分泌型卷曲相關(guān)蛋白5與動脈粥樣硬化相關(guān)性研究進展

李蘭芳(綜述)，曾姣娥(審校)

(1.長江大學(xué)醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)系，湖北 荊州 434020； 2.荊州市中心醫(yī)院內(nèi)分泌科，湖北 荊州 434020)

分泌型卷曲相關(guān)蛋白5與動脈粥樣硬化相關(guān)性研究進展

李蘭芳1△(綜述)，曾姣娥2※(審校)

(1.長江大學(xué)醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)系，湖北 荊州 434020； 2.荊州市中心醫(yī)院內(nèi)分泌科，湖北 荊州 434020)

摘要：分泌型卷曲相關(guān)蛋白5(Sfrp5)是Sfrp家族中的一員，是新近發(fā)現(xiàn)的一種脂肪因子，其作為Wnt信號通路的抑制劑，可競爭結(jié)合Wnt信號胞外配體Wnt5α蛋白，調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝，改善胰島素抵抗，維持炎癥的平衡狀態(tài)，也可參與胚胎發(fā)育及腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。Sfrp5通過調(diào)節(jié)脂肪細胞分化、增強胰島素敏感性、抵抗炎癥反應(yīng)等起到抗動脈粥樣硬化(As)的作用。對Sfrp5與As相關(guān)作用機制進行研究，將為As疾病的早期診斷及治療提供新的思路。

關(guān)鍵詞：動脈粥樣硬化；脂肪因子；分泌型卷曲相關(guān)蛋白5

動脈粥樣硬化(atherosclerosis，As)是由膽固醇堆積、細胞代謝異常、鈣和其他成分在動脈內(nèi)壁的集聚而引起的動脈功能紊亂性疾病。肥胖、胰島素抵抗、2型糖尿病及炎癥反應(yīng)等均是As的促發(fā)因素。脂肪組織不僅是儲存和釋放能量的場所，也是一種重要的內(nèi)分泌組織。當代謝狀態(tài)發(fā)生改變或受外來刺激時，脂肪組織可分泌多種生物活性蛋白(即脂肪因子)，包括瘦素、脂聯(lián)素、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)α、抵抗素、白細胞介素(interleukin，IL)6、視黃醇結(jié)合蛋白、分泌型卷曲相關(guān)蛋白(secreted frizzled related protein，Sfrp)等，對維持機體能量代謝平衡發(fā)揮著重要作用[1]。Sfrp5是Sfrp家族中的一員，是Ouchi等[2]于2010年發(fā)現(xiàn)的一種脂肪因子。Sfrp5可通過一系列機制起到抗As的作用，現(xiàn)就Sfrp5與As相關(guān)性的研究進展予以綜述。

1Sfrp5的結(jié)構(gòu)

Sfrp5是Sfrp家族中的一員，其基因定位于染色體10q24.1，含有3個外顯子，由Sfrp基因編碼，其結(jié)構(gòu)中包含一個同源的富含半胱氨酸區(qū)域的N2端和一個C2端[3]。Ouchi等[2]研究表明，Sfrp5在視網(wǎng)膜色素上皮細胞及胰腺中均有不同程度的表達。另一項研究表明，Sfrp5在網(wǎng)膜脂肪組織和肌肉組織中均有分泌，而其信使RNA和蛋白水平在網(wǎng)膜脂肪組織中均有更高水平的表達，這說明雖然Sfrp5在體內(nèi)廣泛分布，但該因子在不同部位的表達量是不同的，網(wǎng)膜脂肪組織可能是該因子的主要來源[4]。而Ehrlund等[5]發(fā)現(xiàn)，Sfrp5可能由白色脂肪組織的血管壁分泌，在循環(huán)血中可檢測到Sfrp5。而Sfrp5的表達可能不受性別的影響[6]。

2Sfrp5的生物學(xué)作用及機制

Sfrp5的生物學(xué)作用主要包括調(diào)節(jié)胚胎發(fā)育過程中胞極性和器官形成[7-8]，其基因甲基化可介導(dǎo)腫瘤的形成與發(fā)展[9-10]、參與肥胖及胰島素抵抗的發(fā)生[11]、抑制炎癥反應(yīng)[2]等。Sfrp5的生物學(xué)作用主要是通過Wnt信號通路實現(xiàn)的。Wnt信號通路由細胞外蛋白、跨膜受體FZ(Frizzled)蛋白、輔助受體低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白5/6、胞內(nèi)信號分子β聯(lián)蛋白(β-catenin)、散亂蛋白、結(jié)腸息肉病蛋白、糖原合成激酶3p、軸蛋白及核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子T細胞因子/淋巴細胞增強因子等構(gòu)成[12]。Wnt信號通路包括依賴Wnt/β-catenin的經(jīng)典通路和非依賴Wnt/β-catenin的非經(jīng)典通路。非經(jīng)典通路包括Wnt/鈣離子通路、Wnt/c-Jun氨基末端激酶(C-jun N-terminal kinase，JNK)通路和Wnt/哺乳動物雷帕酶素耙蛋白通路等[13]。Wnt信號通路與肥胖、胰島素抵抗、2型糖尿病、炎癥反應(yīng)及腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。Sfrp5是Wnt信號通路的拮抗劑，Sfrp5富含半胱氨酸區(qū)域結(jié)構(gòu)與Wnt FZ蛋白的富含半胱氨酸區(qū)域具有高度的同源性，通過與Wnt相互作用或與FZ受體競爭結(jié)合Wnt蛋白形成無功能的復(fù)合體而抑制Wnt信號通路的活動[3,14]。

3Sfrp5與As

3.1Sfrp5與肥胖肥胖是As的獨立危險因素。肥胖是一種慢性低度炎癥狀態(tài)，脂肪組織分泌的多種炎性因子(如C反應(yīng)蛋白、血管內(nèi)皮生長因子等)通過激活單核細胞黏附血管內(nèi)皮，促進單核/巨噬細胞在粥樣斑塊部位的聚集，并產(chǎn)生多種炎性介質(zhì)，促進泡沫細胞形成，使動脈內(nèi)膜增厚、內(nèi)皮功能紊亂，促進血管內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞的增生，從而加快粥樣斑塊的形成。且肥胖引起的胰島素抵抗、糖、脂代謝紊亂、血液流變學(xué)改變、內(nèi)皮功能障礙等也能促進As的發(fā)生、發(fā)展。目前關(guān)于Sfrp5與肥胖的關(guān)系尚未達成共識。研究顯示，Sfrp5信使RNA及蛋白表達水平在肥胖動物模型脂肪組織中減少；在瘦素缺乏的ob/ob小鼠和糖尿病肥胖大鼠中，Sfrp5的表達水平有所下降；予以高糖高脂飲食喂養(yǎng)的野生型大鼠，在第12周炎癥尚不嚴重時Sfrp5的表達水平較前有短暫性提高，但第24周小鼠體質(zhì)量較12周明顯提高(P<0.01)時，Sfrp5表達水平在體內(nèi)明顯下調(diào)，表明在肥胖的發(fā)生過程中，隨著脂肪聚集至某一臨界點可引起Sfrp5表達的轉(zhuǎn)換[2]。Schulte等[15]檢測到肥胖患者體質(zhì)量減輕后血清Sfrp5的水平明顯升高，并提出小鼠健康脂肪細胞具有分泌抗炎分子Sfrp5、抑制巨噬細胞分泌的促炎分子Wnt5α的作用。但也有一些研究表明，Sfrp5水平在肥胖大鼠脂肪組織中表達增加[16-17]。Lagathu等[16]的動物實驗結(jié)果表明，Sfrp5的表達水平隨著肥胖程度的加重而持續(xù)增加。Wnt通路中Wnt/β-catenin信號通路及Wnt5α介導(dǎo)的非經(jīng)典通路均可通過抑制前脂肪細胞中的過氧化物酶體增殖劑激活受體γ和CCAAT/增強子結(jié)合蛋白α抑制脂肪組織形成及肥胖的發(fā)生[18-19]。Mori等[20]發(fā)現(xiàn)，在前體脂肪細胞和脂肪細胞中Sfrp5的表達增加，并可能通過抑制Wnt信號通路促進脂肪細胞分化。同時亦有研究顯示，正常人群的Sfrp5表達水平與肥胖患者并無明顯差別[15]。所以，Sfrp5與肥胖的具體關(guān)系還有待進一步的研究探討。

3.2Sfrp5與胰島素抵抗高胰島素血癥及胰島素抵抗亦是As的獨立危險因素。胰島素對于血管內(nèi)皮細胞具有雙向作用。生理濃度的胰島素可促進一氧化氮的合成和釋放，從而起到抗As的作用，但胰島素作用的靶組織，主要是骨骼肌、脂肪組織和血管內(nèi)皮細胞，對胰島素敏感性下降，產(chǎn)生胰島素抵抗時可誘發(fā)As，其作用機制包括：①損傷內(nèi)皮細胞依賴性舒血管功能，損傷血管內(nèi)皮，促進平滑肌細胞DNA合成，導(dǎo)致動脈內(nèi)皮細胞、血管平滑肌細胞及成纖維細胞增生，使中膜平滑肌細胞向內(nèi)膜下遷移；②降低體內(nèi)纖溶酶原激活物，升高纖溶酶原激活物抑制物，促進凝血；③增加炎性因子及黏附分子的表達，促進內(nèi)皮炎癥反應(yīng)，增加血小板聚集，促進凝血因子產(chǎn)生，從而促進動脈血栓形成；④合成膠原及某些引起細胞分裂的生長激素；⑤引起一系列糖脂代謝紊亂[21-22]。胰島素抵抗時脂肪組織利用葡萄糖減少、脂肪合成障礙及過度分解，脂蛋白活性下降導(dǎo)致主要以餐后血脂異常的脂代謝紊亂，表現(xiàn)為三酰甘油、低密度脂蛋白、極低密度脂蛋白、非酯化脂肪酸升高，高密度脂蛋白下降。血脂異?？赏ㄟ^以下途徑促進As的發(fā)生、發(fā)展：①導(dǎo)致纖溶系統(tǒng)活性降低，使血液處于高凝狀態(tài)，誘導(dǎo)局部血栓形成；②產(chǎn)生化學(xué)修飾蛋白，尤其是氧化性低密度脂蛋白，導(dǎo)致血管內(nèi)皮源性舒張功能紊亂；③提高氧化應(yīng)激水平，加重內(nèi)皮損傷[23]。胰島素抵抗導(dǎo)致的高糖狀態(tài)下，線粒體內(nèi)的脂質(zhì)、糖及體內(nèi)糖基化蛋白氧化，胞質(zhì)內(nèi)醛糖還原反應(yīng)、前列腺素合成增加，使一氧化氮的滅活加速，損傷血管內(nèi)皮功能，從而導(dǎo)致As。長期高血糖還可促進各種蛋白質(zhì)，包括脂蛋白、載脂蛋白及凝血因子等的糖基化，形成糖基化終末產(chǎn)物。糖基化終末產(chǎn)物通過與其配體結(jié)合激活細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，誘導(dǎo)多種功能蛋白表達，增加內(nèi)皮細胞通透性，促進炎性細胞黏附聚集，激發(fā)內(nèi)皮炎癥反應(yīng)，從而導(dǎo)致As[24]。Lv等[11]發(fā)現(xiàn)，體外用胰島素干預(yù)后的3T3-L1脂肪細胞中，Sfrp5信使RNA及蛋白表達水平分別下調(diào)22%和17%，說明高胰島素水平能抑制Sfrp5表達；當給予羅格列酮及二甲雙胍等胰島素增敏劑干預(yù)后，Sfrp5的表達上調(diào)，表明Sfrp5的表達可能與胰島素抵抗相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，在以鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病大鼠模型中，以β-catenin為核心的上游基因腺瘤樣結(jié)腸息肉易患基因及下游基因c-myc在胰島細胞再生過程中均出現(xiàn)表達上調(diào)，表明Wnt通路能使胰島再生過程處于增殖狀態(tài)[25]。Rulifson等[26]發(fā)現(xiàn)，當加入Wnt3α蛋白干預(yù)后，體外培養(yǎng)的胰島細胞可通過促進細胞周期蛋白D2和PITX2(paired-like homeodomain transcription 2)的表達，從而引起胰島β細胞的增殖；體內(nèi)β-catenin的活化可促進胰島素的分泌，而非經(jīng)典通路的Wnt5α/FZ2(或FZ5)信號通路能促進胰島素陽性細胞的遷移和胰島細胞的形成。Ouchi等[2]發(fā)現(xiàn)，給予相同高糖高脂飲食喂養(yǎng)后，與野生型小鼠相比，Sfrp5基因剔除小鼠空腹血糖及胰島素水平均較高，其可能作用機制是Sfrp5通過與FZ蛋白受體競爭結(jié)合脂肪細胞分泌的Wnt5α，阻止非經(jīng)典通路Wnt信號通路下游的JNK1的激活，防止胰島素受體1的絲氨酸和蘇氨酸殘基磷酸化，抑制TNF-α、IL-6等炎性因子釋放，減弱了炎癥對胰島素信號通路的抑制作用，從而起到防止胰島素抵抗發(fā)生的作用。但Mori等[20]研究發(fā)現(xiàn)，Sfrp5基因的沉默并不影響胰島素信號通路中胰島素受體1絲氨酸和JNK1的磷酸化，并且不影響原代或永生化脂肪細胞胰島刺激性葡萄糖攝取，由此推測Wnt5α或Sfrp5可能與脂肪細胞胰島素敏感性并無關(guān)聯(lián)。因此,Sfrp5與胰島素抵抗的相關(guān)作用機制并不清楚，還需大量研究證實。

3.3Sfrp5與炎癥反應(yīng)As與炎癥反應(yīng)密切相關(guān)。脂肪細胞分泌的多種炎性因子(如TNF-α、IL-6、IL-1、單核細胞趨化因子1等)通過JNK、核因子κB導(dǎo)致胰島素抵抗，而胰島素抵抗又可促進炎性因子誘導(dǎo)白細胞聚集、炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、內(nèi)膜損傷、脂質(zhì)和血管平滑肌細胞遷移等，導(dǎo)致As[24]。Wnt信號通路中Wnt5α介導(dǎo)的非經(jīng)典通路參與了多種炎癥相關(guān)疾病的發(fā)病過程[27]。肥胖者脂肪組織中有大量巨噬細胞聚集，巨噬細胞能分泌促炎分子Wnt5α，其能通過自分泌與旁分泌途徑刺激巨噬細胞釋放TNF-α、IL-6、IL-10、單核細胞趨化因子1等炎性因子導(dǎo)致局部或全身炎癥反應(yīng)[28]。Ouchi等[2]在體外實驗中用Wnt5α蛋白刺激巨噬細胞使JNK磷酸化，然后用腺病毒介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)染使脂肪細胞過度表達Sfrp5，用該細胞培養(yǎng)巨噬細胞后發(fā)現(xiàn)，含有Sfrp5蛋白的條件培養(yǎng)基阻斷了巨噬細胞中Wnt5α誘導(dǎo)的JNK磷酸化及TNF-α、IL-6等炎性因子的表達，說明Sfrp5能通過抑制wnt5α/JNK通路阻斷巨噬細胞激活而抑制炎癥反應(yīng)。上述研究側(cè)重于探討Sfrp5在脂肪組織中的抗炎作用，但關(guān)于其在其他組織炎癥性疾病中的作用研究較少。研究顯示，As患者及As動物模型的血管內(nèi)皮細胞釋放wnt5α增加，可誘導(dǎo)其他炎性因子(如環(huán)加氧酶2、核因子κB、IL-8)的表達，促進血管內(nèi)皮發(fā)生炎癥反應(yīng)，從而加速As的發(fā)生、發(fā)展[29]。Sfrp5作為Wnt信號通路拮抗劑可能具有抗As的作用，但其具體機制還需更進一步實驗證實。

4小結(jié)

Sfrp5是繼脂聯(lián)素后被發(fā)現(xiàn)的又一重要的具有抗炎作用的脂肪因子，其生物學(xué)作用與肥胖、糖脂代謝、胰島素抵抗、炎癥反應(yīng)等大血管病變的促發(fā)因素相關(guān)，因此推測其與As有密切關(guān)聯(lián)，但其具體機制尚未完全闡明。Sfrp5有望成為解決動脈粥樣硬化性心腦血管疾病的切入點之一。因此,對兩者的關(guān)系進行深入研究探討，將為動脈粥樣硬化性疾病的診斷及治療提供新的思路，但應(yīng)用于臨床還有待進一步研究。

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Research Progress of the Relationship between Sfrp5 and AtherosclerosisLILan-fang1,ZENGJiao-e2.(1.MedicalCollege，YangtzeUniversity,Jingzhou434020，China； 2.DepartmentofEndocrinology，JingzhouCentralHospital,Jingzhou434020，China)

Abstract：Secreted frizzled related protein 5(Sfrp5)，a member of the Sfrps family，is a newly discovered adipokine.As an inhibitor of the Wnt signal pathway,it can regulate lipid metabolism,reduce insulin resistance,keep inflammation balance by competitively binding Wnt5α protein which is one of Wnt signaling pathway extracellular ligands.Sfrp5 can confrontate atherosclerosis by relulating adipocyte differentiation,strengthening insulin sensibility,and resisting inflammation.The exploration of the relationship between Sfrp5 and atherosclerosis can help to provide new ideas for prophylaxis and treatment of atherosclerosis.

Key words：Atherosclerosis； Adipokine； Secreted frizzled related protein 5

收稿日期：2015-05-06修回日期：2015-07-05編輯：鄭雪

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.24.016

中圖分類號：R54; R58

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)24-4464-03