张绍兰，程晓刚，杨俊霞，高永翔

（1.成都医学院免疫学教研室，成都 610083；2.重庆医科大学药理学教研室，重庆 400016；3.成都中医药大学基础医学院，成都 611137）

动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）是心脑血管疾病最常见、最重要的病理基础之一，是以大、中型弹力动脉的血管硬化病变为主，主要累及主动脉、冠状动脉和脑动脉，常伴发高血压、高胆固醇血症及糖尿病等，其病因和发病机制复杂。越来越多的研究［1］显示AS是一种慢性炎症性疾病，AS斑块的形成、发展过程即为炎症免疫过程，其中CD40L参与免疫、炎症和高凝等病理生理过程的调控。本文就CD40L在AS发生、发展过程中的作用综述如下。

1 CD40L概述

CD40L与其相应受体结合的信号通路参与了炎症、免疫和高凝等多种病理生理状态的调控，激活炎症反应、活化血小板、导致血管内皮细胞功能障碍等，因此CD40L在AS发生发展及斑块破裂等环节中发挥着重要作用。

1.1 CD40L的来源与分布

CD40L又名CD154，分子量33KD，属于肿瘤坏死因子家族的一种II型跨膜蛋白。其编码基因位于染色体X（q26.3～q27.1）上，主要表达于活化的 T细胞和血小板［2］，也表达在单核细胞、上皮细胞、B细胞、天然杀伤细胞、内皮细胞、平滑肌细胞上，有膜结合和可溶性（sCD40L）两种存在形式［3］，sCD40L主要来自活化的血小板，二者均以三聚体形式与相应受体结合，在启动免疫、炎症反应中发挥重要作用［4］。

1.2 CD40L的受体及其表达

1.2.1 CD40 CD40是CD40L的经典受体，属于肿瘤坏死因子受体超家族的I型跨膜受体，其编码基因位于染色体20（q12～q13.2）上［2］。组成性表达在B细胞、单核／巨噬细胞、树突状细胞及脉管系统的内皮细胞、平滑肌细胞和血小板上［5－7］。以单体形式表达的 CD40 与 膜 型 CD40L（或sCD40L）结合或与抗CD40抗体交联形成二聚体，这种二聚体化发生在CD40胞内段的238位半胱氨酸残基处，是CD40信号传导的基础，主要激活3－磷酸肌醇激酶（PI－3K）、上调 B7－2分子表达和促IL－8分泌［8］。Vowinkel等［9］证实CD40组成性高表达在肺、肾和小肠的血管内皮细胞，而在肝和胃未检测到。Mach等［10］报道正常人的动脉血管内皮常规表达CD40，而隐静脉上几乎没有。虽未见报道正常人动脉血管平滑肌上有CD40，但在AS病变动脉节段的血管平滑肌上却有良好表达［11］。健康人动脉系统内的巨噬细胞很少或几乎没有CD40的表达，而其渗透到AS病变部位时表面则有CD40。同时表达CD40和CD40L的血小板在AS形成过程中具有重要作用，二者结合加强了血小板、血管内皮细胞和血白细胞之间的相互作用［12］。

1.2.2 αⅡbβ3整合素 αⅡbβ3整合素属整合素超家族成员，含有RGD序列，能结合纤维蛋白原和黏蛋白，表达在血小板和巨核细胞上，通过结合天然配体αⅡbβ3在血小板凝集及血栓形成过程中发挥作用［8］。André等［13－15］证实αⅡbβ3整合素可作为CD40L的受体，活化血小板上的αⅡbβ3整合素，与重组sCD40L结合，使血小板在高切变率作用下扩散、聚集，并影响动脉血栓的稳定性。CD40L与αⅡbβ3整合素结合并传入胞外信号成为血小板激活的主要“激活剂”。αⅡbβ3整合素与CD40L或其他配体结合，促血小板黏附并上调CD40L的表达，进而提高其与其他CD40＋细胞之间的作用［16］。

1.2.3 α5β1整合素 α5β1整合素主要表达在血管内皮细胞、平滑肌细胞、巨噬细胞和血小板，它涉及细胞的黏附、迁移、增殖等功能，作为纤维蛋白原的受体，通过RGD序列结合纤维蛋白原和黏蛋白。α5β1在血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）和血管内皮生长因子受体1（VEGFR－1）等血管活性物质调节下，利于血管内皮细胞及平滑肌细胞在胞外基质中的黏附、迁移、扩散和增殖，是血管再生形成的基础［17－20］。平滑肌细胞上的α5β1能增强其Ca2＋通道在血管收缩性和维持血管稳态的作用［21］。在宿主免疫防御和损伤修复中，α5β1整合素与天然配体纤维蛋白原结合，调节组织巨噬细胞的黏附和吞噬功能［22］。在血管巨噬细胞上，包含α5β1在内的整合素增加了细胞与纤维连接蛋白的黏合性、血管平滑肌的迁移，并上调其表达，这一现象是许多脉管系统病变的病理基础［23］。CD40L与α5β1整合素结合，导致相应细胞胞外信号调节激酶 （ERK1／2）磷酸化和 IL－8mRNA 表达。 而 且CD40L只结合α5β1的非活性形式，这种结合不受CD40L／CD40结合的干扰，提示CD40L可以同时结合这两种受体［22］。

1.2.4 αMβ2整合素 αMβ2整合素又名 Mac－1，主要表达在中性粒细胞和单核／巨噬细胞系统上［24，25］。三聚体的CD40L和sCD40L能与αMβ2整合素的活性形式结合，主导单核细胞的黏附、迁移和髓过氧化酶的释放。CD40L／Mac－1促使斑块形成部位的内皮细胞和单核细胞之间的黏附，产生相应细胞因子、趋化因子和髓过氧化物酶等引起炎症和AS的发生和发展［25］。此外，CD40L还可上调 Mac－1在中性粒细胞上的表达，并调节其与损伤部位活化血小板间的相互作用［26］。

2 CD40L与AS

CD40L／CD40的相互作用贯穿AS发生发展的全过程。CD40L和CD40主要表达在AS损伤部位的巨噬细胞、血管内皮细胞、T细胞和平滑肌细胞上，且尤以巨噬细胞和T细胞富集区域高表达［27］。研究显示，损伤部位明显的内膜增厚、大量炎性渗出、CD40＋巨噬细胞和血管平滑肌细胞与损伤进程有关，因此，CD40L与其受体的表达及相互作用和AS不同阶段病变密切相关。

2.1 CD40L与AS早期改变

在AS早期，血管内皮细胞被氧化低密度脂蛋白（oxLDL）活化后上调CD40L、CD40mRNA和蛋白质的表达，此过程受蛋白激酶 C（PKCα）的调控［28，29］。活化的 T 细胞、单核细胞释放各种细胞因子（TNF－α、IL－1、IL－3、IL－4、IFN－β、IFN－γ等），诱导CD40在内皮细胞的表达增强。此过程涉及核转录因子（NF－κB）、信号转导和活化转录因子（STAT－1）、两性活酶激酶（JAK－1，2）和干扰素调节因子－1（IRF－1）等［8］。CD40＋内皮细胞释放与淋巴细胞循环有关的细胞因子IL－8、单核细胞趋化蛋白（MCP－1）、IL－6和IL－15参与炎症过程［30］。CD40L还可增强促AS因子内皮素（ET－1）和下调舒血管保护因子来实现促AS效应。此外，CD40L能减少内皮氮氧合酶（NOS）mRNA的表达和蛋白质合成，降低其活性和稳定性，增加超氧化物阴离子（O2－）的释放，加重损伤部位促炎环境的形成［31］。通过CD40诱导E选择素、血管细胞黏附分子（VCAM－1）和细胞间黏附分子（ICAM－1）等表达，有利于单核细胞和T细胞的循环、黏附和迁移，其中CD40L对血小板－白细胞聚集的调节作用十分重要［30］。

2.1.1 CD40L在内皮细胞下的作用 AS内皮细胞下CD40L与其受体的相互作用会加重AS的反应，CD40＋巨噬细胞激活并释放IL－1β、IL－6、IL－12和 TNF－α等细胞因子，CD40L促单核／巨噬细胞分泌病变不稳定、斑块易脱落的基质金属蛋白酶（MMPs），并通过上调IL－12、诱导型NOS和MCP－1下调抗炎因子IL－10来达到促炎效应［31］。血小板上的CD40L与非CD40的其他受体作用能减少对AS效应有抑制作用的Treg细胞的量；CD40L与CD40及其他受体的结合在炎症、免疫和内皮细胞的作用和移植排斥反应有密切关系，是抗排异反应治疗方案设计的基础［32］。

2.1.2 CD40L在血管平滑肌的作用 CD40L或sCD40L在内皮下的上调同样对血管平滑肌细胞产生作用。sCD40L主要通过上调 MMP－9mRNA的表达及其蛋白质的合成［16，33，34］，刺激分泌 MCP－1、IL－1β、IL－6 和IL－8 等细胞因子，促使血管平滑肌细胞增殖、迁移、黏附分子表达，利于细胞增殖和内膜增生形成，加剧损伤进程和斑块的不稳定性。

2.1.3 CD40L诱导组织因子的表达 AS中CD40L／CD40的相互作用与组织因子的产生有关，CD40L诱使组织因子在单核／巨噬细胞的表达与高胆固醇血症相关联，而后者是AS的高危发病因素［35］。同样，CD40L刺激的内皮细胞通过上调组织因子的表达，下调血凝抑制因子、血栓调节蛋白来增强促凝血活性［35］。

2.1.4 CD40L在血小板的作用 Prasad等通过体内外实验证实CD40L缺陷型（CD40L－／－）小鼠表现的易损斑块破裂致血栓形成和血管闭塞的延迟现象，可以通过注入野生型CD40L（CD40LWT）与αⅡbβ3整合素作用予以修复。一方面，CD40L／αⅡbβ3的结合能在高流变率作用下引起血小板的活化和聚集；另一方面CD40L／CD40结合激活血小板，促其表达CD62P、大量颗粒物质、伪足形成及形态学改变等一系列活化的特征性标志。CD40L促血小板－白细胞聚合物形成，对白细胞的聚集有促进作用。以上CD40L介导的效应可被抗CD40的抗体直接阻断［8］。有实验［36］显示野生型小鼠sCD40L增强血小板激活和血栓形成，该增强作用所涉及的下游信号通路包括TNF受体相关因子（TRAF－2）、Rac1、P38促分裂原蛋白活化激酶（MAPK）。这一发现提示CD40L／CD40是血小板聚集和血栓形成功能的增强剂，而α5β1与CD40L的相互作用在血小板活化过程中也发挥着重要作用。

2.2 CD40L与AS进展期

2.2.1 CD40L在易损斑块形成中的作用 不稳定斑块主要由大量的脂质、炎性细胞平滑肌细胞、内皮细胞和少量胞外蛋白沉积构成。经CD40L刺激后，病变部位各种细胞均能上调其 MMPs的表达，包括 MMP－1、MMP－3和 MMP－9在内的MMPs的合成和表达［2］。此外，活化的血小板表面CD40L刺激血管内皮细胞产生MMP－1和 MT1－MMP，并增强MMP2和MMP9的活性。实际上，无论从AS动物模型还是AS患者病变部位都显示了MMP的增加，甚至CD40L／CD40与 MMP的共表达［2］。

2.2.2 新生血管对易损斑块的作用 在病变进程中，新生血管形成以满足该部位氧和氮的供给，即为血管再生。其始动环节是CD40L激活内皮细胞的Akt激酶通路，促其活化和增殖。体内外实验［37］表明CD40L通过诱导血管内皮生长因子（VEGF）的表达间接提高血管生成能力，并上调内皮细胞MMPs的表达和活性。新生血管作为免疫细胞的入侵通道增加了炎症负荷，这种由CD40L／CD40信号通路介导的血管再生也常见于肿瘤等其他疾病［37］。

2.3 CD40L与AS斑块破裂和血管再生

2.3.1 斑块破裂和血栓形成 易损斑块在血循环中多种促血栓形成因子的作用下形成动脉血栓，一方面，CD40L诱导产生组织因子启动凝血级联酶促反应；另一方面，CD40L在活化血小板，促其聚集、血栓形成中有重要作用。值得一提的是，易损斑块处的血栓形成化合物能增强血小板上CD40L的表达及sCD40L的释放，从而进一步促其发挥调节作用。

2.3.2 CD40L在血管再狭窄中的作用 血管再生主要系内膜过度增生所致，多见于血管扩张术和动脉支架手术后，主要表现为内膜增生、管壁增厚、血流减少、血管闭塞。动物实验显示，用抗CD40L单克隆抗体能减弱早期和晚期炎症事件，并降低内膜增生的发展进程。临床研究表明在支架植入术或PTCA等冠状动脉／颈动脉干预患者体内可有高水平的sCD40L。因此，CD40L可作为评估计划实施动脉干预手术病人的血管再狭窄风险的指标之一［8］。

2.4 CD40L与AS模型

各种AS的动物模型都曾用于说明CD40L在AS不同阶段的作用。CD40基因敲除小鼠比CD40＋／＋的AS病变具有更稳定的表型。CD40L／CD40在血栓形成事件中有重要作用，用FeCl3诱导颈动脉损伤的小鼠预先注射sCD40L，增加了血栓形成和白细胞渗出，而在CD40－／－小鼠中没有此反应，提示CD40L／CD40对血栓形成的重要作用［36］。总之，一系列试验资料为CD40L与CD40及其他受体的相互作用对促进血栓形成和AS提供了直接证据。

2.5 CD40L与AS相关疾病

AS斑块的脱落与内皮的侵蚀是导致动脉闭塞的潜在因素，AS相关的主要临床事件包括心肌梗死、不稳定性心绞痛、休克和猝死［38］。临床报道无症状高胆固醇血症、不稳定性心绞痛和急性心肌梗死中患者有CD40L水平增高的表现，在中度高胆固醇血症患者体内CD40L及其受体CD40均表达增强，而CD40L对AS的影响涉及其早期事件和临床各种严重并发症［8］。

3 小结

众所周知，AS是冠心病、缺血性脑卒中和外周血管病的主要病因，因其病因复杂、发病机制不完全清楚，在预防和治疗方面的不足导致其发病率、致死率不断上升。大量研究证实CD40L在AS发生发展，斑块形成、脱落，血栓形成及血管再狭窄等诸环节发挥重要作用。因此，深入研究CD40L有助于探明AS的发病机制、寻找其新的药物作用靶点，为AS的发生发展及心血管疾病的预防和治疗提供新思路。

［1］Kriszbacher I， Koppán M， Bódis J.Inflammation，atherosclerosis，and coronary artery disease［J］.N Engl J Med，2005，353（4）：429－430.

［2］Tousoulis D，Androulakis E，Papageorgiou N，et al.From atherosclerosis to acute coronary syndromes：the role of soluble CD40ligand［J］.Trends Cardiovasc Med，2010，20（5）：153－164.

［3］Antoniades C，Bakogiannis C，Tousoulis D，et al.The CD40／CD40ligand system linking inflammation with atherothrombosis［J］.J Am Coll Cardiol，2009，54（8）：669－677.

［4］Borcherding F，Nitschke M，Hundorfean G，et al.The CD40－CD40Lpathway contributes to the proinflammatory function of intestinal epithelial cells in inflammatory bowel disease［J］.Am J Pathol，2010，176（4）：1816－1827.

［5］Santilli F，Basili S，Ferroni P，et al.CD40／CD40Lsystem and vascular disease［J］.Intern Emerg Med，2007，2（4）：256－268.

［6］D＇Orlando O，Gri G，Cattaruzzi G，et al.Outside inside signalling in CD40－mediated B cell activation［J］.J Biol Regul Homeost Agents，2007，21（3－4）：49－62.

［7］Tousoulis D，Kampoli AM，Stefanadi E，et al.New biochemical markers in acute coronary syndromes［J］.Curr Med Chem，2008，15（13）：1288－1296.

［8］Hassan GS，Merhi Y，Mourad W.CD40ligand：a neoinflammatory molecule in vascular diseases ［J］.Immunobiology，2012，217（5）：521－532.

［9］Vowinkel T，Wood KC，Stokes KY，et al.Differential expression and regulation of murine CD40in regional vascular beds［J］.Am J Physiol Heart Circ Physiol，2006，290（2）：H631－H639.

［10］Mach F，Schönbeck U，Sukhova GK，et al.Functional CD40 ligand is expressed on human vascular endothelial cells，smooth muscle cells，and macrophages：implications for CD40－CD40ligand signaling in atherosclerosis［J］.Proc Natl Acad Sci USA，1997，94（5）：1931－1936.

［11］Bruemmer D，Riggers U，Holzmeister J，et al.Expression of CD40in vascular smooth muscle cells and macrophages is associated with early development of human atherosclerotic lesions［J］.Am J Cardiol，2001，87（1）：21－27.

［12］Geraldes P，Gagnon S，Hadjadj S，et al.Estradiol blocks the induction of CD40and CD40Lexpression on endothelial cells and prevents neutrophiladhesion：an ERalpha－mediated pathway［J］.Cardiovasc Res，2006，71（3）：566－573.

［13］AndréP，Nannizzi－Alaimo L，Prasad SK，et al.Plateletderived CD40Lthe switch－hitting player of cardiovascular disease［J］.Circulation，2002，106（8）：896－899.

［14］AndréP，Prasad KS，Denis CV，et al.CD40Lstabilizes arterial thrombi by aβ3integrin－dependent mechanism［J］.Nat Med，2002，8（3）：247－252.

［15］Prasad KS，AndréP，He M，et al.Soluble CD40ligand induces beta3integrin tyrosine phosphorylation and triggers platelet activation by outside－insignaling［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2003，100（21）：12367－12371.

［16］May AE，Kälsch T，Massberg S，et al.Engagement of glycoprotein IIb／IIIa （alpha （IIb）beta3）on platelets upregulates CD40Land triggers CD40L－dependent matrix degradation by endothelial cells［J］.Circulation，2002，106（16）：2111－2117.

［17］Breithaupt－Faloppa AC，Kleinheinz J，Crivello O.Endothelial cell reaction on a biological material［J］.J Biomed Mater Res B：Appl Biomater，2006，76（1）：49－55.

［18］Wang J，Milner R.Fibronectin promotes brain capillary endothelial cell survival and proliferation through alpha5beta1 and alphavbeta3integrins via MAP kinase signalling［J］.J Neurochem，2006，96（1）：148－159.

［19］Cascone I，Napione L，Maniero F，et al.Stable interaction between alpha5beta1integrin and Tie2tyrosine kinase receptor regulates endothelial cell response to Ang－1［J］.J Cell Biol，2005，170（6）：993－1004.

［20］Orecchia A，Lacal PM，Schietroma C，et al.Vascular endothelial growth factor receptor－1is deposited in the extracellular matrix by endothelial cells and is a ligand for the alpha 5beta 1integrin［J］.J Cell Sci，2003，116（Pt 17）：3479－3489.

［21］Gui P，Wu X，Ling S，et al.Integrin receptor activation triggers converging regulation of Cav1.2calcium channels by c－Src and protein kinase A pathways［J］.J Biol Chem，2006，281（20）：14015－14025.

［22］LéveilléC，Bouillon M，Guo W，et al.CD40ligand binds to alpha5beta1integrin and triggers cell signaling［J］.J Biol Chem，2007，282（8）：5143－5151.

［23］Seales EC，Shaikh FM，Woodard－Grice AV，et al.A protein kinase C／Ras／ERK signaling pathway activates myeloid fibronectin receptors by altering beta1integrin sialylation［J］.J Biol Chem，2005，280（45）：37610－37615.

［24］Sandilands GP， McCrae J， Hill K，et al. Major histocompatibility complex class II （DR）antigen and costimulatory molecules on in vitro and in vivo activated human polymorphonuclear neutrophils［J］.Immunology，2006，119（4）：562－571.

［25］Zirlik A，Maier C，Gerdes N，et al.CD40ligand mediates inflammation independently of CD40by interaction with Mac－1［J］.Circulation，2007，115（12）：1571－1580.

［26］Li G，Sanders JM，Bevard MH，et al.CD40ligand promotes Mac－1expression，leukocyte recruitment，and neointima formation after vascular injury［J］.Am J Pathol，2008，172（4）：1141－1152.

［27］Häkkinen T，Karkola K，Ylä－Herttuala S.Macrophages，smooth muscle cells，endothelial cells，and T－cells express CD40and CD40Lin fatty streaks and more advanced human atherosclerotic lesions［J］.Virchows Archiv，2000，437（4）：396－405.

［28］Li D，Liu L，Chen H，et al.LOX－1，an oxidized LDL endothelial receptor，induces CD40／CD40Lsignaling in human coronary artery endothelial cells［J］.Arterioscler Thromb Vasc Biol，2003，23（5）：816－821.

［29］Schönbeck U，Gerdes N，Varo N，et al.Oxidized low－density lipoprotein augments and 3－hydroxy－3－methylglutaryl coenzyme a reductase inhibitors limit CD40and CD40L expression in human vascular cells［J］.Circulation，2002，106（23）：2888－2893.

［30］Lievens D，Zernecke A，Seijkens T，et al.Platelet CD40L mediates thrombotic and inflammatory processes in atherosclerosis［J］.Blood，2010，116（20）：4317－4327.

［31］Chen C，Chai H，Wang X，et al.Soluble CD40ligand induces endothelial dysfunction in human and porcine coronary artery endothelial cells［J］.Blood，2008，112（8）：3205－3216.

［32］Kirk AD，Morrell CN，Baldwin 3rd WM.Platelets influence vascularized organ transplants from start to finish［J］.Am J Transplant，2009，9（1）：14－22.

［33］Chai H，Aghaie K，Zhou W.Soluble CD40ligand induces human coronary artery smooth muscle cells proliferation and migration［J］.Surgery，2009，146（1）：5－11.

［34］Packard RR，Libby P.Inflammation in atherosclerosis：from vascular biology to biomarker discovery and risk prediction［J］.Clin Chem，2008，54（1）：24－38.

［35］Sanguigni V，Ferro D，Pignatelli P，et al.CD40ligand enhances monocyte tissue factor expression and thrombin generation via oxidative stress in patients with hypercholesterolemia［J］.J Am Coll Cardiol，2005，45（1）：35－42.［J］.

［36］Yacoub D，Hachem A，Théorêt JF，et al.Enhanced levels of soluble CD40ligand exacerbate platelet aggregation and thrombus formation through a CD40－dependent tumor necrosis factor receptor－associated factor－2／Rac1／p38 mitogen－activated protein kinase signaling pathway ［J］.Arterioscler Thromb Vasc Biol，2010，30（12）：2424－2433.

［37］Murugaiyan G， Martin S， Saha B. CD40－induced countercurrent conduits for tumor escape or elimination？［J］.Trends Immunol，2007，28（11）：467－473.

［38］de Caterina R，Massaro M，Scoditti E，et al.Pharmacological modulation of vascular inflammation in atherothrombosis［J］.Ann N Y Acad Sci，2010，1207（1）：23－31.