Как известно, в развитии воспалительного процесса участвуют разные типы клеток: лимфоциты, макрофаги, клетки эндотелия и другие. Межклеточные взаимодействия при воспалении осуществляются с помощью молекул адгезии, цитокинов, факторов роста и других сигнальных молекул, передающих информацию от клетки к клетке. Сравнительно недавно внимание исследователей привлекла система сигнальных молекул «рецептор CD40–лиганд CD40» (СD40–СD40L). Данная система участвует в формировании иммуновоспалительных реакций в сердечно-сосудистой системе, в тромбообразовании, развитии аутоиммунных болезней, реакциях отторжения трансплантатов [5].

Целью нашего обзора стало обобщение данных о роли системы CD40–CD40L в развитии СД и его сосудистых осложнений. Поиск информации осуществлен по ключевым словам в базах данных Medline/Pubmed и eLibrary.

Физиологическая роль системы CD40–CD40L

CD40L, также известный как CD154, является членом суперсемейства фактора некроза опухолей (ФНО). Экспрессия CD40L свойственна преимущественно активированным CD4+ Т-лимфоцитам и тромбоцитам, однако макрофаги, базофилы, NK-клетки и В-лимфоциты также могут экспрессировать этот лиганд. Продуцировать CD40L могут и негемопоэтические клетки: гладкомышечные, эндотелиальные, эпителиальные. Молекула CD40L существует в двух формах: мембраносвязанной и растворимой (последняя обозначается как sCD40L).

CD40L взаимодействует с рецептором CD40 – трансмембранным гликопротеидом, относящимся к семейству рецепторов ФНО. CD40 экспрессируется многими клетками, в наибольшей степени В-лимфоцитами и дендритными клетками. Взаимодействия CD40–CD40L играют важную роль в формировании воспаления, иммунного ответа, реакций отторжения трансплантата. Активация экспрессии CD40 в негематопоэтических клетках, как правило, связана с воспалением [5, 6].

Система CD40–CD40L и СД1

Как известно, СД1 в большинстве случаев представляет собой аутоиммунное заболевание, характеризующееся появлением аутоагрессивных клонов лимфоцитов, воспалительной инфильтрацией островков поджелудочной железы (инсулит), последующей деструкцией β-клеток и

абсолютной инсулиновой недостаточностью. В последние годы появились данные о роли системы CD40/CD40L в развитии аутоиммунного СД.

Оказалось, что аутоагрессивные клоны Т-лимфоцитов экспрессируют CD40, в то время как «недиабетогенные» Т-лимфоциты CD-40 – негативны. У мышей с аутоиммунным СД (линия NOD) наблюдается аккумуляция Т-хелперов, экспрессирующих CD40, в тимусе, селезенке и поджелудочной железе. Инфильтрация островков этими клетками приводит к дегрануляции β-клеток и, в конечном итоге, к развитию

СД [7]. У пациентов с аутоиммунным СД1 наблюдается повышение количества циркулирующих Т-лимфоцитов, экспрессирующих CD40.

Большинство этих клеток являются Т-лимфоцитами памяти, пролиферируют при контакте с аутоантигенами, специфичными для диабета, и секретируют провоспалительные цитокины [8].

Концентрация sCD40L в крови у больных СД1 повышена [9–13], коррелирует с уровнем других воспалительных маркеров: интерлейкина-6 (ИЛ-6), С-реактивного белка и с экспрессией CD40 в мононуклеарах [13].

β-клетки островков поджелудочной железы также экспрессируют CD40. Экспрессию CD40 в

β-клетках стимулируют «диабетогенные» цитокины:

ИЛ-1β, ФНО-

αи интерферон-

γ

[14]. На действие CD40L

β-клетки отвечают секрецией провоспа

лительных медиаторов: ИЛ-6, ИЛ-8, моноцитарного хемоаттрактантного протеина 1, макрофагального белка воспаления 1

β, а также усилением

синтеза молекул межклеточной адгезии ICAM-1 [15]. Установлено, что активация CD40 в островковых и протоковых клетках поджелудочной железы ведет к усилению экспрессии по меньшей мере 30 генов. Продукты большинства из них вовлечены в

развитие воспаления и окислительного стресса [16]. Таким образом, система CD40-CD40L принимает непосредственное участие в развитии аутоиммунной деструкции β-клеток при СД.

Изучаются возможности блокады данной системы в профилактике СД1. На модели аутоиммунного СД у мышей (линия NOD) показано, что

нейтрализация взаимодействия CD40– CD40L предупреждает размножение аутоагрессивных клонов Т-лимфоцитов [17] и значительно снижает

риск развития СД [18]. Введение антител к CD40L мышам 3–4-недельного возраста (время, когда обычно развивается инсулит) полностью предотвращает развитие инсулита и СД. Применение антител у мышей старше 9 недель не влияет на развитие заболевания. По-видимому, это объясняется тем, что взаимодействие CD40–CD40L имеет критическое значение в развитии СД на начальном этапе формирования

инсулита [19]. Нейтрализация CD40L может повышать эффективность использования других профилактических средств, в том числе инсулина. Показано, что интраназальная иммунизация ДНК проинсулина не предотвращает развитие СД у мышей линии NOD, несмотря на индукцию протективных Т-лимфоцитов и уменьшение явлений воспаления в островках. Вместе с тем, СД не развивается у животных, у которых иммунизация ДНК проинсулина проводится на фоне блокады CD40L [20].

Блокаторы системы CD40–CD40L могут оказаться полезными в профилактике реакций отторжения трансплантатов панкреатических островков. Показано, что у мышей линии NOD c пересаженными островками поджелудочной железы блокада CD40L предупреждает реакцию отторжения [21]. У крыс с аутоиммунным СД (линия DR-BB) введение антител к sCD40L препятствует развитию рецидива заболевания после пересадки островков [22].

Система CD40–CD40L и СД2

В ряде исследований зафиксировано увеличение содержания sCD40L в крови у больных СД

2 [9, 10, 23–27

]. Выявлена положительная взаимосвязь между sCD40L и гликемией [10, 24], а также между содержанием sCD40L и поздних продуктов гликирования [9]. Установлено, что гипергликемия и гиперинсулинемия повышают экспрессию CD40L в тромбоцитах. Cочетанное действие обоих факторов оказывает наибольший эффект на экспрессию CD40L [28]. Высвобождению CD40L из тромбоцитов способствует глюкоза и поздние продукты гликирования [29]. Улучшение контроля гликемии у больных СД2 сопровождается снижением уровня sCD40L в крови [26]. Интересно, что у здоровых лиц острая гипергликемия и гиперинсулинемия на фоне нормогликемии сопровождаются снижением содержания sCD40L [30].

Повышение sCD40L обнаружено у лиц с нарушенной толерантностью к глюкозе [23] и у пациентов с метаболическим синдромом [25, 27]. Обсуждается взаимосвязь между sCD40L, ожирением и резистентностью к инсулину. У больных СД2 содержание sCD40L связано с индексом массы тела [24]. Данная взаимосвязь прослеживается и при метаболическом синдроме [27]. Взаимосвязь между повышением уровня sCD40L в крови и инсулинорезистентностью обнаружена у мужчин с артериальной гипертензией [31] и у лиц с нарушенной толерантностью к глюкозе [25]. Эти наблюдения согласуются с концепцией воспаления как связующего звена между ожирением, инсулинорезистентностью и СД2. Согласно этой концепции, изменение секреции адипокинов и воспалительных медиаторов в жировой ткани при ожирении способствует снижению чувствительности к инсулину и нарушению функционального состояния

β

-клеток [32]. Показано, что адипоциты и преади

поциты способны экспрессировать CD40. Экспрессия CD40

у тучных лиц выше в подкожной, чем в висцеральной клетчатке, и коррелирует с индексом массы тела [33]. Воздействие на адипоциты CD40L приводит к секреции ИЛ-6, MCP-1, ИЛ-8 [34], уменьшает транспорт глюкозы, стимулированный инсулином, подавляет синтез субстрата инсулинового рецептора 1 и транспортера глюкозы GLUT4 [33]. Особенности экспрессии CD40 в адипоцитах при СД2 не изучены.

Система CD40–CD40L и атеросклероз

Активация системы CD40–CD40L в клетках крови и эндотелия сосудов рассматривается как важное звено в развитии атеросклероза. Показано, что у больных СД2 уровень sCD40L в крови взаимосвязан с выраженностью окислительного стресса и c активацией тромбоцитов [30]. Коллаген-индуцированная активация тромбоцитов, свойственная больным СД2, сопровождается усилением секреции СD40L и повышением синтеза ICAM-1 и МСР-1 в эндотелии [35]. Помимо эндотелия, СD40L оказывает влияние на тромбоциты и лейкоциты. Показано, что рекомбинантный СD40L стимулирует секрецию Р-селектина тромбоцитами, повышает адгезивно-агрегационную функцию тромбоцитов, стимулирует окислительный «взрыв» в нейтрофилах и секрецию ими матриксной металлопротеиназы 9 [21]. Сыворотка крови больных СД с повышенным уровнем CD40L в условиях

in vitro

стимулирует высвобождение молекул адгезии ICAM-1, VCAM-1 и метаболитов кислорода из моноцитов [10]. Изменение экспрессии цитокинов, хемокинов, молекул адгезии и матриксных металлопротеиназ под влиянием СD40–СD40L может способствовать дестабилизации атеросклеротических бляшек и развитию атеротромбоза [36]. Кроме того, sCD40L может участвовать в развитии атерогенеза, способствуя пролиферации гладкомышечных клеток сосудистой стенки [37].

В настоящее время sCD40L рассматривается как важный маркер воспаления и тромбообразования, повышение его уровня является фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний и связано с неблагоприятным прогнозом у больных ишемической болезнью сердца [38, 39]. Повышение уровня sCD40L у молодых больных СД1 оказалось взаимосвязано с ранним развитием атеросклероза сонных артерий. Ассоциация между sCD40L и толщиной интима/медиа сонных артерий сохраняла свою значимость после учета традиционных факторов риска [12]. Показано, что у больных СД2 повышенный уровень sCD40L в крови в острый период ишемического инсульта является предиктором риска повторных нарушений мозгового кровообращения [40].

Система CD40–CD40L и диабетическая нефропатия

Диабетическая нефропатия (ДН) до недавнего времени рассматривалась как невоспалительное поражение почек, в основе которого лежат метаболические и гемодинамические нарушения. В последние годы показано, что в развитии ДН принимает участие хроническое воспаление низкой интенсивности (англ. термин

«

low grade inflammation

»

). Воспаление в почках при СД характеризуется мононуклеарной инфильтрацией клубочков и интерстиция, повышенной секрецией провоспалительных цитокинов клубочковыми и канальцевыми клетками, повышенным содержанием воспалительных маркеров и медиаторов в крови и моче. Роль воспаления в развитии ДН обсуждалась в наших предыдущих работах [41, 42].

Накапливаются данные о роли системы СD40–СD40L в развитии хронических нефропатий. В почках человека СD40 экспрессируется в мезангиоцитах, париетальных эпителиальных клетках клубочков, эндотелиоцитах и эпителиоцитах канальцев. Экспрессия CD40 повышается при люпус-нефрите III и IV класса, IgA-нефропатии и других воспалительных заболеваниях почек [43]. Известно, что экспрессию СD40 в эпителиоцитах канальцев усиливает трансформирующий фактор роста

β

[44]. Взаимодействие CD40–CD40L стимулирует экспрессию NF-

κ

B-зависимых генов в этих клетках, в частности,

молекул межклеточной адгезии ICAM-1 и повышает адгезию

моноцитов к эпителиоцитам канальцев [45]. Кроме того, C

D40–C

D40L стимулирует синтез провоспалительных хемокинов: интерлейкина-8 и MCP-1 в канальцевых клетках [46], что создает условия для мононуклеарной инфильтрации интерстиция. Под влиянием СD40–СD40L канальцевые клетки усиливают продукцию ингибитора активатора плазминогена 1. Последний играет важную роль в торможении катаболизма коллагена и других компонентов внеклеточного матрикса. Таким образом, взаимодействие СD40–СD40L может оказывать фиброгенный эффект.

Можно предполагать, что рассмотренные патофизиологические реакции имеют место и при ДН. У больных СД1 обнаружено повышение мочевой экскреции sCD40, а также повышение содержания sCD40 в крови, что позволяет предполагать повышенную продукцию CD40. Установлено, что содержание sCD40L в крови у больных СД1 выше у пациентов с микроангиопатиями [47]. Длительное (в течение 16 лет) наблюдение за подростками и молодыми взрослыми с СД1 показало, что риск развития микроальбуминурии выше у больных с содержанием sCD40L в крови более 6 нг/мл. С поправкой на другие факторы риска, повышенное содержание sCD40L в крови увеличивало вероятность развития ДН в 4 раза [48].

Возможности терапевтического влияния на систему CD40–CD40L

В ряде работ изучено влияние лекарственных препаратов и характера питания на функционирование системы СD40–СD40L. Оказалось, что терапия симвастатином приводит к достоверному снижению уровня sCD40L в крови и уменьшает активность сигнального пути NF-κB в

моноцитах у больных СД1 [49]. Снижение концентрации sCD40L у больных СД2 наблюдалось на фоне терапии аторвастатином [50]. Это

соответствует данным экспериментальных исследований, показавших, что окисленные липопротеиды низкой плотности повышают синтез СD40 и СD40L в эндотелиальных и гладкомышечных клетках человека, в то время как симвастатин, церивастатин и аторвастатин оказывают дозозависимый ингибирующий эффект на синтез СD40 и его лиганда [51].

Имеются данные, что сахароснижающие агонисты PPAR-γ

(розиглитазон и пиоглитазон) снижают высвобождение СD40L из активированных

тромбоцитов [52]. Однако в клинических исследованиях не отмечено динамики в содержании sCD40L в крови при лечении больных СД2 розиглитазоном [50, 53]. На фоне терапии пиоглитазоном также не зафиксировано снижения содержания sCD40L в крови [54].

Недельный курс аспирина (в антиагрегантных дозах) приводит к снижению содержания sCD40L у больных СД2 [26]. Присоединение клопидогреля к аспирину у лиц с метаболическим синдромом также уменьшает sCD40L в крови [55].

Так называемая «средиземноморская диета» с добавлением оливкового масла или орехов, в отличие от низкожировой диеты, приводит к снижению уровня sCD40L в крови у больных СД2 с тремя или более факторами риска сердечно-сосудистых заболеваний [56].

Следует заметить, что данные о возможностях терапевтической коррекции активности системы CD40–CD40L следует рассматривать как предварительные, поскольку они получены в небольших по объему клинических исследованиях с невысоким уровнем доказательности.

Заключение

Представленные данные свидетельствуют об участии системы СD40–СD40L в развитии СД и его сосудистых осложнений. Сигналы, реализуемые через рецептор СD40, вовлечены в формирование аутоиммунного процесса при СД1, воспалительные реакции с участием жировой ткани при СД2, в развитие диабетической макроангиопатии и нефропатии. Это позволяет рассматривать систему СD40–СD40L как универсальное звено патогенеза, объединяющее иммуновоспалительные нарушения, гипергликемию и сосудистые осложнения СД. Определение экспрессии CD40 в клетках (лимфоцитах, моноцитах, адипоцитах), а также уровня sCD40L в биологических жидкостях (крови и моче) может использоваться для диагностики и прогнозирования течения иммуновоспалительных процессов при СД. Дальнейшее изучение возможностей фармакологической коррекции системы СD40–СD40L может стать основой для разработки новых терапевтических подходов к лечению СД и его осложнений.

Работа выполнена в рамках научного проекта, поддержанного грантом Президента Российской Федерации по государственной поддержке молодых российских ученых – докторов наук (грант МД-5725.2010.7).