МЕДЛАЙН.РУ
Содержание журнала

Архив

Редакция
Учредители

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт теоретической и экспериментальной биофизики
Российской академии наук


ООО "ИЦ КОМКОН"

Адрес редакции и реквизиты

192012, Санкт-Петербург, ул.Бабушкина, д.82 к.2, литера А, кв.378

ISSN 1999-6314


Фундаментальные исследования • Патологическая анатомия

Том: 13
Статья: « 76 »
Страницы:. 900-922
Опубликована в журнале: 16 сентября 2012 г.
English version

Макрофаги и метаболизм липопротеидов в атросклеротическом поражении

Никифоров Никита Геннадьевич1,2,4, Грачев Алексей Николаевич1,2, Собенин Игорь Александрович 2, Орехов Александр Николаевич2,3, Кжышковска Юлия Георгиевна1,2

1Медицинский Факультет Маннгейм Университета Рупрехта-Карла Гейдельберга, Маннгейм, Германия , 2Научно-исследовательский Институт Общей Патологии и Патофизиологии Российской Академии Медицинских Наук, Москва, Россия; 3Научно-исследовательский Институт Атеросклероза, Инновационный Центр Сколково; 4Московский Физико-Технический Институт (Государственный Университет).


Резюме
Атеросклероз является причиной наиболее опасных заболеваний, приводящим к инфаркту миокарда, нестабильной стенокардии, внезапной сердечной смерти и инсульту головного мозга. Развитие атеросклероза сопровождается процессами, характерными для хронического воспаления, вызывая поражение интимы крупных артерий. Патологические взаимодействия между липопротеидами плазмы и клетками интимы, в том числе моноцитами/макрофагами приводит к образованию пенистых клеток - основного компонента атеросклеротической бляшки и играют ключевую роль в развитии атеросклеротического поражения. Настоящий обзор посвящен основным клеточным и молекулярным процессам, приводящим к образованию и накоплению пенистых клеток: повышенной трансмиграции моноцитов в субэндотелиальное пространство в местах воспаления, активации макрофагов, модификации липопротеидов, различным типам поглощения атерогенно модифицированных ассоциированнных и нативных липопротеидов (эндоцитоз, фагоцитоз, и наименее изученный - патоцитоз), а так же участию различных молекулярных систем в обратном транспорте холестерина в макрофагах. Особое внимание уделено последним данным по участию скавенджер-рецепторов, как в процессах поглощения модифицированных липопротеидов, так и в обратном транспорте холестерина. В заключение, обсуждается наиболее актуальные и нерешенные вопросы в области механизмов функциональных взаимодействий между макрофагами и липопротеидами: каковы способы распознавания, поглощения и внутриклеточного процессирования ассоциированных ЛНП и как ассоциированные ЛНП влияют на функциональное программирование макрофагов.


Ключевые слова
Атеросклероз, липопротеид, эндоцитоз, фагоцитоз, скавенджер-рецептор, моноцит, макрофаг, воспаление.


(статья в формате PDF. Для просмотра необходим Adobe Acrobat Reader)



открыть статью в новом окне

Список литературы

1. Update on lipids, inflammation and atherothrombosis. Badimon L, Storey RF, Vilahur G. 2011 r., Thromb Haemost., Т. 1, стр. S34-42.


2. Lipoproteins, Platelets, and Atherothrombosis. Badimón L, Vilahur G, Padró T. 2009 r., Rev Esp Cardiol., Т. 62(10), стр. 1161-78.


3. Inflammation, endoplasmic reticulum stress, autophagy, and the monocyte chemoattractant protein-1/CCR2 pathway. Kolattukudy PE, Niu J. 2012 r., Circ Res., Т. 110(1), стр. 174-89.


4. Monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1): an overview. Deshmane SL, Kremlev S, Amini S, Sawaya BE. 2009 r., J Interferon Cytokine Res., Т. 29(6), стр. 313-26.


5. Leukocyte influx in atherosclerosis. Galkina E, Ley K. 2007 r., Curr Drug Targets., Т. 8(12), стр. 1239-48.


6. Monocyte-endothelial cell interactions in the development of atherosclerosis. Mestas J, Ley K. 2008 r., Trends Cardiovasc Med., Т. 18(6), стр. 228-32.


7. Microparticles, vascular function, and atherothrombosis. Rautou PE, Vion AC, Amabile N, Chironi G, Simon A, Tedgui A, Boulanger CM. 2011 r., Circ Res., Т. 109(5), стр. 593-606.


8. Macrophages in the pathogenesis of atherosclerosis. Moore KJ, Tabas I. 2011 r., Cell., Т. 145(3), стр. 341-55.


9. Monocytes as a diagnostic marker of cardiovascular diseases. Gratchev A, Sobenin I, Orekhov A, Kzhyshkowska J. 2012 r., Immunobiology, Т. 217, стр. 476-482.


10. Expression of the VEP13 antigen (CD16) on native human alveolar macrophages and cultured blood monocytes. Baumgartner I, Scheiner O, Holzinger C, Boltz-Nitulescu G, Klech H, Lassmann H, Rumpold H, Förster O, Kraft D. 1988 r., Immunobiology, Т. 177(3), стр. 317-26.


11. Transcriptional profiling reveals developmental relationship and distinct biological functions of CD16+ and CD16- monocyte subsets. Ancuta P, Liu KY, Misra V, Wacleche VS, Gosselin A, Zhou X, Gabuzda D. 2009 r., BMC Genomics, Т. 10, стр. 403.


12. CD14CD16 monocyte subset levels in heart failure patients. Barisione C, Garibaldi S, Ghigliotti G, Fabbi P, Altieri P, Casale MC, Spallarossa P, Bertero G, Balbi M, Corsiglia L, Brunelli C. 2010 r., Dis Markers., Т. 28(2), стр. 115-24.


13. Increased subpopulations of CD16(+) and CD56(+) blood monocytes in patients with active Crohn's disease. Grip O, Bredberg A, Lindgren S, Henriksson G. 2007 r., Inflamm Bowel Dis., Т. 13(5), стр. 566-72.


14. Different functions of monocyte subsets in familial hypercholesterolemia: potential function of CD14+ CD16+ monocytes in detoxification of oxidized LDL. Mosig S, Rennert K, Krause S, Kzhyshkowska J, Neunübel K, Heller R, Funke H. 2009 r., FASEB J., Т. 23(3), стр. 866-74.


15. Monocyte and macrophage dynamics during atherogenesis. Ley K, Miller YI, Hedrick CC. 2011 r., Arterioscler Thromb Vasc Biol., Т. 31(7), стр. 1506-16.


16. Obstructive sleep apnea: an emerging risk factor for atherosclerosis. Drager LF, Polotsky VY, Lorenzi-Filho G. 2011 r., Chest., Т. 140(2), стр. 534-42.


17. Inflammatory mechanisms in atherosclerosis. Hansson. 2009 r., J Thromb Haemost., Т. 1, стр. 328-31.


18. Lipoproteins, macrophage function, and atherosclerosis: beyond the foam cell? Rader DJ, Puré E. 2005 r., Cell Metab., Т. 1(4), стр. 223-30.


19. Alternative versus classical activation of macrophages. Goerdt S, Politz O, Schledzewski K, Birk R, Gratchev A, Guillot P, Hakiy N, Klemke CD, Dippel E, Kodelja V, Orfanos CE. 1999 r., Pathobiology, Т. 67(5-6), стр. 222-6.


20. Monocyte and macrophage heterogeneity. Gordon S, Taylor PR. 2005 r., Nat Rev Immunol., Т. 5(12), стр. 953-64.


21. Alternative activation of macrophages: immune function and cellular biology. Varin A, Gordon S. 2009 r., Immunobiology, Т. 214(7), стр. 630-41.


22. Antagonistic regulation of macrophage phenotype by M-CSF and GM-CSF: Implication in atherosclerosis. Brochérioua I, Maouchea S, Duranda H, Braunersreutherc V, Naourb G, Gratchevd A, Koskasa F, Machc F, Kzhyshkowska J,Ninioa E. 2011 r., Atherosclerosis, Т. 214, стр. 316-324.


23. Alternatively Activated Macrophages Differentially Express Fibronectin and Its Splice Variants and the Extracellular Matrix Protein bIG-H3. Gratchev A, Guillot p, Hakiy N, Politz O, Orfanos E, Schledzewski K, Goerdt S. 2001 : б.н., 2001 r., Scand. J. Immunol, Т. 53, стр. 386-392.


24. Alternative activation of macrophages: mechanism and functions. Gordon S, Martinez FO. 2010 r., Immunity., Т. 32(5), стр. 593-604.


25. Stabilin-1, a homeostatic scavenger. Kzhyshkowska, J., Gratchev, A., Goerdt, S. 2006 r., J. Cell Mol. Med., Т. 10, стр. 635–649.


26. M1 and M2 can be re-polarized by Th2 or Th1 cytokines, respectively, and respond to exogenous danger signals. GratchevA, Kzhyshkowska J, Kothe K, Muller-Molinet I, Kannookadan S, Utikal J, Goerdt S. 2006 r., Immunobiology, Т. 211, стр. 473-486.


27. Interleukin-4 and dexamethasone counterregulate extracellular matrix remodelling and phagocytosis in type-2 macrophages. Gratchev A, Kzhyshkowska J, Utikal J, Goerdt S. 2005 r., Scand J Immunol., Т. 61(1), стр. 10-17.


28. Novel function of alternatively activated macrophages: stabilin-1-mediated clearance of SPARC. Kzhyshkowska J, Workman G, Cardó-Vila M, Arap W, Pasqualini R, Gratchev A, Krusell L, Goerdt S, Sage EH. 2006 r., J Immunol., Т. 176(10), стр. 5825-32.


29. Phosphatidylinositide 3-kinase activity is required for stabilin-1-mediated endosomal transport of acLDL. Kzhyshkowska J, Gratchev A, Brundiers H, Mamidi S, Krusell L, Goerdt S. 2005 r., Immunobiology., Т. 210(2-4), стр. 161-73.


30. Multifunctional receptor stabilin-1 in homeostasis and disease. Kzhyshkowska, J. 2010 r., ScientificWorldJournal., Т. 10, стр. 2039-53.


31. Role of macrophage scavenger receptors in atherosclerosis. Kzhyshkowska J, Neyen C, Gordon S. 2012 r., Immunobiology, Т. 217, стр. 492-502.


32. Induction of intracellular cytokine production in human monocytes/macrophages stimulated with ligands of pattern recognition receptors. Mytar B, Gawlicka M, Szatanek R, Wołoszyn M, Ruggiero I, Piekarska B, Zembala M. 2004 r., Inflamm Res, Т. 53(3, стр. 100-6.


33. Chemokines and atherosclerosis. Reape T, Groot P. 1999 r., Atherosclerosis, Т. 147, стр. 213-225.


34. Endogenous CCL2 (monocyte chemotactic protein-1) modulates human immunodeficiency virus type-1 replication and affects cytoskeleton organization in human monocyte-derived macrophages. Fantuzzi L, Spadaro F, Vallanti G, Canini I, Ramoni C, Vicenzi E, Belardelli F, Poli G, Gessani S. 2003 r., Blood., Т. 102(7), стр. 2334-7.


35. Human monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1). Full-length cDNA cloning, expression in mitogen- stimulated blood mononuclear leukocytes, and sequence similarity to mouse competence gene JE. Yoshimura T, Yuhki N, Moore SK, Appella E, Lerman MI, Leonard. 1989 r., FEBS Lett, Т. 244, стр. 487-493.


36. Propagermanium reduces atherosclerosis in apolipoprotein E knock-out mice via inhibition of macrophage infiltration. Yamashita, T., Kawashima, S., Ozaki, M., Namiki, M., Inoue, N., Hirata, K., Yokoyama, М. 2002 r., Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., Т. 22, стр. 969–974.


37. Human vascular smooth muscle cells possess functional CCR5. Schecter A, Calderon T, Berman A, McManus C, Fallon J, Rossikhina M et al. 2000 r., J Biol Chem, Т. 275, стр. 5466-5471.


38. CCR2-mediated antiinflammatory effects of endothelial tetrahydrobiopterin inhibit vascular injury-induced accelerated atherosclerosis. Ali ZA, Bursill CA, Douglas G, McNeill E, Papaspyridonos M, Tatham AL, Bendall JK, Akhtar AM, Alp NJ, Greaves DR, Channon KM. 2008 r., Circulation, Т. 118(14 Suppl), стр. S71-7.


39. Novel candidate genes in unstable areas of human atherosclerotic plaques. Papaspyridonos M, Smith A, Burnand KG, Taylor P, Padayachee S, Suckling KE et al. 2006 r., Arterioscler Thromb Vasc Biol, Т. 26, стр. 1837-1844.


40. PAI-1 in tissue fibrosis. Ghosh AK, Vaughan DE. 2012 r., J Cell Physiol, Т. 227(2), стр. 493-507.


41. Plasminogen Activator Inhibitor-1 is an Aggregate Response Factor with Pleiotropic Effects on Cell Signaling in Vascular Disease and the Tumor Microenvironment. Church, Mark W. Gramling and Frank C. 2010 r., Thromb Res., Т. 125, стр. 377-381.


42. Plasminogen activator inhibitor-1 and asthma: role in the pathogenesis and molecular regulation. Ma Z, Paek D, Oh CK. 2009 r., Clin Exp Allergy., Т. 39(8), стр. 1136-44.


43. Plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1): a key factor linking fibrinolysis and age-related subclinical and clinical conditions. Cesari M, Pahor M, Incalzi RA. 2010 r., Cardiovasc Ther. , Т. 28(5), стр. 72-91.


44. Endocytic receptor LRP together with tPA and PAI-1 coordinates Mac-1-dependent macrophage migration. Cao C, Lawrence DA, Li Y, Von Arnim CA, Herz J, Su EJ, Makarova A, Hyman BT, Strickland DK, Zhang L. 2006 r., EMBO J., Т. 25, стр. 1860-1870.


45. Oxidized LDL: diversity, patterns of recognition, and pathophysiology. Levitan I, Volkov S, Subbaiah PV. 2010 r., Antioxid Redox Signal., Т. 13(1), стр. 39-75.


46. Lipid peroxidation and decomposition--conflicting roles in plaque vulnerability and stability. Parthasarathy S, Litvinov D, Selvarajan K, Garelnabi M. 2008 r., Biochim Biophys Acta, Т. 1781(5), стр. 221-31.


47. Susceptibility of LDL and its subfractions to glycation. Soran H, Durrington PN. 2011 r., Curr Opin Lipidol., Т. 22(4), стр. :254-61.


48. Regulation of cholesterol homeostasis in macrophages and consequences for atherosclerotic lesion development. Pennings M, Meurs I, Ye D, Out R, Hoekstra M, Van Berkel TJ, Van Eck M. 2006 r., FEBS Lett., Т. 580(23), стр. 5588-96.


49. Atherogenic dyslipidemia and oxidative stress: a new look. Rizzo M, Kotur-Stevuljevic J, Berneis K, Spinas G, Rini GB, Jelic-Ivanovic Z, Spasojevic-Kalimanovska V, Vekic J. 2009 r., Transl Res., Т. 153(5), стр. 217-23.


50. Beyond cholesterol. Modifications of low-density lipoprotein that increase its atherogenicity. Steinberg D, Parthasarathy S, Carew TE, Khoo JC, Witztum JL. 1989 r., N Engl J Med, Т. 320(14), стр. 915-24.


51. Disease stage-dependent accumulation of lipid and protein oxidation products in human atherosclerosis. Upston JM, Niu X, Brown AJ, Mashima R, Wang H, Senthilmohan R, Kettle AJ, Dean RT, Stocker R. 2002 r., Am J Pathol., Т. 160(2), стр. 701-10.


52. The oxidative modification hypothesis of atherosclerosis: does it hold for humans? Witztum JL, Steinberg D. 2001 r., Trends Cardiovasc Med., Т. 11(3-4), стр. 93-102.


53. Aggregation, fusion, and vesicle formation of modified low density lipoprotein particles: molecular mechanisms and effects on matrix interactions. Oörni K, Pentikäinen MO, Ala- Korpela M, Kovanen PT. 2000 r., J Lipid Res., Т. 41(11), стр. 1703-14.


54. Oxidized low-density lipoprotein and atherosclerosis implications in antioxidant therapy. Mitra S, Deshmukh A, Sachdeva R, Lu J, Mehta JL. 2011 r., Am J Med Sci., Т. 342(2), стр. 135-42.


55. Monoclonal antibodies against oxidized low-density lipoprotein bind to apoptotic cells and inhibit their phagocytosis by elicited macrophages: evidence that oxidation-specific epitopes mediate macrophage recognition. Chang MK, Bergmark C, Laurila A, Hörkkö S, Han KH, Friedman P, Dennis EA, Witztum JL. 1999 r., Proc Natl Acad Sci U S A., Т. 96(11), стр. 6353-8.


56. LOX-1, the receptor for oxidized low-density lipoprotein identified from endothelial cells: implications in endothelial dysfunction and atherosclerosis. Chen M, Masaki T, Sawamura T. 2002 r., Pharmacol Ther., Т. 95(1), стр. 89-100.


57. Isolation of atherogenic modified (desialylated) low density lipoprotein from blood of atherosclerotic patients: separation from native lipoprotein by affinity chromatography. Tertov VV, Sobenin IA, Tonevitsky AG, Orekhov AN, Smirnov VN. 1990 r., Biochem Biophys Res Commun, Т. 167:3, стр. 1122-7.


58. Multiple-modified desialylated low density lipoproteins that cause intracellular lipid accumulation. Isolation, fractionation and characterization. Tertov VV, Sobenin IA, Gabbasov ZA, Popov EG, Jaakkola O, Solakivi T, Nikkari T, Smirnov VN, Orekhov AN. 1992 r., Lab Invest, Т. 67:5, стр. 665-75.


59. Lipoprotein aggregation as an essential condition of intracellular lipid accumulation caused by modified low density lipoproteins. Tertov VV, Sobenin IA, Gabbasov ZA, Popov EG, Orekhov AN. 1989 r., Biochem Biophys Res Commun, Т. 163:1, стр. 489-94.


60. Intracellular cholesterol accumulation is accompanied by enhanced proliferative activity of human aortic intimal cells. Tertov VV, Orekhov AN, Ryong LH, Smirnov VN. 1988 r., Tissue Cell, Т. 20:6, стр. 849-54.


61. Triggerlike stimulation of cholesterol accumulation and DNA and extracellular matrix synthesis induced by atherogenic serum or low density lipoprotein in cultured cells. Orekhov AN, Tertov VV, Kudryashov SA, Smirnov VN. 1990 r., Circ Res, Т. 66:2, стр. 311-20.


62. Characterization of desialylated low-density lipoproteins which cause intracellular lipid accumulation. Tertov VV, Sobenin IA, Orekhov AN. 1992 r., Int J Tissue React, Т. 14:4, стр. 155-62.


63. The macrophage, second edition. Burke B., Lewis CE. 2002 r., Oxford University Press.


64. Phagosome maturation: aging gracefully. Vieira OV, Botelh, RJ, Grinstein S. 2002 r., Biochem J, Т. 366, стр. 689-704.


65. Receptor-mediated endocytosis: insights from the lipoprotein receptor system. Brown MS, Goldstein JL. 1979 r., Proc Natl Acad Sci U S A, Т. 76, стр. 3330-3337.


66. Cross-talk between endocytic clearance and secretion in macrophages. Kzhyshkowska J, Krusell L. 2009 r., Immunobiology, Т. 214, стр. 576-593.


67. The delivery of endocytosed cargo to lysosomes. Luzio JP, Parkinson MD, Gray SR, Bright NA. 2009 r., Biochem Soc Trans, Т. 37, стр. 1019-1021.


68. Sequestration of aggregated low-density lipoproteins by macrophages. Kruth, H. 2002 r., Curr Opin Lipidol., Т. 13(5), стр. 483-8.


69. The Macrophage, Second Edition. Burke B, Lewis CE. Oxford : б.н., 2002 r., ed. Oxford University Press.


70. HDL apolipoproteins and ABCA1: partners in the removal of excess cellular cholesterol. Oram, JF. 2003 r., Arterioscler Thromb Vasc Biol., Т. 23(5), стр. 720-7.


71. ABCA1 and ABCG1 synergize to mediate cholesterol export to apoA-I. Gelissen IC, Harris M, Rye KA, Quinn C, Brown AJ, Kockx M, Cartland S, Packianathan M, Kritharides L, Jessup W. 2006 r., Arterioscler Thromb Vasc Biol., Т. 26(3), стр. 534-40.


72. ABCG1 has a critical role in mediating cholesterol efflux to HDL and preventing cellular lipid accumulation. Kennedy MA, Barrera GC, Nakamura K, Baldán A, Tarr P, Fishbein MC, Frank J, Francone OL, Edwards PA. 2005 r., Cell Metab., Т. 1(2), стр. 121-31.


73. Scavenger receptor BI promotes high density lipoprotein-mediated cellular cholesterol efflux. Ji Y, Jian B, Wang N, Sun Y, Moya ML, Phillips MC, Rothblat GH, Swaney JB, Tall AR. 1997 r., J Biol Chem., Т. 272(34), стр. 20982-5.


74. Cell cholesterol efflux: integration of old and new observations provides new insights. Rothblat GH, de la Llera-Moya M, Atger V, Kellner-Weibel G, Williams DL, Phillips MC. 1999 r., J Lipid Res., Т. 40(5), стр. 781-96.


75. Atheroprotective reverse cholesterol transport pathway is defective in familial hypercholesterolemia. Bellanger N, Orsoni A, Julia Z, Fournier N, Frisdal E, Duchene E, Bruckert E, Carrie A, Bonnefont-Rousselot D, Pirault J, Saint-Charles F, Chapman MJ, Lesnik P, Le Goff W, Guerin M. 2011 r., Arterioscler Thromb Vasc Biol., Т. 31(7), стр. 1675- 81.


76. Genome-wide linkage scans for fasting glucose, insulin, and insulin resistance in the National Heart, Lung, and Blood Institute Family Blood Pressure Program: evidence of linkages to chromosome 7q36 and 19q13 from meta-analysis. An P, Freedman BI, Hanis CL, Chen YD, Weder AB, Schork NJ, Boerwinkle E, Province MA, Hsiung CA, Wu X, Quertermous T, Rao DC. 2005 r., Diabetes., Т. 54(3), стр. 909-14.


77. Variants in the CD36 gene associate with the metabolic syndrome and high-density lipoprotein cholesterol. Love-Gregory L, Sherva R, Sun L, Wasson J, Schappe T, Doria A, Rao DC, Hunt SC, Klein S, Neuman RJ, Permutt MA, Abumrad NA. 2008 r., Hum Mol Genet., Т. 17(11), стр. 1695-704.


78. Enhanced hepatic apoA-I secretion and peripheral efflux of cholesterol and phospholipid in CD36 null mice. Yue P, Chen Z, Nassir F, Bernal-Mizrachi C, Finck B, Azhar S, Abumrad NA. 2010 r., PLoS One, Т. 5(3), стр. e9906.


79. CD36-mediated cholesterol efflux is associated with PPARgamma activation via a MAPKdependent COX-2 pathway in macrophages. Bujold K, Rhainds D, Jossart C, Febbraio M, Marleau S, Ong H. 2009 r., Cardiovasc Res., Т. 83(3), стр. 457-64.


80. Selective role of sterol regulatory element binding protein isoforms in aggregated LDLinduced vascular low density lipoprotein receptor-related protein-1 expression. Costales P, Aledo R, Vérnia S, Das A, Shah VH, Casado M, Badimon L, Llorente-Cortés V. 2010 r., Atherosclerosis, Т. 213(2), стр. 458-68.


81. Human coronary smooth muscle cells internalize versican-modified LDL through LDL receptor-related protein and LDL receptors. Llorente-Cortés V, Otero-Viñas M, Hurt- Camejo E, Martínez-González J, Badimon L. 2002 r., Arterioscler Thromb Vasc Biol, Т. 22(3), стр. 387-93.