階段涉及到發炎細胞會從血液循環中徵募(recruitment)並遷移至內皮細胞發炎 處。此現象是經由一連串的白血球與血管壁內皮細胞黏附作用所調控，主要包括 下列步驟(圖 2-3)：(1)滾動(rolling)：當組織受到損害時，會大量表現選擇素 (selectin)，與循環中的白血球產生交互作用，白血球進而在血管壁上滾動，這項 作用是由白血球的L-selectin 和血管內皮細胞上的 P-selectin、E-selectin 所調控；
(2)黏著(adhesion)：受傷的組織會釋放趨化因子來活化滾動中的白血球，使它們 停止滾動並黏附至內皮細胞上，此階段的血管內皮細胞黏著分子(ICAM-1、
VCAM-1)會受到細胞激素(如: TNF-α)的活化而增加其表現，細胞激素同時也會活 化integrin，活化的 integrin (β1、β2)則會增強白血球與血管內皮細胞結合的力量；
(3)遷移(transmigration)：白血球黏附至內皮細胞後會開始變形，在這個步驟中，
參與的黏著分子PECAM-1 會使白血球的型態產生改變進而穿透血管內皮細胞
層，從血管內遷移至血管外的發炎組織處，促使後續動脈粥狀硬化的形成 (Blankenberg et al., 2003；Price and Loscalzo, 1999)。
圖 2-3. 白血球黏附作用的連續步驟 (Blankenberg et al., 2003)
2-1 細胞黏著分子
在動脈粥狀硬化初期，研究發現在細胞黏附的過程中，有許多細胞表面分子 參與，表2-1為各種黏著分子參與動脈粥狀硬化初期的過程(Galkina and Ley, 2007)。根據 Gene Ontology Consortium定義，細胞黏著分子為表現於細胞表面之 分子且能使細胞黏著到其他細胞或胞外基質的分子，這些細胞黏著分子(cellular adhesion molecules, CAMs)依其不同的結構特性可分為以下三大類(表2-2):分別 為選擇素(selectins)、類免疫球蛋白分子(immunoglobulin-like molecules)及整合素 (integrins) (Blankenberg et al., 2003；Danese et al., 2005)。
2-1-1 選擇素(selectin)
選擇素是一個含有三個不同醣蛋白(glycoproteins)的結構，其蛋白的 N 端有一
個類似lectin 的區域，在血管層內扮演調控細胞和細胞間黏附作用的角色，主要
有三個成員，分別以發現細胞的位置來命名，例如表現在白血球表面的L-selectin
(CD62L)、表現於內皮細胞的 E-selectin (CD62E)及儲存在血小板內的 P- selectin (CD62P)(Blankenberg et al., 2003)。
L-selectin 表現在所有的白血球細胞，文獻指出若淋巴球上的 L-selectin 產生
缺陷，會減少50%淋巴球在主動脈上的移行作用，另外，淋巴球移行到主動脈的
粥狀硬化處也受到L-selectin 的調控(Galkina et al., 2006)。L-selectin 的配體(ligands) 是含有碳水化合物的分子，PSGL-1 是 L-selectin 的配體之一，當 PSGL-1 與 L-selectin 結合時，會讓循環中的白血球與在內皮細胞上滾動的白血球產生交互作 用，造成 secondary capture (圖 2-4)。因此，研究認為在白血球徵募到動脈血管內 皮發炎處可能是透過L-selectin 和 PSGL-1 的交互作用產生 secondary capture 來達 成(Eriksson, 2001)。
圖 2-4. 參與白血球黏附作用的機制 (Eriksson, 2001)
E-selectin 只表現在內皮細胞，當內皮細胞受到發炎激素刺激時，例如: tumor necrosis factor (TNF)-α、interleukin (IL)-1 或 platelet factor 4 (PF4)，則會誘發 E-selectin 表現，人類動脈粥狀硬化的內皮細胞處，也會表現 E-selectin (Yu et al., 2005)。
P-selectin主要儲存於血小板內，在生物體中，動脈粥狀硬化的斑塊內可以檢 測到P-selectin (Johnson et al., 1994)。為了瞭解P-selectin在白血球徵募至動脈粥狀 硬化過程中所扮演的角色，利用頸動脈的體外模式，在 knockdown P-selectin或 PSGL-1 的 Apoe-/-小鼠模式中發現，單核球滾動和黏附至頸動脈內皮細胞的速度 明顯降低。因此推論在單核球的黏附過程中，P-selectin及PSGL-1 的相互作用扮 演重要的角色(Ramos et al., 1999)。
2-1-2 類免疫球蛋白分子 (Immunoglobulin-like molecules)
Immunoglobulin (Ig) superfamily 細胞黏著分子是表現於細胞表面的醣蛋白，
包括ICAM-1, ICAM-2, VCAM-1, platelet–endothelial cell adhesion molecule (PECAM)-1 and the mucosal addressin MAdCAM-1(表 2-2)。
Intercellular adhesion molecules (ICAMs)為此superfamily中的一員，ICAMs含有 五個成員，ICAM-1 表達在白血球細胞、纖維細胞、上皮細胞及內皮細胞，具有 增加白血球黏附作用，ICAM-2 受到發炎物質的負向調控，表現於白血球、血小
板與內皮細胞，ICAM-3 除了表現在內皮細胞及白血球細胞外，也是ICAM分子中
唯一表現在嗜中性白血球的黏著分子。另外，ICAM-4 表現於紅血球，ICAM-5 則表現在大腦(Briscoe et al., 1992；Blankenberg et al., 2003) 。這些ICAM分子的
配體主要包括白血球特異性β2整合素，每個ICAM分子和ligand間的結合，促進白 後，會大量增加ICAM-1 的表現(表 2-3) (Roebuck and Finnegan, 1999)。ICAM-1 對於白血球穿透血管內層的移行作用扮演重要角色，同時也與許多發炎疾病發生 有關，除了動脈粥狀硬化外，還包括發炎性腸道疾病(Fiocchi, 1998)及氣喘等疾病 (Stanciu and Djukanovic, 1998)。
人類ICAM-1 基因位於第十九號染色體上，包括七個 exons 與六個 introns (Voraberger et al., 1991)。ICAM-1 promoter 上有許多特定轉錄因子的結合位，包 括Sp1、NF-κB、AP-1、AP-2、interferon-stimulated response element (ISRE 或稱 為STAT)，因此 ICAM-1 表現會受到許多轉錄因子的調控 (Roebuck and Finnegan, 1999)。細胞內調控 ICAM-1 基因表現的訊息傳遞路徑包括 MAPK/AP-1 (Karin, 1996)、IKK/NF-κB (Mercurio et al., 1997)、PKC (Sippy etal., 1996)、JAK/STAT (Song
ICAM-1 表現，NF-κB 以 Rel A 的 homodimers 或 heterodimers 形式結合至 NF-κB 的結合區域，啟動ICAM-1 基因表現(圖 2-5) (Roebuck and Finnegan, 1999)。
Vascular cell adhesion molecule 1 (VCAM-1)是一個分子量 110 Kda的蛋白質，主 要表現在內皮細胞、巨噬細胞、肌肉細胞及樹突狀細胞。VCAM-1 表現於活化的 內皮細胞時，會藉由和白血球表面的整合素α4β1(very late antigen 4，VLA-4)或α4β7
結合來促使白血球滲出血管壁，特別是單核球、嗜鹼性球、嗜酸性球以及淋巴球 需要有VCAM-1 來產生黏附作用(Zapolska et al., 2001)。
另外，PECAM-1 也是 Ig family 成員之一，主要表現在白血球、血小板與內皮 細胞，PECAM-1 在內皮細胞連接處有密集的表現量，會參與細胞和細胞間的鍵 結，與內皮細胞完整性及白血球滲出血管壁有關(Blankenberg et al., 2003)。
表 2-1. 黏著分子參與動脈粥狀硬化的白血球徵募作用 (Galkina and Ley, 2007)
Vascular Adhesion Molecules in Atherogenesis
Migration Step Adhesion Molecules Model Effect
growth and neutrophil and Mψ recruitment with anti-VLA-4 Abs
ICAM-1 Icam1-/- mice (on western diet) Slightly decreased lesionsize compared to C57BL/6 controls
表 2-2. 黏著分子及其配體 (Danese et al., 2005)
表 2-3. 不同類型的細胞可受到不同刺激而引發ICAM-1 的表現 (Roebuck and Finnegan, 1999)
圖 2-5.細胞激素調控ICAM-1 的訊息傳遞路徑(Roebuck and Finnegan, 1999)
2-1-3 整合素 (integrins)
整合素家族含有24 個次家族，為 αβ 異質二聚體 (heterodimer)，由 18 種 α 次單元與8 種 β 次單元所組成，藉由不同的組合配對可得到 24 種的 integrin (表 2-4)(van der Flier and Sonnenberg, 2001)，其主要功能為形成細胞間或胞外基 質黏著的橋梁，調控細胞與細胞、細胞與胞外基質及細胞與病原體的接觸(Galkina and Ley, 2007)。LFA-1 (αLβ2) (lymphocyte function-related antigen)是細胞表面抗 原，會表現在所有的白血球，也稱為CD11a/CD18， 屬於整合素的β2次家族；VLA-4 (α4β1) 整合素則是α4的次家族成員，主要表現在單核球及淋巴球，另外，VLA-4 也會與免疫球蛋白家族的VCAM-1 及淋巴球細胞相互作用並且黏附至內皮細胞 發炎處(Danese et al., 2005)。
表 2-4. 整合素和其配體 (van der Flier and Sonnenberg, 2001)