员，分别命名为TLR1-12，而TLR4是第一个被发现的哺乳动物TLR，同其他TLRs一样，TLR4属于1型跨膜蛋白，其胞结构域由18～31个氨基酸组成的富含亮氨酸的重复单位(LRR)，胞内区约有200个氨基酸组成的与白介素-1受体(IL-1R)有高度同源性，称为TIR区[2]。TIR区高度保守，而胞外LRR区的同源性较低，因此，TLR4不仅能识别LPS信号，同时还能识别透明质烷低聚糖、内脂A、纤维蛋白原肽、硫酸肝素片段、B防御素2等[3]。TLR4分布较广泛，目前发现T淋巴细胞、B淋巴细胞、单核巨噬细胞、白细胞、表皮微血管心肌细胞、小肠上皮细胞、肥大细胞、子宫平滑肌细胞等均有TLR4的表达[4]。革兰氏阴性细菌在侵入人体后细菌表面LPS通过髓样细胞分化因子 88(Myeloid differentiation factor，MyD88)依赖性传导途径激活JNK和p38MAPK通路，最终导致相关基因的转录[5]。后来，又有研究表明[6]，MyD88基因敲除的小鼠LPS依然可诱导MAPK途径，NF-κB活化并未完全阻断，提示存在不依赖MyD88的信号转导途径的存在。MyD88非依赖性途径主要负责LPS诱导的IFN诱导性蛋白10、糖皮质激素终止反应基因16、IFN调节基及树突状细胞的成熟[4]。

1.2 TLR4与动脉粥样硬化的关系 目前，越来越多的证据显示TLR4在AS的不同阶段都发挥了重要作用，Edfeldt等[7]发现，在动脉粥样硬化斑中检测出TLR4的表达水平明显提高，并证实了正是通过TLR4信号通路的识别功能导致一系列与AS相关的炎性因子的大量合成与释放。TLR4不仅引发炎症反应，同时还能促进血管平滑肌细胞的增殖、介导单核巨噬细胞向血管内浸润并形成泡沫细胞，从而促进粥样斑块的形成[8]。Hayashi等[9]将载脂蛋白E缺乏组(ApoE-/-)小鼠与TLR4、脂蛋白E(ApoE-/-TLR4-/-)同时缺乏小鼠经口腔感染牙周致病菌牙龈卟啉菌，ApoE-/-TLR4-/-与对照组(ApoE-/-)比较动脉粥样硬化面积明显减少，说明TLR4在AS的发生发展过程中发挥着关键作用，因此TLR4很可能成为AS防治的标靶。

2 TLR4的抑制剂与动脉粥样硬化

TLR4途径的激活与AS的发生发展过程密不可分，为此，我们不难想象，通过抑制TLR4途径，可以抑制AS的发生与发展。TLR4的抑制剂有很多，胞内、胞外及跨膜负性调控因子。以下是几种常见的TLR4抑制剂。

2.1 锌指蛋白A20 锌指蛋白A20(简称A20)是Dixit等[10]通过研究人脐血管内皮细胞对肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的应答反应时发现的。A20含有790个氨基酸残基，分子量为90 kD，并具有由11个氨基酸残基组成的环指结构，既锌指蛋白[11]，其主要存在于细胞液中。A20是NF-κB信号系统中重要的负反馈调节因子，也是防止体内炎症反应失控的重要调节蛋白[12-13]。A20的表达能够被TNF、LPS、IL-1等所诱导，是NF-κB信号系统活化的产物，于此同时A20通过抑制TNF和LPS刺激TNFR-1和TLR4诱导的NF-κB的活化而对细胞损伤起保护作用。其中，A20通过泛素化和去泛素化调节参与TLR4/NF-кB(核转录因子кB)研究表明A20参与抑制多种心血管疾病的发生，特别是在AS的发生发展中起着重要的保护作用。Lee等[14]发现，A20缺乏(A20-/-)的小鼠不能发生TNF介导的NF-κB应答，且易感性较普通小鼠明显增加。Zhu等[15]将A20基因转染到内皮祖细胞，分化出高表达A20的内皮细胞，将转基因血管移植入大鼠的颈动脉，经过6个月后数字成像多普勒分析显示，A20转基因组大鼠的颈动脉仍保持通畅，没有血栓形成和内膜增生，而对照组大鼠的颈动脉均出现闭塞。Hou等[16]发现，A20高表达的人类脐静脉内皮细胞组(Human umbilical vein endothelial cells，HUVECs)较对照组(正常HUVECs)，在高糖环境下，NF-κB表达明显受到抑制，细胞凋亡率明显降低[(11±1)%vs(6±1)%]。由此证明，A20可以通过抑制NF-κB来保护血管内皮细胞，从而有效抑制AS的发生。

2.2 SOCS1 细胞因子信号传导抑制因子1 (Suppressor of cytokine signaling 1，SOCS1)是一种由细胞因子诱导产生并对JAK/STAT(Janus kinase and signal transducer and activator of transcription)信号通路起负性调节作用的因子，SOCS1敲除的小鼠表现为TLR4对LPS的刺激反应增强，过度表达炎性因子。SOCS1还能抑制巨噬细胞对LPS诱导TLR4依赖的STAT和NF-κB的激活，提示SOCS1参与抑制TLR4信号通路[17]。SOCS1主要在内皮细胞高表达，通过抑制炎症反应的过度激活保护血管内皮细胞[18]。 Grothusen等[19]将SOCS1与低密度脂蛋白受体同时缺乏的小鼠(Ldlr-/-，Socs-1-/-)，与对照组(仅低密度脂蛋白缺乏)比较，经过高脂饮食喂养，(Ldlr-/-，Socs-1-/-)组的粥样斑块面积、TNF-α、IL-6等炎性因子水平明显高于对照组，充分说明了SOCS1通过抑制炎症反应，保护血管内皮细胞，从而抑制AS的形成。

2.3 RP105(Radioprotection 105 kDa’) RP105又名CD180，是Toll样受体(TLR)家族分子独特的成员，与TLR相似，也是I型跨膜蛋白，它有一个保守的胞外亮氨酸重复序列，但其胞内缺少一个信号域，即Toll-IL-1受体结构域[20]。其最早发现于B细胞表面，并参与B细胞的生长和凋亡，但最近研究表明，RP105并不是只存在于B细胞表面，在巨噬细胞、树突状细胞(DCs)、内皮细胞、平滑肌细胞表面也可检测出PR105的表达[21]。研究表明，RP105可与细胞外MD-1形成复合物，RP105/MD-1复合物可与TLR4/ MD-2复合物作用，阻止LPS与TLR4/MD-2复合物结合，从而抑制TLR4途径[22]RP105作为TLR4途径的抑制剂，理论上应该是抑制AS的形成。然而Karper等[23]将RP105缺乏的(RP105-/-)骨髓和正常野生型骨髓分别植入低密度脂蛋白受体缺乏(LDLr-/-)的小鼠，经过6周的高脂食物喂养，结果发现，与野生型小鼠组比较，RP105-/-组的小鼠主动脉根部粥样斑块面积减少了57%[(131±15)×103μm2vs(230±26)×103 μm2，P=0.004)，说明RP105虽然是TLR4途径的抑制剂，但其在AS的发生发展过程中并非通过抑制TLR4途径参与，而是还有其他途径作用。随后，他又通过检测发现，RP105-/-组小鼠总B细胞和活化B细胞减少，活化B1 B细胞无改变，并证实RP105的缺乏对AS的影响主要通过影响B2 B细胞和B细胞活化因子(B-cell activating factor，BAFF)的表达，而不是通过髓样细胞的作用，因此，这证实了TLR通路介导的AS的形成过程中，RP105通过活化B细胞的作用比其在巨噬细胞抑制TLR4作用占优势。

3 展望

TLR4信号通路在AS的发生、发展过程中有重要作用，针对TLR4信号通路的抑制将成为防治AS新的靶点。A20和SOCS1作为TLR4信号通路的抑制剂，发挥着抑制AS的作用；然而RP105同样作为TLR4抑制剂，理论上也应该是抑制AS的发生，但实验证明，RP105有促AS的作用。AS的发病机制尚未完全阐明，还有待进一步研究，但我们相信随着人们对TLR4信号通路及其抑制剂的进一步深入认识，其必将为人类防治AS带来新的更大的突破。

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R543.5

A

1003—6350（2015）13—1938—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.13.0698

2014-11-18)

国家自然科学基金(编号：81170133、81200088、81470387)；宜昌市科技研究与开发项目(编号：A12301-01)；湖北省首届医学领军人才基金

杨 俊。E-mail：yangjun@medmail.com.cn