树突细胞在动脉粥样硬化中的作用

尹玉洁　马柳一　位　庚　刘　焕贾振华，2(河北医科大学河北以岭医药研究院国家中医药管理局重点研究室，河北　石家庄　05007)



树突细胞在动脉粥样硬化中的作用

尹玉洁马柳一位庚刘焕1贾振华1，2
(河北医科大学河北以岭医药研究院国家中医药管理局重点研究室，河北石家庄050017)

〔关键词〕树突细胞;动脉粥样硬化;调节性T细胞;胞葬作用

1河北省中西医结合医药研究院2河北医科大学附属以岭医院

第一作者:尹玉洁( 1989－)，女，硕士，主要从事心脑血管疾病研究。

研究指出动脉粥样硬化( AS)是一种自身免疫性疾病，巨噬细胞、树突细胞( DCs)和T细胞等介导的免疫反应，促进AS的病程进展〔1〕;其他因素还包括肌成纤维细胞的累积、细胞外基质的蛋白扩张，尤其是蛋白聚糖、胶原和弹性蛋白。炎症环境、内质网应激及氧化应激最终会导致内膜细胞凋亡，若凋亡的细胞不能迅速有效被邻近吞噬细胞吸收，则成为二次坏死，连同触发主细胞的坏死，形成坏死核心〔1〕。继而随着细化纤维瘢痕，形成脆弱的斑块表型，而后者常导致斑块破裂及管腔血栓形成，是引起急性心肌梗死、不稳定型心绞痛、心脏骤停及中风斑块形成的主要来源。

DCs是唯一有望服务于先天性和适应性免疫系统的接口，且能有效地激活记忆性T细胞。在人类和小鼠〔2〕血管壁中对DCs的识别引起了人们对于DCs在急性和慢性血管疾病中所起的作用的关注，包括AS。DCs的抗原呈递、活化T细胞、分泌细胞因子、转化为泡沫细胞并参与胞葬的功能均表明DCs对AS的发病机制有很大影响。本文将着重总结DCs在AS发病机制中的起源和功能，并探讨将DCs应用于治疗AS的新策略。

1血管壁中DCs的识别和描述

淋巴组织的DCs已被归类为经典的DCs和浆细胞DCs。非淋巴组织如人类和小鼠的AS斑块也有DCs的表型识别，由于表型细胞表面标志物的重叠性质、其起源表达标志的差异性以及表型细胞的可塑性，AS斑块内DCs表达较混乱。例如，DCs在淋巴组织中的经典标志物CD11c，也可以通过炎性微环境如AS的巨噬细胞来表达。因此可以同时使用多个细胞表面标记物来确定DCs，例如CD11chi，MHC－IIhi，CD11b±，F4/80±，CD103±，DEC－205±，Clec9a±以及Mertklo/－。近来，转录分析增加了其他标记物的使用，如Flt3、c－Kit、CD272，和CD26，但这些只能由传统的DCs表达，而非组织的巨噬细胞〔3〕。然而使用多个标志物的方法有以下缺陷: ( 1)细胞表面标志物通过流式细胞分析，需要酶从组织分离出细胞，例如一些蛋白在酶促消化过程中容易受到切割和降解〔4〕。( 2)由于实验的性质，无法准确在血管壁或AS斑块中定位DCs的不同亚群。

2动脉壁上DCs的起源

已经明确DCs存在于人类和小鼠的动脉壁，且在AS易发部位分布密集。这些区域高剪切应力的血流量可能参与DC的募集，具体的分子机制、趋化因子受体及非AS主动脉的前体尚不清楚。Choi等〔5〕证明，正常主动脉DCs主要位于内膜并且被分为至少两个不同生长亚群，CD11c+CD11b－CD103+及CD11c+CD11b+CD103－DCs。Flt3－/－小鼠主动脉壁的CD103+亚群在注射DC生长因子Flt3L后表达增加，表明CD103+是从经典的Flt3L依赖型DC前体衍生而来的。与之相反，CD11b+CD103－亚群依赖于单核细胞相关生长因子( M－CSF)，在高脂血症引起的AS模型中，这两个亚群在内膜的分布数目迅速扩大，占据内膜DC的最大比例。有研究显示，DCs是从Ly6clo〔6〕和Ly6chi〔7〕单核细胞衍生而来的，表明单核细胞来源的DC对AS病程中DCs数量的增多起主要作用。实验观察Cx3cr1－/－小鼠DCs病变的积累减少，表明CX3CR1对DC募集发挥重要作用〔8〕。而CX3CR1需通过单核细胞附着至血管壁，因此Cx3cr1－/－小鼠内膜DCs的减少可能主要是由单核细胞募集减少、抑制DC的分化引起的，需进一步的研究来了解AS病变中参与DCs募集的具体趋化因子受体。pDCs是AS病变的另一DC亚群，数量少于经典DCs，来源于所谓的通用DC前体，不同于经典DCs的是，其表达低水平的CD11c、组织相溶性复合物( MHC－Ⅱ)及高水平的PDCA－1、SiglecH。最近的一项研究表明DCs亚群CCL17+DC在健康的血管壁上并无表达，作为DC成熟的标志物存在于AS病变中，特别是高水平的MHC－Ⅱ、CD40、CD80及CD86的表达。

3 DCs在AS病变中的作用

3. 1 DCs在脂质吸收和脂质代谢中的作用AS病变中吞噬脂质形成泡沫细胞的亚群可能是从DCs演变的，DCs内在脂蛋白转化为泡沫细胞的机制可能包括受体介导的内吞作用、清道夫受体介导的摄取、DCs从循环至血管腔直接摄取和富含胆固醇的胞葬作用。CD11c－DTR小鼠在注射白喉毒素血管DCs减少，从而降低脂质在新生病灶的累积，表明DCs是AS早期病变脂质沉积的重要介质〔9〕。

在病变早期，DCs除了能够进行脂质吸收，还可能在其他节点参与调节全身胆固醇水平。西方饮食喂养的Ldlr－/－和Apo－/－小鼠的寿命的实例上看，DCs的增强是由抗凋亡蛋白Bcl－2的CD11c特异性基因转录完成的，极低密度脂蛋白( VLDL)和低密度脂蛋白( LDL)胆固醇水平降低〔10〕。反之，在CD11c－DTR小鼠注射白喉毒素后，DCs出现急性消融导致Ldlr－/－和Apoe－/－小鼠的血浆胆固醇水平升高。DCs可能通过肠、粪便排泄来影响胆固醇吸收，以调节全身胆固醇水平。

3. 2脂质对于DC功能调节的作用在细胞功能对脂质沉积影响的评估研究中，巨噬细胞一直占据主导地位，认为胆固醇囤积会促进巨噬细胞“激活”。Spann等〔11〕的体外实验研究显示，巨噬细胞引起的胆固醇囤积能够通过激活转录因子( LXR)而促进抗感染反应。其他脂质沉积对巨噬细胞产生的影响也可能适用于DCs外排胆固醇，促进清除病变的细胞外脂质。

针对脂质是如何具体影响DCs功能的，研究显示LDL和氧化LDL通过上调共刺激分子和炎性细胞因子诱导DC成熟，从而影响DCs的迁移和对T细胞的刺激功能，值得注意的是，高脂血症条件下，DCs的T细胞刺激功能正常〔12〕，但其从外周组织向淋巴器官转移的功能是严重受损的。AS病变过程的具体含义: ( 1)迁移功能障碍可能会影响DCs的抗感染功能，如胆固醇外泄、凋亡细胞清除、向T细胞的抗原呈递，至关重要的是在AS斑块内会诱导T细胞的自我耐受和自身抗原修复; ( 2)成熟DCs可促进炎性细胞因子的局部分泌，增强单核细胞和T细胞募集; ( 3) DCs抗原呈递引起的T细胞特异性抗原活化会导致局部炎症加重; ( 4)成熟DCs分泌的胶原酶和基质金属蛋白酶会促进胶原蛋白和细胞外基质降解，保护纤维帽变薄和形成易损斑块表型。

高脂血症条件下，DCs迁移功能受损可能是由于迁移趋化因子受体( CCR7)上调不足，观察将病变主动脉外科植入胆固醇水平正常的动物，依旧导致AS疾病的发生，CD11chi细胞高水平表达CCR7。在外科主动脉移植模型中，CCL19和CCL21通过配体CCR7相结合能够防止疾病的消退，表明迁移依赖CCR7来表达。在小鼠最近的研究中，他汀类药物治疗导致疾病回归也与病灶细胞CCR7表达水平升高有关〔13〕。因此应通过实验研究和模型改进来探索在AS病变过程中CCR7调控的机制和影响。

3. 3 DC成熟、抗原呈递及AS DCs未成熟前，具有捕获抗原的功能，但尚未表达高水平的MHC－Ⅰ/Ⅱ及T细胞共刺激分子CD80、CD86和CD40。TLR介导活化后，DCs转化为成熟状态，下调几种模式的抗原捕获，特别是巨噬细胞，上调MHC－Ⅰ/Ⅱ、CD80、CD86和CD40，并迁移到引流淋巴结节点T细胞抗原表达。人类和动物研究都表明在病变进程中成熟DCs的积累存在于AS斑块。这与之前描述的高脂血症条件下DC迁移功能缺陷是一致的。在AS病变过程中DC的成熟与促炎细胞因子的分泌以及以抗原特异性方式激活幼稚T细胞有关〔14〕，而坏死细胞分离出的DNA和RNA片段以及胆固醇结晶也可能参与DC的成熟。早期研究表明T细胞CD80－/－CD86－/－小鼠的AS病变是减轻的，而成熟DC恰恰上调这两个共刺激分子。因此表明DC成熟和对T细胞的抗原呈递都是促AS因素，然而CD80－/－CD86－/－与严重的全身性T细胞( Treg细胞)缺损有关，CD74－/－与外周T细胞数目的显著降低有关，而后者是AS的第二大影响因素。这种情况下，可以通过DC特异性阻断物MyD88( Cd11cCre+Myd88fl/fl)抑制DC成熟来减少DCs的抗原呈递和激活T细胞的功能。

DC介导的T细胞活化还涉及到抗原在AS中的角色，包括DCs的抗原采集位点和DC－T细胞的相互作用位点。假设最重要的受损抗原是氧化LDL、Hsp60、Hsp65和β2糖蛋白Ⅰ，病变的DCs通过巨吞、清道夫受体介导的摄取及对包含死亡细胞抗原的胞葬来捕获以上和(或)其他抗原，随之在MHC－Ⅰ和MHC－Ⅱ模块进行处理和呈递。循环系统、周围组织DCs及淋巴组织DCs可以捕获和呈递循环AS中相关抗原，如氧化LDL。

3. 4 DCs对维持Treg细胞稳态的作用Treg细胞是AS病变中已明确的T细胞亚群，通过抑制促AS的辅助T细胞( Th1)细胞反应〔15〕及抗感染细胞因子转化生长因子( TGF)－β和白细胞介素( IL)－10来抑制内皮细胞和巨噬细胞的活化，从而抑制AS病变中的炎性反应。目前认为AS主要有胸腺衍生的天然性免疫应答及适应性或诱导型调节性T细胞的免疫应答。Treg处于富含CpG的甲基化状态，而Treg特异性去甲基化FoxP3基因是适应性Treg最精确的标志物。

近来证明，MyD88对AS病变过程中DC的成熟、产生保护性的Treg细胞应答也起关键性作用〔16〕。DC成熟阶段Teff和由幼稚T细胞发展而来的Tregs的发展都需要通过CD80/CD86的上调来共刺激〔17〕。Treg分泌的TGF－β抑制了巨噬细胞产生的MCP－1，从而抑制炎性Ly6chi单核细胞进入AS内膜。以上数据表明在AS早期，DC介导的T细胞的活化是由Treg的应答主导的。DC介导的T细胞激活可能转移至引流淋巴结这一非炎性环境，表达低水平的γ－干扰素( IFN－γ)和IL－12，可能促进Treg的发展。与之相反，在AS发展阶段，DC的迁移功能存在缺陷，在此炎性环境下会呈现抗原呈递，引起强烈的共刺激信号和促AS的Teff细胞的发展。

DCs的特定亚群能够优先激活Treg细胞或特异性限制其发展。耐受性DCs CD103+在病变过程通过依赖Flt3－Flt3L并与其相互作用而促进Treg的发展，而Flt3－/－Ldlr－/－小鼠耐受性DCs的缺失导致主动脉Treg、IL－10分泌的减少，上调促炎性因子TNF－α和IFN－γ，加重AS病程进展。肠道CD103+DCs又是Treg细胞分化的有效诱导剂，CD103+DCs分泌TGF－β、视黄酸〔18〕和细胞因子的能力对外周Treg分化起关键作用。肺CD103+DCs通过CCL22的分泌促进循环Tregs的增多。因此可以提出一个可能性:血管CD103+DCs能够利用TGF－β/视黄酸和CCL22来诱导外周Tregs分化，促使循环胸腺来源的天然Tregs参与AS早期病变。CCL17+DCs在AS病变中则充当抑制Treg的角色〔19〕，作用于T细胞上的CCR4阻止幼稚T细胞分化为Treg，并促进Tregs细胞凋亡。总之，在AS病变中DCs 对Treg细胞平衡发挥核心作用。

3. 5 pDCs在AS病变中的作用pDCs已在人类和小鼠AS斑块中描述过，在构成总内膜DC亚群中仅占据一小部分，但是pDCs能够有效分泌Ⅰ型IFN－a和IFN－β，已证明IFN－a表达水平与人体斑块漏洞呈正相关，并能诱导血管平滑肌细胞凋亡〔20〕，促进纤维帽变薄，使得DCs与TLR配体相结合，诱发促炎性细胞因子的产生〔21〕。

3. 6 DC的胞葬作用在抗原捕获、炎性反应、坏死核心形成中的潜在作用DCs抗原捕获及随后的T细胞活化机制可能包括巨吞饮、受体介导的内吞作用、吞噬作用和胞葬作用。胞葬作用是由吞噬细胞以非炎性方式进行识别和清除凋亡细胞的过程，AS早期病变的未成熟经典DCs以及CD103+DCs都具有胞葬作用。摄取抗原蛋白质或脂质后，表达MHC－Ⅰ或MHC－Ⅱ激活抗原特异性T细胞或诱导T细胞耐受。假设DC胞葬介导的抗原呈递引发临界的病毒和自身免疫性疾病的免疫应答。

DC胞葬可以通过抑制炎症及DC成熟对斑块产生重要影响。DC介导的对病变凋亡细胞的胞葬会防止二次细胞坏死，二次细胞坏死是促炎症信号，会加速AS病变发展及坏死核心形成〔22〕。在AS斑块形成过程中，巨噬细胞的胞葬在抗感染和预防坏死核心方面发挥着关键的作用〔23〕。在AS斑块形成过程，成熟DCs会丧失胞葬的功能，继而引起局部炎性反应、促进细胞外基质降解和坏死核心的形成〔22〕。

3. 7 DC疫苗的新策略AS是慢性炎症免疫性疾病，具有细胞和体液免疫两种自身免疫性方式，使得疫苗越来越成为一种可行的治疗方法。已经明确DCs在细胞和体液免疫活化中的中心作用，近来专注于开发针对AS的DC疫苗接种策略。例如静脉内注射外源性氧化LDL负载DCs导致小鼠颈动脉斑块表型稳定〔24〕。举一反三，DCs负载ApoB100蛋白协同免疫抑制细胞因子IL－10进行治疗，可能是由于保护性Treg细胞应答，包含DCs的致耐受性ApoB100注射剂延缓AS病程进展，减少系统性炎症反应，还可以减少人类ApoB100转基因Ldlr－/－小鼠的CD4+T细胞的病变浸润〔25〕。临床研究亦表明在AS的治疗过程中基于DC的疫苗接种能显著促进保护性Treg细胞应答。因此，寻找新的方法来明确AS病程中与T细胞反应的特异性抗原，以便设计有效的免疫抑制疫苗是非常必要的。

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〔2015－03－26修回〕

(编辑袁左鸣)

通讯作者:贾振华( 1975－)，男，博士生导师，主要从事心脑血管疾病研究。

基金项目:国家重点基础研究发展计划( 973计划)资助项目( NO2012CB518606 ) ;河北省杰出青年科学基金( H201506063)

〔中图分类号〕R543

〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1005-9202( 2016) 02-0475-04;

doi:10. 3969/j. issn. 1005-9202. 2016. 02. 108