这项研究表明白细胞介素18（interleukin-18，IL-18）通过其两种受体——IL-18r与钠氯共同转运体（Na-Clco-transporter，NCC），促进了腹主动脉瘤的发生与进展。脂肪细胞和血管周围脂肪组织通过提高炎症细胞与血管组织细胞中IL-18、IL-18r和NCC的表达促进腹主动脉瘤的形成。
——摘自文章章节
研究背景
●肥胖是腹主动脉瘤的独立危险因素。血管周围脂肪组织(PVAT)也可预测未来心血管事件的发生。高脂饮食(HFD)诱导的肥胖增加了PVAT中瘦素和其他炎性细胞因子的表达，并促进腹主动脉瘤的生长。然而，PVAT促进腹主动脉瘤形成的机制仍不清楚。
●研究表明慢性主动脉炎症在腹主动脉瘤的发生发展中起重要作用。白细胞介素-18(IL-18)与急性冠状动脉综合征急性期后的不良结局相关。既往研究显示在人类腹主动脉瘤病变中IL-18和IL-18受体(IL-18r)的表达增加。在培养的平滑肌细胞(SMCs)、内皮细胞(ECs)和巨噬细胞中，IL-18诱导IL-6、干扰素-γ(IFN-γ)、IL-8和基质金属蛋白酶(MMPs)的表达，表明IL-18参与了腹主动脉瘤的发展
●在人类腹主动脉瘤病变与小鼠模型中IL-18及其受体共同定位于富含脂肪细胞的区域，提示脂肪细胞在促进腹主动脉瘤发展中可能起到作用
●IL-18存在两种受体——IL-18r与钠氯同向转运体（NCC）。IL-18通过IL-18r与NCC介导其信号转导，促进腹主动脉瘤的发生与进展。
研究方法
本项研究以健康人与腹主动脉瘤患者主动脉标本、腹主动脉瘤小鼠模型为研究对象，应用免疫荧光染色、免疫印迹、RT-PCR等分子生物学与组织学技术对IL-18、IL-18r以及NCC进行定位与定量检测，观察分析得出结论。
研究结果
●人类腹主动脉瘤与小鼠模型均表达NCC。
●血管紧张素II(AngII)诱导小鼠腹主动脉瘤模型的机制与IL-18r与NCC有关。IL-18r与NCC的单一或共同缺乏可延缓腹主动脉瘤的生长。
●IL-18可调节局部和全身炎症因子的产生。
●IL-18及其受体之间的相互作用取决与他们在腹主动脉瘤病变中的位置。
●脂肪细胞诱导炎症产生、血管细胞表达NCC以及IL-18与IL-18r的结合。
●脂肪细胞加强腹主动脉瘤相关细胞炎症因子的的表达与凋亡。
●血管周围脂肪组织促进小鼠腹主动脉瘤的发展。
●瘦素与脂肪酸结合蛋白4（FABP-4）调节IL-18与其受体的结合。
●人类腹主动脉瘤与小鼠模型均表达NCC
图1：NCC在人类腹主动脉与小鼠模型中的表达
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（1）1A-B免疫印迹分析评估与RT-PCR结果：IL-18(主要是其前体)在人腹主动脉瘤病变中的表达增加；每个样本中腹主动脉瘤病变中的IL-18r、IL-18和NCC的表达增加了2-4倍
（2）1C-H免疫荧光染色显示NCC定位于人腹主动脉瘤病变中巨噬细胞、T细胞、平滑肌细胞和内皮细胞上，并将IL-18与IL-18r定位于人腹主动脉瘤病变中。
（3）1I-M免疫荧光染色显示小鼠腹主动脉瘤模型中巨噬细胞、T细胞、平滑肌细胞和微血管内皮细胞上NCC的定位。
●血管紧张素II诱导的小鼠腹主动脉瘤模型涉及IL-18r与NCC。IL-18r与NCC的单一或共同缺乏降低腹主动脉瘤的生长。
图2：IL-18与NCC在AngII灌注诱导小鼠腹主动脉瘤模型机制中的作用
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2A.腹主动脉瘤形成前后血压变化。
2B.腹主动脉瘤直径。IL-18r与NCC单缺陷和双缺陷小鼠的腹主动脉瘤明显小于ApoE对照小鼠。
2C.死亡率无统计学差异。
2D.免疫荧光染色巨噬细胞阳性区域。相对于对照组小鼠，在IL-18r缺陷小鼠中，腹主动脉瘤病变中的巨噬细胞含量没有变化，但在NCC缺陷小鼠中下降，在双缺陷小鼠中进一步下降。
2E-F.CD4+与CD8+阳性T细胞数量：受体单缺陷小鼠和对照组小鼠的病变CD4+细胞数量没有差异，但受体双缺陷小鼠的病变CD4+细胞数量显著下降。两种单一受体缺陷小鼠的CD8+细胞明显少于对照组小鼠。NCC和IL-18r的复合缺失进一步降低了腹主动脉瘤中的CD8+细胞。
2G.IL-18r单缺陷和受体双缺陷小鼠的AAA病变中MMP-2和MMP-9活性降低。在IL-18r单缺陷小鼠的腹主动脉瘤损伤中，PromP-2下降，在受体双缺陷小鼠中也下降。
●IL-18调节局部和全身炎症因子的产生。
图3：NCC和IL-18r在腹主动脉瘤病变基质重塑和炎症因子表达中的作用。
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3A.腹主动脉瘤病变弹力纤维病断裂分级。
3B.胶原蛋白天狼红星染色分级。
3C.TUNEL+细胞数量。
3D.Ki67+细胞数量。
3E-F.血管壁α-Actin+与Myh11+平滑肌细胞丢失分级。
3G.Myh11+与Ki67+培养平滑肌增生情况。
3H.微血管数量。
3I.腹主动脉瘤病变中IL-6、γ-干扰素以及肿瘤坏死因子-α表达阳性区域。
3J.血浆IL-6与单核细胞趋化蛋白1（MCP-1）水平。
3K小鼠血浆γ-干扰素水平。
3L.小鼠血浆IL-4及IL-5水平。
●IL-18及其受体之间的相互作用取决与他们在腹主动脉瘤病变中的位置。
图4：小鼠腹主动脉瘤模型IL-18、NCC与IL-18r免疫荧光染色结果
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4A-B.IL-18与NCC在主动脉壁完整或弹力纤维断裂病变中的共同定位结果
4C.IL-18与NCC在病变周围脂肪组织中的共同定位结果。下图为弹力纤维苏木精—伊红染色，箭头表示弹力纤维断裂。
4D.FABP4与脂联蛋白在脂肪细胞中的定位。
4E.IL-18r与NCC共同定位结果
4F.IL-18与IL-18r在弹力纤维不同程度断裂病变中共同定位结果。
4G-I.IL-18与IL-18r在病变周围脂肪组织中共同定位结果；FABP4与脂联素染色。
4J.IL-18—IL-18和病变弹力纤维断裂—脂肪组织含量的相关曲线。
●脂肪细胞诱导炎症产生、血管细胞表达NCC以及IL-18与IL-18r的结合。
图5：脂肪细胞诱导IL-18、IL-18Rr和NCC的表达以及IL-18与其受体的结合
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5A-B.不同小鼠IL-18与巨噬细胞结合的共聚焦显微镜分析与定量
5C.不同处理后平滑肌细胞、内皮细胞和巨噬细胞上生物素与IL-18结合的抗生物素蛋白染色检测。
5D-E.平滑肌细胞、内皮细胞和巨噬细胞中NCC和IL-18受体的免疫印迹和定量。
5F-G.CD4+和CD8+T细胞IL-18和IL-18r的免疫印迹和定量。
5H.凋亡平滑肌细胞的免疫荧光染色
●脂肪细胞加强腹主动脉瘤相关细胞炎症因子的的表达与凋亡。
图6：小鼠腹主动脉瘤病变的特征。这些小鼠包括节食喂养、高脂饮食喂养以及瘦素基因纯和突变的肥胖小鼠。
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6A-F.腹主动脉直径、病变横截面区域、巨噬细胞区域、CD4+和CD8+T细胞数量和中层弹力纤维断裂等级。
6E-H.带有白色脂肪组织移植物的ApoE小鼠的腹主动脉瘤病变切片用于免疫荧光染色，以检测主动脉壁附近区域的细胞凋亡蛋白酶3（caspase-3）阳性细胞(箭头所示)和FABP4阳性的脂肪细胞
6I.酶联免疫吸附法(ELISA)测定正常或腹主动脉瘤小鼠血管周围脂肪组织中的瘦素含量结果。
●血管周围脂肪组织促进小鼠腹主动脉瘤的发展。
图7：脂肪组织诱导的IL-18、IL-18r和钠NCC的表达以及IL-18与其受体的结合。
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7A-B.瘦素与不同白色脂肪组织处理后IL-18与巨噬细胞结合的共聚焦显微镜分析结果,7B为代表性图像。
7C.FABP4和不同白色脂肪组织处理后巨噬细胞与IL-18结合的共聚焦显微镜分析
7D-E、H-G.瘦素、FABP4与不同白色脂肪组织处理后巨噬细胞与IL-18结合的免疫印迹和定量分析。
7F.RT-PCR测定NCC、IL-18r和IL-18在野生型（WT）和瘦素基因纯和隐形突变（ob/ob）小鼠巨噬细胞中的表达。
7I.不同白色脂肪组织中瘦素和FABP4的免疫印迹和定量分析
7J.RT-PCR测定了瘦素或FABP4处理的血管周围脂肪组织细胞中IL-18、IL-18r和NCC的表达。
●瘦素与脂肪酸结合蛋白4（FABP-4）调节IL-18与其受体的结合。
图8：血管外膜和血管周围脂肪组织(PVAT)中的脂肪细胞释放瘦素，瘦素反过来促进腹主动脉瘤发育过程中IL-18介导的巨噬细胞、T细胞、平滑肌细胞和内皮细胞(EC)的激活。
研究结论
●本研究建立了IL-18与实验性腹主动脉瘤的直接联系，以IL-18r和NCC为受体，揭示了IL-18通过脂肪因子瘦素和FABP4作用于腹主动脉瘤的新机制。NCC和/或IL-18r的缺乏均延缓了腹主动脉瘤的生长，表明这两种受体都参与了发病机制。
●这项研究支持了研究者先前结果，在小鼠和人类腹主动脉瘤中的发生与进展中，Th2免疫反应占主导地位。与ApoE对照小鼠相比，在NCC和IL-18r单缺陷或双缺陷小鼠的腹主动脉瘤病变中检测到较低水平的炎性细胞因子(IL-6，IFN-γ，TNF-α)。研究结果符合阻断IL-18活性后病变炎症减轻的情况。然而，NCC和IL-18r单缺陷或双缺陷小鼠的血浆IFN-γ水平明显高于对照组小鼠，尽管IL-18r与NCC双缺陷小鼠的血浆IL-6和MCP-1水平远低于对照组小鼠或NCC和IL-18r单基因敲除小鼠。这些结果支持腹主动脉瘤的Th2反应在其发生发展中占主导的结论。
●NCC-和IL-18r缺陷小鼠中腹主动脉瘤的生长显著得到延缓，表明IL-18r和NCC在AAA发生发展中的重要性，并表明IL-18抗体(例如GSK)、IL-18r拮抗剂(例如IL-18结合蛋白和抗IL-1RAcPL抗体)、炎症抑制剂或NCC抑制剂(例如噻嗪类利尿剂)在AAA预防或管理中具有一定的临床应用价值。
文献导读
腹主动脉瘤与动脉粥样硬化及其相关疾病的危险因素有许多相似之处。然而，由于触发主动脉扩张的关键机制似乎与动脉粥样硬化明显不同，腹主动脉瘤不应被视为动脉粥样硬化的变体。但是大多数实验模型和人类病理学样本中的研究表明，慢性主动脉炎症在腹主动脉瘤发病机制中起主要作用，这一点与动脉粥样硬化相似。
积极的生活方式和健康的饮食似乎可以降低主动脉扩张的风险。肥胖是腹主动脉瘤的一种独立危险因素，但在动脉瘤的形成过程中肥胖的参与机制仍不清楚。本篇发表在《欧洲心脏杂志》发表的文献中，作者通过IL-18及其受体IL-18r和NCC揭示了血管周围脂肪组织与腹主动脉瘤进展之间的联系。
该研究团队早先已经确定了IL-18在动脉粥样硬化中刺激巨噬细胞的作用，其在急性冠状动脉综合征的人类冠状动脉病变中水平增加。本研究描述了该细胞因子在腹主动脉瘤模型中的类似作用，其中IL-18不仅激活巨噬细胞，还通过上调IL-18r和NCC进一步影响T细胞活化、SMC凋亡以及内皮功能障碍和炎症。其中重要的脂肪因子衍生的刺激因子是瘦素，这种“饥饿激素”主要从脂肪细胞和肠上皮细胞中释放，进而调节FABP4以及机体的能量平衡。
在本项研究中，与双受体敲除相比，单个受体敲除动物的受损巨噬细胞和T细胞含量、基质重塑和MMP活性、血管生成、SMC耗竭和炎症因子的表达等均增加。IL-18r和NCC作为IL-18的受体都可以在腹主动脉瘤发生发展中起独立作用。
研究表明在小鼠腹主动脉瘤模型中，IL-18及其受体在主动脉炎症和血管扩张中起着重要的作用；另外对接受开放性腹主动脉瘤修复患者组织标本的研究也证实了IL-18和IL-18r的上调，进一步强调了IL-18在腹主动脉瘤发生和发展过程中的重要性。
总之，在主动脉壁内靶向阻断IL-18及其受体是一种可能有效的治疗腹主动瘤策略，可延缓腹主动脉瘤的进展、降低急性破裂的风险。正如作者所讨论的，已经存在几种抗体和药物，它们或者阻断IL-18(GSK)和IL-18r(抗IL-18受体激动剂)，或者抑制NCC(噻嗪类利尿剂)。在IL-18阻断治疗腹主动脉瘤患者的疗效被证实之前，必须进行大型动物模型实验，这些实验将比小鼠模型更好地反映主动脉扩张进程中的一些病理特点。
审校及组稿：医院血管外科吴忠隐医师
编译：医院第一医学中心血管外科郤逸夫
编辑：血管资讯Oliver
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