心血管疾病（CVD）是 2 型糖尿病（T2DM）患者死亡的主要原因，約占該隊列死亡人數的 50% 。因此，研究應側重于開發針對早期動脈粥樣硬化斑塊發展的新干預措施，以降低該人群的心血管發病率和死亡率。
 

腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體（TRAIL）是腫瘤壞死因子（TNF）超家族的成員。TRAIL 及其相關受體表現出廣泛的組織分布，所有 TRAIL 受體均由內皮細胞表達，證明內皮細胞對這種配體的反應是合理的。幾項體內研究表明，TRAIL 在血管系統中表現出血管保護特性。已經證明，TRAIL 在小鼠中分別發揮抗動脈粥樣硬化和抗鈣化作用的能力。
 

許多臨床研究在高 CVD 負擔的患者人群中檢測血清 TRAIL 水平，在高危患者中，低水平的 TRAIL 與較差的預后相關。盡管這些發現表明 TRAIL 可能對動脈粥樣硬化具有保護作用，但 TRAIL 介導的動脈粥樣硬化保護作用的確切機制仍不清楚。初步數據表明，TRAIL 可能影響內皮細胞內的 ROS 表達。有研究證明了 TRAIL 能夠上調血管內皮細胞中的內皮一氧化氮合酶（eNOS），導致一氧化氮（NO）產生增加，從而提出了 TRAIL 的抗炎、抗氧化作用。
 

愛爾蘭RCSI醫學院和博蒙特醫院以及都柏林城市大學研究團隊的一項實驗曾使用人主動脈內皮細胞（HAECs），研究了 TRAIL 對暴露于血流動力學（振蕩剪切應力，OSS）和體液（TNF-α，高血糖）促動脈粥樣硬化刺激的內皮的血管保護作用。

首先，實驗檢查了 HAECs 在基礎條件下對膜結合 TRAIL 受體的表達，發現 HAECs 表達四種 TRAIL 受體，與 DR4、DR5 和 DcR2 相比，DcR1 的表達水平似乎較低（圖1）。DR5 似乎是該細胞群中表達最豐富的受體。DR4 和 DcR2 被表達，但程度低于 DR5。

圖1   未經處理的 HAECs 的 TRAIL 受體表達。每個橫線代表在特定引物熔解溫度下衍生的 PCR 產物。引物熔化溫度范圍為 55 至 66°C。DcR1，誘餌受體1；DcR2：誘餌受體2、DR4：死亡受體4、DR5：死亡受體5、HAEC：人主動脈內皮細胞、TRAIL：腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體。

為了研究 TRAIL 在致動脈粥樣硬化條件下對內皮細胞基因表達的影響，使用體外振蕩流模型（±10 dynes/cm2，24 h）與 RT-qPCR 微陣列分析，研究在動脈粥樣硬化流動介導的損傷過程中，被TRAIL（100 ng/ml，24 h）上調或下調的可能潛在靶基因。將 TRAIL 處理的 HAECs 暴露于 OSS 后的基因表達與不存在 TRAIL（即對照）暴露于 OSS 的 HAECs 誘導的基因表達進行比較。
 

在振蕩流下，TRAIL 上調超氧化物歧化酶1（SOD1）、血紅素加氧酶1（HMOX1）和一氧化氮合酶3（NOS3），并且編碼具有抗氧化特性的酶的基因。此外，TRAIL 上調了編碼血管保護性降鈣素基因相關肽（CGRP）的降鈣素相關多肽α（CALCA）。TRAIL 還下調促氧化劑內皮素1（EDN1）、趨化因子配體2（CCL2）、小窩蛋白1（CAV1）和轉化生長因子β（TGF-β）。因此，在 OSS 下，TRAIL 似乎將基因表達轉向更具抗氧化性的表型。
 

由于初步研究表明，TRAIL 可能促進抗氧化基因通路的激活，因此通過流式細胞術定量評估了 TRAIL 對靜態 HAECs 中 TNF-α 誘導的氧化應激的影響。單獨的 TRAIL（100 ng/ml，24 h）對基礎 ROS 水平沒有影響，而用 TNF-α（100 ng/ml，24 h）處理 HAECs 顯著增加了 ROS 的形成。然而，TRAIL 顯著減弱了 TNF-α 誘導的 ROS 生成 35%，從而證明了抗氧化作用（圖2 a、b）。使用高血糖誘導的 ROS 形成作為有害刺激重復該實驗，觀察到類似的模式。高血糖刺激（30 mmol，24 h）顯著增加了 ROS 的產生，而單獨的 TRAIL（100 ng/ml，24 h）沒有效果。然而，結合起來，TRAIL 在暴露于高血糖條件下的 HAECs 中顯著減少了 60% 的 ROS 產生，進一步證明了 TRAIL 的抗氧化作用（圖2 c、d）。

圖2   TRAILs 對 HAECs 對促炎細胞因子誘導的 ROS 釋放的影響。

（a、b）TNF-α暴露。（a）DHE 熒光強度的流式細胞術疊加。（b）每種條件的對照的平均 DHE 熒光直方圖。（c+d）高血糖暴露。（c）DHE 熒光強度的流式細胞術疊加。（d）每個條件下相對于對照的平均DHE熒光直方圖。

總之，這項研究增加了現有證據表明 TRAIL 是一種具有血管保護和動脈粥樣硬化保護特性的多效性分子。通過這些實驗，我們對 TRAIL 對參與氧化還原信號通路的各種基因的影響有了更深入的了解。研究表明，在致動脈粥樣硬化的條件下，TRAIL 顯著降低了血管系統中的氧化應激。TRAIL 對氧化還原信號的影響值得進一步研究，以便實現其治療潛力。

參考文獻：Forde H, Harper E, Rochfort KD, Wallace RG, Davenport C, Smith D, Cummins PM. TRAIL inhibits oxidative stress in human aortic endothelial cells exposed to pro-inflammatory stimuli. Physiol Rep. 2020 Oct;8(20):e14612. doi: 10.14814/phy2.14612. PMID: 33080110; PMCID: PMC7575224.

原文鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33080110/

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