与动脉粥样硬化密切相关的清道夫受体资料下载.pdf

1、CD36;SR-BI 清道夫受体是一类结构多样化的糖蛋白受体家族,主要分布在巨噬细胞上。由于具有广泛的配基识别谱,清道夫受体的组织分布广泛,连同巨噬细胞在免疫以及组织动态平衡上的重要作用都说明清道夫受体具有复杂多样的功能。已知清道夫受体与动脉粥样硬化、宿主防御、细胞粘附、细胞增殖以及细胞凋亡均有不同程度的关系1。通过清道夫受体吞噬变性低密度脂蛋白,形成泡沫细胞以及堆积造成血管壁上的脂质纹理,是动脉粥样硬化形成早期的重要特征。可以与变性低密度脂蛋白结合的清道夫受体包括:SR-A,CD36（SR-B）,CD68（SR-D）,LOX-1（SR-E）,SREC（SR-F）以及SR-PSOX（SR-G）

2、。其中SR-A 和 CD36 是吞噬变性低密度脂蛋白,形成泡沫细胞的主要受体2。SR-BI 作为高密度脂蛋白受体参与胆固醇酯的逆转运过程3,是重要的抗动脉粥样硬化的受体。由于它们与动脉粥样硬化的密切关系,所以近年来都作为重要的分子靶点被广泛和深入的研究。1 清道夫受体 A 型111 受体结构:清道夫受体 A 型（SR-A）是最早发现的清道夫受体,自 1990 年以来牛、人、兔和小鼠的SR-A的 cDNA 相继克隆成功。不同来源的 SR-A 有大于60%的同源性,揭示了它们是序列高度保守的分子。该受体以三聚体形式存在。由于选择性剪切,SR-A 自然存在三种异构体,即 SR-A、SR-和 SR-A

3、。它们来源于同一基因,位于人染色体 8p22。SR-A、SR-A均对于变性低密度脂蛋白具有高亲和力结合和介导内吞的作用。SR-A 陷在内质网中,不表达功能。人SR-A分子量为 220KD。SR-A是 型三聚体跨膜糖蛋白,N 末端在细胞膜内侧,C端在胞膜外侧,是/inside out0型的受体,可分别被分为6 个结构域,分别是:N-端胞浆域、跨膜域、间隔域、A-螺旋卷曲螺旋域、胶原蛋白样域、C 端特异域。SR-A受体的 C 端特异域表达保守的 110个氨基酸,其中富含半胱氨酸,被称为富半胱氨酸域（SRCR 域）。SR-A 没有SRCR域,代之以六个氨基酸残基。如图 1:a7。研究表明,SR-A

4、高亲和力识别配基依赖于受体构象的折叠,折叠使得不同结构域氨基酸残基之间相互作用,形成带正电的凹糟,与带负电的配基识别和结合。SR-A 可能形成一个发夹结构,使得胶原蛋白样域折叠并与 A-螺旋卷曲螺旋域接触并相互作用。如图1:b,c4。图 1 野生型巨噬细胞（A）,CD36 缺失（B）,SR-A 缺失（C）,CD36 和 SR-A 双缺失（D）的巨噬细胞分别与 OxLDL 孵育 48 小时,油红O 染色效果图379中国分子心脏病学杂志 2004 年12 月第4 卷第 6期（总第 19期）SR-A 胞浆域由 50 个（人,牛,兔）或 55 个（鼠）氨基酸组成。研究发现 SR-A 缺失胞浆域会造成受

5、体数量大大减少;克隆加入最接近胞膜的 6 个氨基酸的SR-A（SR41-49）发现,受体数量增加,但丧失了内吞OxLDL 的能力,表达 SR41-49的巨噬细胞分散和黏附的能力升高,说明胞浆域最接近胞膜的 6 个氨基酸对于SR-A 作为黏附分子已经足够,而内吞配基则需要更多的胞浆域,包括必需的YTRF 模体5。112 受体功能:可以与 SR-A 结合的配基主要是多聚阴离子,包括自然修饰的脂蛋白:氧化低密度脂蛋白（OxLDL）和乙酰化的低密度脂蛋白（AcLDL）;化学修饰的蛋白质:马来酰化的牛血清白蛋白（mBSA）;微生物配基:革兰氏阳性菌组分 lipoteichoic acid（LTA）;人工

6、合成的双链 RNA 分子:poly I:C 等。研究表明 SR-A 对于机体免疫具有非常重要的作用。SR-A 缺失的小鼠非常易患革兰氏阳性菌导致的腹膜内感染,无法清除感染部位的病原体,迅速死亡。同时 SR-A 缺失的小鼠对李丝特菌属 monocytogenes 和单纯疱疹病毒也更为易感。而SR-A 介导的脂质吞噬作用对于动脉粥样硬化的发生发展起着非常重要的作用。与低密度脂蛋白受体（LDL-R）不同,SR-A 的表达不被胞内高胆固醇水平下调,表达 SR-A 的巨噬细胞从 OxLDL 内吞相当数量的胆固醇酯从而导致泡沫细胞的形成。研究 SR-A,缺失的小鼠发现,巨噬细胞内降解 AcLDL 减少约8

7、0%,OxLDL 减少约 30%。而 SR-A,apoE 双缺失的小鼠,血浆胆固醇水平虽有一定升高,但动脉粥样硬化损伤的形成与apoE 缺失的小鼠比较,降低了 60%。这进一步证实了SR-A 在动脉粥样硬化中的作用6。在单核细胞分化早期,SR-A 主要是作为黏附分子,参与细胞向炎症部位的迁移。由于单核细胞黏附到血管壁对于动脉粥样硬化初期发生发展十分重要,SR-A 介导的单核/巨噬细胞黏附对于损伤具有促进作用。最新研究发现,通过 SR-A 介导的配基内吞可以引发细胞内多条信号转导通路,诱导致炎症的细胞因子的释放,进一步加速炎症反应的进程。AcLDL 可以通过 SR-A 诱导细胞内蛋白激酶 K（P

8、KC）的活性,以及胞内蛋白酪氨酸磷酸化,导致尿激酶型纤维溶酶原活化分子的表达和胞外基质的改变 7。（而当 LTA 或poly I:C 通过 SR-A 介导内吞进入细胞,通过酪氨酸磷酸化,活化丝裂原激活的蛋白激酶（MAPK）通路诱导肿瘤坏死因子（TNF-A）的表达和分泌 8。）113 表达调控:人新鲜分离的单核细胞 SR-A 活性很低。SR-A 在单核细胞分化成巨噬细胞的过程中大量表达,而在动脉粥样硬化中巨噬细胞的数量是由流入的单核细胞数量以及原位的扩增两重因素调控。因此能够影响单核细胞分化和扩增的细胞因子白细胞介素-3（IL-3）,巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）以及粒细胞-巨噬细胞集落刺激

9、因子（GM-CSF）等都对清道夫受体的表达十分重要。OxLDL 在动脉粥样硬化中作为巨噬细胞扩增诱导剂也提高 SR-A 的表达。同时,细胞因子TNF-A、转化生长因子B（TGF-B）、肿瘤坏死因子A（TNF-A）抑制 SR-A 的表达9-11。IFN-C对 SR-A 的表达调控依赖于单核细胞的分化程度。IFN-C在单核细胞分化早期诱导 SR-A 的表达,而对成熟巨噬细胞抑制 SR-A 的表达。SR-A 启动子序列-133 至-125 存在 ATAT1 结合位点（IFN-C活化位点 GAS）,IFN-C在单核细胞分化早期可能诱导STAT1结合到该位点,进而诱导 SR-A 的表达。而在成熟巨噬细胞

10、,IFN-C抑制活化蛋白（AP）/ets 转录因子,降低了 SR-A 启动子的活性。IFN-C对于 SR-A 的表达在不同时期的相反作用在一定程度上解释了 IFN-C对于动脉粥样硬化在研究中得到的矛盾的结果12。2 CD36211 受体结构:CD36 是 SR-B 家族成员,是分子量为 88KD 的跨膜糖蛋白。最初由 Endemann 等人于1993年克隆成功。受体结构与 SR-BI 类似,由两个胞浆域、两个跨膜域和一个环状胞外域组成。CD36表达在单核细胞分化的巨噬细胞、血小板、脂细胞、以及一些内皮和上皮细胞上。212 受体功能:除了与 OxLDL 和 AcLDL 结合外,CD36的配基还包

11、括:血小板反应蛋白、带负电的磷脂、长链脂肪酸、胶原蛋白以及凋亡的中性粒细胞。CD36在脂质堆积的巨噬细胞大量表达,它对于巨噬细胞结合变性低密度脂蛋白具有非常重要的作用。与 SR-A不同,SR-A 与 OxLDL 结合的部位在氧化的载脂蛋白部分;而 CD36的结合部位是 OxLDL 的脂质部分。从遗传缺陷 CD36 的病人分离得到的巨噬细胞与正常巨噬细胞相比,OxLDL 和胆固醇酯的结合量均下降 40%。CD36与 apoE 双敲除的小鼠与 apoE 敲除的小鼠相比,具有明显的动脉粥样硬化保护作用,损伤减少约70%。CD36 缺失小鼠的巨噬细胞对于变性低密度脂蛋白的结合和降解分别下降 74%和

12、60%,SR-A 缺失小鼠的巨噬细胞分别下降 23%和 30%。而 CD36 和380Molecular Cardiology of China.Dec.2004,Vol.4 No.6（Serial No.19）SR-A 双缺失的小鼠的巨噬细胞则均下降 75%。运用实时荧光定量 PCR 技术发现,CD68、LOX-1、SREC、SR-PSOX在 CD36 和 SR-A 双缺失的小鼠的巨噬细胞上的转录都未被上调。可见,CD36 和 SR-A 的缺失并不能被其它OxLDL 受体所弥补。将野生型巨噬细胞（A）,CD36缺失（B）,SR-A 缺失（C）,CD36 和 SR-A 双缺失（D）的巨噬细胞分

13、别与OxLDL 孵育48h,并用油红O 染色。如图 2,CD36 和 SR-A 双缺失的巨噬细胞中的脂质堆积明显少于野生型巨噬细胞 2。研究发现,OxLDL 的氧化程度对于它的摄取和降解十分重要。完全氧化的 LDL 主要通过 SR-A 途径,而不完全氧化 LDL 主要通过 CD36 途径进行摄取和降解。CD36也可以与 HDL 结合,介导选择性的胆固醇酯的摄取,但是效率比SR-BI 低。213 表达调控:当巨噬细胞与 OxLDL 孵育,CD36mRNA 转 录 增加 4-8 倍,CD36 蛋白 也 随之 增 加。OxLDL 是通过活化过氧化酶体增殖型激活体受体 C（PPARC）调节 CD36

14、转录的13。胞内胆固醇也能上调CD36的表达14。转化生长因子（TGF）B1 和 B2 均通过PPARC途径下调CD36 的表达 15。IFN-C降低CD36 在巨噬细胞上的表达 16。整合素 A VB3（Integrin A VB3）能影响许多细胞类型的分化。最新研究发现,应用特异抗体与其结合后,可以抑制单核细胞向巨噬细胞分化,同时下调 CD36 和 SR-A 的表达。说明整合素 A VB3对于单核细胞的分化以及 CD36 和 SR-A 的表达具有调控作用 17。与 SR-A 相同,M-CSF 对于维持 CD36 在较高的水平表达也具有关键作用。3 清道夫受体 BI311 受体结构:Krie

15、ger 等人于 1996 年在 CHO 细胞上表达了清道夫受体 BI（SR-BI）,并确认其是可以与高密度脂蛋白结合的受体。SR-BI 是分子量 57kD的跨膜糖蛋白,包括两个胞浆域、两个跨膜域和一个环状胞外域。由于转录时 C-端胞浆域的选择性拼接,SR-BI 存在两种异构体 SR-B 和 SR-B。SR-B 与SR-B的组织表达、功能基本相同,但是其脂质转运效率较低。受体的主要部分为胞外域,该域含有 6 个半胱氨酸残基,有 11 个潜在的 N-糖基化位点。通过定点突变的研究发现,其中两个糖基化位点:Asn-108 和Asn-173 的改变可以显著的影响 SR-B 的表达和功能。这两个糖基化位

16、点的突变体介导脂质由 HDL 流入细胞的量大大减少,说明这两个糖基化位点对于跨膜转运以及胞浆内的受体结构都具有重要的作用18。最近 Yinan P1 等人应用荧光共聚焦显微镜发现,SR-B大量聚集在胞浆膜小窝凹陷处,所以这个区域被认为是HDL 与细胞之间进行胆固醇转运的部位。同时发现,SR-B的跨膜域具有很强的流动性,这可能也为胆固醇的高效转运提供了方便19。人的 SR-B取名为CLA-1,CLA-1 与鼠SR-B具有相似的分布和功能。312 受体功能:SR-B在肝细胞和生固醇细胞上大量表达,分布于肝脏、卵巢、睾丸、肾上腺等组织中,还发现表达于血管壁动脉粥样硬化斑块中的巨噬细胞上。SR-B 的

17、配体谱包括天然或修饰的脂蛋白、阴离子磷脂、凋亡细胞等。新近的研究表明,SR-B不仅对于将胆固醇转运至肝脏进行代谢至关重要,还参与血管壁上胆固醇的流出。由于 SR-B 参与胆固醇逆转运过程的两端,因此对于体内胆固醇的代谢平衡十分重要。Mariet 等人运用 SR-B 启动子突变建立了 SR-B低水平表达的小鼠模型（SR-BI att）。研究发现,SR-B att 小鼠肝 SR-B表达水平下降 53%,血浆胆固醇水平升高 50 70%,同时 HDL 颗粒中脂质增多20。而 SR-B 在肝过量表达的模型中,小鼠血浆HDL 水平明显下降,而胆固醇和胆固醇脂从胆汁的排出明显增多,具有显著的动脉粥样硬化保

18、护作用。SR-B 对于LDL-R 缺失小鼠也具有显著的动脉粥样硬化保护作用。胆固醇酯转移蛋白（CETP）缺陷病人在日本人群中非常普遍,由于 CETP 缺陷,造成 HDL 颗粒中胆固醇含量非常高。将从病人分离得到的 CE 富集的HDL 与表达 SR-BI 的 CHO 细胞作用,发现 CE 富集的HDL 颗粒变小,胆固醇含量降低。而且这种 HDL 残基能增加胆固醇自泡沫细胞中流出,接受脂质重新形成HDL 颗粒,活化胆固醇的逆转运途径。与LDL-R、SR-A 和 CD36 介导配基内吞并进行降解的途径不同,SR-B 介导的 HDL 与细胞间的作用方式还未被彻底阐明。目前认为,SR-B不介导 HDL

19、颗粒的内吞和降解,而是使HDL 颗粒中的胆固醇和胆固醇酯流出,进入目的细胞,而HDL 剩余部分则再次进入循环。整个过程分为两步:1）受体与 HDL 结合;2）脂质部分通过胞膜扩散进入细胞。SR-B介导的脂质流动是双向的,而流动的方向是由HDL 与细胞之间脂质浓度的差异决定的21。HDL 通过SR-B在胞膜小窝凹陷处聚集,通过神经酰胺作用激活位于小窝处的一氧化氮合酶（eNOS）,刺激内皮细胞产生 NO,对血管起到保护作用22。研究SR-B缺失的小鼠发现,不仅肝选择性摄取胆固醇381中国分子心脏病学杂志 2004 年12 月第4 卷第 6期（总第 19期）降低,动脉粥样硬化损伤加剧,而且动物易发冠

20、心病并伴随自发的心肌梗塞,心力衰竭和早亡。说明 SR-B对于动脉粥样硬化在不同的组织发挥多重作用23。313 受体调控:载脂蛋白A-I（apoA-I）被认为是与HDL-R 结合的配体,前者通过激活甘油二酯/蛋白激酶 C（DG/PKC）信号途径,使细胞内胆固醇转位到细胞表面,在胆固醇的转运中起到重要作用。研究发现,不均一的HDL 颗粒与 SR-B的结合能力不同,直径较大的HDL 颗粒（10nm）比较小的 HDL 颗粒（8nm）与 SR-B 结合的更好,转运更多胆固醇酯,介导更多的游离胆固醇的流出24。而 HDL 中含量第二丰富的载脂蛋白A-（apoA-）,能调节SR-B与 HDL 的结合和摄取重

21、构的HDL 颗粒中的胆固醇酯。对于 apoA-缺乏的HDL,CD36 与 SR-B 参与选择性胆固醇摄取的效率相同。AcLDL 或者 25-羟基胆固醇作用于人/鼠巨噬细胞,可以造成呈时间和计量依赖关系的 SR-B 蛋白和mRNA 水平的下降。而环式糊精或者 HDL 可以提高SR-B的表达。这种固醇调节机制不是通过肝 X 受体（LXR）或SREBP 通路实现的,具体机制还有待进一步的研究 25。高级糖基化终产物（AGE）能被 SR-B 有效的识别和降解,说明 SR-B 也是 AGE 的受体。AGE 不影响 SR-B 与 HDL 的结合,但能显著抑制 SR-B 对HDL-CE 的摄取。说明AGE

22、蛋白能显著抑制胆固醇逆转运过程中的 CE 选择性摄取,进而加速了糖尿病诱导的动脉粥样硬化 26。4 针对以上三种受体的抗动脉粥样硬化研究由于这三种受体与动脉粥样硬化的密切关系,近年来受到广泛的关注。以这些受体为药物靶点的研究被陆续报道。1）Lysko 等人筛选得到非肽类小分子SR-A 拮抗剂,能显著抑制 SR-A 与修饰 LDL 结合的活性27。2）抗氧剂 N-乙酰半胱氨酸能通过降解 SR-AmRNA,抑制SR-A 的表达。对于单核细胞分化的巨噬细胞以及泡沫细胞均有作用。N-乙酰半胱氨与细胞孵育,还能观察到细胞对修饰脂蛋白的摄取和降解减少28。3）Pitavastatin（NK-104）是一种

23、新型的HMG-CoA还原酶,研究发现它能降低 CD36 mRNA 的转录,下调CD36 的 表 达。而 且 Pitavastatin能 显 著 降 低PPARC mRNA 以及蛋白的表达 29。此外,分泌表达 SR-A 的可溶性部分,竞争性结合修饰 LDL,降低巨噬细胞对脂质的摄取,也为抗动脉粥样硬化的基因治疗提供了可能性。我们实验室针对 SR-A 和SR-B进行了相应的药物筛选模型研究。已经成功构建了 CLA-1受体表达上调筛选模型、CLA-1 受体在昆虫细胞表达的激动剂筛选模型,人 SR-A 胞外部分的分泌表达筛选模型,人单核细胞诱导的巨噬细胞对脂质的摄取的筛选模型等一系列高通量药物筛选模型,经过规模化筛选,已经得到有CLA-1 受体表达上调作用和受体激动作用的阳性化合物和微生物代谢产物以及拮抗 SR-A、有抑制巨噬细胞泡沫化作用的阳性微生物代谢产物。这些阳性化合物和微生物代谢产物将可能成为抗动脉粥样硬化的先导化合物,已经开始对它们的结构、性质、作用机理和药理学等方面进行进一步的研究。深入了解与动脉粥样硬化相关的这几类清道夫受体的作用机制和影响因素,以及以它们为靶点进行的药物学研究,将为抗动脉粥样硬化提供更广阔的前景。参 考 文 献1