NR4A1在动脉粥样硬化炎症和病理性血管新生中作用的研究进展

袁亚慧，袁 蓉，信琪琪，丛伟红，陈可冀

动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)是心血管系统中常见的病理过程，血管内膜形成粥瘤或纤维斑块使动脉壁变硬，管腔狭窄，中膜弹性减弱，进而导致严重并发症。AS导致的心血管疾病是全球多发病、常见病，严重危害人类健康。AS不仅与脂质代谢紊乱有关，而且是一种慢性炎症过程，且炎症涉及AS病变开始到斑块破裂的全过程。病理性血管新生与AS密切相关，斑块内血管新生是斑块破裂的关键因素。孤儿核受体4A1(nuclear receptor 4A1，NR4A1)在AS病变中高表达且在AS炎症反应中发挥着重要作用，对细胞增殖、血管新生亦有重要影响，可调节病理性血管新生，因此可能在AS斑块易损性中发挥重要的作用。现就NR4A1在AS炎症和病理性血管新生的作用进行综述，以期为稳定斑块的治疗提供靶点，为AS防治提供参考。

1 NR4A1的结构与功能

NR4A1是孤儿核受体NR4A超家族的重要成员，1988年被首次发现，在不同物种中名称不同，又称为NR4A1、TR3和神经生长诱导的因子B(nerve growth factor induces gene I-B，NGFI-B)，是一种尚未发现的特异性配体转录因子，故称“孤儿”核受体。NR4A1主要由3部分组成：首先是N端反式激活结构域，主要功能是与其他转录因子互相作用，并通过其配体独立激活功能区域-1(ligand independent activation function-1，AF-1)结构域进行反向激活；其次是中间的DNA结合区，该区域有2个高度保守的锌指结构，介导与DNA的特定作用；最后是C端配体结合域，包含配体依赖的反激活结构域-2(ligand-dependent activation function-2，AF-2)，可识别小亲脂分子，保证生理反应的特异性和选择性，此区域是一个将受体转到活性状态的开关，可调节核定位[1]。NR4A1以单体的形式与NGFI-B反应元件(NGFI-B-binding response element，NBRE)结合，也能以同源二聚体的形式与Nur反应元件(Nur response elements，NurREs)结合[2]。

相关研究显示，NR4A1主要参与细胞存活、凋亡、代谢、血管重塑和胆固醇合成等过程，具有调节葡萄糖代谢，调控血管新生，调节内皮细胞功能和平滑肌细胞增殖等作用[3-6]。作为一个早期反应基因，NR4A1是诱导T细胞功能障碍的主要媒介，也是肿瘤免疫治疗的潜在靶点，参与诱导癌细胞凋亡[7-8]。

2 NR4A1在AS炎症中的调节作用

有研究显示，NR4A1可抑制炎症相关的细胞因子和趋化因子，从而抑制炎症反应，发挥抗AS的作用[9]。有研究显示，NR4A1可促进炎症发展，对AS产生不利影响[10]。

2.1 多种刺激可诱导NR4A1的表达 孤儿核受体NR4A1在巨噬细胞中可被多种炎症刺激快速诱导，如脂多糖、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)和氧化低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein，ox-LDL)[11-12]。相关研究显示，在人和小鼠巨噬细胞中，TNF-α、Toll样受体配体、脂多糖等炎症刺激均可诱导NR4A1表达，并在炎症反应中发挥着重要作用[12-14]。在巨噬细胞系RAW264.7细胞中，ox-LDL通过p38 丝裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase，p38 MAPK)信号通路诱导NR4A1表达，呈时间-剂量依赖性，并参与调节细胞活力[11]。有研究显示，在A549细胞中，脂多糖刺激后NR4A1 mRNA和蛋白表达均增加[15]。因此，多种炎症刺激可诱导NR4A1表达。

2.2 NR4A1对炎症的双向调节作用 多项研究显示，NR4A1具有抑制炎症反应的作用[2，16]。在人髓系白血病单核细胞(THP-1)、巨噬细胞中过表达NR4A1，可抑制炎性因子白细胞介素(interleukin，IL)-1β、IL-6、IL-8、TNF-α、单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1)和活性氧(reactive oxygen species，ROS)表达；相反，敲除NR4A1可能增加这些炎症基因表达，这种现象在腹膜巨噬细胞和骨髓来源的巨噬细胞中亦是如此[12-14，17-18]。间充质干细胞与单核细胞共培养后NR4A1表达增加，使得Ly6Chigh单核细胞向Ly6Clow单核细胞分化，急性心肌梗死后炎症反应减轻，可见NR4A1在间充质干细胞参与的单核细胞表型转化过程中表现出良好的抗炎作用[19]。有研究显示，NR4A1通过线粒体代谢转录重编程抑制巨噬细胞的炎症反应，诱导巨噬细胞进入抗炎状态，保护其免受AS等慢性炎症的侵袭[9]。NR4A1的激动剂CsnB可抑制IL-6和MCP-1表达，从而减轻高胆固醇血症引起的炎症反应[20]。敲除NR4A1后，小鼠巨噬细胞向促炎表型M1极化，促进IL-12、TNF-α等表达，加剧炎症反应[21]。因此，NR4A1可能通过调节炎性因子表达，从而阻止或延缓AS的进展。

NR4A1对炎症具有促进作用。使用过表达NR4A1的逆转录病毒感染巨噬细胞后，一系列炎症相关基因被激活，炎症信号通路相关的两种重要激酶蛋白激酶i/ε(inhibitor kappa B protein kinase i/ε，IKKi/ε)和核转录因子κB(NF-κB)诱导激酶(NF-κB inducing kinase，NIK)活化，进而通过Toll样受体3(toll-like receptor 3，TLR3)和Toll样受体4(toll-like receptor 4，TLR4)配体诱导炎症反应[10]。该研究首次提出NR4A1在巨噬细胞炎症反应的重要作用，可能促进炎症反应加剧AS发展。有研究显示，NR4A1在大肠杆菌肺炎早期对疾病是不利的，导致炎症反应加重[12]。因此，NR4A1对炎症可能具有双向作用。

在AS发生、发展过程中，作为调节单核细胞和巨噬细胞炎症表型的靶点[19]，NR4A1对炎症的不同作用可能与其调节不同的细胞表型有关。有研究表明，敲除NR4A1后的小鼠巨噬细胞M1表型和TLR4、TNF-α、一氧化氮合成增加，炎症反应加剧，AS病变加重，表明NR4A1敲除后会促使巨噬细胞的表型向M1促炎表型转换，从而加重炎症反应[22]。间充质干细胞与单核细胞共培养后，NR4A1表达增加可能促使Ly6Chigh单核细胞向Ly6Clow单核细胞分化，炎症反应减轻，提示NR4A1参与单核细胞表型转化并表现出抗炎作用[19]。转染载体不同可能影响NR4A1对炎症的调节作用。有研究显示，使用过表达NR4A1的逆转录病毒感染巨噬细胞后，炎症反应增强[10]。另有研究显示，过表达NR4A1的慢病毒感染巨噬细胞后，炎症反应减轻[23]。说明不同的转染载体可能影响NR4A1对炎症反应的调节。因此，NR4A1在AS炎症过程中可能存在促进和抑制的双向作用，与其所处微环境、细胞表型、转染载体不同有关。

3 NR4A1对血管新生的调节作用

NR4A1可促进病理性血管新生，而斑块内血管新生对AS斑块稳定性有重要作用，但NR4A1调节病理性血管新生影响斑块稳定性的作用机制尚未明确。

NR4A1通过调节多种血管新生相关因子表达从而调节血管新生。NR4A1是血管新生的关键介导者和多种血管新生因子如血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、组胺和5-羟色胺的共同靶点，通过不同区域、多种信号通路调控血管新生[24]。有研究显示，NR4A1可下调其下游靶点Claudin-5表达，从而调节内皮细胞活力、迁移和成管[25]。NR4A1特异性激动剂Csn-B激活NR4A1后，VE-cadherin水平下降，表明NR4A1是血管通透性的关键媒介，参与血管新生[26]。以shRNA抑制NR4A1后，血管新生相关基因如VE-cadherin、Jagged1、DLL4及整合素类α1、α2、β3、β5表达均受到抑制[27]。NR4A1是病理性血管新生的重要调节因子，可调节内皮细胞中整合素α1、α2、β3、β5表达，参与内皮细胞增殖、迁移和黏附[4]。有研究显示，NR4A1可能通过靶向整合素β4启动子，诱导小鼠内皮细胞血管新生，促进皮肤创面愈合，该研究初步揭示了NR4A1是血管新生及相关微血管通透性的关键介导者，整合素β4是NR4A1调控血管新生的下游靶点之一[28]。

NR4A1在细胞中的位置直接影响其在细胞中的功能。多项研究显示，NR4A1是雷公藤红素在细胞内的关键靶点，雷公藤红素与NR4A1结合可促进NR4A1从细胞核转位到线粒体中，抑制炎症反应，提示NR4A1主要在细胞质中发挥抑制炎症反应的作用[14，29-30]。然而，NR4A1在细胞核中可作为转录因子调控DLL4、Jagged1和整合素β4而调节血管新生[28]，提示NR4A1在细胞核中可发挥调节血管新生的作用。大鼠糖尿病缺血再灌注模型实验显示，NR4A1的促凋亡功能与定位密切相关[31]。上述研究提示NR4A1在细胞中位置不同，功能也不同。

4 小 结

AS斑块破裂导致严重的急性冠脉综合征，而炎症、血管新生与AS斑块破裂密切相关。NR4A1是巨噬细胞炎症信号通路的关键调节因子，多种炎性因子均可诱导巨噬细胞中NR4A1表达升高，继而可能促进炎症反应，加剧AS进展。NR4A1可能抑制AS单核-巨噬细胞中炎性因子分泌，抑制炎症反应，从而对AS发挥保护作用。NR4A1在AS过程中表现出促进和抑制炎症的双向作用，进一步明确了NR4A1对单核-巨噬细胞不同表型的作用，不同转染载体调节炎症反应的影响，可能为AS治疗提供不同的思路。

NR4A1是血管新生的关键调控因子，VEGF-A、组胺、5-羟色胺等均可促进内皮细胞NR4A1表达，NR4A1又通过调节Claudin-5、DLL4、Jagged1、VE-cadherin和整合素等，促进内皮细胞增殖、迁移和成管及血管新生，然而NR4A1调节AS斑块内血管新生的研究较少，进一步探讨NR4A1在AS斑块内血管新生中的调节作用可能获得更多的启示。

由于炎症反应和斑块内血管新生是影响AS斑块稳定性的重要因素，可能促进斑块发展，甚至导致斑块内出血和斑块破裂，引起临床急性事件发生，因此，深入探讨NR4A1在单核-巨噬细胞炎症反应和内皮细胞血管新生中的作用，有助于阐明AS斑块易损性的机制和作用靶点，可能为稳定斑块和抗AS的临床治疗提供更多帮助。