欧洲心脏杂志。2011年11月;32(21): 2713–2722.
成纤维细胞活化蛋白由炎症诱导,并降解薄型纤维肉瘤中的I型胶原
,1,2,三,4 ,三 ,4,5 ,6 ,1,2 ,三,7 ,三,4 ,1,2 ,8 ,9 ,9 ,10 ,1,2,4 ,11 ,三,4,†和1,2,4,*†
乍得E.布罗科普
1瑞士苏黎世,CH-8057,Winterthurerstrasse 190,苏黎世大学生理研究所心血管研究
2瑞士苏黎世Winterthurerstrasse 190苏黎世大学医院心血管中心心内科
三瑞士苏黎世大学医院瑞士再生医学中心
4瑞士苏黎世苏黎世大学苏黎世综合人体生理学中心
彼得·理查兹
4瑞士苏黎世苏黎世大学苏黎世综合人体生理学中心
5瑞士苏黎世苏黎世大学应用生物技术和分子医学中心
克里斯汀·洛曼
1瑞士苏黎世,CH-8057,Winterthurerstrasse 190,苏黎世大学生理研究所心血管研究
2苏黎世大学医院心血管中心心血管科,瑞士苏黎世温特苏勒大街190号,CH-8057
马克西米利安·埃默特
三瑞士苏黎世大学医院瑞士再生医学中心
7瑞士苏黎世苏黎世大学医院心血管外科诊所
贝内迪克特·韦伯
三瑞士苏黎世大学医院瑞士再生医学中心
4瑞士苏黎世苏黎世大学苏黎世综合人体生理学中心
斯蒂芬·温尼克
1瑞士苏黎世,CH-8057,Winterthurerstrasse 190,苏黎世大学生理研究所心血管研究
2苏黎世大学医院心血管中心心血管科,瑞士苏黎世温特苏勒大街190号,CH-8057
埃琳娜·艾卡瓦
8美国马萨诸塞州波士顿哈佛医学院布里格姆女子医院心血管医学
彼得·福格特
10瑞士苏黎世苏黎世大学医院外科病理科
托马斯·吕舍尔
1瑞士苏黎世,CH-8057,Winterthurerstrasse 190,苏黎世大学生理研究所心血管研究
2苏黎世大学医院心血管中心心血管科,瑞士苏黎世温特苏勒大街190号,CH-8057
4瑞士苏黎世苏黎世大学苏黎世综合人体生理学中心
西蒙·霍斯特鲁普
三瑞士苏黎世大学医院瑞士再生医学中心
4瑞士苏黎世苏黎世大学苏黎世综合人体生理学中心
克里斯蒂安·马特
1瑞士苏黎世,CH-8057,Winterthurerstrasse 190,苏黎世大学生理研究所心血管研究
2苏黎世大学医院心血管中心心血管科,瑞士苏黎世温特苏勒大街190号,CH-8057
4瑞士苏黎世苏黎世大学苏黎世综合人体生理学中心
1瑞士苏黎世,CH-8057,Winterthurerstrasse 190,苏黎世大学生理研究所心血管研究
2苏黎世大学医院心血管中心心血管科,瑞士苏黎世温特苏勒大街190号,CH-8057
三瑞士苏黎世大学医院瑞士再生医学中心
4瑞士苏黎世苏黎世大学苏黎世综合人体生理学中心
5瑞士苏黎世苏黎世大学应用生物技术和分子医学中心
6德国海德堡国家肿瘤中心肿瘤学
7瑞士苏黎世苏黎世大学医院心血管外科诊所
8美国马萨诸塞州波士顿哈佛医学院布里格姆女子医院心血管医学
9瑞士苏黎世特里姆利医院心血管外科
10瑞士苏黎世苏黎世大学医院外科病理科
11瑞士苏黎世大学医院内科肿瘤科
†这些作者为这项工作做出了同等贡献。
本文由圣库雷卡托利卡大学菲利波·克里亚教授客座编辑
收到日期:2010年6月30日;2010年11月19日修订;2010年12月22日接受。
版权代表欧洲心脏病学会出版。保留所有权利。©作者2011。有关权限,请发送电子邮件至:journals.permissions@oup.com 本文的在线版本是在开放存取模式下发布的。用户有权出于非商业目的使用、复制、传播或展示本文的开放存取版本,但前提是原始作者的身份得到了适当和充分的归属;《杂志》、《学会》和牛津大学出版社被认为是原始出版地,并提供了正确的引用细节;如果一篇文章随后不是全部复制或传播,而是部分复制或作为衍生作品传播,则必须明确指出。如需商业重复使用,请联系journals.permissions@oup.com
- 补充资料
补充数据
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GUID:A67AE8FE-FB84-498B-9134-163D15E2E389
摘要
目的
具有薄纤维帽的动脉粥样硬化斑块中的胶原蛋白降解使其更容易破裂。成纤维细胞激活蛋白(FAP)通过其胶原酶活性在关节炎和肿瘤形成中发挥作用。然而,FAP在人纤维肉瘤中的意义尚不清楚。
方法和结果
我们在IV–V型人类主动脉粥样斑块中检测到FAP表达增强(n个=12),与II–III型病变相比(n个= 9;P(P)<0.01)和健康的主动脉(n个= 8;P(P)<0.01)。成纤维细胞活化蛋白在thin-cap(<65µm)和thick-cap(≥65µ米)人类冠状动脉粥样硬化性纤维瘤中也增加(n个= 12;P(P)< 0.01). 免疫荧光主动脉斑块染色显示,人主动脉平滑肌细胞(HASMC)表达成纤维细胞活化蛋白(n个= 10;P(P)<0.01)和细胞培养中的流式细胞术。虽然巨噬细胞不表达FAP,但人主动脉斑块中的巨噬细胞负荷与FAP表达相关(n个= 12;R(右)2= 0.763;P(P)< 0.05). 酶联免疫吸附试验显示FAP对HASMC中的人肿瘤坏死因子α(TNFα)有时间和剂量依赖性上调(n个= 6;P(P)< 0.01). 此外,外周血来源巨噬细胞的上清液诱导培养的HASMC中FAP的表达(n个= 6;P(P)<0.01),通过阻断TNFα(n个= 6;P(P)< 0.01). 成纤维细胞活化蛋白与人冠状动脉纤维帽和消化的I型胶原和明胶中胶原缺乏区相关在体外(n个= 6;P(P)< 0.01). 酶谱显示FAP介导的胶原酶活性被HASMC中针对FAP催化结构域的抗体中和(n个= 6;P(P)<0.01)和动脉粥样硬化斑块的纤维帽(n个= 10;P(P)< 0.01).
结论
巨噬细胞衍生的TNFα诱导HASMC中成纤维细胞活化蛋白的表达。成纤维细胞活化蛋白与人冠状动脉纤维肉瘤相关,并参与纤维帽中I型胶原的分解。
关键词:动脉粥样硬化、抗体、胶原蛋白、炎症、平滑肌细胞
介绍
晚期动脉粥样硬化斑块中纤维帽的破裂是急性冠脉综合征(ACS)的关键触发因素,可能导致心肌梗死和心脏性猝死。促进斑块不稳定性的关键事件之一是纤维帽的降解,纤维帽使潜在的血栓形成斑块核心暴露在血流中,从而导致血栓形成和随后的血管阻塞。1–三纤维帽破裂由蛋白酶促进,蛋白酶分解I型胶原,I型胶原是纤维帽中的主要承重分子,导致纤维帽变薄和不稳定。4–7因此,定位于薄纤维帽的活化蛋白酶作为潜在的诊断和治疗靶点引起了人们的关注。
候选靶点包括基质金属蛋白酶(MMP)-2和-9以及半胱氨酸蛋白酶组织蛋白酶K,它们在稳定和不稳定病变中均增强。8–11基质金属蛋白酶-2和组织蛋白酶K染色显示斑块内弥漫定位,而MMP-9显示与纤维帽下的巨噬细胞共定位。12–14尽管这些蛋白酶已显示出作为动脉粥样硬化斑块标记物的潜力,但它们在所有病变中的扩散表达,需要仔细评估其对临床相关不稳定斑块的靶向潜力。理想的蛋白酶靶点是针对破裂型纤维帽的;通过静脉注射靶向剂可能更容易到达的部位。虽然MMPs和半胱氨酸蛋白酶已被很好地描述为蛋白酶靶点,但丝氨酸蛋白酶在这方面的作用尚未被研究。
成纤维细胞活化蛋白(FAP)是一种膜结合的组成性活性丝氨酸蛋白酶,由上皮性肿瘤基质、关节炎和伤口愈合中活化的成纤维细胞表达,但在健康组织中几乎检测不到。15–17成纤维细胞激活蛋白是一种具有二肽基肽酶IV活性、脯氨酰内肽酶活性和I型胶原特异性的酶。17–19然而,FAP在动脉粥样硬化中的作用尚不清楚。本研究的目的是表征FAP在人类动脉粥样硬化中的表达,并检查其与斑块不稳定性特征的相关性。此外,我们试图确定FAP诱导的机制、其下游效应以及中和FAP特异性抗体的能力。
方法
有关详细的方法部分,请参阅在线补充材料.
动脉粥样硬化斑块的特征
对主动脉狭窄继发主动脉瓣置换术患者进行正常和有斑块升主动脉活检[n个=20,年龄(岁):63±14.5,体重指数:27.8±5.4,糖尿病3/20,C反应蛋白(mg/L):2.1±1.8,甘油三酯(mmol/L):2.2±1.6,乳酸脱氢酶(IU/L):218.9±37.8]。根据美国心脏协会(AHA)标准对主动脉斑块进行切片和分级20,21使用Movat五色、Oil-Red-O、抗CD68和von Kossa染色(数据未显示)。从急性心肌梗死后死亡的患者身上获取冠状动脉,并用石蜡包埋切片。用Masson染色法检测冠状动脉斑块中的胶原。纤维帽被认为是分隔内腔和坏死核心的富含胶原蛋白的组织。2最小纤维帽厚度<65µm的斑块被分类为薄壳而纤维帽厚度≥65µm的斑块分类为厚盖动脉瘤。2
免疫荧光和免疫组织化学
将人类升主动脉(10µm厚)和冠状动脉斑块石蜡包埋切片(4µm厚度)的横截面安装在玻璃载玻片上。用购买的针对CD68、血管性血友病因子(vWF)、α-平滑肌肌动蛋白(αSMA)、,或I型胶原,并用荧光标记的二级抗体或生物素标记的二次抗体进行可视化,以使用二氨基联苯胺ABC染色试剂盒进行免疫染色(Vector Labs,加利福尼亚州伯林盖姆,美国)。
图像分析
对于空间分辨率高于1µm/像素的低功耗成像,使用配备荧光相机(DFC350 FX;徕卡)的荧光显微镜(DM60000B;德国威兹拉徕卡)。使用多通道共焦显微镜(TCS SP2;Leica)在单个光学平面上以更高的放大倍数进行定殖分析。
细胞
从升主动脉活检中分离出人类主动脉内皮细胞(HAEC),未从接受瓣膜修复手术的患者中获得肉眼可见的病变,购买人主动脉平滑肌细胞(HASMC)(Promocell),并从健康受试者中分离出外周血源性单核细胞。泡沫细胞是通过在无血清巨噬细胞培养基(SFM;Gibco)中用100µg/mL氧化低密度脂蛋白(BT-910;BioConcept,Allschwil,Switzerland)刺激巨噬细胞48小时而产生的。通过油红O染色(O0624;Sigma-Aldrich)评估脂质摄取。
成纤维细胞活化蛋白诱导分析
用补充有3、5、10、20和40%巨噬细胞调节的SFM的饥饿培养基处理静止的HASMC 48 h。为了确定肿瘤坏死因子α(TNFα)对FAP表达的影响,用补充20%巨噬细胞条件化SFM和TNFα-中和抗体(Ab6671;Abcam)或IgG同型对照抗体(Ab27478;Abcam)的饥饿培养基处理静止的HASMC。使用重组人TNFα(300-01A;Peprotech)以剂量和时间依赖的方式诱导静止HASMC中FAP的表达。通过细胞膜酶联免疫吸附试验(参见在线补充材料,图S1).
成纤维细胞活化蛋白介导的I型胶原降解试验
现场对人类主动脉粥样硬化斑块的5µm冰冻切片进行酶谱分析,这些斑块已使用非抑制性抗体(F19)进行FAP染色。然后将切片与抑制性抗体(A246)或同种型对照(50nM)在4°C下孵育过夜。随后,将切片安装在含有10%直接淬火的牛皮肤I型胶原蛋白的磷酸盐缓冲盐水(PBS)中的1%温热琼脂糖中({“类型”:“entrez-notide”,“属性”:{“文本”:“D12060”,“term_id”:“2148861”,“term_text”:“D22060”}}D12060号; Invitrogen),并在37°C下2小时后使用共焦显微镜成像。按照在线补充材料.
为了评估FAP介导的I型胶原蛋白特异性切割,使用了从人类胎盘分离的全长天然人类I型胶原(纯度>90%)(288;Yo蛋白)。用重组人FAP(rhuFAP;200 nM)在37°C的PBS(pH=7.2)中处理I型胶原蛋白(100 ng/mL)18小时,并与未处理的胶原蛋白对照组进行比较。将A246(50 ng/mL)添加到溶液中,并与同型对照抗体IgG(Ab27478;Abcam)进行比较,以验证A246的中和能力。样品通过电泳分离,并通过银染色进行可视化(ProteoSilver银染色试剂盒,Sigma)。
统计分析
组织学和细胞培养结果通过单因素方差分析和皮尔逊相关系数计算的相关性进行比较。学生的t吨-测试用于酶谱的比较。所有统计分析均使用MatLab(R2007b版)进行。数据以平均值±标准偏差表示。显著性在P(P)< 0.05.
结果
成纤维细胞活化蛋白由平滑肌细胞表达,但在晚期人类主动脉斑块中不由巨噬细胞表达
相邻冰冻切片中FAP的免疫荧光染色显示,与无斑块主动脉相比,纤维动脉粥样硬化瘤中FAP表达增强(图A类). 在健康升主动脉中几乎没有FAP阳性染色,而通过蛋白质印迹分析在II–III型和IV–V型斑块中观察到逐步增加(图B类; 看见在线补充材料,图S2)和定量图像分析(图C和D类).
人类动脉粥样硬化斑块中成纤维细胞活化蛋白表达增强。(A类)Movat和成纤维细胞活化蛋白染色显示典型的无斑块主动脉和IV型主动脉粥样斑块的横截面(L,管腔;M,介质;P,粥样斑块;bar=400µM)。虚线框表示高倍(bar=50µm)下相邻截面中的感兴趣区域。(B类)无斑块主动脉成纤维细胞活化蛋白归一化为α-平滑肌肌动蛋白的Western blot分析(n个=8),II–III型斑块(n个=8)和IV–V型斑块(n个=7)通过免疫印迹密度测定显示晚期IV–V型斑块中成纤维细胞活化蛋白显著增加。(C)无斑块主动脉、II–III型斑块和IV型斑块代表性组织切片的免疫荧光染色显示成纤维细胞活化蛋白表达为红色(DAPI为蓝色;bar=50µm)。(D类)图表显示II–III型主动脉斑块中成纤维细胞活化蛋白表达显著增加(n个=9)和IV–V型斑块(n个=12)与无斑块主动脉相比(n个= 8).
为了表征人类动脉粥样硬化斑块中表达FAP的细胞类型,我们对巨噬细胞(鉴定为CD68阳性细胞)、平滑肌细胞(αSMA阳性细胞)和内皮细胞(vWF阳性细胞)中的FAP进行了免疫荧光共染色(图A类). 共聚焦图像分析显示FAP由平滑肌细胞表达,而不是由巨噬细胞或内皮细胞表达(图B类).
人主动脉斑块中成纤维细胞活化蛋白的表达与平滑肌细胞共定位,但与巨噬细胞或内皮细胞不共定位。(A类)成纤维细胞活化蛋白(红色)和DAPI(蓝色)的共焦图像与代表性切片中的α-平滑肌肌动蛋白、CD68和血管性血友病因子(绿色)的细胞特异性染色重叠,说明成纤维细胞激活蛋白与平滑肌细胞(bar=20µm)的共定位(箭头)。(B类)该图量化了与IV–V型动脉粥样硬化斑块中的内皮细胞(von Willebrand因子)和巨噬细胞(CD68)相比,成纤维细胞活化蛋白与平滑肌细胞(α-平滑肌肌动蛋白)的共定位增加(n个= 10).
验证血管细胞表达FAP在体外,我们对HASMC(αSMA阳性细胞)、HAEC(vWF阳性细胞),外周血源性单核细胞(CD64阳性)、巨噬细胞(CD68阳性)和泡沫细胞(油红O阳性巨噬细胞)中的FAP进行了FACS分析。FACS分析显示HASMC中FAP的高组成表达和HAEC中的轻微表达,但外周血来源的单核细胞、巨噬细胞或泡沫细胞没有表达(图).
成纤维细胞激活蛋白在培养的人主动脉平滑肌细胞(HASMC)和人主动脉内皮细胞(HAEC)中组成性表达,但在外周血源性单核细胞(PBM)、巨噬细胞(MΦ)或泡沫细胞中不表达。富含氧化低密度脂蛋白的外周血衍生巨噬细胞的FACS分析和Oil-Red-O染色表征了细胞群(左)及其各自的成纤维细胞活化蛋白表达(右)。
成纤维细胞活化蛋白在thin-cap与thick-cap人冠状动脉粥样硬化中的表达增强
为了确定FAP与冠状动脉纤维帽厚度的相关性,我们采用Masson法对心肌梗死后死亡患者的破裂型人类冠状动脉进行胶原蛋白染色(将胶原蛋白染色为蓝色)。根据纤维帽厚度,这些标本的特征为薄型(<65μm)或厚型(≥65μm的)纤维粥样斑块。免疫组织学和免疫荧光染色以及随后的共焦图像分析显示,与厚纤维帽相比,薄纤维帽中FAP的表达增强(图A类和B类).
成纤维细胞活化蛋白在thin-cap和thick-cap人冠状动脉粥样硬化中的表达增强。(A类)Masson染色显示富含胶原蛋白的厚纤维帽(658µm)与薄纤维帽(45µm,L,管腔;FC,纤维帽;NC,坏死核心;bar=1 mm)。成纤维细胞活化蛋白免疫组化和免疫荧光(强度标度;bar=50µm)显示成纤维细胞激活蛋白在典型的薄帽和厚帽中的表达。虚线框以高倍显示相邻部分中的感兴趣区域。(B类)该图显示,在薄纤维帽与厚纤维帽中,成纤维细胞活化蛋白的表达显著增加(n个=12个)。
人主动脉粥样斑块中成纤维细胞活化蛋白表达与巨噬细胞负荷的关系
免疫荧光染色显示主动脉脂肪条中巨噬细胞附近的内侧细胞中FAP的表达(图A类). 为了确定FAP与炎症之间的关系,我们比较了人类主动脉斑块中FAP和巨噬细胞的免疫荧光信号强度(图B类). 我们观察到巨噬细胞负荷和FAP表达与斑块进展呈正相关(R(右)2= 0.763;n个= 12;图C).
人主动脉斑块中成纤维细胞活化蛋白表达与巨噬细胞负荷相关。(A类)主动脉脂肪条的共焦免疫荧光显微照片显示,巨噬细胞(CD68;绿色)附近的成纤维细胞活化蛋白表达(红色)在低倍(相控,白色;bar=100μm)和高倍(bar=25μm)下。(B类)无斑块主动脉、II型和V型动脉粥样硬化斑块中的Movat染色(bar=400μm)、成纤维细胞活化蛋白或巨噬细胞(CD68)免疫荧光染色显示,随着巨噬细胞负荷的增加,成纤维细胞激活蛋白表达增强(bar=50μm)。(C)主动脉斑块相邻连续切片中成纤维细胞活化蛋白和巨噬细胞表达的比较显示出显著的正相关(R(右)2= 0.763;n个= 12;P(P)< 0.05); AU,任意单位。
巨噬细胞衍生的肿瘤坏死因子α诱导培养的人主动脉平滑肌细胞中成纤维细胞活化蛋白的表达
为了阐明巨噬细胞和表达FAP的HASMC之间的信号机制,我们将HASMC暴露在巨噬细胞条件培养基中48小时,以模拟适用于斑块炎症的条件。培养的HASMC对巨噬细胞条件培养基的反应显示出FAP表达的剂量依赖性增加,在20%培养基浓度下观察到最大效应(图A类)48小时后,当巨噬细胞条件培养基补充TNFα中和抗体时,这种作用被消除(图B类). 为了证实TNFα对FAP表达的这种旁分泌作用,使用重组人TNFα重复实验。肿瘤坏死因子α介导的FAP以剂量和时间依赖的方式表达,48小时后最大反应为30 ng/mL(图C和D类).
巨噬细胞源性肿瘤坏死因子α诱导人主动脉平滑肌细胞中成纤维细胞活化蛋白的表达。(A类)巨噬细胞条件培养上清在暴露48小时后以浓度依赖性方式诱导人主动脉平滑肌细胞中的成纤维细胞活化蛋白(n个= 6). (B类)与同种对照抗体相比,使用相同的巨噬细胞条件培养基,肿瘤坏死因子α阻断抗体(Ab6671)使人主动脉平滑肌细胞中成纤维细胞活化蛋白的表达降低40%(n个= 6). (C)重组人肿瘤坏死因子α在孵育48小时后以剂量依赖性方式诱导人主动脉平滑肌细胞中的成纤维细胞活化蛋白(n个= 6). (D类)重组人肿瘤坏死因子α以时间依赖性方式诱导人主动脉平滑肌细胞中的成纤维细胞活化蛋白(30 ng/mL)。AU,任意单位(*P(P)< 0.05, **P(P)< 0.01).
成纤维细胞活化蛋白介导的主动脉纤维帽I型胶原酶活性被成纤维细胞激活蛋白中和抗体抑制
免疫荧光分析显示主动脉纤维帽I型胶原缺乏区FAP表达增强(图A类). 用IgG对照抗体处理的主动脉纤维帽显示FAP与裂解的DQ I型胶原共定位,而Ab246处理的斑块显示FAP的共定位与I型胶原酶活性显著降低(图B类). 共聚焦图像分析显示,A246处理的纤维帽在FAP表达部位出现I型胶原裂解减少(图C) ●●●●。rhuFAP的I型胶原酶活性和A246的中和能力通过天然人类I型胶原蛋白与rhuFAP在抑制抗体或同型对照存在下的孵育来证明(图D类).
成纤维细胞活化蛋白阻断抗体A246抑制人主动脉纤维帽中的I型胶原酶活性。(A类)人类主动脉斑块中纤维帽的Movat染色。感兴趣区域(黑盒)在相邻切片中以高倍放大显示,该切片染色有成纤维细胞活化蛋白(红色)、I型胶原(绿色)和覆盖层(DAPI=蓝色;条形=150µm)。(B类)的共焦图像就地酶谱图显示成纤维细胞活化蛋白(红色)和纤维帽中断裂的DQ型I胶原(绿色)(A类)用对照IgG抗体或中和抗体A246(bar=10μm)治疗的主动脉斑块。(C)该图显示,通过就地酶学(n个=10/组)。(D类)重组人成纤维细胞活化蛋白的I型胶原酶活性和A246的中和能力通过在抑制性或同型控制抗体(lanes:1,rhuFAP;2,胶原蛋白;3,rhuFAP+胶原蛋白;4,rhuFAP+胶原蛋白+A246;5、rhuFAP+胶原蛋白+同种对照抗体;6,分子量标记)。
讨论
动脉粥样硬化斑块的纤维帽对于将血管腔内的血流与其致血栓坏死的核心分开至关重要。纤维帽的机械强度主要由I型胶原提供,I型胶原被基质金属蛋白酶和半胱氨酸蛋白酶降解,两者都与斑块不稳定和急性血栓事件的发生有关。22–26
本研究将组成性活性丝氨酸蛋白酶FAP与斑块进展和纤维帽变薄联系起来,并提供证据证明:(i)FAP在人主动脉粥样斑块和薄型冠状动脉斑块纤维帽中的表达增强,(ii)FAP表达于HASMC中,其表达与巨噬细胞负荷相关,(iii)巨噬细胞衍生的TNFα通过旁分泌信号在HASMC中诱导FAP表达,(iv)FAP裂解人类动脉粥样硬化纤维帽中的胶原蛋白,(v)FAP介导的I型胶原酶活性被FAP中和抗体抑制。
大量研究表明,基质降解胶原酶(如MMP-1、-2和-9)以及半胱氨酸蛋白酶(如组织蛋白酶S和K)参与血管重塑和斑块破裂。13,23,27我们的发现提供了证据,证明FAP是第一个已知的平滑肌细胞衍生丝氨酸蛋白酶,参与人类动脉粥样硬化中胶原降解。从心肌梗死后死亡的患者身上分离的人冠状动脉斑块的纤维帽中,成纤维细胞活化蛋白的表达尤其增强。事实上,纤细的纤维帽(<65µm)与心脏性猝死有关。2,28图像分析中,FAP介导的纤维帽胶原酶溶解和FAP与贫胶原蛋白纤维帽组织的相关性证明了FAP的I型胶原酶活性。这些观察结果强调了FAP作为易破裂斑块患者(即ACS或中风风险患者)的诊断和/或治疗靶点的潜在临床相关性。
炎症是斑块脆弱性的一个关键特征,炎症过程已被证明可诱导动脉粥样硬化斑块中的胶原酶。4,29,30与这一范式一致,我们证明HASMC中FAP的表达与中晚期人类动脉粥样硬化斑块中的巨噬细胞负荷有关。巨噬细胞不表达成纤维细胞激活蛋白。然而,巨噬细胞衍生的TNFα诱导了培养平滑肌细胞中FAP表达的剂量和时间依赖性增加。这些数据表明,旁分泌炎症途径可以诱导平滑肌细胞中FAP的表达。因此,我们的发现有助于越来越多的证据支持动脉粥样硬化中炎症诱导胶原酶表达的概念。6,11,22,31这些发现可能会促使未来的研究调查假定的动脉粥样硬化保护干预措施,包括关键的抗炎机制,如TNFα途径,胶原蛋白降解酶本身,如FAP,或两者兼而有之。
除了在平滑肌细胞中表达外,我们还检测到HAEC中的结构性FAP表达在体外内皮激活是动脉粥样硬化形成的关键步骤。32活化的内皮细胞表达纤维帽降解胶原酶,并且也被证明与纤维帽降解平滑肌细胞协同作用。5,25,33事实上,观察到内皮细胞表达FAP的能力在体外支持内皮细胞和平滑肌细胞协同重塑纤维帽的概念。此外,通过向斑块中招募血源性炎症细胞,激活的内皮细胞也可以增强巨噬细胞衍生的细胞因子释放,激活平滑肌细胞,从而诱导FAP表达和/或活性。
与基质金属蛋白酶不同,FAP结合了几个独特的特性:基质金属蛋白酶在中晚期动脉粥样硬化斑块中呈弥漫性表达。14相反,FAP的表达与薄动脉粥样斑块特异性相关。此外,基质金属蛋白酶的组织抑制剂修饰了基质金属蛋白酶活性,而没有发现组成活性FAP的天然抑制剂。因此,似乎FAP的表达与其活性相关,使FAP成为潜在的诊断靶点。此外,我们证明FAP主要表达于晚期动脉粥样硬化斑块薄纤维帽中活化的平滑肌细胞。考虑到FAP定位在靠近血流的纤维帽中,通过循环靶向剂,FAP可能比MMPs更容易获得。34
总之,我们发现FAP的表达是由HASMC中巨噬细胞衍生的TNFα诱导的,与人冠状动脉粥样硬化斑块相关,并有助于纤维帽中I型胶原的分解。因此,在薄冠状动脉斑块和内皮细胞中FAP的表达使得这一靶点对ACS患者的进一步研究具有吸引力。沿着这条路线,我们计划研究可溶性FAP是否可能是ACS的生物标记物。此外,我们目前的研究结果表明,FAP介导的胶原酶溶解是由炎症信号诱导的,并可能被中和抗体阻断。在实验水平上,利用FAP的遗传或药理调节进行的研究将阐明FAP在动脉粥样硬化形成中的因果作用及其作为动脉粥样硬化和其他炎症疾病(如类风湿关节炎和肿瘤形成)靶点的潜在用途。
基金
这项工作得到了瑞士国家科学基金会的资助31-114094/1;,310030-130626/1; (C.M.M.)和3100-068118苏黎世大学的Herzog-Egli基金会(C.E.B.和C.M.M.)和Hartmann Müller基金会(C.E.B.和C.M.M。瑞士MERCATOR基金会的无限制赠款提供了进一步的支持。支付这篇文章的开放获取出版费用的资金由心血管研究基金会提供。
利益冲突:没有声明。
鸣谢
我们感谢Sonja Matter、Stephan Keller和Sokrates Stein的大力支持,感谢苏黎世综合人体生理学中心(ZIHP)、苏黎世大学显微镜和图像分析中心的Andres Kaech使用成像设备,感谢Thomas Wüest帮助制备靶向药物,和Irina Agarkova提供免疫荧光成像方面的专业知识。
工具书类
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