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微粒与结缔组织病的研究进展

2018年12月11日 7773人阅读 返回文章列表


       微粒(microparticles ,MPs )是真核细胞受到刺激活化或凋亡时从细胞表面出芽脱落形成的富含磷脂的囊泡。微粒主要存在于外周血中,携带源细胞的表面蛋白和胞质成分,通过带负电荷的磷脂及生物活性受体发挥促炎、促凝、影响血管生成及内皮细胞功能等作用。结缔组织病如类风湿关节炎(RA )、系统性红斑狼疮(SLE )及系统性硬化病(SSc )等患者的外周血中微粒明显增高。本文就微粒的形成、生物学特性及与结缔组织病的关系作一综述。浙江省人民医院风湿免疫科应振华

1 微粒

1.1 微粒的形成及结构特点

微粒来源于多种细胞,包括血小板、白细胞、淋巴细胞、红细胞、内皮细胞和血管平滑肌细胞等,直径0.1 ~1.0 μm ,Ca2+ 增高在微粒形成过程中发挥了重要作用。当细胞受刺激活化时,胞内的Ca2+ 增加,使位于细胞膜内层的磷脂酰丝氨酸暴露于细胞表面,Ca2+ 依赖性蛋白水解酶随之将细胞骨架水解,细胞外形改变,出芽脱落形成微粒。

1.2 组成及表面标记

微粒作为独特的胞外细胞器,具有源细胞的某些特征,携带源细胞的表面蛋白、核酸、免疫球蛋白及补体等,对其所发挥的生物学功能有重要影响。蛋白组学研究发现,微粒含有与炎症、凝血、血管形成及细胞浸润等相关的蛋白,如半乳凝集素3 结合蛋白、α2 巨球蛋白、胸苷磷酸化酶及波连蛋白等。微粒中携带的DNA 能与某些抗体结合,而微粒中的RNA ,特别是miRNA 与细胞间信息传递有关。

不同细胞来源的微粒的表面标志物不同,来源于血小板、中性粒细胞、B 淋巴细胞、T 淋巴细胞、内皮细胞及单核巨噬细胞的微粒表面标记物分别为CD41 、CD15 、CD19 、CD3 、CD144 和CD14 。

1.3 生物学功能

微粒曾被认为是细胞尘片,仅为细胞活化或损伤的标志物,但现在越来越多的证据表明,微粒在多种生理和病理过程中发挥重要作用,如止血和血栓形成、炎症及血管生成等。微粒主要通过如下几种方式调节靶细胞的生物学功能:①通过融合等细胞间相互作用方式,转移源细胞的表面受体及介质,将膜表面的黏附分子、生长因子受体、趋化因子受体等蛋白及花生四烯酸等介质转移至靶细胞膜表面,影响靶细胞的活性。②通过分泌蛋白质类物质及暴露表面的脂类物质,激活靶细胞信号传导通路,作用于靶细胞:如血小板衍微粒通过激活磷酸化蛋白激酶(PKC )、PI3K 和p38 丝裂原活化蛋白激酶等通路影响U937 细胞活性。

1.3.1 促进血栓形成:血小板衍微粒表面具有Ⅷ因子和Ⅴa 因子的受体,为活化的凝血因子提供了大量的结合位点,形成稳定的凝血酶原复合物,进而促进凝血。另外,血小板衍微粒经血小板活化形成之后,释放出来的血小板激活因子是一种很强的血小板活化剂,可诱导血小板聚集,引发血栓形成。血小板衍微粒还能黏附于内皮细胞,其表面的糖蛋白(GP )Ⅱb/Ⅲa 位点能结合纤维蛋白原,进一步促进血小板黏附。内皮细胞衍微粒表面含有大量vWF 多聚体、E- 选择素及细胞间黏附分子(ICAM )-1 、血管细胞黏附分子(VCAM )-1 、血小板内皮细胞黏附因子(PECAM )等黏附分子,可加强血小板与内皮细胞衍微粒的连接,促进和稳定血小板聚集,形成稳定的血小板聚合物。单核细胞衍微粒通过表达组织因子和P- 选择素糖蛋白配体,分别启动外源性凝血途径及介导血小板黏附,进而参与血栓形成。

1.3.2 潜在的致炎活性:活化的血小板释放微粒增强环氧合酶一2 在血管内皮细胞上的表达,损伤内皮细胞,促进多种炎性介质如白细胞介素(IL )-1β 、IL-6 、肿瘤坏死因子(TNF )和IL-3 的释放与表达,参与调控炎症反应。血小板衍微粒还能促进单核细胞和内皮细胞的黏附及白细胞之间的聚集,促进免疫炎症反应。淋巴细胞衍微粒能诱导单核细胞产生促炎因子,如IL-1 和TNF-α ,介导慢性炎症。内皮细胞衍微粒可通过黏附分子与单核细胞结合,提高后者穿越内皮细胞的能力,促进炎症发生。其中表达CD54 的内皮细胞衍微粒能激活内皮细胞和单核细胞分泌功能,促进炎症反应。另外,过氧化氢能刺激内皮细胞产生富含氧化磷脂的内皮细胞衍微粒,可与血小板激活因子受体结合诱发炎症反应。

1.3.3 调节血管生成:研究发现,血小板衍微粒通过诱导血管内皮生长因子产生、释放及激活下游磷脂酰肌醇激酶ERK/PI3K 途径,促进血管生成。淋巴细胞衍微粒在调节血管生成方面具有抑制和促进双重效应,低浓度的淋巴细胞衍微粒通过PI3K 途径使内皮细胞一氧化氮产生减少,导致内皮细胞损害和血管生成受损,而高浓度淋巴细胞衍微粒能增加血管内皮生长因子等表达,且携带shh 基因,促进一氧化氮释放,促进血管生成。内皮细胞衍微粒含基质金属蛋白酶(MMPs ),故可突破血管结缔组织屏障,在促进血管生成中发挥重要作用。另外,内皮细胞衍微粒可刺激内皮细胞迁移,形成条索状结构,促进血管生成。

1.3.4 参与免疫复合物形成:研究发现,RA 和SLE 患者的血浆微粒有免疫球蛋白IgG 及补体成分,体外实验证实抗核抗体可结合到凋亡诱发的细胞微粒上,具体结合机制尚不清楚,可能通过微粒表面的Fc 受体与抗体结合,由此推测,微粒可能是免疫复合物形成的场所。

2 细胞微粒与结缔组织病

2.1 RA :Knijff-Dutmer 等检测了RA 患者外周血中的血小板衍微粒发现,血小板衍微粒在RA 组明显高于健康对照组,病情活动的RA 组明显高于缓解的RA 组,其水平还与DAS28 评分呈正相关。最近Boilard 等发现,RA 患者滑液中的血小板衍微粒明显高于骨关节炎、幼年特发性关节炎、银屑病关节炎及痛风关节炎患者,且RA 患者滑液中大部分的微粒来源于活化的血小板。

众多学者认为,微粒参与了RA 的发生过程,具体机制可能与炎症介质、B 细胞活化及补体有关。Boilard 等发现,RA 的成纤维样滑膜细胞能刺激血小板产生微粒,微粒能反过来促使成纤维样滑膜细胞产生多种炎症因子及趋化因子,包括IL-6 、IL-8 、IL-13 、单核细胞趋化蛋白-1 和巨噬细胞移动抑制因子等,血小板衍微粒通过IL-1 激活滑膜成纤维样滑膜细胞,进而参与RA 的发病。另外Messer 等发现,RA 和骨关节炎患者滑液中的微粒除了能分泌IL-6 和IL-8 之外,还能促进B 细胞活化因子和胸腺基质淋巴细胞生成素及分泌性白细胞蛋白酶抑制剂的分泌,提示滑液中的微粒可能通过成纤维样滑膜细胞促进上述细胞因子的分泌,调节B 细胞功能,进而在RA 发病中发挥作用。另有研究发现,血小板衍微粒与RA 补体激活途径有关,RA 患者滑液中的微粒结合的补体Clq 、C4 和C3 明显高于血清及正常对照组,提示RA 患者滑液中微粒参与了经典的补体激活途径。

2.2 SLE 和抗磷脂综合征(APS ):研究发现,SLE 和APS 患者体内的内皮细胞衍微粒和血小板衍微粒明显升高,提示微粒可能在SLE 及APS 患者血栓形成和流产中发挥重要作用。JY 等研究发现,内皮细胞衍微粒仅在既往血栓病史和抗磷脂抗体阳性的APS 患者体内升高,推测抗磷脂抗体长期损害内皮,进而导致内皮微粒的产生,内皮衍微粒有可能成为预测抗磷脂抗体阳性患者发生血栓及流产风险的标记物。最近研究发现,微粒以抗原形式提呈DNA 和核小体分子,能刺激SLE 患者机体形成免疫复合物,可能参与了狼疮的发病。

2.3 SSc :SSc 患者的血小板衍微粒、淋巴细胞衍微粒及内皮细胞衍微粒均升高。由于缺氧和营养不良,SSc 患者局部血管存在损伤和纤维化,故代偿性血管生成不足。微粒在血管生成中具有重要作用,SSc 患者微粒功能的改变可能是其发病的重要机制。Guiducci 等的研究发现,SSc 的血小板衍微粒与改良的Rodnan 皮肤厚度评分(MRSS )呈负相关,MRSS≥10 患者的血小板衍微粒数量较MRSS≤10 者明显减少,微粒数量与MRSS 评分、C 反应蛋白、肢端型硬皮病及年龄相关。最新研究发现,血小板衍微粒水平与雷诺现象相关,可能成为雷诺现象的生物学标记物。

2.4 其他结缔组织病:大量研究发现,血管炎患者急性期的血小板衍微粒、淋巴细胞衍微粒及内皮细胞衍微粒较缓解期明显升高。内皮细胞衍微粒与儿童血管炎及成人抗中性粒细胞胞质抗体(ANCA )相关血管炎的伯明翰评分相关,病情缓解后微粒能很快下降,提示微粒有可能成为监测血管炎活动的重要炎症介质。干燥综合征患者体内微粒总数明显增高,其中白细胞衍微粒增高明显,且与β2 微球蛋白水平呈负相关2 。皮肌炎和多肌炎患者血浆中单核细胞及淋巴细胞衍微粒明显增多,其中单核细胞衍微粒及B 淋巴细胞衍微粒与肌力相关,抗Jo-1 抗体阳性及肺部受累患者的微粒含量升高更明显。

2.5 结缔组织病的并发症:已证实,内皮细胞功能紊乱与内皮细胞衍微粒升高有关,合并肺动脉高压患者的体内微粒明显增高。另外,微粒数量增多与心脑血管疾病发病风险升高相关,SLE 和RA 患者心血管疾病并发症增多可能与此有一定相关性,升高的微粒能促进血栓形成、介导炎症及损伤内皮,进而导致了心脑血管病等并发症的发生。

3 展 望

综上所述,微粒在血栓形成、炎性反应及血管再生等方面发挥了重要作用,微粒可能直接或(和)间接参与了RA 、SLE 和SSc 等结缔组织病的病理生理过程,还可能成为监测疾病进展的标记物。微粒虽在上述结缔组织病中高度表达,但其发挥功能的信号转导途径还有待阐明。相信随着对微粒研究的深入,将来可能为揭示结缔组织病的发病机制提供重要理论依据,为结缔组织病的预防和治疗开辟新的途径。

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