The Role of Scavenger Receptor A and B in Atherosclerosis

[ TINJAUAN PUSTAKA ]

Peran Scavenger Receptor A dan B pada Proses Aterosklerosis Ermin Rachmawati, Mukhlis Imanto Fakultas Kedokteran, UniversitasLampung Abstrak Scavenger receptors (SR) adalah kelompok protein soluble terikat membran yang dapat berikatan dengan kompleks makromolekul dan patogen tertentu. Dinamakan SR berdasar kemampuannya berikatan dengan bentuk modifikasidari Low density Lipoprotein (LDL). SR terdiri dari 8 kelas reseptor yaitu kelas A, B, C, D, E, F, G, H. Kelas A terdiri dari SR-AI, SR-AII, MARCO. Kelas B meliputi SR-BI, SR-BII, CD36, LIMP-II dan CD163. Kelas C hanya memiliki satu anggota yaitu dSRC1. Kelas D terdiri dari CD68 dan makrosialin. Anggota Kelas E adalah LOX-1. Kelas F meliputi PSOX dan kelas G terdiri dari FEEL1 dan FEEL2 .Masing-masing kelas disandi oleh gen yang berbeda, namun berbagi satu ciri yang sama dalam hal kemampuan berikatan dengan LDL yang mengalami modifikasi seperti kelompok lisin atau arginine bermuatan positif yang dibutuhkan untuk memediasi interaksi elektrostatik dengan partikel lipid termodifikasi maupun ligand polianionik yang bermuatan negatif. Scavenger receptor memiliki banyak ligand : partikel LDL termodifikasi dan ligand polianionik lain seperti bakteri gram positif gram negatif, sel apoptosis, fibril beta amiloidan AGE. Ekspresi protein ini ditemukan di beberapa tipe sel yaitu makrofag, monosit, platelet, endotel, otot polos dan epitel. SR dideteksi baik pada jaringan vaskuler, adiposit dan jaringan steroidogenik. Simpulan : Peran SR-A dalam proses atherogenesis ialah menghilangkan deposit lipid termodifikasi dari sirkulasi darah dengan cara menelannya melalui proses endositosis pada dinding vaskuler. SR-BI dan SRBII memiliki peran anti atherogenik dengan memediasi efluks kolesterol ke partikel HDL ekstraseluler. [JK Unila. 2016; 1(1):193-202] Kata kunci: aterosklerosis, scavenger receptor A dan B

The Role of Scavenger Receptor A and B in Atherosclerosis Abstract Scavenger receptors are soluble membrane protein receptor family that binds to distinct macromolecular complex and pathogens and thus believed to be members of group of pattern recognition receptors. Scavenger receptors were originally defined by their ability to bind and internalize modified lipoproteins. SR family has expanded to include 8 different subclasses: SR A,B,C,D,E,F,G,H. SR-AI, SR-AII, MARCO are part of scavenger receptor A members while SR B comprises of SR-BI, SR-BII, CD36, LIMP-II dan CD163. SR C only have one member dSRC1 SR terdiri CD68, makrosialin are the classical type of subclass D SR. SR E consist of LOX-1, SR Fonly have one member PSOX and SR G have two members: FEEL1 and FEEL2. Each subclass have different structure but share the defining feature of being able to bind modified forms of LDL. SR expression is detected in many tissues like macrophages, monocyte, platelets, endothelial cells, smooth muschle, epithelial cells, adipocyte and steroidogenic tissues. These receptor targets the formation of foam cell through intracellular signal transduction which is mediated by MAPKinase pathway, JNK and Rho Kinase. SR-A eliminate the modified lipid in the circulation by inducing endocytosis in vascular wall. SRB-1 and II mediated the cholesterol eflux to HDL particle extracellular. This review only focus in SR-A and B. [JK Unila. 2016; 1(1):193-202] Keyword: atherosclerosis, scavenger receptor A and B Korespondensi: dr. Ermin Rachmawati, M.Biomed | Jln. Prof Soemantri Brodjonegoro No.1 Bandar Lampung HP. 081294558853 | e-mail: [email protected]

Pendahuluan Scavenger receptor dibagi menjadi delapan kelas yaitu A, B, C, D, E, F, G, H. Masing-masing anggotanya berbeda secara struktural namun berbagi satu ciri yang sama dalam hal kemampuan berikatan dengan LDL yang mengalami modifikasi. Karakteristik struktural yang homolog dari kelompok protein ini adalah adanya kelompok lisin atau arginin bermuatan positif yang dibutuhkan untuk memediasi interaksi elektrostatik dengan partikel lipid termodifikasi maupun ligand polianionik

bermuatan negatif. Terdapat bukti genetik bahwa SR kelas A yaitu SR-AI dan SR-AII dan dua anggota dari kelas B yaitu CD36 dan SR-BI, kelas D, E, F, CD68 SREC, SR-PSOX, dan LOX mempengaruhi perkembangan lesi aterosklerosis.1 Isi Aterosklerosis Istilah 'aterosklerosis' berasal dari bahasa Yunani yang artinya bubur, untuk menggambarkan isi dari plak ateromatous. Aterosklerosis adalah patologi yang

Rachmawati dan Imanto | Peran Scavenger Receptor A dan B pada Proses Arterosklerosis

mendasari penyakit jantung koroner. Aterosklerosis didefinisikan sebagai proses penyakit yang ditandai adanya reaksi inflamasi dengan respons fibroproliferatif akibat berbagai bentuk cedera endotel. Terdapat 3 bentuk lesi pada aterosklerosis, dimana lesi awal ditandai dengan terbentuknya fatty streak.1-3 Aterogenesis diinduksi oleh peningkatan lipoprotein aterogenik seperti LDL dan Very Low Density Lipoprotein (VLDL) di darah. Low Density Lipoprotein termodifikasi ini akan mengaktifkan sel endotel yang berada di dinding pembuluh darah, menarik monosit dari sirkulasi, kemudian menembus sel endotel untuk masuk ke tunika media danberdiferensiasi menjadi makrofag yang mengakibatkan sejumlah SR terekspresi didinding endotel dan di dinding makrofag. Scavenger Receptor yang terekspresi di endotel akan berikatan dengan LDL termodifikasi dan selanjutnya mengalami endositosis, sehingga terjadi akumulasi LDL termodifikasi dalam ruang subendotel. LDL termodifikasi ini akan berikatan dengan SR di makrofag yang kemudian diinternalisasi dan didegradasi oleh enzim lisosom untuk menghasilkan sel busa.1-3 Low Density Lipoprotein (LDL) termodifikasi tidak dapat berikatan dengan LDL reseptor dan hanya bisa berikatan dengan SR. Setiap kelas SR memiliki mekanisme yang berbeda dalam endositosis LDL termodifikasi yaitu (1) endositosis tergantung clathrin, (2)endositosis tidak tergantung clathrin, (3) endositosis yang dimediasi lipid. Keberagaman endositosis yang dimiliki oleh kelas SR ini mungkin berdasar perbedaan sekuens dan motif endositik yang dimiliki pada domain sitoplasmanya.4 Ikatan ligand dengan SR mengaktifkan aktivasi berbagai kaskade sinyal intraseluler dan menyebabkan keluaran fisiologis yang bervariasi diantaranya adalah apoptosis, disfungsi sel endotel, dan peroksidasi lipid. Scavenger Receptor-khususnya CD36 terbukti mengaktifkan jalur transduksi sinyal intraseluler melalui aktivasi src kinase, MAP kinase dan Vav family dari Guanine nucleotide exchange factors yang menghasilkan internalisasi ligand, pembentukan sel busa dan inhibisi migrasi makrofag. Model lain ditunjukkan oleh SR LOX-1 dimana pengikatan ligand menstimulasi produksi ROS, aktivasi MAPK

dan NF-KB dan menyebabkan peningkatan ekspresi gen molekul 5,6 adesi. Scavenger receptor berbeda dengan LDL-R dimana LDL-R memiliki mekanisme umpan balik negatif yakni jika terjadi akumulasi kolesterol di sel, ekspresi LDL-R akan berkurang, sementara SR memiliki mekanisme umpan balik positif yang menyebabkan terjadinya penumpukan kolesterol intrasel di dalam sel makrofag. Setelah LDL termodifikasi diinternalisasi dengan cara endositosis melalui SR, LDL termodifikasi akan dibawa ke lisosom dan dihidrolisasi untuk melepaskan kolesterol dan asam lemak bebasnya. Konversi dari kolesterol bebas menjadi kolesterol ester di makrofag dikatalisa oleh enzim AsetilkoA A asetil transferase (ACAT) dan kolesterol bebas dapat diubah oleh enzim mitokondria Cyp27 menjadi 27hydroxycholesterol satu dari beberapa oxysterol yang mengaktifkan perubahan pada transkripsi sel busa makrofag melalui reseptor inti Liver X receptor(LXR) 7 . Selain ditentukan dengan mekanisme transduksi sinyal, umpan balik positif, akumulasi dari lipid dan terbentuknya sel busa dipengaruhi juga oleh kegagalan mekanisme kolesterol efluks kepada HDL.8 ●

SR-A

SR kelas A terdiri dari setidaknya empat gen yaitu SR-A, MARCO, SRCL dan SCARA5. Gen SR-A dari tikus dan manusia berlokasi di kromosom 8 dan dapat ditranskripsikan menjadi dua atau tiga varian pemotongan ( SR-AI/II/III). Karakteristik molekuler SRA dimulai dengan kloning SRA sapi tahun 1990. Gen SR-A manusia mengkode 6 domain berbeda yang mengandung 11 ekson dengan panjang kurang lebih 80 kb. SRA tipe I mengandung (1) domain sitoplasma yang tersusun dari 50 asam amino, (2)domain membran-spanning sebanyak 26 asam amino, (3) domain spacer dengan 32 asam amino dan dua tempat N-glikosilasi, (4) struktur rodlike dengan 163 residu asam amino yang membentuk struktur α- heliks dan mengandung 5 tempat N-glikosilasi, (5) 72 residu yang membentuk domain seperti kolagen, dan (6)domain karboksi terminal kaya sistein JK Unila | Volume 1 | Nomor 1 | Juni 2016 |

194


yang mengandung 110 asam amino. Domain seperti kolagen berfungsi sebagai tempat interaksi reseptor dengan lipoprotein termodifikasi ataupun ligand bermuatan negatif karena mengandung kelompok lisin yang menbentuk lekuk muatan positif. 9 Dua varian SRA (tipe I dan II) dibentuk akibat sambungan yang berbeda dari gen yang sama. SRA tipe I dikode oleh ekson 1 sampai 8, 10 sampai 11 dan mengandung domain C-terminal kaya sistein dengan 110 asam amino. SRA tipe II dikode oleh ekson tipe 1 sampai 9 dan sedikit mengandung domain kaya sistein. SRAII identik dengan SRAtipe I kecuali hanya terdiri dari enam residu asam amino pada domain karboksi terminal kaya sistein. Baru-baru ini ditemukan varian lain, transkrip ketiga, dimana varian ini mirip dengan SRA tipe I namun tidak memiliki ekson 10, sehingga terjadi delesi sebagian dari domain sistein. Protein SRA1 terdiri dari 453 asam amino dan SRA tipe II terdiri dari 349 asam amino. Monosit manusia yang berhasil diisolasi mengekspresikan sejumlah kecil dari mRNA SRA, akan tetapi selama proses diferensiasi menjadi makrofag diekspresikan dalam jumlah besar. Peningkatan ekspresi terutama ditemukan pada SRA tipe I.9 Scavenger Receptor A diekspresikan pada sel makrofag (termasuk sel Kupfer, makrofag jaringan alveolar, limpa dan timus); sel endotel yang terletak di hati, sinusoid adrenal dan pada venula postkapiler sel endotel di kelenjar getah bening. Beberapa motif berbeda pada promoter SRA dibutuhkan untuk terjadinya ekspresi SRA di makrofag. Sampai saat ini hasil beberapa studi menyimpulkan bahwa transkripsi gen SRA dikendalikan oleh domain AP-a1 yang merupakan faktor transkripsi melalui aktivasi protein kinase C.10-12 Level ekspresi SR-A di makrofag dipengaruhi oleh beberapa sitokin diantaranya adalah TNF- α dan IFN-γ, dimana dua sitokin tersebut dihasilkan secara lokal pada lesi aterosklerosis dan terbukti menghambat aktivitas SRA pada makrofag melalui mekanisme transkripsional dan postranskripsional. Stres oksidatif, LDL termodifikasi, dan ester phorbol dapat meningkatkan level SR-A. Pengaruh Faktor pertumbuhan seperti MCSF dan GM-CSF sebagai salah satu faktor yang meningkatkan ekspresi SR-A

masih bersifat kontroversi. Faktor pertumbuhan lain yang diekspresikan di lesi aterosklerosis adalah PDGF dan TGFβ yang masing-masing menyebabkan peningkatan dan penurunan ekspresi dari SRA di makrofag. Baru-baru ini ditunjukkan bahwa PPARγ, regulator aktivasi makrofag menghambat ekspresi dari SRA.10 Reseptor multifungsional SRA dapat berikatan dengan makromolekul polianionik termasuk diantaranya adalah (1) LDL terasetilasi, LDL termodifikasi; (2) poliribonukleotida (poli G dan poli I tapi tidak poli A, T, C); (3) polisakarida termasuk LPS, LTA, dimana keduanya merupakan komponen permukan dari bakteri dan dextran sulfat; (4) fosfolipid anionik seperti fosfatidilserin. Tidak semua molekul polianionik adalah ligand SR-A. Perluasan dari penelitian ligand bagi SR-A menghasilkan penemuan lipidA dan prekursornya, lipid IVA sebagai molekul yang dapat berikatan dengan SR-A. Lipid A adalah merupakan unsur LipoPolisakarida yang terdapat pada permukaan bakteri gram negatif dan merangsang aktivasi makrofag untuk menimbulkan syok endotoksik. Pengikatan dan pengambilan LPS oleh cell line makrofag RAW264 dimediasi oleh SR-A. Pengambilan LPS di hati pada sebuah studi invivo ternyata dapat diblok oleh ligand SRA. SR-A dapat juga berikatan dengan bakteri gram positif seperti Streptococcus pyogenes, Streptococcus agalactiae,Streptococcus aureus, Enterococcus hirae, and Listeriamonocytogenes.11,12 SR-A terbukti sebagai salah satu molekul proatherogenik berdasar kemampuannya memediasi pengambilan LDL termodifikasi di sel makrofag. Defisiensi dari SR-AI dan SR-AII tidak hanya menghasilkan terbentuknya lesi aterosklerosis yang lebih besar namun juga meningkatkan adhesi makrofag dan peningkatan kerentanan terhadap bakteri dan virus. Pada tahun 1993, Fraiser etal mengisolasi antibodi monoclonal yang menghambat adesi makrofag yang tidak tergantung kalsium. Peneliti menunjukkan bahwa antibodi monoklonal ini bekerja pada molekul SR-A yang bertindak sebagai antigen dan berhasil membuktikan bahwa SR-A dapat memediasi adesi seluler dengan cara JK Unila | Volume 1 | Nomor 1 | Juni 2016 |

195


menarik fagosit mononuclear pada jaringan seperti halnya yang terjadi pada lesi aterosklerosis. Bukti lain peran SRA sebagai molekul proaterogenik adalah hasil salah satu percobaan menggunakan tikus knockout SRAI/II (Msr-/-) berhasil mengidentifikasi adanya pnurunan lesi aterosklerosis lebih dari 50%, penurunan pembentukan sel busasetelah diberi pakan dengan diet normal.11-13 Pada proses atherogenesis, SR-A meningkatkan deposit lipid termodifikasi dalam dinding pembuluh darah dengan menggunakan mekanisme endositosis, dimana ligand kemudian dibawa ke endosom dan dilanjutkan ke lisosom. Karena pH asam dari kompartemen ini, ligand LDL termodifikasi dilepaskan dari reseptor dan reseptor dapat didaur ulang kembali ke membran plasma. Lipid termodifikasi yang diambil melalui SR-A kemudian diproses oleh lisosom dan dipecah menjadi unit-unit penyusunnya yaitu kolesterol bebas dan asam lemak. Kolesterol bebas akan mengalami akumulasi dalam droplet lipid. Normalnya kolesterol bebas ini dapat didaur ulang menjadi partikel HDL dengan cara diangkut oleh SR-B1 dan transporter ABC, namun tampaknya transport ini menjadi rusak akibat berlimpahnya jumlah lipid termodifikasi yang dimakan. Makrofagmakrofag ini menjadi penuh dengan lipid dan tampaknya terperangkap pada dinding pembuluh darah dimana mereka mensekresi sitokin proinflamasi TNF-α, kemokins (contoh MCP-1) dan ROS, dan akan menarik sel inflamatori lainnya dan akhirnya menyebabkan kematian jaringan sehat disekitarnya.13,14 Glikasi nonenzimatik dari protein membran basalis arteri terjadi selama proses penuaan normal dan meningkat pada pasien diabetes. Seiring dengan bertambahnya waktu, glukosa ini membentuk produk Advance Glication ENdProduct (AGE). Advance Glication ENdProduct ini diambil oleh sel melalui jalur SR-A. Makrofag dapat menempel pada permukaan kolagen memban basalis tipe IV yang telah dimodifikasi dengan glukosa. Penemuan ini mengindikasikan peran penting SR-A pada peningkatan proses aterogenesis yang ditemukan pada pasien diabetes. Lebih lanjut ditunjukkan bahwa ligasi AGE pada SR-A menstimulasi makrofag untuk mensekresi sitokin

proinflamatori dan faktor pertumbuhan dan karenanya dapat meningkatkan penarikan monosit dan proses inflamasi pada lokasi lesi.14 ●

SR KELAS B

Kelas B dari SR terdiri dari setidaknya empat anggota yaitu CD36, SR-B, LIMPII dan CD163. SR kelas B ditetapkan bedasar identifikasi dari CD36 sebagai reseptor untuk ligand LDLtermodifikasi. Tidak seperti kelompok SR-A, CD36 adalah reseptor tipe III dengan domain transmembran multipel yang melintasi membran dua kali untuk membentuk lengkung ekstraseluler terglikosilasi dengan dua ekor pendek intraseluler. Kelas ini terdiri dari dua anggota dengan struktur yang sama : SRBI dan lisosomal integral membran protein II. Namun, meskipun CD36 dan SR-B1 memiliki derajat homologi yang tinggi, dua reseptor ini tampaknya memiliki peran yang berbeda pada metabolisme lipid dan aterosklerosis.15 ●

SR-BI

Gen SR-B1 berlokasi di kromosom manusia nomor 12 atau kromosom tikus nomor 5 dan mengkode dua isoform protein yaitu SR-BI dan SR-BII di monosit, makrofag, hepatosit, dan jaringan steroidogenik. Ekspresi SR-BI dan SR-BII berbagi 30% sekuens homolog asam amino dengan CD36 dan dapat berikatan baik dengan LDL termodifikasi juga HDL, LDL dan VLDL. Sebagai tambahan SR-BI mengenali ligand SR yang khas yaitu sel apoptosis, produk AGE, fosfolipid anionik, serum amiloid A dan β amiloid. Namun,meskipun SR-B ini memiliki homologi yang tinggi dan perangkat ligand yang sama, CD36 dan SR-BI memiliki fungsi yang berbeda pada metabolisme lipoprotein. Walaupun keduanya (SR-BI dan SR-BII) berikatan dengan HDL dengan afinitas tinggi, SR-BI memfasilitasi pengambilan kolesterol secara selektif dari dan transfer ke HDL, menandai bahwa SR-BI lebih memiliki peran penting dalam transport balik kolesterol.5,15,16 Peran SRB1 sebagai protein antiaterogenik disimpulkan dari hasil banyak studi baik menggunakan model delesi gen, atau model ekspresi berlebih JK Unila | Volume 1 | Nomor 1 | Juni 2016 |

196


menggunakan teknik transgenesis (transfer gen). Delesi dari gen SR-BI di tikus menyebabkan hiperkolesterolemia utamanya karena peningkatan level HDL dan penurunan sekresi kolesterol. Walaupun tikus yang tidak memiliki SR-BI tidak secara spontan menjadi aterosklerosis, ketika diberikan diet tinggi lemak/tinggi kolesterol, tikus-tikus tersebut mengalami aterosklerosis pada sinus aorta dibandingkan dengan tikus mormal sebagai kontrol. Aterosklerosis memburuk pada Srb1-/- dengan defisiensi dari apoE. Peran SR-BI pada aterosklerosis juga ditemukan pada model tikus Ldlr-/-. Pada penelitian lain, menggunakan tikus Srb1-/- ApoE-/yang diberi diet normal , setelah diobservasi ternyata sampel memiliki manifestasi klinis khas penyakit koroner seperti pada manusia termasuk adanya sumbatan koroner, infark miokard spontan, dan disfungsi serta hipertropi jantung.16 Ekspresi berlebih dari SR-BI hati pada tikus melalui transgenesis atau transfer gen yang dimediasi oleh adenovirus secara signifikan melindungi tikus dari berkembangnya proses aterosklerosis. Studi lainnya menggunakan hewan coba kelinci, ekspresi berlebih SRBI juga dikaitkan dengan peningkatan level apoB.5,16 Baik isoform SR-BI dan SR-BII terkonsentrasi di mikrodomain kaya kolesterol/sphyngomielin di membran plasma yang dinamakan caveolae. Caveolae pertama kali dijelaskan dengan mikroskop electron pada tahun 1953 oleh George Palade sebagai invaginasi bentuk tabung tidak berselimut berbatasan dengam membran plasma, berukuran 50-300nm. Caveola berfungsi untuk mempertahankan homeostasis kolesterol seluler dan kolesterol adalah penentu utama dari morfologi caveola. Caveolae dengan deplesi kolesterol berbentuk datar dan terekspos maksimal kepada komponen ekstraseluler sementara mikrodomain dengan kolesterol berbentuk invaginasi dengan sedikit paparan ekstraseluler. Jumlah kolesterol mengontrol morfologi caveolae dan mungkin juga fungsinya. Caveolae memediasi efluks dari kolesterol bebas yang berasal dari sintesis denovo atau LDL. Data terbaru menunjukkan bahwa caveolae adalah akseptor pertama dari SR-BI yang memediasi pengambilan selektif kolesterol ester oleh HDL. Sintesis

baru dari kolesterol mengalami translokasi dari retikulum endoplasma kepada caveolae dalam kompleks protein chaperone yang didalamnya terdapat protein caveolin. SR-B1 berlokasi di kaveola dan kompleks chaperon caveolin secara khusus sehingga secara kuat diduga bahwa tempat terjadinya kolesterol influx dan efluks adalah kaveola.17 Ekspresi SR-B1 ditingkatkan oleh PPARα, PPARγ, testosterone, PUFA atau TSA dan didownregulasi oleh LDL termodifikasi, TNFα, IL-1 atau lipopolisakarida. SR-BI lebih efektif ditranslasikan, mewakili 88% deteksi pada hati tikus sehingga mayoritas penelitian atau studi lebih berfokus pada isoform ini. Ekspresi SR-BI tinggi di sel hati dan markofag, juga di jaringan steroidogenik seperti kelenjar adrenal, ovarium dan testis.17 Reseptor ini memiliki dampak pada metabolisme lipoprotein melalui tiga mekanisme (1) SR-BI memediasi transfer kolesterol dari sel ke HDL dan (2) SR-BI memfasilitasi pengantaran selektif kolesterol ini dari HDL ke jaringan steroidogenik dan ke hati untuk ekskresi menuju asam empedu dan feses. Tidak seperti mekanisme endositik yang digunakan oleh reseptor LDL, pengambilan HDL kolesterol oleh SR-BI terjadi melalui transfer selektif dari lipid yang berasal dari HDL kepada sel tanpa adanya degradasi partikel HDL.17 ●

SR-BII

SR-BII merupakan varian sambungan mRNA dari SR-BI yang ditemukan pada manusia dan tikus. Varian ini ekspresikan dalam jumlah besar pada hati tikus. mRNA dari SR-BII memiliki ukuran yang mirip dengan SR-BI namun dengan ekor karboksi terminal sitoplasma yang berubah. SR-BII diekspresikan pada jaringan yang sama dengan SR-BI namun pada level yang lebih rendah, kemungkinan akibat instabilitas mRNAnya. Seperti SR-BI, SRBII memediasi pengambilan selektif kolesterol ester dari HDL, memfasilitasi efluks kolesterol dari sel kepada HDL. Efisiensi transfer lipid, bagaimanapun juga lebih rendah jika dibanding dengan SRBI.18

JK Unila | Volume 1 | Nomor 1 | Juni 2016 |

197


●

CD36

Gen CD36 berukuran kurang lebih 46 kb dan terletak di kromosom 7q11.2. Ditemukan 15 ekson pada gen CD36, namun hanya ekson3, 4 sampai 12 dan sebagian ekson 14 yang mengkode protein CD36. Sisa ekson lain membentuk daerah 3’-5’ yang tidak mengalami translasi(3’-5’ UTR). Ekson 1a, 1b, 1c, 1e dan 1f dilaporkan sebagai alternatif ekson pertama yang mengkode CD36 spesifik pada jaringan tertentu.19,20 Domain ekstraseluler protein CD36 diapit oleh dua domain transmembran dan dua domain sitoplasma. Domain ekstraseluler protein ini kaya dengan tempat glikosilasi pada atom N dan memiliki domain hidrofobik (berlokasi antara asam amino 184 sampai 204) yang dapat berinteraksi dengan membran plasma, daerah kaya proline (berlokasi antara asam amino 242-333), dan beberapa domain fungsional lain. Domain yang berlokasi antara asam amino 155-183 telah diindentifikasi berikatan dengan LDL termodifikasi, AGE, hexarelin- peptida yang dilepaskan GH dan EP80317. Tempat pengikatan LDL termodifikasi lainnya pada CD36 dilaporan pada domain yang dikode oleh asam amino 28-93 dan kemungkinan 120-155.21,22 LDL termodifikasi berikatan dengan CD36 melalui gugus lipidnya sementara dengan SR lainnya melalui gugus apoprotein. Menggunakan metode komputasi, diidentifikasi domain pengiktan LDL termodifikasi untuk dapat berikatan dengan CD36 mengandung struktur lekukan dengan muatan positif yang dibentuk oleh kelompok lisin yang bereaksi secara spesifik dengan muatan negatif dan merupakan sebuah fosfolipid dengan kelompok sn-2 acyl yang bergabung dengan sebuah terminal γ-hydroxy(or oxo)α,β-unsaturated carbonyl (oxPCCD36)yang dibentuk selama proses oksidasi LDL. LDL termodifikasi yang berikatan dengan CD36 kemudian akan diendositosis melalui jalur yang tidak tergantung caveolae, caveolin 1 dan klatrin.23 LDL termodifikasi yang telah diendositosis menginduksi perubahan kompleks transkripsional pada makrofag termasuk upregulasi dari ekspresi CD36 melalui aktivasi Protein Kinase C yang dilanjutkan dengan aktivasi PPARγ melalui

jalur p38 MAPK. Tahapan selanjutnya adalah heterodimerisasi PPARγ dengan RXR. Kompleks PPARγ-RXR berikatan dengan PPRE pada promoter CD36 dan menginduksi peningkatan ekspresi CD36. Hasil dari penelitian lainnya dipaparkan bahwa Protein Kinase B juga terlibat pada upregulasi dari CD36 sebagai respons dari akumulasi LDL termodifikasi. Ekspresi berlebih dari PKB di makrofag merangsang promoter CD36 juga gen reporter yang mengatur elemen PPARγ. Adanya LDL termodifikasi akan menginduksi aktivasi faktor transkripsi NFKB di makrofag melalui aktivasi Protein Kinase C sehingga terjadi ekspresi CD36.21-23 CD36 dan SRA I/II adalah reseptor utama yang bertanggungjawab untuk mengikat dan mengambil LDL termodifikasi di makrofag. Upregulasi CD36 oleh LDL termodifikasi penting untuk diferensiasi makrofag menjadi sel busa melalui aktivasi MAPKinase, JNK1 dan JNK2, Lyn dan MEKK2(keluarga protein Src). Anggota dari keluarga protein Vav yaitu GEF berperan sebagai kunci sinyal antara. Lyn dan MEKK mengaktifkan GEF, kemudian GEF mengaktifkan protein Rac,Rho, FAK. Aktivasi FAK, Rac, Rho akan menyebabkan terjadinya polimerisasi aktin sehingga makrofag kehilangan polaritas dan motilitasnya. Modulasi dinamisitas sitoskeleton pada makrofag menyebabkan sel ini mengalami retensi dan berkahir pada terbentuknya sel busa juga terjebaknya makrofag pada plak aterosklerosis.24,25 ●

CD163

Anggota scavenger receptor sisteine rich super family (SRCR-SF) secara struktural dibagi menjadi dua kelompok. Kelompok A mengandung domain SRCR dengan enam residu sistein yang dikode oleh dua ekson. Kelompok B bisanya terdiri dari enam sampai delapan sistein dan dikode oleh satu ekson. Secara struktur, kelompok B juga dibagi lagi menjadi dua subkelompok berdasar adanya atau absennya domain ekstraseluler lain.26 CD163 secara struktural merupakan anggota dari SRCR-SF kelompok B subkelompok 1. Domain ekstraseluler dari JK Unila | Volume 1 | Nomor 1 | Juni 2016 |

198


CD163 terdiri dari sembilan domain SRCR. Transkrip utama gen CD163 mengkode protein dengan 1076 asam amino dengan bagian ekstraseluler terdiri dari 1003 asam amino, Segmen tunggal domain transmembran sebanyak 24 asam amino; dan domain sitoplasmik dengan 49 asam amino.26 Lima isoform berbeda dari CD163 telah berhasil diidentifikasi. Masing-masing berbeda pada struktur domain sitoplasma dan tempat terjadinya fosforilasi. Tiga dari isoform ini menggambarkan bentuk sambungan yang berbeda dari domain sitoplasma dan variasi jumlah asam amino. Empat puluh dua asam amino pertama setelah domain transmembran dijumpai pada ketiga isoform. Dua kemungkinan alternatif sambungan dikonservasi pada bagian ekstraseluler dari molekul imi, satu molekul membentuk stop kodon sehungga menghasilkan bentuk terpotomg dari protein yang memiliki domain SRCR tiga pertama, sementara lainnya memiliki tambahan 33 asam amino antara SRCR5 dan 6 domain.27 Sekuens genomik molekul dari gen CD163 terdiri dari 17 ekson dan 16 intron dan memliki berat molekul setidaknya 35 23. Ekson 1 terdiri dari start codon dan mengkode bagian N-terminal dari signal peptide. Bagian C-terminal dari sekuens signaling dikode oleh ekson 2 dan dua nukleotida dari ekson 3. Masing-masing dari 9 domain SRCR dikode oleh ekson yang berbeda. Panjang dari ekson ini bervariasi antara 309-324 nukleotida. Ekson-ekson ini dipisahkan oleh intron fase I. Lokasi kromosomal dari gen CD163 adalah pada kromosom 12p13. Kesalahan pengaturan dari lengan pendek kromosom 12 aalah salah satu abnormalitas sitogenetik terbanyak yang dijumpai pada kelainan malignansihematologis yang termasuk treanslokasi, insersi, inverse dan delesi.28 Secara general, SR ini secara selektif diekspresikan oleh sel turunan monositmakrofag.24 CD163 diekspresikan pada makrofag jaringan matur, yang dijumpai berlimpah di limpa, plasenta dan hati (sel Kupffer), kelenjar getah bening, timus, sumsum tulang, otak, paru dan peritoneum. Ekspresi CD163 dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya siklosporin A dan ester phorbol. Perlakuan dengan kedua bahan

tersebut menyebabkan penurunan ekspresi CD163 di permukaan sel. CD163 diatur pula oleh mediator pro dan antiinflamasi. Sebagai contoh: TNFα dan IFNγ, LPS , TGF β menyebabkan penurunan ekspresi reseptor ini. Disisi lain glukokortikoid, IL6, IL10, steroid menginduksi peningkatan ekspresi dari CD163.29,30 CD163 adalah marker molekul permukaan yang berkontribusi pada adhesi monosit di sel endotel aktif, namun ligand untuk CD163 pada sel endotel masih belum diketahui. Pada fase anti inflamasi, monosit yang mengekspresikan CD163 bergerak dari sirkulasi menempel pada sel endotel, sementara pada tahap awal inflamasi CD163 monosit menempel melalui protein adhesion yang berbeda di sel endotel.31,32 Reseptor ini diidentifikasi pada makrofag sebagai reseptor adesi untuk eritoblast, dugaannya bahwa CD163 berperan pada proses eritropoesis. CD163 merupakan mediator melawan inflamasi sitemik yang berperan dalam fase resolusi inflamasi baik pada inflamasi akut maupun kronis. CD163 banyak ditemukan dalam jumlah tinggi pada jaringan yang mengalami inflamasi dimana fungsinya untuk menurunkan modulasi respons makrofag pada fase inflamasi.33 Penting juga diketahui bahwa ekspresi CD163 diatur selama respons imun alami awal. CD163 berpartisipasi dalam induksi toleransi dan regenerasi jaringan. CD163 yang larut plasma dapat menghambat aktivasi dan proliferasi dari limfosit T manusia secara invitro, karenanya dapat menekan respons imun. Dikatakan juga bahwa bentuk CD163 yang larut plasma memiliki kemampuan menekan kerja dari sel T CD4+ secara langsung.34 Fungsi CD163 yang sudah dipelajari dengan baik adalah untuk klirens dari hemoglobin bebas dan partisipasinya dalam antiinflamasi sebagai faktor terlarut plasma. Jika terjadi inflamasi dalam tubuh manusia, maka pasien terpapar dengan heme/hemoprotein akibat hemolisis intravaskuler dan kerusakan jaringan, dimana kehadiran CD163 merupakan sistem yang sangat efisien untuk menghilangkan efek toksik dari hemoglobin proinflamasi. Fungsi klirens hemoglobin oleh CD163 dicapai dengan cara internalisasi kompleks hemoglobin/ JK Unila | Volume 1 | Nomor 1 | Juni 2016 |

199


haptoglobin melalui mekanisme endositosis. Selanjutnya subunit heme dari Hb didegradasi oleh enzim antioksidatif di lisosom menjadi metabolit antiinflamasi. Bentuk terlarut plasma CD163 banyak ditemukan di plasma manusia, dan merupakan biomarker makrofag spesifik yang relevan untuk deteksi penyakit arteri koroner, aterosklerosis, transplantasi, kanker, Reumatoid Arthritis. Salah satu ciri dari penyakit-penyakit diatas adalah bahwa pasien Walaupun belum ada laporan tentang efek dari CD163 terhadap LDL termodifikasi, namun perlu diingat bahwa makrofag yang menetap di jaringan yang mengekspresikan reseptor ini didesain untuk membersihkan produk berbahanya bagi host dimana salah satunya adalah LDL termodifikasi. Belum ada mekanisme yang menjelaskan peranan CD163 dalam mengikat lipoprotein termodifikasi, keterkaitannya dalam pembentukan sel busa dan proses aterosklerosis secara lebih detail.35 Ringkasan Scavenger receptor merupakan kelompok protein yang larut dalam membran. Kelompok protein ini berikatan dengan LDL termodifikasi dan mempengaruhi perkembangan lesi aterosklerosis. Dalam proses aterogenesis SR-A menyebabkan akumulasi dari lipid termodifikasi dalam dinding subendotel, yang selanjutnya hasil pemecahan lipid ini akan menarik mediator dan sitokin inflamasi sehingga terbentuklah sel busa. Berbada halnya dengan SR-A, SR-B memfasilitasi efluks dari HDL dan CD163 bekerja meningkatkan klirens dari LDL termodifikasi. Simpulan Atherosklerosis adalah penyakit yang bersifat progresif dimana perkembangan lesinya dipengaruhi oleh ekspresi SR pada dinding endotel dan makrofag. Sifat aterogenik SR-A dan antiaterogenik SRBdan CD16 antiaterogenik diharapkan dapat menjadi target untuk pengembangan obat dislipidemia di masa akan datang. Daftar Pustaka 1. Ross R, Glomset JA. Atherosclerosis and the arterial smooth muscle cell: proliferation of smooth muscle is a key event in the genesis of the lesions of

atherosclerosis. Science 1973; 180:1332-9 2. Stary HC, Chandler AB, Glagov S. A definition of initial, fatty streak, and intermediate lesions of atherosclerosis: a report from the committee on vascular lesions of the council on arteriosclerosis, American heart association. Circulation. 1994; 89:2462-78. 3. Murphy JE, Tedbury PR, HomerVanniasinkam S, Walker JH, Ponnambalam S. Biochemistry and cell biology of mammalian scavenger receptors. Atherosclerosis. 2005; 182(1):1–15. 4. Berliner JA, Navab AM. Fogelman JS, Frank LL, Demer PA, Edwards AD, et al. Atherosclerosis: basic mechanisms. oxidation, inflammation, and genetics. Circulation. 1995; 91:2488–96. 5. Pluddemann A, Mukhopadhyay S, Gordon S. The interaction of macrophage receptors with bacterial ligands. Expert Reviews in Molecular Medicine. 2006; 8:1–25. 6. Adachi H, Tsujimoto M, Arai H, Inoue K. Expression cloning of a novel scavenger receptor from human endothelial cells. J Biol Chem. 1997; 272:31217–20. 7. chen j, mehta jl, haider n, zhang x, narula j, li d. role of caspases in oxldl-induced apoptotic cascade in human coronary artery endothelial cells. Circ Res. 2004; 94:370–6. 8. Soccio RE, Breslow JL. Intracellular cholesterol transport. Arterioscler. Thromb Vasc Biol. 2004; 24:1150–60. 9. Tall AR, Wang N. Tangier disease as a test of the reverse cholesterol transport hypothesis. J Clin Invest. 2000; 106: 1205–7. 10. Gough PJ, Greaves DR, Gordon S. A naturally occurring isoform of the human macrophage scavenger receptor (sr-a) gene generated by alternative splicing blocks modified ldl uptake. J Lipid Res. 1998; 39:531–43. 11. Luoma J, Hiltunen T, Sa¨rkioja T, Moestrup SK, Gliemann J, Kodama T, Nikkari T, Yla¨-Herttuala S. Expression of a2-macroglobulin receptor/low density lipoprotein receptor-related protein and scavenger receptor in human JK Unila | Volume 1 | Nomor 1 | Juni 2016 |

200


12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

atherosclerotic lesions. J Clin Invest. 1994; 93:2014–21 Mietus Snyder M, Friera A, Glass CK, Pitas RE. Regulation of scavenger receptor expression in smooth muscle cells by protein kinase c: a role for oxidative stress. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 1997; 17:969 –78. Van der Kooij MA, Morand OH, Kempen HJ, Van Berkel TJC. Decrease in scavenger receptor expression in human monocyte– derived macrophages treated with granulocyte macrophage colony– stimulating factor. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 1996;16:106–14. Geng Y, Kodama T, Hansson GK. Differential expression of scavenger receptor isoforms during monocytemacrophage differentiation and foam cell formation. Arterioscler Thromb. 1994; 14:798–806. Mietus-Snyder M, Glass CK, Pitas RE. Transcriptional activation of scavenger receptor expression in human smooth muscle cells requires ap-1/c-jun and c/ebpbeta: both ap-1 binding and jnk activation are induced by phorbol esters and oxidative stress. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 1998; 18:1440–49. Ricote M, Li AC, Willson TM, Kelly CJ, Glass CK. The peroxisome proliferatoractivated receptor-gamma is a negative regulator of macrophage activation. Nature. 1998; 391:79–82. Rigotti A, Acton SL, Krieger M. The class b scavenger receptors sr-bi and cd36 are receptors for anionic phospholipids. J Biol Chem. 2004; 270:16221–4. Acton SL, Scherer PE, Lodish HF, Krieger M. Expression cloning of sr-b1, a cd36-related class b scavenger receptor. J Biol Chem. 1994; 269:21003–9. Webb NR, Connell PM, Graf GA, Smart EJ, de Villiers WJS, de Beer FC, van der Westhuyzen DR. SR-BII, an isoform of the scavenger receptor bi containing an alternate cytoplasmic tail, mediates lipid transfer between high density lipoprotein and cells. J Biol Chem. 1998; 273:15241–8. Fernandez-Ruiz E, Armesilla AL, Sanchez-Madrid F, Vega MA. Gene encoding the collagen type I and thrombospondin receptor cd36 is

21.

22.

23.

24.

25.

26.

27.

28.

29.

30.

located on chromosome 7q11.2. Genomics. 1993;17:759–61. Armesilla AL, Vega MA. Structural organization of the gene for human cd36 glycoprotein. J Biol Chem. 1994; 269:18985–91. Savill J, Hogg N, Ren Y, Haslett C. Thrombospondin cooperates with cd36 and the vitronectin receptor in macrophage recognition of neutrophils undergoing apoptosis. J Clin Invest. 1992;90:1513–22. Navazo MD, Daviet L, Savill J, Ren Y, Leung LL, McGregor JL. Identification of a domain (155–183) on cd36 implicated in the phagocytosis of apoptotic neutrophils. J Biol Chem.1996; 271:15381–5. Zeng Y, Tao N, Chung KN, Heuser JE, Lublin DM. Endocytosis of oxidized low density lipoprotein through scavenger receptor CD36 utilizes a lipid raft pathway that does not require caveolin-1. J Biol Chem 2003; 278:45931–6. Wintergerst ES, Jelk J, Rahner C, Asmis R. Apoptosis induced by oxidized low density lipoprotein in human monocyte-derived macrophages involves cd36 and activation of caspase-3. Eur J Biochem 2000; 267:6050–9. Quinn MT, Parthasarathy S, Fong LG. Oxidatively modified low density lipoproteins: a potential role in recruitment and retention of monocyte/macrophages during atherogenesis. Proc Natl Acad Sci. 1987; 84:2995–8. Sarrias MR, Gronlund J, Padilla O. The scavenger receptor sisteine-rich (srcr) domain: an ancient and highly conserved protein module of the innate immune system. Crit Rev Immunol 2004; 24(1):1–37. Law SKA, Micklem KJ, Shaw JMl. A new macrophages differentiation antigen which is a member of scavenger receptor superfamily. Eur J Immunol. 1993; 23(9):2320–5. Kodama T, Freeman M, Rohrer L. Type I macrophage scavenger receptor contains alpha-helical and collagen-like coiled coils. Nature. 1990; 343:531–5. Högger P, Dreier J, Droste A. Identification of the integral


201


membrane protein rm3/1 on human monocytes as a glucocorticoidinducible member of the scavenger receptor sisteine-rich family (CD163). J Immunol. 1998; 161(4):1883–90. 31. Bächli EB, Schaer DJ, Walter RB. Functional expression of the cd163 scavenger receptor on acute myeloid leukemia cells of monocytic linage. J Leukoc Biol. 2006; 79:312–8. 32. Hintz KA, Rassias JA, Wardwell K. Endotoxin induces rapid metalloproteinase-mediated shedding followed by up-regulation of the monocytes hemoglobin scavenger receptor cd163. J Leukoc Biol. 2002; 72:711–7 33. Buechler, C, Ritter M, Orso E. Regulation of scavenger receptor

cd163 expression in human monocytes and macrophages by proand anti- inflammatory stimuli. J Leukoc Biol. 2000; 67(1):97–103. 34. Feng J, Han J, Pearce SF, Silverstein RL, Gotto Jr AM, Hajjar DP, et al. Induction of cd36 expression by oxidized ldl and il-4 by a common signaling pathway dependent on protein kinase c and ppar-gamma. J Lipid Res. 2000; 41:688–96. 35. Kolackova M, Kudlova M, Kunes P. Early expression of fcγri (cd64) on monocytes of cardiac surgical patients and higher density of monocyte anti-inflammatory scavenger cd163 receptor in “onpump“ patients. Med Inflam. 2008; 235461.


202

The Role of Scavenger Receptor A and B in Atherosclerosis

Recommend Documents