单核细胞趋化蛋白-1与动脉粥样硬化关系的研究进展
作者：郝锋 刘乃丰
单位：南京铁道医学院第一附属医院心内科， 江苏 南京 210009
关键词：单核细胞趋化蛋白-1；动脉粥样硬化
心血管病学进展000317摘要：动脉粥样硬化发病率较高，其致死率位居前列。单核细胞趋化蛋白-1在AS形成中有重要的意义，本文综述了MCP-1在与AS相关的三种细胞中的表达及其除趋化外的作用，为动脉粥样硬化机制的阐明提供更多的认识。
中图分类号：R543.5 文献标识码：A
文章编号：1004-3934(2000)03-0181-04
Advances in Research of the Relation between
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Monocyte Chemoattractant Protein-1 and Atherosclerosis
HAO Feng, LIU Nai-feng
(Department of Cardiology,First Affiliated Hospital of Nanjing Ferroway Medical College, Jiangsu Nanjing 210009)
动脉粥样硬化(AS)是多发的疾病，其病理改变以动脉内脂质沉积，粥样斑块形成及伴随的炎症反应为特征，造成血管部分或完全堵塞进而导致心、脑、肾等多器官缺血、梗死，给人类健康造成极大的危害。在AS血管的管壁，早期可见由富含脂质的单核/巨噬细胞形成的泡沫细胞，后期则还有由平滑肌迁移形成的平滑肌源性的泡沫细胞。这两种泡沫细胞与单核细胞趋化蛋白-1(Monocyte Chemoattractant Protein-1;MCP-1)密切相关。培养的多种细胞包括单核/巨噬细胞、内皮细胞、平滑肌细胞、成骨细胞、纤维母细胞、表皮细胞和某些肿瘤细胞均能表达MCP-1，而前三种细胞正是AS病变中的主要组成细胞。它们能表达MCP-1，作用于血液中的单核细胞，使其粘附于血管内皮并透入内皮下形成泡沫细胞。此外，MCP-1在AS的形成机制中除趋化单核细胞外还有其它方面的作用。
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1 MCP-1概况
MCP-1属于趋化细胞因子家族中的β家族(即C-C亚家族)成员之一，其分子结构中的四个半胱氨酸位于11，12，36，52位，排列为Cys-Cys。MCP-1的反向转录脱氧核糖核酸(cDNA)编码一种99个氨基酸的蛋白质，前23个氨基酸具有疏水性，为信号肽，成熟的MCP-1是含76个氨基酸的碱性蛋白，存在着0-连接的糖基化位点，由于其在细胞中表达时糖基化程度不同，可产生不同分子量的MCP-1范围8.7～18KD(≈0.87～1.80×104u)。MCP-1主要趋化单核细胞，还可作用于淋巴细胞和嗜碱性粒细胞，但对中性粒细胞不起作用。
2 单核巨噬细胞表达MCP-1
新鲜分离的单核细胞并不含有可检测的MCP-1，但经培养24小时后即可明显诱导出来。王国平等的研究[1-3]表明，氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)及氧化极低密度脂蛋白(ox-VLDL)均能明显促进人外周血单核细胞和兔腹腔巨噬细胞MCP-1信使核糖核酸(mRNA)和蛋白质的表达，提示二者可能通过诱导单核巨噬细胞产生MCP-1，并趋化其自身迁移至内皮下，促进AS的发展。AS病变时内皮下脂质的沉积常伴随着补体的激活，据报道LDL的酶化降解(如胰蛋白酶、胆固醇脂酶、神经氨酸酶等)可产生强的致AS的分子。E-LDL(酶化修饰的LDL)能激活补体，并可被巨噬细胞清道夫受体所识别，能明显诱导泡沫细胞形成。用特异的单克隆抗体获得的免疫组化数据表明，E-LDL广泛以细胞外形式沉积于早期AS的损伤处，Klouche等发现[4]E-LDL能很强地诱导人单核巨噬细胞MCP-1 mRNA及蛋白的表达，且其对MCP-1的表达的诱导能力明显强于ox-LDL，在诱导mRNA方面是后者的3倍。研究也表明E-LDL诱导的MCP-1的表达与酪氨酸激酶激活有关。仅由非氧化酶修饰即可生成有致AS能力的LDL。E-LDL激活补体后，产生趋化多肽，使单核细胞及粒细胞进入血管损伤处，单核细胞分化为巨噬细胞，上调清道夫受体摄取E-LDL，伴随着MCP-1的大量释放，趋化更多的单核细胞进入损伤处，加速病变发展，LPS能诱导人外周血单核细胞中MCP-1转录水平的增高，Jessen等[5]的研究表明，17β-雌二醇能通过雌激素受体来抑制由LPS刺激的JE/MCP-1 mRNA在培养的鼠腹腔巨噬细胞及其它巨噬细胞系中的表达，阐明了雌激素抗AS的一个机制：抑制MCP-1的表达，阻止单核巨噬细胞在病变损伤处的聚集。
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3 内皮细胞表达MCP-1
MCP-1几乎占据了体外实验中由内皮细胞分泌的单核细胞趋化活性的全部。于光耀等[6]用ox-LDL及ox-VIDL对培养的牛主动脉内皮细胞干预，表明这两种氧化脂蛋白能诱导内皮细胞表达高水平的MCP-1 mRNA和蛋白，揭示了内皮细胞在单核细胞迁入血管内膜的过程中起重要作用。一氧化氮(NO)具有抗AS形成的作用，Zeiher等[7]的研究表明，NO合酶抑制剂L-NAG可通过抑制基础NO生成来上调内皮细胞对MCP-1 mRNA的分泌和蛋白形成，而外源性NO的加入可以以剂量依赖的方式减少MCP-1 mRNA和蛋白形成。加入MCP-1的抗体能大幅度减少甚至完全抑制由NO生成抑制而致的增长的单核细胞趋化活性，且NO对MCP-1的调节可能与其对核因子NF-κB的影响有关。Wang等发现[8]，机械压力也能诱导人脐静脉内皮细胞中MCP-1的基因表达和分泌，当压力去除后，MCP-1 mRNA转向基础水平。机械压力促进了MCP-1的产生及释放，这增长了单核细胞对内皮的黏附。作者认为机械压力诱导的MCP-1基因表达主要是通过蛋白激酶C(PKC)途径来调节，环磷酸腺苷(cAMP)或环磷酸乌苷(cGMP)依赖的蛋白激酶可能起着较小的作用或间接通过PKC来调节这种过程。EGTA和verapamil对MCP-1基因表达的抑制表明在有压力期间Ca2+通过钙通道的内流对于压力诱导的MCP-1的表达可能是关键的。压力诱导的MCP-1的增加可能与心血管系统的某些病理状态有关，如AS和高血压时。AS易发于压力较大的血管壁处，可能在于压力较大处易于受损，同时压力诱导该处MCP-1的表达增加，从而趋化单核细胞的聚集，加速AS的发展。肝素是一种多阴离子的氨基葡聚糖，能与许多细胞因子包括γ干扰素(IFN-γ)和化学因子超家族以较高亲和性结合。Douglas等研究[9]发现，在培养的内皮细胞中可溶的肝素样的氨基葡聚糖能阻止依赖于IFN-γ的MCP-1生成的上调，并能拮抗预先存在的MCP-1所具有的趋化性质。高密度脂蛋白(HDL)在正常情况下能作为一种抗炎性保护分子，能拮抗由动脉壁产生的LDL等前炎性分子，减轻其对内皮细胞和平滑肌细胞的毒性作用。然而有研究[10]报道在急性期反应时，急性期HDL(AP-HDL)却成为前炎性分子，相对于对照HDL，能促进联合培养的内皮和平滑肌细胞中MCP-1的表达，并增强LDL的细胞毒性。这也印证了在血管壁炎症位点急性期反应时单核细胞的渗入会增加的现象。Gawaz等研究[11]表明：(1)ADP激活的血小板能诱导内皮细胞分泌MCP-1，促进其表面表达ICAM-1，上述过程通过调节NF-κB的机制来实现。(2)κB寡核苷酸的转染导致NF-κB激活降低，并减少激活的内皮细胞中MCP-1和ICAM-1的产生。可见激活血小板能改变内皮细胞的趋化和粘附性质，而这一机制可能是粥样硬化形成和再狭窄的早期重要事件。
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4 平滑肌细胞表达MCP-1
Ruan等[12]报道ox-LDL、VLDL、ox-VLDL均能诱导培养的兔主动脉平滑肌细胞表达MCP-1 mRNA，且ox-VLDL作用最强，可见氧化脂蛋白除直接参与形成粥样斑块外，还可通过增强MCP-1的生成参与AS的形成。在人AS损伤处，可以分离出终末补体复合物，特别是MAC(膜攻击复合物)C5b-9，在补体缺陷的动物中，胆固醇诱导的斑块明显减少。Torzenski等[13]用加入纯化的补体成分C5b6,C7,C8,C9来形成MACs，发现培养的平滑肌细胞上清能趋化新鲜隔离的外周血单核细胞，且此趋化活性能被抗MCP-1抗体阻断，表明补体可以促进培养的平滑肌细胞释放MCP-1。因而补体作用于平滑肌细胞产生MCP-1，从而促进单核细胞对动脉壁的粘附，对于AS的发病机制也是重要的。血小板源性生长因子(PDGF)是一种强的趋化因子，在人AS损伤处PDGF的表达增多。研究表明[14]PDGF能较强地刺激人血管平滑肌细胞(HSMC)中超氧阴离子(O)的生成。且此刺激效应似乎是细胞类型特异的。PDGF刺激磷脂酶Cγ，导致PKC的激活，后者可能与O的生成和随后的NF-κB激活及MCP-1 mRNA的诱导有关。Bogdnov等发现[15]PDGF在鼠动脉平滑肌细胞中所产生的单核细胞趋化活性主要是由JE/MCP-1来表现的，JE在此种细胞中的诱导特异于PDGF而不见于其它生长因子，并进一步报道了在鼠近端JE促进子(promoter)确定了一个区域，此区域仅反应于PDGF而不反应于其他生长因子(如AngⅡ及α-thrombin)或细胞因子(IL-1β及TNF-α)。此发生于PDGF的反应要求两个特异cis-反应成分的协同作用。Tsao等研究[17]表明，LPS、ox-LDL也可通过增加O的生成与NF-κB的激活而诱导培养的兔主动脉平滑肌细胞中MCP-1的表达，同时这种MCP-1表达的增高和NF-κB的激活能被作用于平滑肌细胞的NO供体DETA-NONOate所减少。AngⅡ也具有相同的作用，其作用可被NF-κB激活的抑制剂所阻断[18]。凝血酶(thrombin)是多功能的丝氨酸蛋白酶，能在许多细胞中产生生物反应。除其在血栓和出血中的主要作用外，还具有与血管壁生物学高度相关的多细胞激活的功能，刺激多种细胞的生长，它同时也是单核细胞的趋化因子并刺激单核细胞对内皮的粘附。Wenzel等研究[16]表明人血管平滑肌细胞能产生MCP-1，同时凝血酶能通过特异受体来促进MCP-1 mRNA和蛋白在平滑肌细胞中的产生，从而通过这一途径而在损伤、血栓形成和AS中起着重要作用。
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5 MCP-1在体内的表达
为研究内源性NO对MCP-1在体内的调节作用，Tsao等[17]用新西兰白兔制作AS的动物模型，以正常饮食、正常饮食+LNA(NO合成酶拮抗剂)、高胆固醇饮食、高胆固醇饮食+Arg为对照，发现MCP-1在胆固醇和LNA组表达增高，而Arg组表达减少。提示NO的抗AS效应部分是由其对MCP-1表达的抑制来实现的。Hernandez等[18]用兔的AS模型证明了AngⅡ使动物模型的血管NF-κB活性增强和MCP-1表达增高，此作用可被血管紧张素转化酶抑制剂quinapril阻断。Pervin等[19]的研究表明，在兔高胆固醇血症的模型中雌激素能抑制单核细胞对血管的粘附和跨内皮的迁移。相对于正常饮食、卵巢完整的动物，生理水平的雌二醇明显以一种剂量依赖的方式在高胆固醇饮食的动物中减少MCP-1基因和蛋白的表达，其机制可能是增加NO合酶的生成，使NO表达增多来抑制MCP-1的产生。雌二醇还可能通过调节其它转录因子如SP-1、AP-1来调节MCP-1。雌激素引起的上述作用被认为是通过受体α发生作用。Meritt等[20]的研究发现，在高胆固醇饮食且人为造成血管壁损伤的兔模型中，适度的酒精喂养可减少兔血管内膜增生，降低其血管再狭窄的程度，明显减少AS血管损伤后的增殖反应，其机制在于适度酒精能减少脂质氧化的程度，内膜区泡沫细胞的形成，还能通过减少MCP-1和PDGF的表达而发挥抗增殖作用，同时此作用并不依赖于HDL。
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6 AS过程中MCP-1的其它作用
组织因子(TF)是47KD的跨膜糖蛋白，与因子Ⅶ和Ⅶa相关，激活Ⅸ和Ⅹ并激活凝血蛋白酶级联反应，最终导致血栓形成。正常外周血单核细胞和巨噬细胞不表达TF，但能被许多物如LPS、细胞因子等诱导。Ernofsson等[21]研究表明，炎性细胞因子MCP-1与出血过程有关。凝血酶可以在单核细胞中诱导MCP-1的表达，但它本身并不诱导TF的表达，而MCP-1可以以剂量、时间依赖的方式诱导人外周血单核细胞对TF的表达。AS进展中另一个重要的部分是损伤时TF激发的凝血级联反应。MCP-1可以诱导TF的表达增高表明凝血和炎症反应二者有密切的联系且都与AS的发病有关。另Schecter等[22]研究发现，MCP-1诱导TF mRNA和蛋白在平滑肌细胞和THP-1髓单核白血病细胞中的积累。MCP-1也诱导HSMC表面TF的活性。其对平滑肌细胞TF的诱导被百日咳毒素抑制，表明平滑肌细胞的MCP-1受体与Gi蛋白相连。胞内钙离子的耦合及PKC的抑制能阻断MCP-1对TF的诱导，提示在平滑肌细胞中此过程是被磷脂酶C激活调节的。编码巨噬细胞上MCP-1受体CCR2A、B的基因并不存在于平滑肌细胞，可见二者有不同的MCP-1受体。由以上可知MCP-1除作为趋化因子外，还具有前凝血原的功能，并通过一种自分泌的方式，由平滑肌细胞和巨噬细胞分泌MCP-1，再诱导相同细胞产生TF活性。Hayes等[23]的研究表明培养的平滑肌细胞能表达化学因子受体CCR-1和CCR-2的mRNA，CCR-1的配基为MIP-1α、RANTES、MCP-3及较小程度的MCP-1，CCR-2结合MCP-1、MCP-3。此研究发现MCP-1低程度地诱导细胞中Ca2+的升高，损伤后兔动脉中MCP-1 mRNA在～4小时内迅速上调，先于平滑肌细胞的迁移和增殖。平滑肌细胞上趋化因子受体的表达表明了这些因子在AS时对调节此类细胞的功能起着重要作用。MCP-1对平滑肌细胞的增殖作用目前有不同意见。Ikeda等[24]认为MCP-1可以抑制培养的鼠平滑肌细胞的生长。而Porreca等[25]则得出了相反的结论，即MCP-1不仅是趋化激活剂，而且是培养的鼠平滑肌细胞的有丝分裂原，DNA分析、细胞计数和细胞周期分析都验证了这一点，且MCP-1的促增殖效应由PKC依赖的途径调节。MCP-1对DNA合成的作用可以剂量依赖地被钙拮抗剂verpamil阻断。这与MCP-1可能通过与Ca2+有关的途径发生作用相一致。该作者认为与Ikeda等的结论矛盾的原因在于两者不同的实验条件。两个实验中用10%FCS和0.5%FCS对平滑肌细胞的培养时间不同，导致不同的结果，且MCP-1对于低密度的平滑肌细胞表现增殖反应，而对高密度则不然，即可能MCP-1对细胞增殖的刺激效应依赖于细胞的密度和加入MCP-1时细胞融合的程度。Xu等也曾报道MCP-1可诱导猪平滑肌细胞的迁移和增殖。
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总结
单核细胞黏附于血管壁并穿入内皮下形成泡沫细胞是动脉粥样硬化的早期病变，而平滑肌细胞增生、迁移形成平滑肌源性泡沫细胞是该病较晚期病变。大量研究表明单核细胞的趋化主要由MCP-1来实现，多种物质及细胞因子都可以诱导MCP-1的表达，而MCP-1也可在多种细胞尤其是构成动脉粥样硬化病变的三种主要细胞——单核细胞、内皮细胞和平滑肌细胞中表达。MCP-1除趋化单核细胞外，对平滑肌细胞也有趋化、增殖的作用，并促进TF生成，从而直接或间接地参与了动脉粥样硬化的形成。因而深入研究MCP-1，并寻找方法减少其生成，就成为我们更透彻了解动脉粥样硬化的形成机制，并有效治疗的一种行之有效的途径。
[ 参 考 文 献 ]
[1]王国平，邓仲端，瞿智玲.氧化修饰的低密度脂蛋白和极低密度脂蛋白对单核细胞MCP-1表达的影响[J].中华病理学杂志，1996，25(4)：220-223
, 百拇医药
[2]王国平，邓仲端，瞿智玲.氧化修饰的极低密度脂蛋白对单核细胞趋化蛋白-1 mRNA表达的影响[J].中国病理生理杂志，1997，13(2)：114-17
[3]王国平，邓仲端，瞿智玲.氧化修饰的低密度和极低密度脂蛋白对巨噬细胞单核趋化蛋白表达的影响[J].中华医学杂志，1997，77(3)：212-215
[4]Klouche M,Gottschling S,Gerl V,et al.Atherogenic properties of enzymatically degraded LDL:selective induction of MCP-1 and cytotoxic effects on human macrophages[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,1998,18(9):1376-1385
[5]Frazier Jessen MR,Kovacs EJ.Estrogen modulation of JE/monocyte chemoattractant protein-1 mRNA expression in murine macrophages[J].J Immunol,1995,154(4):1838-1845
, 百拇医药
[6]于光耀，邓仲端，瞿智玲.氧化修饰脂蛋白对内皮细胞单核细胞趋化蛋白-1表达的影响[J].中华病理学杂志，1998，27(3)：174-176
[7]Zeiher AM,Fisslthaler B,Schray-Utz B,et al.Nitric oxide modulates the expression of monocyte chemoattractant protein 1 in cultured human eothendilial cells[J].Circ Res,1995,76(6):980-986
[8]Wang DL,Wung BS,Shyy YJ,et al.mechanical strain induces monocyte chemotactic protein-1 gene expression in endothelial cells.Effects of mechanical strain on monocyte adhesion to endothelial cells[J].Circ Res,1995,77(2):294-302
, 百拇医药
[9]Douglas MS,Ali S,Rix DA,et al.Endothelial production of MCP-1:modulation by heparin and consequences for mononuclear cell activation[J].Immunology,1997,92(4):512-518
[10]van Lenten BJ,Hama SY,de Beer FC,et al.Anti-inflammatory HDL becomes pro-inflammatory during the acute phase response.Loss of protective effect of HDL against LDL oxidation in aortic wall cell cocultures[J].J Clin Invest,1995,96(6):2758-2767
[11]Gawaz M,Neumann FJ,Dickfeld T,et al.Activated platelets induce monocyte chemtactic protein-1 secretion and surface expression of in-tercellular adhesion molecule-1 on endothelial cells[J].Circulation,1998,98:1164-1171
, http://www.100md.com
[12]Ruan Q,Deng Z,Song J.Very low density lipoprotein and oxidized very low density lipoprotein induce monocyte chemotactic protein 1 in rabbit aoritic smooth muscle cells[J].Chin Med J Engl,1996,109(3):206-209
[13]Torzewski J,Oldroyd R,Lachmann P,et al.Complement-induced re-lease of monocyte chemotactic protein-1 form human smooth muscle cells.A possible initiating event in atherosclerotic lesion formation[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,1996,16(5):673-677
, 百拇医药
[14]Marumo T,Schini-Kerth VB,Fisslthaler B,et al.Platelet-derived growth factor-stimulated superoxide anion production modulates acti-vation of transcription factor NF-kappaB and expression of monocyte chemoattractant protein 1 in human aortic smooth muscle cells[J].Circulation,1997,96(7):2361-2367
[15]Bogdanov VY,Poon M,Taubman MB.Platelet-derived growth factor-specific regulation of the JE promoter in rat aortic smooth muscle cells[J].J Biol Chem,1998,273(38):24932-24938
, 百拇医药
[16]Wenzel UO,Fouqueray B,Grandaliano G,et al.Thrombin regulates expression of monocyte chemoattractant protein-1 in vascular smooth muscle cells[J].Circ Res,1995,77(3):503-509
[17]Tsao PS,Wang B,Buitrago R,et al.Nitric oxide regulates monocyte chemotactic protein-1[J].Circulation,1997,96(3):934-940
[18]Hernandez Presa M,Bustos C,Ortego M,et al.Angiotensin-converting enzyme inhibition prevents arterial nuclear factor-kappa B activation,monocyte chemoattractant protein-1 expression,and macrophage infil-tration in a rabbit model of early accelerated atherosclerosis[J].Circula-tion,1997,95(6):1532-1541
, 百拇医药
[19]Pervin S,Singh R,Rosenfeld ME,et al.Estradiol suppresses MCP-1 expression In vivo:implications for atherosclerosis[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,1998,18(10):1575-1582
[20]Meritt R,Guruge BL,Douglas Miller D,et al.Moderate alcohol feeding attenuates postinjury vascular cell proliferation in rabbit angioplasty model[J].J Cardiovasc Pharmacol,1997,30(1):19-25
[21]Ernofsson M,Siegbahn A.Platelet-derived growth factor-BB and monocyte chemotactic protein-1 induce human peripheral blood monocytes to express tissue factor[J].Thromb Res,1996,83(4):307-320
, 百拇医药
[22]Schecter AD,Rollins BJ,Zhang YJ,et al.Tissue factor is induced by monocyte chemoattractant protein-1 in human aortic smooth muscle and THP-1 cells[J].J Biol Chem,1997,272(45):28568-28673
[23]Hayes IM,Jordan NJ,Towers S,et al.Human vascular smooth muscle cells express receptors for CC chemokines[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,1998,18(3):397-403
[24]Ikeda U,Okada K,Ishikawa S,et al.Monocyte chemoattractant protein 1 inhibits growth of rat vascular smooth muscle cells[J].Am J Physiol,1995,268(3 Pt 2):H1021-1026
[25]Porreca E,Di Febbo C,Reale M,et al.Monocyte chemotactic protein 1 (MCP-1) is a mitogen for cultured rat vascular smooth muscle cells[J].J Vasc Res,1997,34(1):58-65
收稿日期：1999-08-20, 百拇医药
单位：南京铁道医学院第一附属医院心内科， 江苏 南京 210009
关键词：单核细胞趋化蛋白-1；动脉粥样硬化
心血管病学进展000317摘要：动脉粥样硬化发病率较高，其致死率位居前列。单核细胞趋化蛋白-1在AS形成中有重要的意义，本文综述了MCP-1在与AS相关的三种细胞中的表达及其除趋化外的作用，为动脉粥样硬化机制的阐明提供更多的认识。
中图分类号：R543.5 文献标识码：A
文章编号：1004-3934(2000)03-0181-04
Advances in Research of the Relation between
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Monocyte Chemoattractant Protein-1 and Atherosclerosis
HAO Feng, LIU Nai-feng
(Department of Cardiology,First Affiliated Hospital of Nanjing Ferroway Medical College, Jiangsu Nanjing 210009)
动脉粥样硬化(AS)是多发的疾病，其病理改变以动脉内脂质沉积，粥样斑块形成及伴随的炎症反应为特征，造成血管部分或完全堵塞进而导致心、脑、肾等多器官缺血、梗死，给人类健康造成极大的危害。在AS血管的管壁，早期可见由富含脂质的单核/巨噬细胞形成的泡沫细胞，后期则还有由平滑肌迁移形成的平滑肌源性的泡沫细胞。这两种泡沫细胞与单核细胞趋化蛋白-1(Monocyte Chemoattractant Protein-1;MCP-1)密切相关。培养的多种细胞包括单核/巨噬细胞、内皮细胞、平滑肌细胞、成骨细胞、纤维母细胞、表皮细胞和某些肿瘤细胞均能表达MCP-1，而前三种细胞正是AS病变中的主要组成细胞。它们能表达MCP-1，作用于血液中的单核细胞，使其粘附于血管内皮并透入内皮下形成泡沫细胞。此外，MCP-1在AS的形成机制中除趋化单核细胞外还有其它方面的作用。
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1 MCP-1概况
MCP-1属于趋化细胞因子家族中的β家族(即C-C亚家族)成员之一，其分子结构中的四个半胱氨酸位于11，12，36，52位，排列为Cys-Cys。MCP-1的反向转录脱氧核糖核酸(cDNA)编码一种99个氨基酸的蛋白质，前23个氨基酸具有疏水性，为信号肽，成熟的MCP-1是含76个氨基酸的碱性蛋白，存在着0-连接的糖基化位点，由于其在细胞中表达时糖基化程度不同，可产生不同分子量的MCP-1范围8.7～18KD(≈0.87～1.80×104u)。MCP-1主要趋化单核细胞，还可作用于淋巴细胞和嗜碱性粒细胞，但对中性粒细胞不起作用。
2 单核巨噬细胞表达MCP-1
新鲜分离的单核细胞并不含有可检测的MCP-1，但经培养24小时后即可明显诱导出来。王国平等的研究[1-3]表明，氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)及氧化极低密度脂蛋白(ox-VLDL)均能明显促进人外周血单核细胞和兔腹腔巨噬细胞MCP-1信使核糖核酸(mRNA)和蛋白质的表达，提示二者可能通过诱导单核巨噬细胞产生MCP-1，并趋化其自身迁移至内皮下，促进AS的发展。AS病变时内皮下脂质的沉积常伴随着补体的激活，据报道LDL的酶化降解(如胰蛋白酶、胆固醇脂酶、神经氨酸酶等)可产生强的致AS的分子。E-LDL(酶化修饰的LDL)能激活补体，并可被巨噬细胞清道夫受体所识别，能明显诱导泡沫细胞形成。用特异的单克隆抗体获得的免疫组化数据表明，E-LDL广泛以细胞外形式沉积于早期AS的损伤处，Klouche等发现[4]E-LDL能很强地诱导人单核巨噬细胞MCP-1 mRNA及蛋白的表达，且其对MCP-1的表达的诱导能力明显强于ox-LDL，在诱导mRNA方面是后者的3倍。研究也表明E-LDL诱导的MCP-1的表达与酪氨酸激酶激活有关。仅由非氧化酶修饰即可生成有致AS能力的LDL。E-LDL激活补体后，产生趋化多肽，使单核细胞及粒细胞进入血管损伤处，单核细胞分化为巨噬细胞，上调清道夫受体摄取E-LDL，伴随着MCP-1的大量释放，趋化更多的单核细胞进入损伤处，加速病变发展，LPS能诱导人外周血单核细胞中MCP-1转录水平的增高，Jessen等[5]的研究表明，17β-雌二醇能通过雌激素受体来抑制由LPS刺激的JE/MCP-1 mRNA在培养的鼠腹腔巨噬细胞及其它巨噬细胞系中的表达，阐明了雌激素抗AS的一个机制：抑制MCP-1的表达，阻止单核巨噬细胞在病变损伤处的聚集。
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3 内皮细胞表达MCP-1
MCP-1几乎占据了体外实验中由内皮细胞分泌的单核细胞趋化活性的全部。于光耀等[6]用ox-LDL及ox-VIDL对培养的牛主动脉内皮细胞干预，表明这两种氧化脂蛋白能诱导内皮细胞表达高水平的MCP-1 mRNA和蛋白，揭示了内皮细胞在单核细胞迁入血管内膜的过程中起重要作用。一氧化氮(NO)具有抗AS形成的作用，Zeiher等[7]的研究表明，NO合酶抑制剂L-NAG可通过抑制基础NO生成来上调内皮细胞对MCP-1 mRNA的分泌和蛋白形成，而外源性NO的加入可以以剂量依赖的方式减少MCP-1 mRNA和蛋白形成。加入MCP-1的抗体能大幅度减少甚至完全抑制由NO生成抑制而致的增长的单核细胞趋化活性，且NO对MCP-1的调节可能与其对核因子NF-κB的影响有关。Wang等发现[8]，机械压力也能诱导人脐静脉内皮细胞中MCP-1的基因表达和分泌，当压力去除后，MCP-1 mRNA转向基础水平。机械压力促进了MCP-1的产生及释放，这增长了单核细胞对内皮的黏附。作者认为机械压力诱导的MCP-1基因表达主要是通过蛋白激酶C(PKC)途径来调节，环磷酸腺苷(cAMP)或环磷酸乌苷(cGMP)依赖的蛋白激酶可能起着较小的作用或间接通过PKC来调节这种过程。EGTA和verapamil对MCP-1基因表达的抑制表明在有压力期间Ca2+通过钙通道的内流对于压力诱导的MCP-1的表达可能是关键的。压力诱导的MCP-1的增加可能与心血管系统的某些病理状态有关，如AS和高血压时。AS易发于压力较大的血管壁处，可能在于压力较大处易于受损，同时压力诱导该处MCP-1的表达增加，从而趋化单核细胞的聚集，加速AS的发展。肝素是一种多阴离子的氨基葡聚糖，能与许多细胞因子包括γ干扰素(IFN-γ)和化学因子超家族以较高亲和性结合。Douglas等研究[9]发现，在培养的内皮细胞中可溶的肝素样的氨基葡聚糖能阻止依赖于IFN-γ的MCP-1生成的上调，并能拮抗预先存在的MCP-1所具有的趋化性质。高密度脂蛋白(HDL)在正常情况下能作为一种抗炎性保护分子，能拮抗由动脉壁产生的LDL等前炎性分子，减轻其对内皮细胞和平滑肌细胞的毒性作用。然而有研究[10]报道在急性期反应时，急性期HDL(AP-HDL)却成为前炎性分子，相对于对照HDL，能促进联合培养的内皮和平滑肌细胞中MCP-1的表达，并增强LDL的细胞毒性。这也印证了在血管壁炎症位点急性期反应时单核细胞的渗入会增加的现象。Gawaz等研究[11]表明：(1)ADP激活的血小板能诱导内皮细胞分泌MCP-1，促进其表面表达ICAM-1，上述过程通过调节NF-κB的机制来实现。(2)κB寡核苷酸的转染导致NF-κB激活降低，并减少激活的内皮细胞中MCP-1和ICAM-1的产生。可见激活血小板能改变内皮细胞的趋化和粘附性质，而这一机制可能是粥样硬化形成和再狭窄的早期重要事件。
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4 平滑肌细胞表达MCP-1
Ruan等[12]报道ox-LDL、VLDL、ox-VLDL均能诱导培养的兔主动脉平滑肌细胞表达MCP-1 mRNA，且ox-VLDL作用最强，可见氧化脂蛋白除直接参与形成粥样斑块外，还可通过增强MCP-1的生成参与AS的形成。在人AS损伤处，可以分离出终末补体复合物，特别是MAC(膜攻击复合物)C5b-9，在补体缺陷的动物中，胆固醇诱导的斑块明显减少。Torzenski等[13]用加入纯化的补体成分C5b6,C7,C8,C9来形成MACs，发现培养的平滑肌细胞上清能趋化新鲜隔离的外周血单核细胞，且此趋化活性能被抗MCP-1抗体阻断，表明补体可以促进培养的平滑肌细胞释放MCP-1。因而补体作用于平滑肌细胞产生MCP-1，从而促进单核细胞对动脉壁的粘附，对于AS的发病机制也是重要的。血小板源性生长因子(PDGF)是一种强的趋化因子，在人AS损伤处PDGF的表达增多。研究表明[14]PDGF能较强地刺激人血管平滑肌细胞(HSMC)中超氧阴离子(O)的生成。且此刺激效应似乎是细胞类型特异的。PDGF刺激磷脂酶Cγ，导致PKC的激活，后者可能与O的生成和随后的NF-κB激活及MCP-1 mRNA的诱导有关。Bogdnov等发现[15]PDGF在鼠动脉平滑肌细胞中所产生的单核细胞趋化活性主要是由JE/MCP-1来表现的，JE在此种细胞中的诱导特异于PDGF而不见于其它生长因子，并进一步报道了在鼠近端JE促进子(promoter)确定了一个区域，此区域仅反应于PDGF而不反应于其他生长因子(如AngⅡ及α-thrombin)或细胞因子(IL-1β及TNF-α)。此发生于PDGF的反应要求两个特异cis-反应成分的协同作用。Tsao等研究[17]表明，LPS、ox-LDL也可通过增加O的生成与NF-κB的激活而诱导培养的兔主动脉平滑肌细胞中MCP-1的表达，同时这种MCP-1表达的增高和NF-κB的激活能被作用于平滑肌细胞的NO供体DETA-NONOate所减少。AngⅡ也具有相同的作用，其作用可被NF-κB激活的抑制剂所阻断[18]。凝血酶(thrombin)是多功能的丝氨酸蛋白酶，能在许多细胞中产生生物反应。除其在血栓和出血中的主要作用外，还具有与血管壁生物学高度相关的多细胞激活的功能，刺激多种细胞的生长，它同时也是单核细胞的趋化因子并刺激单核细胞对内皮的粘附。Wenzel等研究[16]表明人血管平滑肌细胞能产生MCP-1，同时凝血酶能通过特异受体来促进MCP-1 mRNA和蛋白在平滑肌细胞中的产生，从而通过这一途径而在损伤、血栓形成和AS中起着重要作用。
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5 MCP-1在体内的表达
为研究内源性NO对MCP-1在体内的调节作用，Tsao等[17]用新西兰白兔制作AS的动物模型，以正常饮食、正常饮食+LNA(NO合成酶拮抗剂)、高胆固醇饮食、高胆固醇饮食+Arg为对照，发现MCP-1在胆固醇和LNA组表达增高，而Arg组表达减少。提示NO的抗AS效应部分是由其对MCP-1表达的抑制来实现的。Hernandez等[18]用兔的AS模型证明了AngⅡ使动物模型的血管NF-κB活性增强和MCP-1表达增高，此作用可被血管紧张素转化酶抑制剂quinapril阻断。Pervin等[19]的研究表明，在兔高胆固醇血症的模型中雌激素能抑制单核细胞对血管的粘附和跨内皮的迁移。相对于正常饮食、卵巢完整的动物，生理水平的雌二醇明显以一种剂量依赖的方式在高胆固醇饮食的动物中减少MCP-1基因和蛋白的表达，其机制可能是增加NO合酶的生成，使NO表达增多来抑制MCP-1的产生。雌二醇还可能通过调节其它转录因子如SP-1、AP-1来调节MCP-1。雌激素引起的上述作用被认为是通过受体α发生作用。Meritt等[20]的研究发现，在高胆固醇饮食且人为造成血管壁损伤的兔模型中，适度的酒精喂养可减少兔血管内膜增生，降低其血管再狭窄的程度，明显减少AS血管损伤后的增殖反应，其机制在于适度酒精能减少脂质氧化的程度，内膜区泡沫细胞的形成，还能通过减少MCP-1和PDGF的表达而发挥抗增殖作用，同时此作用并不依赖于HDL。
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6 AS过程中MCP-1的其它作用
组织因子(TF)是47KD的跨膜糖蛋白，与因子Ⅶ和Ⅶa相关，激活Ⅸ和Ⅹ并激活凝血蛋白酶级联反应，最终导致血栓形成。正常外周血单核细胞和巨噬细胞不表达TF，但能被许多物如LPS、细胞因子等诱导。Ernofsson等[21]研究表明，炎性细胞因子MCP-1与出血过程有关。凝血酶可以在单核细胞中诱导MCP-1的表达，但它本身并不诱导TF的表达，而MCP-1可以以剂量、时间依赖的方式诱导人外周血单核细胞对TF的表达。AS进展中另一个重要的部分是损伤时TF激发的凝血级联反应。MCP-1可以诱导TF的表达增高表明凝血和炎症反应二者有密切的联系且都与AS的发病有关。另Schecter等[22]研究发现，MCP-1诱导TF mRNA和蛋白在平滑肌细胞和THP-1髓单核白血病细胞中的积累。MCP-1也诱导HSMC表面TF的活性。其对平滑肌细胞TF的诱导被百日咳毒素抑制，表明平滑肌细胞的MCP-1受体与Gi蛋白相连。胞内钙离子的耦合及PKC的抑制能阻断MCP-1对TF的诱导，提示在平滑肌细胞中此过程是被磷脂酶C激活调节的。编码巨噬细胞上MCP-1受体CCR2A、B的基因并不存在于平滑肌细胞，可见二者有不同的MCP-1受体。由以上可知MCP-1除作为趋化因子外，还具有前凝血原的功能，并通过一种自分泌的方式，由平滑肌细胞和巨噬细胞分泌MCP-1，再诱导相同细胞产生TF活性。Hayes等[23]的研究表明培养的平滑肌细胞能表达化学因子受体CCR-1和CCR-2的mRNA，CCR-1的配基为MIP-1α、RANTES、MCP-3及较小程度的MCP-1，CCR-2结合MCP-1、MCP-3。此研究发现MCP-1低程度地诱导细胞中Ca2+的升高，损伤后兔动脉中MCP-1 mRNA在～4小时内迅速上调，先于平滑肌细胞的迁移和增殖。平滑肌细胞上趋化因子受体的表达表明了这些因子在AS时对调节此类细胞的功能起着重要作用。MCP-1对平滑肌细胞的增殖作用目前有不同意见。Ikeda等[24]认为MCP-1可以抑制培养的鼠平滑肌细胞的生长。而Porreca等[25]则得出了相反的结论，即MCP-1不仅是趋化激活剂，而且是培养的鼠平滑肌细胞的有丝分裂原，DNA分析、细胞计数和细胞周期分析都验证了这一点，且MCP-1的促增殖效应由PKC依赖的途径调节。MCP-1对DNA合成的作用可以剂量依赖地被钙拮抗剂verpamil阻断。这与MCP-1可能通过与Ca2+有关的途径发生作用相一致。该作者认为与Ikeda等的结论矛盾的原因在于两者不同的实验条件。两个实验中用10%FCS和0.5%FCS对平滑肌细胞的培养时间不同，导致不同的结果，且MCP-1对于低密度的平滑肌细胞表现增殖反应，而对高密度则不然，即可能MCP-1对细胞增殖的刺激效应依赖于细胞的密度和加入MCP-1时细胞融合的程度。Xu等也曾报道MCP-1可诱导猪平滑肌细胞的迁移和增殖。
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总结
单核细胞黏附于血管壁并穿入内皮下形成泡沫细胞是动脉粥样硬化的早期病变，而平滑肌细胞增生、迁移形成平滑肌源性泡沫细胞是该病较晚期病变。大量研究表明单核细胞的趋化主要由MCP-1来实现，多种物质及细胞因子都可以诱导MCP-1的表达，而MCP-1也可在多种细胞尤其是构成动脉粥样硬化病变的三种主要细胞——单核细胞、内皮细胞和平滑肌细胞中表达。MCP-1除趋化单核细胞外，对平滑肌细胞也有趋化、增殖的作用，并促进TF生成，从而直接或间接地参与了动脉粥样硬化的形成。因而深入研究MCP-1，并寻找方法减少其生成，就成为我们更透彻了解动脉粥样硬化的形成机制，并有效治疗的一种行之有效的途径。
[ 参 考 文 献 ]
[1]王国平，邓仲端，瞿智玲.氧化修饰的低密度脂蛋白和极低密度脂蛋白对单核细胞MCP-1表达的影响[J].中华病理学杂志，1996，25(4)：220-223
, 百拇医药
[2]王国平，邓仲端，瞿智玲.氧化修饰的极低密度脂蛋白对单核细胞趋化蛋白-1 mRNA表达的影响[J].中国病理生理杂志，1997，13(2)：114-17
[3]王国平，邓仲端，瞿智玲.氧化修饰的低密度和极低密度脂蛋白对巨噬细胞单核趋化蛋白表达的影响[J].中华医学杂志，1997，77(3)：212-215
[4]Klouche M,Gottschling S,Gerl V,et al.Atherogenic properties of enzymatically degraded LDL:selective induction of MCP-1 and cytotoxic effects on human macrophages[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,1998,18(9):1376-1385
[5]Frazier Jessen MR,Kovacs EJ.Estrogen modulation of JE/monocyte chemoattractant protein-1 mRNA expression in murine macrophages[J].J Immunol,1995,154(4):1838-1845
, 百拇医药
[6]于光耀，邓仲端，瞿智玲.氧化修饰脂蛋白对内皮细胞单核细胞趋化蛋白-1表达的影响[J].中华病理学杂志，1998，27(3)：174-176
[7]Zeiher AM,Fisslthaler B,Schray-Utz B,et al.Nitric oxide modulates the expression of monocyte chemoattractant protein 1 in cultured human eothendilial cells[J].Circ Res,1995,76(6):980-986
[8]Wang DL,Wung BS,Shyy YJ,et al.mechanical strain induces monocyte chemotactic protein-1 gene expression in endothelial cells.Effects of mechanical strain on monocyte adhesion to endothelial cells[J].Circ Res,1995,77(2):294-302
, 百拇医药
[9]Douglas MS,Ali S,Rix DA,et al.Endothelial production of MCP-1:modulation by heparin and consequences for mononuclear cell activation[J].Immunology,1997,92(4):512-518
[10]van Lenten BJ,Hama SY,de Beer FC,et al.Anti-inflammatory HDL becomes pro-inflammatory during the acute phase response.Loss of protective effect of HDL against LDL oxidation in aortic wall cell cocultures[J].J Clin Invest,1995,96(6):2758-2767
[11]Gawaz M,Neumann FJ,Dickfeld T,et al.Activated platelets induce monocyte chemtactic protein-1 secretion and surface expression of in-tercellular adhesion molecule-1 on endothelial cells[J].Circulation,1998,98:1164-1171
, http://www.100md.com
[12]Ruan Q,Deng Z,Song J.Very low density lipoprotein and oxidized very low density lipoprotein induce monocyte chemotactic protein 1 in rabbit aoritic smooth muscle cells[J].Chin Med J Engl,1996,109(3):206-209
[13]Torzewski J,Oldroyd R,Lachmann P,et al.Complement-induced re-lease of monocyte chemotactic protein-1 form human smooth muscle cells.A possible initiating event in atherosclerotic lesion formation[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,1996,16(5):673-677
, 百拇医药
[14]Marumo T,Schini-Kerth VB,Fisslthaler B,et al.Platelet-derived growth factor-stimulated superoxide anion production modulates acti-vation of transcription factor NF-kappaB and expression of monocyte chemoattractant protein 1 in human aortic smooth muscle cells[J].Circulation,1997,96(7):2361-2367
[15]Bogdanov VY,Poon M,Taubman MB.Platelet-derived growth factor-specific regulation of the JE promoter in rat aortic smooth muscle cells[J].J Biol Chem,1998,273(38):24932-24938
, 百拇医药
[16]Wenzel UO,Fouqueray B,Grandaliano G,et al.Thrombin regulates expression of monocyte chemoattractant protein-1 in vascular smooth muscle cells[J].Circ Res,1995,77(3):503-509
[17]Tsao PS,Wang B,Buitrago R,et al.Nitric oxide regulates monocyte chemotactic protein-1[J].Circulation,1997,96(3):934-940
[18]Hernandez Presa M,Bustos C,Ortego M,et al.Angiotensin-converting enzyme inhibition prevents arterial nuclear factor-kappa B activation,monocyte chemoattractant protein-1 expression,and macrophage infil-tration in a rabbit model of early accelerated atherosclerosis[J].Circula-tion,1997,95(6):1532-1541
, 百拇医药
[19]Pervin S,Singh R,Rosenfeld ME,et al.Estradiol suppresses MCP-1 expression In vivo:implications for atherosclerosis[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,1998,18(10):1575-1582
[20]Meritt R,Guruge BL,Douglas Miller D,et al.Moderate alcohol feeding attenuates postinjury vascular cell proliferation in rabbit angioplasty model[J].J Cardiovasc Pharmacol,1997,30(1):19-25
[21]Ernofsson M,Siegbahn A.Platelet-derived growth factor-BB and monocyte chemotactic protein-1 induce human peripheral blood monocytes to express tissue factor[J].Thromb Res,1996,83(4):307-320
, 百拇医药
[22]Schecter AD,Rollins BJ,Zhang YJ,et al.Tissue factor is induced by monocyte chemoattractant protein-1 in human aortic smooth muscle and THP-1 cells[J].J Biol Chem,1997,272(45):28568-28673
[23]Hayes IM,Jordan NJ,Towers S,et al.Human vascular smooth muscle cells express receptors for CC chemokines[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,1998,18(3):397-403
[24]Ikeda U,Okada K,Ishikawa S,et al.Monocyte chemoattractant protein 1 inhibits growth of rat vascular smooth muscle cells[J].Am J Physiol,1995,268(3 Pt 2):H1021-1026
[25]Porreca E,Di Febbo C,Reale M,et al.Monocyte chemotactic protein 1 (MCP-1) is a mitogen for cultured rat vascular smooth muscle cells[J].J Vasc Res,1997,34(1):58-65
收稿日期：1999-08-20, 百拇医药