病理条件下白细胞与内皮细胞的粘附
作者：王金华 喀蔚波 孙大公 文宗曜
单位：北京大学医学部物理教研室 北京 100083
关键词：白细胞；内皮细胞；粘附
中国血液流变学杂志000402 摘要 某些病理条件下，白细胞可以大量聚集产生和释放蛋白水解酶、细
胞因子、氧自由基从而加重组织的损伤，并发生与内皮细胞粘附。三大类细胞粘附分子参与白细胞与内皮细胞的粘附。肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1等细胞因子调节着白细胞与内皮细胞的粘附。
中图分类号 R329.2+8 文献标识码 A
在生理情况下，白细胞尤其是单核细胞及组织中的巨噬细胞对人体有防卫作用，但在某些病理条件下，如炎症、动脉粥样硬化、烧伤、脑缺血、脑血栓形成、免疫性疾病、甚至衰老、缺血再灌注损伤时，白细胞可以大量聚集产生和释放蛋白水解酶、细胞因子、氧自由基从而加重组织的损伤，并发生与内皮细胞粘附。本文将着重综述粘附产生的病理原因、分子生物学机理的近年来的研究进展情况。
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1 病理条件下白细胞与内皮细胞的粘附
1.1 炎症
中性粒细胞与内皮细胞的粘附是炎症反应时中性粒细胞向炎症中心聚集以激活一系列杀菌机制的重要环节，白细胞和内皮细胞的粘附是有选择的，如急性炎症反应主要是中性粒细胞与血管壁的粘附，而慢性炎症反应则以单核细胞粘附为主，这是由于白细胞表达粘附分子的差异及细胞因子的不同调节所造成的。[1]
1.2 动脉粥样硬化
动脉粥样硬化(atherosclerosis)是危害人类健康的最常见、最严重的一种疾病，是许多心脑血管疾病发病的共同基础，是个复杂的过程。其特征是氧化修饰的低密度脂蛋白(LDL)积累，局部炎症免疫反应及动脉壁内的一氧化碳(NO)生物活性下降。功能异常的内皮细胞还可表达细胞粘附分子而有利于白细胞粘附于内皮表面并进一步的移至内膜下层。目前认为动脉粥样硬化发病过程中主要为单核细胞与内皮细胞的粘附，一氧化氮能抑制IL-1(白介素-1)诱发的内皮细胞粘附分子VCAM-1(血管细胞粘附分子)的基因表达水平，其作用呈现浓度及时间依赖性，是抗动脉粥样硬化的机制之一。[2]
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1.3 缺血再灌注损伤
在缺血再灌注损伤的发生过程中，白细胞起着极其重要作用，其中白细胞与血管内皮细胞的粘附是其病理效应的前提条件。缺血时产生氧自由基，在缺血期，白细胞便开始聚集并被活化，白细胞聚集于缺血组织是由于缺血受损组织释放组织蛋白酶，该酶裂解补体的第三个成分，成为有趋化活性的片断，吸引白细胞。白细胞呼吸爆发(静止的嗜中性细胞主要靠葡萄糖酵解取得能量，胞内储存有大量糖原，而巨噬细胞内有线粒体，靠氧化磷酸化合成ATP，并有较多的氧消耗，然而，在进行吞噬时，这两种细胞氧耗突然增加，称为呼吸爆发)是自由基的重要来源，也是组织损伤的重要原因。刘军[3]等人研究了大量脑缺血再灌注区ICAM-1表达与白细胞浸润及影响，发现在脑缺血再灌注早期，脑微血管内皮细胞ICAM-1免疫反应开始逐渐增加，再灌注48h达到高峰，再灌注14d接近正常水平，同时脑缺血区中性粒细胞浸润也随之增加，在时程上与ICAM-1表达同步，表明脑缺血再灌注ICAM-1的表达与中性粒细胞浸润密切相关。整合素表达上调，肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-1(IL-1)和血小板活化因子(PAF)也参与了白细胞聚集和活化。
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1.4 烧伤
烧伤机体内的一系列介质可最先激活中性粒细胞，使之表达膜表面分子，并与内皮细胞粘附而游出血管，激发氧自由基等物质的产生和释放，但大量中性粒细胞在血管内同时激活不但会导致机体早期抗感染能力下降，还会带来组织继发性损伤[4]。烧伤早期PMN(多形核中性粒细胞)还可使EC变形、收缩，细胞间间隙增大，EC单层通透性增大，而且PMN可引起EC损伤，β2整合素-CD11/CD18参与此损伤。烧伤血清可刺激PMN和EC分别表达CD11α/CD18、CD11b/CD18和ICAM-1从而加强PMN-EC粘附，对PMN在各脏器中滞留和组织损伤起作用，在烧伤后PMN-EC粘附中起重要作用。严重烧伤能使外周血PMN CD11b/CD18表达明显增高，CD11b/CD18不但介导基础状态下的PMN粘附，更是介导烧伤后引起大量PMN与EC粘附的主要分子。
1.5 创伤性休克及复苏
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创伤性休克及复苏时，PMN与内皮细胞粘附明显增强，与PMN-CD18的表达增加有关，中性粒细胞糖皮质激素复体(PMN-GR)的减数调节是PMN-CD18表达增加的原因之一；钠络酮可通过增加PMN-GR密度及抑制PMN-CD18表达而对机体起保护作用。
1.6 脑缺血与脑血栓
在缺血期，白细胞便开始聚集并被活化。白细胞聚集于缺血组织是由于缺血受损伤组织释放组织蛋白，该酶裂解补体的第三个成分成为有趋化活性的片断，吸引白细胞。白细胞发生呼吸爆发、产生氧自由基从而使缺血的细胞损伤，内皮细胞上表达的细胞间粘附分子-1(ICAM-1)有利于白细胞迁移至组织，在持续性大脑中动脉栓塞的小鼠中检测到ICAM-1表达明显升高，因为在持续局灶性大脑中动脉缺血后，ICAM-1可介导白细胞与内皮细胞粘附，加速白细胞的浸润，ICAM-1是造成脑缺血损伤和引起脑卒中病因重要因子。脑血栓形成白细胞CD11a、CD11b表达上调，白细胞与内皮细胞粘附明显增强。[5]
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白细胞与内皮细胞的粘附是缺血性中风发生、发展的关键因素。
1.7 其它
1.7.1 牙周炎 PMN是宿主抵抗牙周致病菌侵袭的重要吞噬细胞，炎症反应中PMN在趋化因子的作用下，通过其表面与内皮细胞粘附分子间的相互作用移出血管进入组织，与牙周炎的临床表现紧密机关。
1.7.2 异位性皮炎(AD) ICAM-1的表达与AD临床症状的严重程度有一定关系，并在AD的发病机理中起重要作用。
1.7.3 急性肺损伤 急性肺损伤时肺组织中大量PMN积聚的重要原因是PMN变形下降。粘附性增强所致，在通过肺毛细血管时易于滞留，从而进一步导致肺组织炎性损伤。
2 粘附的分子基础
白细胞在血管壁上的移行步骤为：附壁移动，激活和紧密粘附移行，白细胞及内皮细胞表面表达能够相互结合的粘附分子是发生这一过程的必要条件。在白细胞移行的每一步中，发挥主要作用的粘附分子不同。这些粘附分子主要有三大类。
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2.1 整合素族(integrin)
整合素为一类广泛表达的细胞粘附分子，是由α、β两个亚单位组成的异二聚集受体，存在于细胞膜上。α、β亚单位都是由细胞外区、胞膜区，细胞质区组成。α亚单位有Mg2+/Ca2_结合区，β亚单位上有富含半胱胺酸重复区。由于β亚单位不同，又分为β1、β2和β3亚族。整合素为联系细胞外环境与细胞内骨架之间的重要结构。与动脉粥样硬化关系密切的为β2整合素，即CD11/CD18系统，包括CD11a/CD18、CD11b/CD18、CD11c/CD18且CD11a/CD18、CD11b/CD18是参与动脉粥样硬化白细胞与内皮细胞粘附的主要粘附分子。
CD11a亚单位的分子量为180KD，由1063个氨基酸组成，有12个N键糖基化作用位点，其羧基端是较强的胞浆部分，氨基端是很长的胞外区，胞浆区由53个氨基酸组成，含有多个苏氨酸、丝氨酸残基，是磷酸化作用位点。而CD11b亚单位分子量为155KD，由1136-1137个氨基酸组成，有19个N键糖基化作用位点，胞浆区由19个氨基酸组成，含有多个苏氨酸，丝氨酸残基组成的可磷酸化作用的位点。CD11c亚单位分子量为150KD，由1144个氨基酸组成，有10个N键糖基化作用位点，胞浆区由29氨基酸组成，含有由多个苏氨酸，丝氨酸残基组成 可磷酸化作用的位点。CD11a、b、c亚单位的共同特点是：胞外区的氨基端有7个顺序排列的结构区，每个顺序排列的结构区约有60个氨基酸，第5、6、7顺序排列的结构区各有一个二价阳离子(Mg2+、Ca2+)结合位点；第2、3顺序排列的结构区之间有一个由187个氨基酸组成的插入序列(称additional domain)，该区具有60%的同源性，有识别功能，是结合配体的功能区，跨膜区有80%的氨基酸是相同的。为CD11a、CD11b、CD11c亚单位编码的mRNA大小分别是5.5Kb，4.9Kb,4.7Kb，能转录他们的基因位于16号染色体上。这一区域的基因也同时编码CD43和蛋白激酶C的β异物体，提示此基因族可能涉及白细胞粘附和激活。
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CD18亚单位分子量为94KD，由678个氨基酸组成，有一个由46个氨基酸组成的胞浆区，含有酪氨酸，多个苏氨酸，丝氨酸残基，是磷酸化作用的位点，胞外区有4个按顺序排列的两半胱氨酸富集区。从氨基端到这个半脱氨酸富集区是由247个氨基酸组成的高度保守区，同其它亚单位相比有60%80%的同源性，揭示这个高度保守区与配体的结合，异二聚体的形成等共同而基本的功能有关。为CD18是单位编码的mRNA大小为3.2Kb，共基因位于21号染色体长臂上。在激活白细胞表达的CD18介导了白细胞与角膜内皮细胞的粘附，这种粘附可被地塞米松所抑制。[6]
CD11a/CD18存在各种细胞，CD11b/CD18、CD11c/CD18表达于中性粒细胞，单核细胞、巨噬细胞及NK细胞。
2.2 选择素族(selectin)
选择素族是一簇具有相似氨基酸和相同组成形式的粘附分子。主要有三种，即时E-selectin,L-selectin,P-selectin，这三种粘附分子均参与了脑缺血损伤的炎症病理过程。此类分子均为高度糖基化的单链跨膜糖蛋白，其结构特点是氨基端有凝集素样区(约含120个氨基酸)接着为表皮生长因子(EGF)样区(约有40个氨基酸)，跨膜区，和细胞质区，没有RGD序列，选择素可能通过凝集素样结构结合于某靶细胞，EGF样区有调节凝集素样区的构型，和增加粘附的亲和力及特异性功能。
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E-selectin分子量为113KD，由589个氨基酸组成，胞外区含536个氨基酸，跨膜区含21氨基酸，胞质区含32个氨基酸，有11个N键连接的糖基化位点，有6个重要序列，粘粘附分子仅在活化血管内皮细胞表达，E-selectin的受体为粒细胞及单核细胞的唾液岩藻乳糖胺寡糖(Sialyl fucosy Lactosamine oligosaccharide)，在动脉粥样硬化和炎症反应过程，E-selectin表达都介导白细胞向病变部位的迁移，Gbe(银杏叶提取物)使脑血管内皮细胞减少E-selectin表达，进而抑制单核细胞、中性粒细胞与内皮细胞粘附。
L-Selectin分子量为90KD，由324个氨基酸构成，细胞外区含304个氨基酸，跨膜区含12个氨基酸，胞质区含18个氨基酸，含有10个N键连接的糖基化位点，有两个重复序列，L-Selectin介导白细胞与内皮细胞最初的粘附。
P-Selectin的分子量为140KD，由789个氨基酸构成，其细胞外区含730个氨基酸，跨膜区含24个氨基酸，胞质区含35个氨基酸，有12个N键连接的糖基化作用位点，有9个重复区，该蛋白伸出细胞膜外达40nm。该蛋白与动脉粥样硬化时中性粒细胞与内皮细胞的快速短促的粘附有关，氧自由基H2O2诱导内皮细胞表达P-Selectin,P-selectin介导H2O2诱导的血管内皮细胞与白细胞粘附。
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2.3 免疫球蛋白超家族(Ig Superfamily)
2.3.1 PECAM-1(platelet endothelial cell adhesion molecule)血小板源内皮细胞粘附分子，是细胞粘附分子免疫球蛋白超家族成员之一，主要在内皮细胞、血小板，粒细胞和一些淋巴细胞上表达。PECAM-1在炎症过程中调控内皮细胞通透性，介导白细胞跨内皮细胞迁移到炎症部位有重要作用，其作用机制与PECAM-1的磷酸化、PECAM-1在细胞膜上的分布改变及细胞骨架变化有关。在淋巴细胞从组织迁移淋巴毛细管时，PECAM-1表达明显上升。[2]
2.3.2 ICAM-1(intercellular adhesion molecule-1)细胞间粘附分子，是参与动脉粥样硬化白细胞与内皮细胞粘附的主要粘附分子之一。它可以在内皮细胞、白细胞中表达，但以血管内皮表达最强，正常时表达呈低水平，在细胞因子的作用下表达可增加。ICAM-1是由484个氨基酸组成，5个Ig样结构的细胞外区，加上疏水的跨膜区和较短的胞质区共同组成。ICAM-1的第一和第二细胞外区间含有精一缬一谷氨酸(RVE)序列，在第2细胞外区内含精一甘一谷一赖一谷氨酸(RGEKE)序列。为CD11a/CD18的结合部位，也可以和CD11b/CD18结合，编码ICAM-1的基因位于19号染色体上。ICAM-1介导缺氧再氧化(H/R)后PMN-VEC(血管内皮细胞)间的粘附反应。ICAM-1在脑缺血再灌注时的表达明显上升，增强了白细胞、脑微血管内皮细胞的粘附，可使中性粒细胞在脑缺血聚集，加重脑缺血区的血管损伤，白细胞在脑缺血区粘附到血管壁，游出血管是损伤脑周围组织前提条件。
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2.3.3 VCAM-1(Vascular Cell adhesion molecular)血管细胞粘附分子，只在细胞因子(IL-1,TNF-α)活化的血管内皮上表达。在细胞因子作用后3-72小时，即有表达。VCAM-1可与单核细胞，淋巴细胞有关的受体结合。
2.3.4 Cerebral Cell Adhesion Molecule:脑细胞粘附分子，脑毛细血管内皮细胞紧密结合形成高度保护作用的血脑屏障，脑细胞粘附分子介导白细胞与内皮细胞的粘附，并跨过血脑屏障。[7]
3 细胞因子的调控机理
内皮细胞的粘附与白细胞粘附是细胞因子调节的，主要的因子如下：
3.1 肿瘤坏死因子-α)TNF-α)
肿瘤坏死因子(TNF-α)呈浓度依赖性地增加内皮细胞与中性粒细胞或单核细胞粘附，并可诱导内皮细胞上ICAM-1，VCAM-1及E-selectin的表达，而剂量、时间依赖性地增加内皮细胞与中性粒细胞粘附，肿瘤坏死因子通过促进血管内皮细胞粘附白细胞及分泌炎性介质，增强中性粒细胞对内皮细胞粘附，激活巨噬细胞释放介素，介导组织损伤，TNF-α可上调内皮细胞上ICAM-1的表达，白细胞介素8(IL-8)可激发PMN上CD11/CD18的快速活化。
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3.2 白细胞介素-1(IL-1)是由单核细胞—巨噬细胞分泌的一种多肽，它分为IL-1α(33KD)、IL-1β(17KD)两类，IL-1可诱导内皮细胞表达ICAM-1、E-selectin。
3.3 脂多糖内毒素(PLS)主要前炎性因子均可诱导EC粘附性增高，周向东等人对内毒素条件下参与中性粒细胞一血管内皮细胞粘附研究发现，对内毒素刺激所致PMN-VEC间粘附过程中，CD18的表达为PMN快相增加粘附力的主要分子基础，而ELAM-1、ECAM-1则为VEC慢相增加粘附力的主要分子基础。
3.4 血小板活化因子(PAF)，通过增加伤后颈髓血管内皮细胞粘附分子的表达是导致血脊髓屏障损害的重要分子基础，PAF受体对伤后血管内皮细胞粘附分子的表达具有作用。PAF可活化PMN增加PMVEC上粘附分子的表达，并促进PMN-VEC粘附。
3.5 内皮素是一种多功能的细胞因子。循环血液中的白细胞与内皮细胞及固有组织细胞的粘附，是炎症反应和组织细胞损伤的重要环节，而主要由内皮细胞产生的内皮素，在介导细胞趋化、粘附，炎症介质等方面，参与并影响炎症反应。
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总之，近年来，白细胞与内皮细胞的粘附研究越来越受到人们的重视，随着研究的不断深入，许多粘附分子和调节因子被发现，人们对白细胞和内皮细胞粘附机理了解越来越多。
参 考 文 献
1，钟敏.PECAM-1与血管内皮细胞通透性及白细胞渗出.国外医学、生理、病理科学与临床分册.1999.10.28；19(5)：352-354.
2，霍玉庆、徐成斌等.一氧化氮抑制白介素-1诱导血管内皮细胞粘附分子-1的表达.基础医学与临床.1999.08；25；19(4)：38-41.
3，刘军、匡培根等.大鼠脑缺血再灌注区ICAM-1表达与白细胞浸润观察及外渗的影响.中国神经疾病杂志.1999.07.25；25147.198-200.
4，王进筠.烧伤急性期中性粒细胞的激活，国外医学.创伤与外科基本问题分析.1998.08.25；19(3)151-155.
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5，熊海、周东.脑血栓形成患者白细胞CD11a、CD11b的表达变化研究.1999.09.30；6(3)：147-152.
6，Shimoyama-M,Shimmura-s.Et.Suppression of nuclear factor Kappa B and CD18-mediated leukocyte adhesion to the corneal endothelium by dexamethasone.Invest-ophthalmol-vis-sci.1997 oct;38(11):2427-31.
7，Starzyk-RM,Rosenow-Cet.cerebral cell adhesion molecule:a novel leukocyte adhesion dterminant on blood-brain barrier capillary endothelium.J Infect Dis.2000 Jan;181(1):181-7. (余略)
(2000年10月27日收稿), http://www.100md.com
单位：北京大学医学部物理教研室 北京 100083
关键词：白细胞；内皮细胞；粘附
中国血液流变学杂志000402 摘要 某些病理条件下，白细胞可以大量聚集产生和释放蛋白水解酶、细
胞因子、氧自由基从而加重组织的损伤，并发生与内皮细胞粘附。三大类细胞粘附分子参与白细胞与内皮细胞的粘附。肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1等细胞因子调节着白细胞与内皮细胞的粘附。
中图分类号 R329.2+8 文献标识码 A
在生理情况下，白细胞尤其是单核细胞及组织中的巨噬细胞对人体有防卫作用，但在某些病理条件下，如炎症、动脉粥样硬化、烧伤、脑缺血、脑血栓形成、免疫性疾病、甚至衰老、缺血再灌注损伤时，白细胞可以大量聚集产生和释放蛋白水解酶、细胞因子、氧自由基从而加重组织的损伤，并发生与内皮细胞粘附。本文将着重综述粘附产生的病理原因、分子生物学机理的近年来的研究进展情况。
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1 病理条件下白细胞与内皮细胞的粘附
1.1 炎症
中性粒细胞与内皮细胞的粘附是炎症反应时中性粒细胞向炎症中心聚集以激活一系列杀菌机制的重要环节，白细胞和内皮细胞的粘附是有选择的，如急性炎症反应主要是中性粒细胞与血管壁的粘附，而慢性炎症反应则以单核细胞粘附为主，这是由于白细胞表达粘附分子的差异及细胞因子的不同调节所造成的。[1]
1.2 动脉粥样硬化
动脉粥样硬化(atherosclerosis)是危害人类健康的最常见、最严重的一种疾病，是许多心脑血管疾病发病的共同基础，是个复杂的过程。其特征是氧化修饰的低密度脂蛋白(LDL)积累，局部炎症免疫反应及动脉壁内的一氧化碳(NO)生物活性下降。功能异常的内皮细胞还可表达细胞粘附分子而有利于白细胞粘附于内皮表面并进一步的移至内膜下层。目前认为动脉粥样硬化发病过程中主要为单核细胞与内皮细胞的粘附，一氧化氮能抑制IL-1(白介素-1)诱发的内皮细胞粘附分子VCAM-1(血管细胞粘附分子)的基因表达水平，其作用呈现浓度及时间依赖性，是抗动脉粥样硬化的机制之一。[2]
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1.3 缺血再灌注损伤
在缺血再灌注损伤的发生过程中，白细胞起着极其重要作用，其中白细胞与血管内皮细胞的粘附是其病理效应的前提条件。缺血时产生氧自由基，在缺血期，白细胞便开始聚集并被活化，白细胞聚集于缺血组织是由于缺血受损组织释放组织蛋白酶，该酶裂解补体的第三个成分，成为有趋化活性的片断，吸引白细胞。白细胞呼吸爆发(静止的嗜中性细胞主要靠葡萄糖酵解取得能量，胞内储存有大量糖原，而巨噬细胞内有线粒体，靠氧化磷酸化合成ATP，并有较多的氧消耗，然而，在进行吞噬时，这两种细胞氧耗突然增加，称为呼吸爆发)是自由基的重要来源，也是组织损伤的重要原因。刘军[3]等人研究了大量脑缺血再灌注区ICAM-1表达与白细胞浸润及影响，发现在脑缺血再灌注早期，脑微血管内皮细胞ICAM-1免疫反应开始逐渐增加，再灌注48h达到高峰，再灌注14d接近正常水平，同时脑缺血区中性粒细胞浸润也随之增加，在时程上与ICAM-1表达同步，表明脑缺血再灌注ICAM-1的表达与中性粒细胞浸润密切相关。整合素表达上调，肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-1(IL-1)和血小板活化因子(PAF)也参与了白细胞聚集和活化。
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1.4 烧伤
烧伤机体内的一系列介质可最先激活中性粒细胞，使之表达膜表面分子，并与内皮细胞粘附而游出血管，激发氧自由基等物质的产生和释放，但大量中性粒细胞在血管内同时激活不但会导致机体早期抗感染能力下降，还会带来组织继发性损伤[4]。烧伤早期PMN(多形核中性粒细胞)还可使EC变形、收缩，细胞间间隙增大，EC单层通透性增大，而且PMN可引起EC损伤，β2整合素-CD11/CD18参与此损伤。烧伤血清可刺激PMN和EC分别表达CD11α/CD18、CD11b/CD18和ICAM-1从而加强PMN-EC粘附，对PMN在各脏器中滞留和组织损伤起作用，在烧伤后PMN-EC粘附中起重要作用。严重烧伤能使外周血PMN CD11b/CD18表达明显增高，CD11b/CD18不但介导基础状态下的PMN粘附，更是介导烧伤后引起大量PMN与EC粘附的主要分子。
1.5 创伤性休克及复苏
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创伤性休克及复苏时，PMN与内皮细胞粘附明显增强，与PMN-CD18的表达增加有关，中性粒细胞糖皮质激素复体(PMN-GR)的减数调节是PMN-CD18表达增加的原因之一；钠络酮可通过增加PMN-GR密度及抑制PMN-CD18表达而对机体起保护作用。
1.6 脑缺血与脑血栓
在缺血期，白细胞便开始聚集并被活化。白细胞聚集于缺血组织是由于缺血受损伤组织释放组织蛋白，该酶裂解补体的第三个成分成为有趋化活性的片断，吸引白细胞。白细胞发生呼吸爆发、产生氧自由基从而使缺血的细胞损伤，内皮细胞上表达的细胞间粘附分子-1(ICAM-1)有利于白细胞迁移至组织，在持续性大脑中动脉栓塞的小鼠中检测到ICAM-1表达明显升高，因为在持续局灶性大脑中动脉缺血后，ICAM-1可介导白细胞与内皮细胞粘附，加速白细胞的浸润，ICAM-1是造成脑缺血损伤和引起脑卒中病因重要因子。脑血栓形成白细胞CD11a、CD11b表达上调，白细胞与内皮细胞粘附明显增强。[5]
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白细胞与内皮细胞的粘附是缺血性中风发生、发展的关键因素。
1.7 其它
1.7.1 牙周炎 PMN是宿主抵抗牙周致病菌侵袭的重要吞噬细胞，炎症反应中PMN在趋化因子的作用下，通过其表面与内皮细胞粘附分子间的相互作用移出血管进入组织，与牙周炎的临床表现紧密机关。
1.7.2 异位性皮炎(AD) ICAM-1的表达与AD临床症状的严重程度有一定关系，并在AD的发病机理中起重要作用。
1.7.3 急性肺损伤 急性肺损伤时肺组织中大量PMN积聚的重要原因是PMN变形下降。粘附性增强所致，在通过肺毛细血管时易于滞留，从而进一步导致肺组织炎性损伤。
2 粘附的分子基础
白细胞在血管壁上的移行步骤为：附壁移动，激活和紧密粘附移行，白细胞及内皮细胞表面表达能够相互结合的粘附分子是发生这一过程的必要条件。在白细胞移行的每一步中，发挥主要作用的粘附分子不同。这些粘附分子主要有三大类。
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2.1 整合素族(integrin)
整合素为一类广泛表达的细胞粘附分子，是由α、β两个亚单位组成的异二聚集受体，存在于细胞膜上。α、β亚单位都是由细胞外区、胞膜区，细胞质区组成。α亚单位有Mg2+/Ca2_结合区，β亚单位上有富含半胱胺酸重复区。由于β亚单位不同，又分为β1、β2和β3亚族。整合素为联系细胞外环境与细胞内骨架之间的重要结构。与动脉粥样硬化关系密切的为β2整合素，即CD11/CD18系统，包括CD11a/CD18、CD11b/CD18、CD11c/CD18且CD11a/CD18、CD11b/CD18是参与动脉粥样硬化白细胞与内皮细胞粘附的主要粘附分子。
CD11a亚单位的分子量为180KD，由1063个氨基酸组成，有12个N键糖基化作用位点，其羧基端是较强的胞浆部分，氨基端是很长的胞外区，胞浆区由53个氨基酸组成，含有多个苏氨酸、丝氨酸残基，是磷酸化作用位点。而CD11b亚单位分子量为155KD，由1136-1137个氨基酸组成，有19个N键糖基化作用位点，胞浆区由19个氨基酸组成，含有多个苏氨酸，丝氨酸残基组成的可磷酸化作用的位点。CD11c亚单位分子量为150KD，由1144个氨基酸组成，有10个N键糖基化作用位点，胞浆区由29氨基酸组成，含有由多个苏氨酸，丝氨酸残基组成 可磷酸化作用的位点。CD11a、b、c亚单位的共同特点是：胞外区的氨基端有7个顺序排列的结构区，每个顺序排列的结构区约有60个氨基酸，第5、6、7顺序排列的结构区各有一个二价阳离子(Mg2+、Ca2+)结合位点；第2、3顺序排列的结构区之间有一个由187个氨基酸组成的插入序列(称additional domain)，该区具有60%的同源性，有识别功能，是结合配体的功能区，跨膜区有80%的氨基酸是相同的。为CD11a、CD11b、CD11c亚单位编码的mRNA大小分别是5.5Kb，4.9Kb,4.7Kb，能转录他们的基因位于16号染色体上。这一区域的基因也同时编码CD43和蛋白激酶C的β异物体，提示此基因族可能涉及白细胞粘附和激活。
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CD18亚单位分子量为94KD，由678个氨基酸组成，有一个由46个氨基酸组成的胞浆区，含有酪氨酸，多个苏氨酸，丝氨酸残基，是磷酸化作用的位点，胞外区有4个按顺序排列的两半胱氨酸富集区。从氨基端到这个半脱氨酸富集区是由247个氨基酸组成的高度保守区，同其它亚单位相比有60%80%的同源性，揭示这个高度保守区与配体的结合，异二聚体的形成等共同而基本的功能有关。为CD18是单位编码的mRNA大小为3.2Kb，共基因位于21号染色体长臂上。在激活白细胞表达的CD18介导了白细胞与角膜内皮细胞的粘附，这种粘附可被地塞米松所抑制。[6]
CD11a/CD18存在各种细胞，CD11b/CD18、CD11c/CD18表达于中性粒细胞，单核细胞、巨噬细胞及NK细胞。
2.2 选择素族(selectin)
选择素族是一簇具有相似氨基酸和相同组成形式的粘附分子。主要有三种，即时E-selectin,L-selectin,P-selectin，这三种粘附分子均参与了脑缺血损伤的炎症病理过程。此类分子均为高度糖基化的单链跨膜糖蛋白，其结构特点是氨基端有凝集素样区(约含120个氨基酸)接着为表皮生长因子(EGF)样区(约有40个氨基酸)，跨膜区，和细胞质区，没有RGD序列，选择素可能通过凝集素样结构结合于某靶细胞，EGF样区有调节凝集素样区的构型，和增加粘附的亲和力及特异性功能。
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E-selectin分子量为113KD，由589个氨基酸组成，胞外区含536个氨基酸，跨膜区含21氨基酸，胞质区含32个氨基酸，有11个N键连接的糖基化位点，有6个重要序列，粘粘附分子仅在活化血管内皮细胞表达，E-selectin的受体为粒细胞及单核细胞的唾液岩藻乳糖胺寡糖(Sialyl fucosy Lactosamine oligosaccharide)，在动脉粥样硬化和炎症反应过程，E-selectin表达都介导白细胞向病变部位的迁移，Gbe(银杏叶提取物)使脑血管内皮细胞减少E-selectin表达，进而抑制单核细胞、中性粒细胞与内皮细胞粘附。
L-Selectin分子量为90KD，由324个氨基酸构成，细胞外区含304个氨基酸，跨膜区含12个氨基酸，胞质区含18个氨基酸，含有10个N键连接的糖基化位点，有两个重复序列，L-Selectin介导白细胞与内皮细胞最初的粘附。
P-Selectin的分子量为140KD，由789个氨基酸构成，其细胞外区含730个氨基酸，跨膜区含24个氨基酸，胞质区含35个氨基酸，有12个N键连接的糖基化作用位点，有9个重复区，该蛋白伸出细胞膜外达40nm。该蛋白与动脉粥样硬化时中性粒细胞与内皮细胞的快速短促的粘附有关，氧自由基H2O2诱导内皮细胞表达P-Selectin,P-selectin介导H2O2诱导的血管内皮细胞与白细胞粘附。
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2.3 免疫球蛋白超家族(Ig Superfamily)
2.3.1 PECAM-1(platelet endothelial cell adhesion molecule)血小板源内皮细胞粘附分子，是细胞粘附分子免疫球蛋白超家族成员之一，主要在内皮细胞、血小板，粒细胞和一些淋巴细胞上表达。PECAM-1在炎症过程中调控内皮细胞通透性，介导白细胞跨内皮细胞迁移到炎症部位有重要作用，其作用机制与PECAM-1的磷酸化、PECAM-1在细胞膜上的分布改变及细胞骨架变化有关。在淋巴细胞从组织迁移淋巴毛细管时，PECAM-1表达明显上升。[2]
2.3.2 ICAM-1(intercellular adhesion molecule-1)细胞间粘附分子，是参与动脉粥样硬化白细胞与内皮细胞粘附的主要粘附分子之一。它可以在内皮细胞、白细胞中表达，但以血管内皮表达最强，正常时表达呈低水平，在细胞因子的作用下表达可增加。ICAM-1是由484个氨基酸组成，5个Ig样结构的细胞外区，加上疏水的跨膜区和较短的胞质区共同组成。ICAM-1的第一和第二细胞外区间含有精一缬一谷氨酸(RVE)序列，在第2细胞外区内含精一甘一谷一赖一谷氨酸(RGEKE)序列。为CD11a/CD18的结合部位，也可以和CD11b/CD18结合，编码ICAM-1的基因位于19号染色体上。ICAM-1介导缺氧再氧化(H/R)后PMN-VEC(血管内皮细胞)间的粘附反应。ICAM-1在脑缺血再灌注时的表达明显上升，增强了白细胞、脑微血管内皮细胞的粘附，可使中性粒细胞在脑缺血聚集，加重脑缺血区的血管损伤，白细胞在脑缺血区粘附到血管壁，游出血管是损伤脑周围组织前提条件。
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2.3.3 VCAM-1(Vascular Cell adhesion molecular)血管细胞粘附分子，只在细胞因子(IL-1,TNF-α)活化的血管内皮上表达。在细胞因子作用后3-72小时，即有表达。VCAM-1可与单核细胞，淋巴细胞有关的受体结合。
2.3.4 Cerebral Cell Adhesion Molecule:脑细胞粘附分子，脑毛细血管内皮细胞紧密结合形成高度保护作用的血脑屏障，脑细胞粘附分子介导白细胞与内皮细胞的粘附，并跨过血脑屏障。[7]
3 细胞因子的调控机理
内皮细胞的粘附与白细胞粘附是细胞因子调节的，主要的因子如下：
3.1 肿瘤坏死因子-α)TNF-α)
肿瘤坏死因子(TNF-α)呈浓度依赖性地增加内皮细胞与中性粒细胞或单核细胞粘附，并可诱导内皮细胞上ICAM-1，VCAM-1及E-selectin的表达，而剂量、时间依赖性地增加内皮细胞与中性粒细胞粘附，肿瘤坏死因子通过促进血管内皮细胞粘附白细胞及分泌炎性介质，增强中性粒细胞对内皮细胞粘附，激活巨噬细胞释放介素，介导组织损伤，TNF-α可上调内皮细胞上ICAM-1的表达，白细胞介素8(IL-8)可激发PMN上CD11/CD18的快速活化。
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3.2 白细胞介素-1(IL-1)是由单核细胞—巨噬细胞分泌的一种多肽，它分为IL-1α(33KD)、IL-1β(17KD)两类，IL-1可诱导内皮细胞表达ICAM-1、E-selectin。
3.3 脂多糖内毒素(PLS)主要前炎性因子均可诱导EC粘附性增高，周向东等人对内毒素条件下参与中性粒细胞一血管内皮细胞粘附研究发现，对内毒素刺激所致PMN-VEC间粘附过程中，CD18的表达为PMN快相增加粘附力的主要分子基础，而ELAM-1、ECAM-1则为VEC慢相增加粘附力的主要分子基础。
3.4 血小板活化因子(PAF)，通过增加伤后颈髓血管内皮细胞粘附分子的表达是导致血脊髓屏障损害的重要分子基础，PAF受体对伤后血管内皮细胞粘附分子的表达具有作用。PAF可活化PMN增加PMVEC上粘附分子的表达，并促进PMN-VEC粘附。
3.5 内皮素是一种多功能的细胞因子。循环血液中的白细胞与内皮细胞及固有组织细胞的粘附，是炎症反应和组织细胞损伤的重要环节，而主要由内皮细胞产生的内皮素，在介导细胞趋化、粘附，炎症介质等方面，参与并影响炎症反应。
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总之，近年来，白细胞与内皮细胞的粘附研究越来越受到人们的重视，随着研究的不断深入，许多粘附分子和调节因子被发现，人们对白细胞和内皮细胞粘附机理了解越来越多。
参 考 文 献
1，钟敏.PECAM-1与血管内皮细胞通透性及白细胞渗出.国外医学、生理、病理科学与临床分册.1999.10.28；19(5)：352-354.
2，霍玉庆、徐成斌等.一氧化氮抑制白介素-1诱导血管内皮细胞粘附分子-1的表达.基础医学与临床.1999.08；25；19(4)：38-41.
3，刘军、匡培根等.大鼠脑缺血再灌注区ICAM-1表达与白细胞浸润观察及外渗的影响.中国神经疾病杂志.1999.07.25；25147.198-200.
4，王进筠.烧伤急性期中性粒细胞的激活，国外医学.创伤与外科基本问题分析.1998.08.25；19(3)151-155.
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5，熊海、周东.脑血栓形成患者白细胞CD11a、CD11b的表达变化研究.1999.09.30；6(3)：147-152.
6，Shimoyama-M,Shimmura-s.Et.Suppression of nuclear factor Kappa B and CD18-mediated leukocyte adhesion to the corneal endothelium by dexamethasone.Invest-ophthalmol-vis-sci.1997 oct;38(11):2427-31.
7，Starzyk-RM,Rosenow-Cet.cerebral cell adhesion molecule:a novel leukocyte adhesion dterminant on blood-brain barrier capillary endothelium.J Infect Dis.2000 Jan;181(1):181-7. (余略)
(2000年10月27日收稿), http://www.100md.com