心血管疾病（CVD）是 2 型糖尿病（T2DM）患者死亡的主要原因，约占该队列死亡人数的 50% 。因此，研究应侧重于开发针对早期动脉粥样硬化斑块发展的新干预措施，以降低该人群的心血管发病率和死亡率。
肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（TRAIL）是肿瘤坏死因子（TNF）超家族的成员。TRAIL 及其相关受体表现出广泛的组织分布，所有 TRAIL 受体均由内皮细胞表达，证明内皮细胞对这种配体的反应是合理的。几项体内研究表明，TRAIL 在血管系统中表现出血管保护特性。已经证明，TRAIL 在小鼠中分别发挥抗动脉粥样硬化和抗钙化作用的能力。
许多临床研究在高 CVD 负担的患者人群中检测血清 TRAIL 水平，在高危患者中，低水平的 TRAIL 与较差的预后相关。尽管这些发现表明 TRAIL 可能对动脉粥样硬化具有保护作用，但 TRAIL 介导的动脉粥样硬化保护作用的确切机制仍不清楚。初步数据表明，TRAIL 可能影响内皮细胞内的 ROS 表达。有研究证明了 TRAIL 能够上调血管内皮细胞中的内皮一氧化氮合酶（eNOS），导致一氧化氮（NO）产生增加，从而提出了 TRAIL 的抗炎、抗氧化作用。
爱尔兰RCSI医学院和博蒙特医院以及都柏林城市大学研究团队的一项实验曾使用人主动脉内皮细胞（HAECs），研究了 TRAIL 对暴露于血流动力学（振荡剪切应力，OSS）和体液（TNF-α，高血糖）促动脉粥样硬化刺激的内皮的血管保护作用。
首先，实验检查了 HAECs 在基础条件下对膜结合 TRAIL 受体的表达，发现 HAECs 表达四种 TRAIL 受体，与 DR4、DR5 和 DcR2 相比，DcR1 的表达水平似乎较低（图1）。DR5 似乎是该细胞群中表达的受体。DR4 和 DcR2 被表达，但程度低于 DR5。
图1 未经处理的 HAECs 的 TRAIL 受体表达。每个横线代表在特定引物熔解温度下衍生的 PCR 产物。引物熔化温度范围为 55 至 66°C。DcR1，诱饵受体1；DcR2：诱饵受体2、DR4：死亡受体4、DR5：死亡受体5、HAEC：人主动脉内皮细胞、TRAIL：肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体。
为了研究 TRAIL 在致动脉粥样硬化条件下对内皮细胞基因表达的影响，使用体外振荡流模型（±10 dynes/cm2，24 h）与 RT-qPCR 微阵列分析，研究在动脉粥样硬化流动介导的损伤过程中，被TRAIL（100 ng/ml，24 h）上调或下调的可能潜在靶基因。将 TRAIL 处理的 HAECs 暴露于 OSS 后的基因表达与不存在 TRAIL（即对照）暴露于 OSS 的 HAECs 诱导的基因表达进行比较。
在振荡流下，TRAIL 上调超氧化物歧化酶1（SOD1）、血红素加氧酶1（HMOX1）和一氧化氮合酶3（NOS3），并且编码具有抗氧化特性的酶的基因。此外，TRAIL 上调了编码血管保护性降钙素基因相关肽（CGRP）的降钙素相关多肽α（CALCA）。TRAIL 还下调促氧化剂内皮素1（EDN1）、趋化因子配体2（CCL2）、小窝蛋白1（CAV1）和转化生长因子β（TGF-β）。因此，在 OSS 下，TRAIL 似乎将基因表达转向更具抗氧化性的表型。
由于初步研究表明，TRAIL 可能促进抗氧化基因通路的激活，因此通过流式细胞术定量评估了 TRAIL 对静态 HAECs 中 TNF-α 诱导的氧化应激的影响。单独的 TRAIL（100 ng/ml，24 h）对基础 ROS 水平没有影响，而用 TNF-α（100 ng/ml，24 h）处理 HAECs 显著增加了 ROS 的形成。然而，TRAIL 显著减弱了 TNF-α 诱导的 ROS 生成 35%，从而证明了抗氧化作用（图2 a、b）。使用高血糖诱导的 ROS 形成作为有害刺激重复该实验，观察到类似的模式。高血糖刺激（30 mmol，24 h）显著增加了 ROS 的产生，而单独的 TRAIL（100 ng/ml，24 h）没有效果。然而，结合起来，TRAIL 在暴露于高血糖条件下的 HAECs 中显著减少了 60% 的 ROS 产生，进一步证明了 TRAIL 的抗氧化作用（图2 c、d）。
图2 TRAILs 对 HAECs 对促炎细胞因子诱导的 ROS 释放的影响。
（a、b）TNF-α暴露。（a）DHE 荧光强度的流式细胞术叠加。（b）每种条件的对照的平均 DHE 荧光直方图。（c+d）高血糖暴露。（c）DHE 荧光强度的流式细胞术叠加。（d）每个条件下相对于对照的平均DHE荧光直方图。
总之，这项研究增加了现有证据表明 TRAIL 是一种具有血管保护和动脉粥样硬化保护特性的多效性分子。通过这些实验，我们对 TRAIL 对参与氧化还原信号通路的各种基因的影响有了更深入的了解。研究表明，在致动脉粥样硬化的条件下，TRAIL 显著降低了血管系统中的氧化应激。TRAIL 对氧化还原信号的影响值得进一步研究，以便实现其治疗潜力。
参考文献：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.
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