综述:动脉粥样硬化治疗新机遇:选择素

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Pharmacological Research 9.1

编辑推荐:

  这篇综述系统阐述了选择素(Selectins)在动脉粥样硬化(AS)中的多维度作用机制,突破性地将其从传统黏附分子重新定义为血管-免疫对话的"糖检查点"(glyco-checkpoints)。文章整合免疫组化、糖组学等技术进展,揭示选择素通过力学传导(L-selectin/PI3Kγ-mTORC1)、免疫记忆(E-selectin硫酸化模式)和生态感知(P-selectin微生物组-N聚糖轴)三重机制驱动斑块进展,并详细探讨了基于选择素特异性示踪剂、纳米载体靶向递送(如L-SELlip)及单抗药物(如crizanlizumab)的转化机遇,为突破当前降脂抗凝治疗的临床瓶颈提供新思路。

  

选择素:动脉粥样硬化的多面调控者

摘要

尽管选择素在肿瘤治疗中广泛应用,但其在动脉粥样硬化中的作用长期被低估。最新研究发现,选择素家族(P/L/E-selectin)通过独特的"糖密码"调控机制,在斑块形成全过程发挥核心作用。L-selectin纳米簇将剪切力转化为PI3Kγ-mTORC1代谢开关,E-selectin硫酸化模式决定巨噬细胞可塑性,而P-selectin则通过微生物组-糖组轴建立自我强化的白细胞募集环路。这些发现为开发选择素特异性示踪剂和抑制剂提供了理论基础。

选择素及其配体在动脉粥样硬化中的作用

选择素基因定位于人类和小鼠1号染色体,其结构包含钙依赖性(C型)凝集素结构域(CTLD)、表皮生长因子(EGF)样结构域和短胞质尾。其最佳配体核心为岩藻糖基化和唾液酸化的四糖结构,如路易斯x
唾液酸(sLex
)。糖基转移酶(如ST3Gal-4)通过高尔基体内有序修饰形成这些糖决定簇。值得注意的是,选择素-配体结合存在双重机制:CTLD内83-89位氨基酸环驱动的构象变化,以及Ca2+
与sLex
的相互作用。

动脉粥样硬化巧妙地利用选择素-配体可塑性实现时空糖适应:早期阶段,内皮L-selectin纳米簇(50-100 nm)感知低剪切力(<1 dyn/cm2
),通过sLex
依赖的机械传导启动巡逻单核细胞的代谢激活;加速期时,E-selectin凝集素结构域发生TMAO诱导的变构,结合血管平滑肌细胞(VSMC)来源的细胞外囊泡上的硫酸化糖胺聚糖传递钙化信号;破裂期则通过氧化PSGL-1暴露MMP-9切割位点,释放可溶性CD62P片段经TLR9/MyD88轴放大NETs形成。

选择素在动脉粥样硬化中的机制与治疗机遇

L-selectin:血管机械生物学与免疫代谢的枢纽
L-selectin作为机械化学静态界面,通过纳米级结构可塑性将血流动力学信号解码为炎症反应。高速原子力显微镜显示其胞外域在剪切力(0.5-4 dyn/cm2
)作用下发生拓扑重构,暴露与Piezo1机械传感器结合的口袋,进而通过PI3Kγ/S6K轴激活斑块巨噬细胞的mTORC1驱动免疫代谢重编程。这一过程被肠道微生物代谢物三甲胺N-氧化物(TMAO)劫持,后者通过变构阻滞Ca2+
协调网络稳定病理性L-selectin聚集。

在介导单核细胞跨内皮迁移(TEM)时,L-selectin与Ser364位点磷酸化的钙调蛋白(CaM)结合,驱动伪足突起信号传导。而脱落的"残端"(MRF)被μ1A内化后与PKC结合,指导中性粒细胞间质趋化。从进化角度看,鲸类来源的L-selectin变体通过新形态sialyl-Lewisx
模拟,对动脉粥样硬化蛋白聚糖的结合特异性提升89%。

E-selectin:炎症记忆与内皮功能障碍的放大器
E-selectin通过NF-κB、Caspase-1和TLR2等因子调控表达,将生物力学应激转化为炎症记忆。其信号通路激活主要依赖MAPK级联反应,刺激氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)诱导单核细胞趋化,并增强VCAM-1介导的粘附。值得注意的是,在PSGL-1敲除小鼠中,E-selectin仍能通过CD43介导中性粒细胞-内皮细胞粘附,而人类中性粒细胞则主要依赖CD44经翻译修饰形成的HCELL进行结合。

临床转化方面,靶向补体凝集素途径(CLP)中甘露糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白酶(MASP-1)可抑制钙-CREB-NF-κB信号通路,下调E-selectin表达。这为开发抗动脉粥样硬化药物提供了新思路,如全人源单抗narsoplimab已进入治疗血栓性微血管病(TMA)的临床试验。

P-selectin:血栓形成与斑块破裂的催化剂
血小板激活后5-10分钟内,P-selectin从α颗粒快速转运至血小板表面,与白细胞表面PSGL-1结合。这一过程通过src家族激酶(SFK)激活脾酪氨酸激酶(Syk),进而经PLCγ-p38 MAPK-CalDAG-GEF1-Rap1a和PI3Kγ-Rac1双通路激活整合素αLβ2,介导白细胞滚动。

血小板-白细胞聚集体(PLAs)通过单核细胞NF-κB激活触发超氧化物阴离子生成,上调MCP-1、TNF-α等关键细胞因子,形成血栓炎症轴。氯化铁(FeCl3
)诱导的颈动脉血栓模型显示,抑制P-selectin功能可减少PLAs形成。这为开发P-selectin靶向药物如crizanlizumab(2019年FDA批准)提供了理论依据,该药通过阻断P-selectin-PSGL-1相互作用预防镰状细胞病血管闭塞危象(VOCs)。

选择素在动脉粥样硬化中的转化应用

诊断标志物
与传统标志物(VCAM-1、hsCRP)相比,选择素对动脉粥样硬化病变具有更高特异性。68
Ga标记的岩藻聚糖可实现P-selectin的PET成像,而可溶性E-selectin水平是内皮损伤的早期标志。队列研究证实,P-selectin水平可预测经皮冠状动脉介入治疗(PCI)患者的主要不良心血管事件(MACEs),其基因多态性更是老年人群动脉粥样硬化的遗传易感因素。

靶向治疗
纳米载体技术取得突破性进展:P-selectin适体包被的纳米载体(NCs)促进配体-受体结合,壳聚糖-岩藻聚糖纳米粒(CFNs)抑制局部氧化应激,而中性粒细胞膜仿生系统(Ptdser-NM-Lipo/Fer-1)实现炎症靶向。最引人注目的是E-selectin靶向多级载体(ESTA-MSV),通过递送miR-146a和miR-181b改善内皮功能障碍。

临床试验
转化医学成果丰硕:rPSGL-Ig在猪心肌梗死模型显示溶栓效应;inclacumab降低非ST段抬高型心肌梗死(NSTEMI)患者心肌损伤;而Rivipansel在镰状细胞病血管闭塞危象(VOCs)中表现优异。值得注意的是,微生物代谢物3-(3-羟基苯基)丙酸(3-HPPA)通过抑制HAECs中E-selectin表达减弱单核细胞粘附,为天然药物开发提供新线索。

展望

选择素治疗动脉粥样硬化的新兴范式正在从"抑制"转向"网络重编程"。通过合成生物学电路调控内皮-免疫对话,或利用光激活选择素变体实现白细胞运输的光遗传学控制,将开创血管稳态工程的新纪元。解决时空-选择素轴不仅可治疗动脉粥样硬化,更将重新定义血管免疫调控的边界。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号