Кардиометаболические эффекты белка сурфактанта D: обзор литературы

Белок сурфактанта D (SP-D), традиционно рассматриваемый в литературе в качестве маркера острых и хронических бронхолегочных заболеваний, также связан с кардиометаболическими нарушениями. Как с позиций молекулярных механизмов действия, так и в аспекте имеющихся немногочисленных клинических исследований кардиометаболические эффекты SP-D остаются малоизученными. В то же время с учетом актуальности вопросов атеросклероза и метаболических нарушений научный интерес к SP-D сохраняется на высоком уровне. SP-D опосредованно способствует секреции фактора некроза опухоли-альфа (ФНО-α) и интерферона гамма (ИФН-γ), оказывая провоспалительный эффект, а связываясь с липидами, влияет на атерогенез. Целью литературного обзора явилось систематизирование современных знаний о SP-D, как о перспективном маркере кардиометаболических нарушений. В статье освещены результаты исследований последних лет, которые позволяют уточнить и дополнить уже известные механизмы действия SP-D, а также определить роль SP-D в атерогенезе и метаболических нарушениях. Поиск актуальной по теме статьи информации выполнен в поисковых системах PubMed, Google Scholar, а также в научной электронной библиотеке eLibrary.ru. Глубина поиска составила 35 лет: с 1990 по 2025 г. Отбирались соответствующие заявленной теме полнотекстовые оригинальные научные статьи, литературные обзоры в открытом доступе на английском и на русском языках. Для поиска использовались следующие теги: на английском языке – «SP-D», «Surfactant protein D», в том числе в комбинации со следующими тегами: «Atherosclerosis», «Atherosclerotic plaque», «Coronary artery disease», «Peripheral artery disease», «Dyslipidemia», «Metabolic Disorders», «Hypertension», «Diabetes», «Obesity», и на русском языке – «Белок сурфактанта D» в комбинации со следующими тегами: «Атеросклероз», «Атеросклеротическая бляшка», «Ишемическая болезнь сердца», «Заболевание артерий нижних конечностей», «Дислипидемия», «Метаболический синдром», «Ожирение», «Сахарный диабет». В общей сложности критическому анализу подверглись 40 зарубежных и отечественных публикаций. Анализ литературы продемонстрировал потенциальную роль SP-D в качестве кардиометаболического маркера и маркера сердечно-сосудистого прогноза у пациентов с ишемической болезнью сердца, хронической обструктивной болезнью лёгких, сахарным диабетом 2 типа, ожирением, заболеванием артерий нижних конечностей и у пациентов на гемодиализе.

1. Sorensen G.L. Surfactant protein D in respiratory and nonrespiratory diseases. Front. Med. (Lausanne), 2018; 5: 18. doi: 10.3389/fmed.2018.00018

2. Николаев К.Ю., Харламова О.С., Косарев И.А., Дадашова Н.Ф., Лапицкая Я.К. Белки сурфактанта SP-A, SP-D и конвенциональные факторы риска хронических неинфекционных заболеваний человека. Сиб. науч. мед. журн., 2023; 43 (3): 28–38.

3. Nikolaev K.Yu., Kharlamova O.S., Kosarev I.A., Dadashova N.F., Lapitskaya Ya.K. SP-A and SP-D surfactant proteins and conventional risk factors for chronic noninfectious human diseases. Siberian Scientific Medical Journal, 2023; 43 (3): 28–38. (In Russ.). doi: 10.18699/SSMJ20230303

4. Yasmin H., Kishore U. Biological activities of SP-A and SP-D against extracellular and intracellular pathogens. In: The Collectin Protein Family and Its Multiple Biological Activities. Springer, Cham, 2021. P. 103–133. doi: 10.1007/978-3-030-67048-1_5

5. Guo C.J., Atochina-Vasserman E.N., Abramova E., Foley J.P., Zaman A., Crouch E., Beers M.F., Savani R.C., Gow A.J. S-nitrosylation of surfactant protein-D controls inflammatory function. PLoS Biol., 2008; 6(11): e266. doi: 10.1371/journal.pbio.0060266

6. Matalon S., Shrestha K., Kirk M., Waldheuser S., McDonald B., Smith K., Gao Z., Belaaouaj A., Crouch E.C. Modification of surfactant protein D by reactive oxygen-nitrogen intermediates is accompanied by loss of aggregating activity, in vitro and in vivo. FASEB J., 2009; 23 (5): 1415–1430. doi: 10.1096/fj.08-120568

7. Arroyo R., Martin-Gonzalez A., Echaide M., Jain A., Brondyk W.H., Rosenbaum J., Moreno-Herrero F., Pérez-Gil J. Supramolecular assembly of human pulmonary surfactant protein SP-D. J Mol Biol., 2018; 430 (10): 1495–1509. doi: 10.1016/j.jmb.2018.03.027

8. Colmorten K.B., Nexoe A.B., Sorensen G.L. The Dual Role of Surfactant Protein-D in Vascular Inflammation and Development of Cardiovascular Disease. Front. Immunol., 2019; 10: 2264. doi: 10.3389/fimmu.2019.02264

9. Wright J.R. Pulmonary surfactant: a front line of lung host defense. J. Clin. Invest., 2003; 111(10): 1453–1455. doi: 10.1172/JCI18650

10. Erpenbeck V.J., Malherbe D.C., Sommer S., Schmiedl A., Steinhilber W., Ghio A.J., Krug N, Wright J.R., Hohlfeld J.M. Surfactant protein D increases phagocytosis and aggregation of pollen-allergen starch granules. Am. J. Physiol. Lung. Cell. Mol. Physiol., 2005; 288 (4): L692–L698. doi: 10.1152/ajplung.00362.2004

11. Winkler C., Huper K., Wedekind A.C., Rochlitzer S., Hartwig C., Muller M., Braun A., Krug N., Hohlfeld J.M., Erpenbeck V.J. Surfactant protein D modulates pulmonary clearance of pollen starch granules. Exp. Lung. Res., 2010; 36 (9): 522–530. doi:10.3109/01902141003790148

12. Palaniyar N., Clark H., Nadesalingam J., Hawgood S., Reid K.B. Surfactant protein D binds genomic DNA and apoptotic cells, and enhances their clearance, in vivo. Ann. N. Y. Acad. Sci., 2003; 1010: 471–475. doi: 10.1196/annals.1299.085

13. Kendall M., Ding P., Mackay R.M., Deb R., McKenzie Z., Kendall K., Madsen J., Clark H. Surfactant protein D (SPD) alters cellular uptake of particles and nanoparticles. Nanotoxicology, 2013; 7 (5): 963–973. doi: 10.3109/17435390

14. Nayak A., Dodagatta-Marri E., Tsolaki A.G., Kishore U. An insight into the diverse roles of surfactant proteins, SP-A and SP-D in innate and adaptive immunity. Front. Immunol., 2012; 3: 131. doi: 10.3389/fimmu.2012.00131

15. Wright J.R. Immunoregulatory functions of surfactant proteins. Nat. Rev. Immunol., 2005; 5 (1): 58–68. doi: 10.1038/nri1528

16. Voorhout W.F., Veenendaal T., Kuroki Y., Ogasawara Y., van Golde L.M., Geuze H.J. Immunocytochemical localization of surfactant protein D (SP-D) in type II cells, Clara cells, and alveolar macrophages of rat lung. J. Histochem. Cytochem., 1992; 40 (10): 1589–1597. doi: 10.1177/40.10.1527377

17. Gotts J.E., Chun L., Abbott J., Fang X., Takasaka N., Nishimura S.L., Springer M.L., Schick S.F., Calfee C.S., Matthay M.A. Cigarette smoke exposure worsens acute lung injury in antibiotic-treated bacterial pneumonia in mice. Am. J. Physiol. Lung. Cell. Mol. Physiol., 2018; 315 (1): L25–L40. doi: 10.1152/ajplung.00405.2017

18. Jin H., Ciechanowicz A.K., Kaplan A.R., Wang L., Zhang P.X., Lu Y.C., Tobin R.E., Tobin B.A., Cohn L., Zeiss C.J., Lee P.J., Bruscia E.M., Krause D.S. Surfactant protein C dampens inflammation by decreasing JAK/STAT activation during lung repair. Am. J. Physiol. Lung. Cell. Mol. Physiol., 2018; 314 (5): L882–L892. doi: 10.1152/ajplung.00418.2017

19. Jubinville É., Routhier J., Maranda-Robitaille M., Pineault M., Milad N., Talbot M., Beaulieu M.J., Aubin S., Paré M.È., Laplante M., Morissette M.C. Pharmacological activation of liver X receptor during cigarette smoke exposure adversely affects alveolar macrophages and pulmonary surfactant homeostasis. Am. J. Physiol. Lung. Cell. Mol. Physiol., 2019; 316 (4): L669–L678. doi: 10.1152/ajplung.00482.2018

20. Schwingshackl A., Lopez B., Teng B., Luellen C., Lesage F., Belperio J., Olcese R., Waters C.M. Hyperoxia treatment of TREK-1/TREK-2/TRAAK-deficient mice is associated with a reduction in surfactant proteins. Am. J. Physiol. Lung. Cell. Mol. Physiol., 2017; 313 (6): L1030–L1046. doi: 10.1152/ajplung.00121.2017

21. Jakel A., Qaseem A.S., Kishore U., Sim R.B. Ligands and receptors of lung surfactant proteins SP-A and SP-D. Front. Biosci. (Landmark ed.), 2013; 18: 1129–1140. doi: 10.2741/4168

22. von Bredow C., Hartl D., Schmid K., Schabaz F., Brack E., Reinhardt D., Griese M. Surfactant protein D regulates chemotaxis and degranulation of human eosinophils. Clin. Exp. Allergy, 2006; 36: 1566–1574. doi:10.1111/j.1365-2222.2006.02598.x

23. Barrow A.D., Palarasah Y., Bugatti M., Holehouse A.S., Byers D.E., Holtzman M.J., Vermi W., Skjødt K., Crouch E., Colonna M. OSCAR is a receptor for surfactant protein D that activates TNF-alpha release from human CCR2+ inflammatory monocytes. J. Immunol., 2015; 94 (7): 3317–3326. doi: 10.4049/jimmunol.1402289

24. Nemeth K., Schoppet M., Al-Fakhri N., Helas S., Jessberger R., Hofbauer L.C., Goettsch C. The role of osteoclast-associated receptor in osteoimmunology. J. Immunol., 2011; 186 (1): 13–18. doi: 10.4049/jimmunol.1002483

25. Hirano Y., Choi A., Tsuruta M., Jaw J.E., Oh Y., Ngan D., Moritani K., Chen Y.R., Tam S., Li Y., Vasilescu D.M., Hogg J.C., Francis G., Bernatchez P., Man S.P., Sin D.D. Surfactant protein-D deficiency suppresses systemic inflammation and reduces atherosclerosis in ApoE knockout mice. Cardiovasc. Res., 2017; 113 (10): 1208–1218. doi: 10.1093/cvr/cvx067

26. Sorensen G.L., Madsen J., Kejling K., Tornoe I., Nielsen O., Townsend P., Poulain F., Nielsen C.H., Reid K.B., Hawgood S., Falk E., Holmskov U. Surfactant protein D is proatherogenic in mice. Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol., 2006; 290 (6): H2286–H2294. doi: 10.1152/ajpheart.01105.2005

27. Sorensen G.L., Hoegh S.V., Leth-Larsen R., Thomsen T.H., Floridon C., Smith K., Kejling K., Tornoe I., Crouch E.C., Holmskov U. Multimeric and trimeric subunit SP-D are interconvertible structures with distinct ligand interaction. Mol. Immunol., 2009; 46 (15): 3060–3069. doi: 10.1016/j.molimm.2009.06.005

28. Otaki Y., Watanabe T., Takahashi H., Sugai T., Yokoyama M., Nishiyama S., Arimoto T., Shishido T., Miyamoto T., Yamanaka T., Kubota I., Watanabe M. Circulating Surfactant Protein-D Is Associated With Clinical Outcomes in Peripheral Artery Disease Patients Following Endovascular Therapy. Circ. J., 2018; 82 (7): 1926–1934. doi: 10.1253/circj.CJ-17-1446

29. Snyder G.D., Oberley-Deegan R.E., Goss K.L., Romig-Martin S.A., Stoll L.L., Snyder J.M., Weintraub N.L. Surfactant protein D is expressed and modulates inflammatory responses in human coronary artery smooth muscle cells. Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol., 2008; 294 (5): H2053–H2059. doi: 10.1152/ajpheart.91529.2007

30. Lee M.Y., Sorensen G.L., Holmskov U., Vanhoutte P.M. The presence and activity of SP-D in porcine coronary endothelial cells depend on Akt/PI(3)K, Erk and nitric oxide and decrease after multiple passaging. Mol. Immunol., 2008; 46 (6): 1050–1057. doi: 10.1016/j.molimm.2008.09.027

31. Hill J., Heslop C., Man S.F., Frohlich J., Connett J.E., Anthonisen N.R., Wise R.A., Tashkin D.P., Sin D.D. Circulating surfactant protein-D and the risk of cardiovascular morbidity and mortality. Eur. Heart. J., 2011; 32 (15): 1918–1925. doi: 10.1093/eurheartj/ehr124

32. Hu F., Liang W., Ren Z., Wang G., Ding G. Surfactant protein D inhibits lipopolysaccharide-induced monocyte chemoattractant protein-1 expression in human renal tubular epithelial cells: implication for tubulointerstitial fibrosis. Clin. Exp. Immunol., 2012; 167 (3): 514–522. doi: 10.1111/j.1365-2249.2011.04521.x

33. Celli B.R., Locantore N., Yates J., Tal-Singer R., Miller B.E., Bakke P., Calverley P., Coxson H., Crim C., Edwards L.D., Lomas D.A., Duvoix A., MacNee W., Rennard S., Silverman E., Vestbo J., Wouters E., Agustí A. ECLIPSE Investigators. Inflammatory biomarkers improve clinical prediction of mortality in chronic obstructive pulmonary disease. Am. J. Respir. Crit. Care. Med., 2012; 185 (10): 1065–1072. doi: 10.1164/rccm.201110-1792OC

34. Williams M.C., Murchison J.T., Edwards L.D., Agusti A., Bakke P., Calverley P.M., Celli B., Coxson H.O., Crim C., Lomas D.A., Miller B.E., Rennard S., Silverman E.K., Tal-Singer R., Vestbo J., Wouters E., Yates J.C., van Beek E.J., Newby D.E., MacNee W. Evaluation of COPD Longitudinally to Identify Predictive Surrogate Endpoints (ECLIPSE) investigators. Coronary artery calcification is increased in patients with COPD and associated with increased morbidity and mortality. Thorax, 2014; 69 (8): 718–723. doi: 10.1136/thoraxjnl-2012-203151

35. Hu F., Zhong Q., Gong J., Qin Y., Cui L., Yuan H. Serum surfactant protein D is associated with atherosclerosis of the carotid artery in patients on maintenance hemodialysis. Clin. Lab., 2016; 62 (1–2): 97–104. doi: 10.7754/clin.lab.2015.150536

36. Banfi C., Piarulli F., Ragazzi E., Ghilardi S., Greco A., Lapolla A., Sartore G. Immature Surfactant Protein Type B and Surfactant Protein Type D Correlate with Coronary Heart Disease in Patients with Type 2 Diabetes. Life (Basel), 2024; 14 (7): 886. doi: 10.3390/life14070886

37. Sorensen G.L., Hjelmborg J.V., Leth-Larsen R., Schmidt V., Fenger M., Poulain F., Hawgood S, Sørensen T.I., Kyvik K.O., Holmskov U. Surfactant protein D of the innate immune defence is inversely associated with human obesity and SP-D deficiency infers increased body weight in mice. Scand. J. Immunol., 2006; 64 (6): 633–638. doi: 10.1111/j.1365-3083.2006.01853.x

38. Fernández-Real J.M., Valdes S., Manco M., Chico B., Botas P., Campo A., Casamitjana R., Delgado E., Salvador J., Fruhbeck G., Mingrone G., Ricart W. Surfactant protein D, a marker of lung innate immunity, is positively associated with insulin sensitivity. Diabetes Care, 2010; 33 (4): 847–853. doi: 10.2337/dc09-0542 33:847–53. 10.2337/dc09-0542

39. López-Cano C., Lecube A., Garcia-Ramirez M., Munoz X., Sanchez E., Seminario A., Hernández M., Ciudin A., Gutiérrez L., Hernández C., Simó R. Serum surfactant protein D as a biomarker for measuring lung involvement in obese patients with type 2 diabetes. J. Clin. Endocrinol. Metab., 2017; 102 (11): 4109–4116. doi: 10.1210/jc.2017-00913

40. Ortega F.J., Pueyo N., Moreno-Navarrete J.M., Sabater M., Rodriguez-Hermosa J.I., Ricart W., Tinahones F.J., Fernández-Real J.M. The lung innate immune gene surfactant protein-D is expressed in adipose tissue and linked to obesity status. Int. J. Obes. (Lond.), 2013; 37 (12): 1532–1538. doi: 10.1038/ijo.2013.23

41. Stidsen J.V., Khorooshi R., Rahbek M.K., Kirketerp-Moller K.L., Hansen P.B., Bie P., Kejling K., Mandrup S., Hawgood S., Nielsen O., Nielsen C.H., Owens T., Holmskov U., Sørensen G.L. Surfactant protein D deficiency in mice is associated with hyperphagia, altered fat deposition, insulin resistance, and increased basal endotoxemia. PLoS One, 2012; 7 (4): e35066. doi: 10.1371/journal.pone.0035066