1细胞因子和白细胞趋化因子
众所周知,MVEC通过合成、分泌炎症前介质参与皮肤炎症过程,包括3种细胞因子IL-1、IL-6、IL-8;3种集落刺激因子(CSF)G-CSF、M-CSF、MG-CSF;两种趋化因子gro-α及MCP[1,2]。MVEC还能释放内皮源松弛因子(EDRF)和内皮源收缩因子(EDCF)以调节血管紧张性[2]。
IL-1具有广泛生物学效应,它参与免疫调节,介导炎症反应[1],包括刺激B细胞增殖、分化,促进T细胞增殖;刺激各种免疫细胞和炎症细胞,促进炎症蛋白和炎症介质释放;促凝血作用,包括组织因子样刺激作用和下调抗血栓蛋白C/蛋白S;可引起内皮细胞合成IL-6、IL-8,而二者又可激活白细胞;诱导内皮细胞表达粘附分子,促进白细胞粘附、激活、迁移;具有内源性致热源活性,还可诱导肝脏合成急性期蛋白。
IL-6某些作用类似IL-1,如致热作用,急性期反应。还可影响B细胞增殖、分化,是诱导B细胞分泌Ig的必需因子之一,可促进T细胞增殖,并且在某些肿瘤发生中起关键作用[3]。
近年来发现与皮肤炎症有关的重要趋化因子有两种,IL-8及单核细胞趋化蛋白(MCP)[1,4]。gro-α也是白细胞的趋化因子之一。IL-8以及gro-α可吸引中性粒细胞、嗜酸粒细胞、嗜碱粒细胞以及T细胞,而MCP只对单核细胞有特异趋化作用。现已知α肿瘤坏死因子(TNF-α)、IL-1诱导的中性粒细胞活化主要是由它们刺激而产生的IL-8所引起。
在免疫应答和炎症反应时,机体可产生若干CSF,刺激骨髓干细胞增殖分化,继而激发产生新的白细胞,补充已消耗的炎症细胞。其中GM-CSF可激活成熟的细胞,如粒细胞、T细胞,也可抑制成熟白细胞的迁移,提高其趋化性和粘附作用[1,3]。
2细胞粘附分子
细胞粘附分子(CAMs)介导细胞与细胞、细胞与基质蛋白的粘附,在免疫应答中起重要作用。MVEC及循环白细胞CAMs量和质的改变均可影响细胞介导的炎症部位特异性、非特异免疫应答。参与应答的CAMs只是其家族中一小部分,其中包括整合素、选择素、免疫球蛋白超家族的部分成员[4]。
整合素是细胞表面糖蛋白,由α、β亚单位通过非共价键连接起来的异二聚体,主要参与细胞与基质的粘附。根据β亚单位的不同,整合素可分为3个亚家族,即β1、β2、β3亚家族。每个亚家族中β亚单位相同,但α亚单位各异。β1亚家族(VLA亚家族)主要参与细胞与基质的粘附。但有一些VLA亚家族如VLA-4可介导细胞与细胞的相互作用[5]。β2整合素在白细胞与MVEC粘附、白细胞定位、渗出及迁移中起重要作用[4,5]。
选择素包括一系列糖蛋白,介导白细胞与MVEC的起始粘附。其中包括P-选择素、E-选择素及L-选择素。MVEC可表达前二者。P-选择素通常存储于内皮细胞分泌颗粒(WeibelPalade小体)中,经刺激数分钟后即可动员到内皮细胞表面[6]。E-选择素表达主要局限于活化的MVEC。IL-1、TNF、脂多糖(LPS)可刺激MVEC合成E-选择素[4,6]。E-选择素还可介导单核细胞、嗜酸粒细胞、嗜碱粒细胞及记忆性T细胞亚群粘附于细胞因子活化的MVEC。
免疫球蛋白超家族的成员都有一个或多个Ig样恒定区结构。这个家族中只有一小部分属于CAM,如ICAM-1、ICAM-2、VCAM-1、LFA-3、CD2、NCAM等[5]。其中ICAM-2、1,VCAM-1,LFA-3可在MVEC上表达。ICAM-1是LFA-1的配体,而IL-1、TNF-α可促进MVEC表达ICAM-1,增强白细胞与MVEC的粘附。与ICAM-1不同,ICAM-2在静止内皮即有高水平表达,不受细胞因子影响。VCAM-1通过与VLA-4相互作用,介导MVEC与淋巴细胞、巨噬细胞的粘附[5,6]。
3MVEC与LVEC的异同
近来,许多的研究小组证实MVEC与LVEC的体外生长需求、细胞表面蛋白表达、前列腺素分泌等均有所不同[7]。前者的营养条件比后者高;前者分泌PGF2,而后者分泌PGI2。但是两者均能表达VonWillebrandfactor(VWF),能吸收乙酰化低密度脂蛋白[8],还能表达CD31、CD9、CD13、内皮素、PAL-E和EN-4单克隆抗体识别的细胞表面抗原决定簇[9]。
Mason等[10]发现人皮肤微血管内皮细胞(HDMEC)及人脐静脉内皮细胞(HUVEC)对于蛋白激酶C(PKC)激活反应不同,前者Thy-1(胸腺嘧啶)表达显著增加,后者中等量增加。随着PKC激活,CAMs在两者中的表达也不同,E-选择素、VCAM-1在HUVEC表达上调,HDMEC则无上调。Mohamadzadeh等[11]认为CD44与其配体透明质酸(HA)相互作用介导炎症部位血管的淋巴细胞外渗。且TNF-α、IL-1β、LPS可诱导HA在VEC表达,但MVEC的诱导率受到限制,LVEC则不受限。
电镜下,LVEC可见WeibelPalade小体,但是只有MVEC显示有紧密连接(tightjunction,TJ)[8]。因血浆外漏主要发生在微血管,故MVEC比其它内皮细胞形成更多的可调节的TJ。单细胞层的MVEC可产生120~150/cm2的穿通单细胞层电阻(TER),这大约是LVEC的10倍。而当用TNF-α、IFN-γ处理后,TER减少50%[12]。
生长因子对于血管发生十分重要,LVEC与MVEC对其应答也不同。Bastaki等[13]研究鼠主动脉(MAECs)、脑毛细血管(MBECs)、心脏毛细血管(MHECs)发现,成纤维细胞生长因子(bFGF)处理后的微血管MBECs及MHECs的纤维蛋白原激活则表达上调,而大血管MAECs未见有表达。而且MBECs和MHECs而非MAECs侵入了3种纤维凝胶,形成中空的、毛细管样结构。并且证实MVEC纤维蛋白溶解作用的平衡调节在bFGF诱导的血管发生中起作用。相应的,Gupata等[14]也发现HDMEC及HUMEC对于血管内皮生长因子(VEGF)剂量反应不同,而这种作用可能由VEGF受体Kdr介导。
4MVEC激活的基因位点
MVEC可为快速的、不依赖基因特异性片段诱导的蛋白合成所激活。这种基因正常区域存有许多转录因子NF-KappaB,这可能是MVEC激活的作用位点。氧自由基在NF-KappaB激活中作为第二信使发挥作用,体外抗氧化剂四氢吡咯二硫代氨基甲酸酯(pyrrolidinedithiocarbamate)能抑制NF-KappaB的激活,从而证实NF-KappaB为MVEC激活过程中关键的基因位点[15]。
5皮肤炎症的治疗展望
MVEC积极参与皮肤炎症过程的作用机理,通过合成炎症前细胞因子、表达CAMs参与炎症应答。Geitz等[14]发现反应停(THD)能够改变HUVEC上TNF-α诱导的ICAM-1、VCAM-1和E-选择素的表达密度。而且Ferran等[15]也证实四氢吡咯二硫代氨基甲酸酯可减少TNF-α介导的E-选择素、VCAM-1、ICAM-1、PAI-1、组织因子、IL-8及IKappaB-α在内皮细胞上的表达。因此,用特异的细胞因子和CAMs拮抗剂来调节炎症反应或直接阻断MVEC的激活,将为皮肤炎症的治疗提供一条新思路,而且在这一方面存有巨大的潜力。
参考文献
1,Teofoli P, Lotti T. Cytokines, fibrinolysis and vasculitis. Int Angiol, 1995,14(2):125~129
2,Lotti T. Cutaneous necrotizing vasculitis. Int J Dermatol, 1996,35(7):457~474
3,Ansel J, Perry P, Brow J, et al. Cytokine modulation of keratinocyte cytokines. J Invest Dermatol, 1990,94(suppl):101~107
4,Sneller MC, Fauci AS. Pathogenesis of vasculitis syndromes. Adv Rheumatol, 1997,81(1):221~242
5,Katz AM, Rosenthal D, Sauder DN, et al. Cell adhesion molecules structure, function,and implication in a variety of cutaneous and other pathologic condition. Int J Dermatol, 1991,30(3):153~160
6,Sais G, Vidaller A, Jucgla A, et al. Adhesion molecule expression and endothelial cell activation in cutaneous leukocytoclastic vasculitis. Arch Dermatol, 1997,133(4):443~450
7,Xu Y, Summer S, Swerlich R, et al. Development of an immortalized human microvascular endothelial cell. J Invest Dermatol, 1992,98(4):583
8,Craig LE, Spelman JP, Strandbery JD, et al. Endothelial cells from diverse tissue exhibit differences in growth and morphology, Microvasc Res, 1998,55(1):65~76
9,Ades EW, Candel FJ, Swerlick RA, et al. HMEC-1: establishment of an immortalized human microvascular endothelial cell line. J Invest Dermatol, 1992,99(6):683~690
10,Mason JC, Yarwood H, Sugars K, et al. Human umb
