NR4A1在動脈粥樣硬化炎癥和病理性血管新生中作用的研究進展

袁亞慧，袁 蓉，信琪琪，叢偉紅，陳可冀

動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)是心血管系統中常見的病理過程，血管內膜形成粥瘤或纖維斑塊使動脈壁變硬，管腔狹窄，中膜彈性減弱，進而導致嚴重并發癥。AS導致的心血管疾病是全球多發病、常見病，嚴重危害人類健康。AS不僅與脂質代謝紊亂有關，而且是一種慢性炎癥過程，且炎癥涉及AS病變開始到斑塊破裂的全過程。病理性血管新生與AS密切相關，斑塊內血管新生是斑塊破裂的關鍵因素。孤兒核受體4A1(nuclear receptor 4A1，NR4A1)在AS病變中高表達且在AS炎癥反應中發揮著重要作用，對細胞增殖、血管新生亦有重要影響，可調節病理性血管新生，因此可能在AS斑塊易損性中發揮重要的作用。現就NR4A1在AS炎癥和病理性血管新生的作用進行綜述，以期為穩定斑塊的治療提供靶點，為AS防治提供參考。

1 NR4A1的結構與功能

NR4A1是孤兒核受體NR4A超家族的重要成員，1988年被首次發現，在不同物種中名稱不同，又稱為NR4A1、TR3和神經生長誘導的因子B(nerve growth factor induces gene I-B，NGFI-B)，是一種尚未發現的特異性配體轉錄因子，故稱“孤兒”核受體。NR4A1主要由3部分組成：首先是N端反式激活結構域，主要功能是與其他轉錄因子互相作用，并通過其配體獨立激活功能區域-1(ligand independent activation function-1，AF-1)結構域進行反向激活；其次是中間的DNA結合區，該區域有2個高度保守的鋅指結構，介導與DNA的特定作用；最后是C端配體結合域，包含配體依賴的反激活結構域-2(ligand-dependent activation function-2，AF-2)，可識別小親脂分子，保證生理反應的特異性和選擇性，此區域是一個將受體轉到活性狀態的開關，可調節核定位[1]。NR4A1以單體的形式與NGFI-B反應元件(NGFI-B-binding response element，NBRE)結合，也能以同源二聚體的形式與Nur反應元件(Nur response elements，NurREs)結合[2]。

相關研究顯示，NR4A1主要參與細胞存活、凋亡、代謝、血管重塑和膽固醇合成等過程，具有調節葡萄糖代謝，調控血管新生，調節內皮細胞功能和平滑肌細胞增殖等作用[3-6]。作為一個早期反應基因，NR4A1是誘導T細胞功能障礙的主要媒介，也是腫瘤免疫治療的潛在靶點，參與誘導癌細胞凋亡[7-8]。

2 NR4A1在AS炎癥中的調節作用

有研究顯示，NR4A1可抑制炎癥相關的細胞因子和趨化因子，從而抑制炎癥反應，發揮抗AS的作用[9]。有研究顯示，NR4A1可促進炎癥發展，對AS產生不利影響[10]。

2.1 多種刺激可誘導NR4A1的表達 孤兒核受體NR4A1在巨噬細胞中可被多種炎癥刺激快速誘導，如脂多糖、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)和氧化低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein，ox-LDL)[11-12]。相關研究顯示，在人和小鼠巨噬細胞中，TNF-α、Toll樣受體配體、脂多糖等炎癥刺激均可誘導NR4A1表達，并在炎癥反應中發揮著重要作用[12-14]。在巨噬細胞系RAW264.7細胞中，ox-LDL通過p38 絲裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase，p38 MAPK)信號通路誘導NR4A1表達，呈時間-劑量依賴性，并參與調節細胞活力[11]。有研究顯示，在A549細胞中，脂多糖刺激后NR4A1 mRNA和蛋白表達均增加[15]。因此，多種炎癥刺激可誘導NR4A1表達。

2.2 NR4A1對炎癥的雙向調節作用 多項研究顯示，NR4A1具有抑制炎癥反應的作用[2，16]。在人髓系白血病單核細胞(THP-1)、巨噬細胞中過表達NR4A1，可抑制炎性因子白細胞介素(interleukin，IL)-1β、IL-6、IL-8、TNF-α、單核細胞趨化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1)和活性氧(reactive oxygen species，ROS)表達；相反，敲除NR4A1可能增加這些炎癥基因表達，這種現象在腹膜巨噬細胞和骨髓來源的巨噬細胞中亦是如此[12-14，17-18]。間充質干細胞與單核細胞共培養后NR4A1表達增加，使得Ly6Chigh單核細胞向Ly6Clow單核細胞分化，急性心肌梗死后炎癥反應減輕，可見NR4A1在間充質干細胞參與的單核細胞表型轉化過程中表現出良好的抗炎作用[19]。有研究顯示，NR4A1通過線粒體代謝轉錄重編程抑制巨噬細胞的炎癥反應，誘導巨噬細胞進入抗炎狀態，保護其免受AS等慢性炎癥的侵襲[9]。NR4A1的激動劑CsnB可抑制IL-6和MCP-1表達，從而減輕高膽固醇血癥引起的炎癥反應[20]。敲除NR4A1后，小鼠巨噬細胞向促炎表型M1極化，促進IL-12、TNF-α等表達，加劇炎癥反應[21]。因此，NR4A1可能通過調節炎性因子表達，從而阻止或延緩AS的進展。

NR4A1對炎癥具有促進作用。使用過表達NR4A1的逆轉錄病毒感染巨噬細胞后，一系列炎癥相關基因被激活，炎癥信號通路相關的兩種重要激酶蛋白激酶i/ε(inhibitor kappa B protein kinase i/ε，IKKi/ε)和核轉錄因子κB(NF-κB)誘導激酶(NF-κB inducing kinase，NIK)活化，進而通過Toll樣受體3(toll-like receptor 3，TLR3)和Toll樣受體4(toll-like receptor 4，TLR4)配體誘導炎癥反應[10]。該研究首次提出NR4A1在巨噬細胞炎癥反應的重要作用，可能促進炎癥反應加劇AS發展。有研究顯示，NR4A1在大腸桿菌肺炎早期對疾病是不利的，導致炎癥反應加重[12]。因此，NR4A1對炎癥可能具有雙向作用。

在AS發生、發展過程中，作為調節單核細胞和巨噬細胞炎癥表型的靶點[19]，NR4A1對炎癥的不同作用可能與其調節不同的細胞表型有關。有研究表明，敲除NR4A1后的小鼠巨噬細胞M1表型和TLR4、TNF-α、一氧化氮合成增加，炎癥反應加劇，AS病變加重，表明NR4A1敲除后會促使巨噬細胞的表型向M1促炎表型轉換，從而加重炎癥反應[22]。間充質干細胞與單核細胞共培養后，NR4A1表達增加可能促使Ly6Chigh單核細胞向Ly6Clow單核細胞分化，炎癥反應減輕，提示NR4A1參與單核細胞表型轉化并表現出抗炎作用[19]。轉染載體不同可能影響NR4A1對炎癥的調節作用。有研究顯示，使用過表達NR4A1的逆轉錄病毒感染巨噬細胞后，炎癥反應增強[10]。另有研究顯示，過表達NR4A1的慢病毒感染巨噬細胞后，炎癥反應減輕[23]。說明不同的轉染載體可能影響NR4A1對炎癥反應的調節。因此，NR4A1在AS炎癥過程中可能存在促進和抑制的雙向作用，與其所處微環境、細胞表型、轉染載體不同有關。

3 NR4A1對血管新生的調節作用

NR4A1可促進病理性血管新生，而斑塊內血管新生對AS斑塊穩定性有重要作用，但NR4A1調節病理性血管新生影響斑塊穩定性的作用機制尚未明確。

NR4A1通過調節多種血管新生相關因子表達從而調節血管新生。NR4A1是血管新生的關鍵介導者和多種血管新生因子如血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、組胺和5-羥色胺的共同靶點，通過不同區域、多種信號通路調控血管新生[24]。有研究顯示，NR4A1可下調其下游靶點Claudin-5表達，從而調節內皮細胞活力、遷移和成管[25]。NR4A1特異性激動劑Csn-B激活NR4A1后，VE-cadherin水平下降，表明NR4A1是血管通透性的關鍵媒介，參與血管新生[26]。以shRNA抑制NR4A1后，血管新生相關基因如VE-cadherin、Jagged1、DLL4及整合素類α1、α2、β3、β5表達均受到抑制[27]。NR4A1是病理性血管新生的重要調節因子，可調節內皮細胞中整合素α1、α2、β3、β5表達，參與內皮細胞增殖、遷移和黏附[4]。有研究顯示，NR4A1可能通過靶向整合素β4啟動子，誘導小鼠內皮細胞血管新生，促進皮膚創面愈合，該研究初步揭示了NR4A1是血管新生及相關微血管通透性的關鍵介導者，整合素β4是NR4A1調控血管新生的下游靶點之一[28]。

NR4A1在細胞中的位置直接影響其在細胞中的功能。多項研究顯示，NR4A1是雷公藤紅素在細胞內的關鍵靶點，雷公藤紅素與NR4A1結合可促進NR4A1從細胞核轉位到線粒體中，抑制炎癥反應，提示NR4A1主要在細胞質中發揮抑制炎癥反應的作用[14，29-30]。然而，NR4A1在細胞核中可作為轉錄因子調控DLL4、Jagged1和整合素β4而調節血管新生[28]，提示NR4A1在細胞核中可發揮調節血管新生的作用。大鼠糖尿病缺血再灌注模型實驗顯示，NR4A1的促凋亡功能與定位密切相關[31]。上述研究提示NR4A1在細胞中位置不同，功能也不同。

4 小 結

AS斑塊破裂導致嚴重的急性冠脈綜合征，而炎癥、血管新生與AS斑塊破裂密切相關。NR4A1是巨噬細胞炎癥信號通路的關鍵調節因子，多種炎性因子均可誘導巨噬細胞中NR4A1表達升高，繼而可能促進炎癥反應，加劇AS進展。NR4A1可能抑制AS單核-巨噬細胞中炎性因子分泌，抑制炎癥反應，從而對AS發揮保護作用。NR4A1在AS過程中表現出促進和抑制炎癥的雙向作用，進一步明確了NR4A1對單核-巨噬細胞不同表型的作用，不同轉染載體調節炎癥反應的影響，可能為AS治療提供不同的思路。

NR4A1是血管新生的關鍵調控因子，VEGF-A、組胺、5-羥色胺等均可促進內皮細胞NR4A1表達，NR4A1又通過調節Claudin-5、DLL4、Jagged1、VE-cadherin和整合素等，促進內皮細胞增殖、遷移和成管及血管新生，然而NR4A1調節AS斑塊內血管新生的研究較少，進一步探討NR4A1在AS斑塊內血管新生中的調節作用可能獲得更多的啟示。

由于炎癥反應和斑塊內血管新生是影響AS斑塊穩定性的重要因素，可能促進斑塊發展，甚至導致斑塊內出血和斑塊破裂，引起臨床急性事件發生，因此，深入探討NR4A1在單核-巨噬細胞炎癥反應和內皮細胞血管新生中的作用，有助于闡明AS斑塊易損性的機制和作用靶點，可能為穩定斑塊和抗AS的臨床治療提供更多幫助。