如前所述,多種免疫細胞參與了動脈粥樣硬化過程并發(fā)揮重要作用,但很多作用是通過具有生物活性的細胞因子來實現(xiàn)的。本節(jié)以平滑肌為目標,敘述在硬化灶形成過程中主要的相關因子即細胞因子、游走因子和生長因子的作用,見表11-1。
1.血小板分泌的生長因子
由血小板分泌的生長因子(platelet-derived growthfactor,PDGF),因首先發(fā)現(xiàn)于血小板而得名,后來發(fā)現(xiàn)多種細胞能夠合成和分泌PDGF,PDGF由A、B兩條鏈組成,有AA、AB、BB三種存在形式和兩種類型的受體(α和β受體)。在凝集的血小板、向內皮浸潤的巨噬細胞、凝血酶及血流切力剌激下,內皮細胞能分泌PDGF-AA、AB、BB,平滑肌細胞可分泌PDGF-AA。由內皮細胞分泌的三種Pm.52667788.cnDGF能促進平滑肌細胞的增殖,其活性依次是BB>AB>AA。AB、BB還能促進平滑肌游走,而AA則不具有這一功能,相反還有抑制作用。所以一般認為PDGF-AB、BB是促進病灶形成因子,PDGF-AA是抑制因子。
2.平滑肌細胞分泌的游走因子
老鼠和家兔的平滑肌細胞能夠分泌促進平滑肌游走的因子(SMC-derivedmigration factor,SDMF)。SDMF具有很強的活性,其活性數(shù)倍于PDGF。SDMF是分子量為58kD的堿性蛋白質,對平滑肌游走作用很強。但它不能使內皮細胞游走,也不具備剌激平滑肌細胞增殖的活性。位于內膜肥厚灶內的平滑肌細胞具有很強的合成和分泌SDMF的功能,SDMF促使平滑肌細胞游走,所以它被看作是病灶形成促進因子。
3.成纖維細胞生長因子
成纖維細胞生長因子(fibroblast growth factor,FGF)有幾種異構體,在動脈硬化灶中起作用的主要是bFGF(basic fibroblast growth factor),bFGF可以由內皮細胞、平滑肌細胞、巨噬細胞分泌。它的作用是促進內皮細胞的游走和平滑肌細胞的增殖,不能使平滑肌細胞游走。能夠促使新血管形成,修復損害的內皮細胞。FGF被認為是病灶形成促進因子,但從修復角度看它也有有利的一面。
4.平滑肌細胞分泌的生長因子
家兔的平滑肌細胞能夠分泌一種新的生長因子(SMC-derived growthfactor,SDGF),SDGF不同于PDGF和FGF,在細胞培養(yǎng)初期,原代平滑肌細胞不分泌SDGF,加入血清經傳代培養(yǎng)后則可產生SDGF。巨噬細胞和內皮細胞能促進平滑肌細胞SDGF的分泌。SDGF與其他細胞分泌的生長因子共同促使平滑肌細胞增殖,但對內皮細胞沒有作用。SDGF被認為是病灶平滑肌細胞分泌的一種自分泌生長因子。
5.轉化生長因子
轉化生長因子β(transforminggrowth factor-β,TGF-β)可由血小板、巨噬細胞、內皮細胞、平滑肌細胞分泌。一般以無活性的形式分泌,它的激活對細胞自身功能調節(jié)起重要作用。在酸性條件下,可被蛋白酶活化。它能抑制平滑肌細胞和內皮細胞的游走和增殖,對其他細胞則促使其細胞外間質的合成。TGF-β分泌、活化以及作用機制復雜,在動脈硬化灶形成過程中有何作用淍無定論。
表11-1 平滑肌細胞游走和增殖的相關因子
因 子 | 游走 | 增殖 |
血小板分泌的生長因子(PDGF)-BB | 促進 | 促進 |
血小板分泌的生長因子(PDGF)-AB | 促進 | 促進 |
血小板分泌的生長因子(PDGF)-AA | 抑制 | 促進 |
平滑肌細胞分泌的游走因子(SDMF) | 促進 | (—) |
成纖維細胞生長因子(FGF) | (—) | 促進 |
平滑肌細胞分泌的生長因子(SDGF) | (—) | 促進 |
轉化生長因子(TGF-β) | 抑制 | 抑制 |
胰島素樣生長因子(IGF-1) | 促進 | 促進 |
上皮生長因子(EGF) | (一) | 促進 |
肝素結合型EGF樣生長因子(HBEGF) | 促進 | 促進 |
內皮素 | ? | 促進 |
粒細胞集落剌激因子(G-CSF) | 促進 | 促進 |
粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF) | 促進 | 促進 |
白細胞介素(IL-1) | 促進 | 促進 |
白細胞介素(IL-6) | ? | 促進 |
干擾素β(IFN-β) | ? | 促進 |
干擾素γ(IFN-γ) | ? | 促進 |
(—)無效果;?:未進行研究
自分泌途徑即細胞通過分泌一些因子調節(jié)自身活動的過程。動脈硬化過程中,有許多細胞具有這一功能,尤其以平滑肌細胞最為最著。在內膜肥厚灶內平滑肌通過分泌SDMF和SDGF,促使自身從中膜向內膜游走并增殖。這對病灶形成有極其重要的作用。除此之外,平滑肌細胞還分泌PDGF-AA、TGF-β,抑制自身的增殖和游走。這種促進因子和抑制因子相互制約,決定病灶發(fā)展的方向,對臨床診斷治療有很重要的意義。
以球囊導管損傷動物動脈血管壁,制作動脈粥樣硬化模型,最初的反應中,中膜平滑肌一過性地增殖,在損害后的1~2周內終上。隨后,平滑肌細胞開始從中膜向內膜游走,漸漸地內膜肥厚處大部分為游走的平滑肌細胞和自身增殖的細胞,各占1/2,由此可知游走和增殖的重要性。損害2周后,平滑肌細胞分泌激肽等因子,細胞間質開始過剩合成。
對這一動物模型給予不同的細胞因子,結果顯示:PDFG-BB有促進內膜肥厚作用,但在體外實驗時PDGF-BB與平滑肌的游走和增殖無關,在這一實驗中,也僅見有促進增殖作用,不具促游走作用。加PDGF-AA后,可見內膜肥厚被抑制,可見PDGF-AA有抑制游走作用。給予bFGF時,它可促進中膜和內膜增殖,對細胞間質則沒有作用。給予干擾素(IFN-γ)時,它能強有效地抑制內膜肥厚,即使10周后仍有較強的作用。TGF-β在細胞培養(yǎng)時表現(xiàn)抑制平滑肌細胞游走和增殖的作用,但給予動物時則顯示促進作用,對這一現(xiàn)象尚無解釋。
總之,在動脈硬化灶內存在多種細胞群、多種因子與平滑肌細胞的游走和增殖及動脈硬化病灶的形成有關。在這節(jié)中,涉及的只是一部分細胞和因子,有很多因子的作用并不清楚,也還有許多因子有待研究和發(fā)現(xiàn),如最近發(fā)現(xiàn)了一些因子的遺傳基因,這將有助于對這些因子的研究,為研究這些因子提供一個新的方法,也必將推進動脈粥樣硬化研究的深入。
(黃俊軍 周 新)