氧化型低密度脂蛋白促動脈硬化機制＊

張 謙，李培華，岳文峰，馮文利綜述，阿拉坦高勒審校

（1.巴彥淖爾市醫(yī)院檢驗科，內蒙古 015000；2.內蒙古醫(yī)科大學藥學院，內蒙古 呼和浩特 010110；3.中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院血液學研究所實驗血液學國家重點實驗室，天津 300020；4.內蒙古大學生命科學院，內蒙古 呼和浩特 010021）

氧化型低密度脂蛋白促動脈硬化機制＊

張 謙1，2，李培華1，岳文峰1，馮文利3綜述，阿拉坦高勒4△審校

（1.巴彥淖爾市醫(yī)院檢驗科，內蒙古 015000；2.內蒙古醫(yī)科大學藥學院，內蒙古 呼和浩特 010110；3.中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院血液學研究所實驗血液學國家重點實驗室，天津 300020；4.內蒙古大學生命科學院，內蒙古 呼和浩特 010021）

氧化型低密度脂蛋白； 溶血磷脂酰膽堿； 溶血磷脂酸； 動脈粥樣硬化

動脈粥樣硬化（As）是一種復雜的炎癥性疾病，主要癥狀為動脈壁增厚變硬，失去彈性及管腔狹小等。其伴隨的病理特征主要為動脈某些部位內膜下脂質沉積，伴有平滑肌細胞和纖維基質成分的增殖，并逐步發(fā)展形成動脈硬化斑塊。研究發(fā)現(xiàn)低密度脂蛋白（LDL），尤其是氧化型低密度脂蛋白（ox－LDL）在As的發(fā)病形成過程中起著重要作用。

1 ox－LDL及其脂質成分

1.1 ox－LDL 動脈斑塊的生成源于脂蛋白通過脂蛋白脂肪酶（LPL）向動脈壁的黏附，單核細胞向內皮細胞黏附，這一過程由趨化因子和細胞因子所介導，單核細胞進入內皮下間隙吸收LDL特別是ox－LDL后轉變成巨噬細胞，這些巨噬細胞被困在動脈壁形成脂質豐富的核心，細胞因子吸引中性粒細胞，然后又進入內皮下空間，平滑肌細胞保護動脈硬化斑塊，但是此過程會被金屬蛋白酶所阻斷［1］。在多種細胞類型中，如單核細胞、平滑肌細胞、血小板中存在低密度脂蛋白受體（LDLR）、低密度脂蛋白受體相關蛋白（LRP－1）和清道夫受體。這些受體在動脈硬化病變中發(fā)揮著關鍵的作用。在LDLR缺陷小鼠中，低劑量蛋白酶抑制劑可以發(fā)揮抗炎和抗氧化作用，從而減輕動脈粥樣硬化病變的發(fā)展［2］。

LDL如何被修飾曾一度存在爭議。起初認為LDL是受內皮細胞修飾，破損或死亡的內皮細胞釋放蛋白和一些復合物會黏附于LDL，隨著LDL及其黏附物積累增加，其可以被巨噬細胞受體所識別，巨噬細胞吸收LDL成為ox－LDL［3］；另一個假說則認為：死亡的內皮細胞釋放各種酶修飾LDL，使其能夠被巨噬細胞所識別，但是這個假說被體外實驗所否定［4］；氧化性的變化是轉化LDL成為細胞毒性形式的必要因素，使用低Cu2＋和其他過渡金屬的DMEM培養(yǎng)基培養(yǎng)內皮細胞，在加入Cu2＋后，內皮細胞的修飾作用得以恢復，但是此修飾作用會被之后加入的EDTA、維生素E或低濃度的全血清所阻斷。至此，內皮細胞修飾LDL的觀點為氧化反應修飾LDL的觀點所取代［3］。參與低密度脂蛋白氧化的主要酶是NADPH氧化酶和過氧化物酶［4］。

1.2 溶血磷脂酰膽堿（LPC） LPC是ox－LDL的主要組成部分，在未氧化的LDL中，LPC僅占卵磷脂（PC）總含量的1%～5%。但在LDL氧化過程中，有40%～50%的PC由磷脂酶A2（PLA2）催化轉化為LPC。LPC是致動脈粥樣硬化脂蛋白中一種重要的磷脂組成成分［5］。體內LPC主要有兩條生成路徑：（1）卵磷脂膽固醇?；D移酶（LCAT）可以催化PC產(chǎn)生LPC；（2）磷脂酶A2（PLA2）也可水解PC生成LPC。PLA2分為兩個類型：分泌性磷脂酶A2（sPLA2）和脂蛋白相關磷脂酶A2（Lp－PLA2）。目前為止，Lp－PLA2在動脈粥樣硬化過程中的生物學作用仍具有爭議，但現(xiàn)在有優(yōu)勢證據(jù)表明Lp－PLA2炎癥介質產(chǎn)生溶血卵磷脂和氧化非酯化脂肪酸，這對促As病變和壞死核心的形成起到重要作用，從而導致更多的易損斑塊生成［6］。此外，Lp－PLA2在LPC、氧化脂肪酸產(chǎn)生、氧化磷脂降解中起著關鍵作用，因此認為它可能還具有一定的抗動脈硬化效應。最新研究表明，用高膽固醇飲食喂養(yǎng)光學透明斑馬魚幼體，氧化磷脂和LPC的水平明顯升高［7］。LPC可激活多種信號途徑，如：蛋白激酶C（PKC）、細胞外信號調控激酶、酪氨酸蛋白激酶、Ca2＋等。研究表明，在多種細胞中，G2A作為LPC的受體通過Gq/11、G12/13激活Rho信號通路，促進T細胞和巨噬細胞的遷移；通過G q/11、G12/13激活磷脂酶C（PLC）、Ca2＋、cAMP或Rho信號通路，促進肌動蛋白重排。LPC在血管壁在氧化應激反應下還可促進人臍靜脈內皮細胞（HUVEC）的凋亡［8］。在人動脈粥樣硬化斑塊中，局部LPC濃度升高可能是一個促進血管細胞鈣化的因素［9］。

1.3 溶血磷脂酸（LPA） LPA又稱1－脂酰－甘油－3－磷酸酯，它是細胞膜在磷脂合成期間產(chǎn)生的小分子脂質。每毫克LDL大約含有0.4nmol LPA，大約是高密度脂蛋白（HDL）中含量的四倍。積聚于As斑塊中的LPA是初級血小板活化的脂質成分［10］。體內LPA可由多種路徑生成：血小板衍生生長因子（PDGF）可刺激成纖維細胞、腦細胞和婦科腫瘤細胞產(chǎn)生LPA；血小板在凝血酶的刺激下激活生成LPA。適度氧化或微弱氧化的LDL是LPA產(chǎn)生的另一個來源。已經(jīng)證明在靜態(tài)成纖維細胞中，磷脂酶D（PLD）水解LPC可產(chǎn)生LPA；PLC切割磷脂－4，5－二磷酸（PIP2）產(chǎn)生三磷酸肌醇（IP3）和甘油二酯（DAG），DAG在DAG激酶的作用下產(chǎn)生磷脂酸（PA），PA鏈上一個?；籔LA2切割產(chǎn)生LPA，后兩個反應是可逆的，LPA又可在溶血磷脂酸酰基轉移酶（LPAAT）作用下生成PA。但研究表明，血漿LPC的水平可受飲食供給的調節(jié)，LPA通過LPC水解產(chǎn)生這個模型受到爭議［11］。LPA執(zhí)行其生物學功能是通過G蛋白偶聯(lián)受體LPA（1）－LPA（6），會導致血小板聚集，從而釋放血小板衍生生長因子，這種正反饋調節(jié)機制引起血管平滑肌細胞（VSMC）的持續(xù)增長。作為LDL中一個主要生物活性脂質，激活內皮細胞分泌多種炎癥多肽和蛋白。

LPA通過G蛋白偶聯(lián)受體LPA（1）－LPA（6）執(zhí)行其生物學功能。通過其受體，LPA會導致血小板聚集，從而釋放PDGF。這種正反饋調節(jié)機制引起血管平滑肌細胞（VSMC）的持續(xù)增長。LPA作為LDL中一個主要生物活性脂質，可以激活內皮細胞分泌多種炎癥多肽和蛋白，由于ox－LDL促進LPA的產(chǎn)生，因此在動脈硬化組織中LPA的含量是正常組織的13倍。Bot等［10］等研究了在LDL受體基因敲除的小鼠在動脈硬化病變中LPA的平衡調節(jié)酶。從動脈硬化斑塊中提取脂質和RNA，酶法和液相色譜質譜分析顯示：LPC和LPA含量升高，LPA生成酶細胞質磷脂酶A（2）（cPLA（2）IVA）和不依賴于鈣離子的磷脂酶A（2）［iPLA（2）VIA］增多，LPA水解α酶?；D移酶減少。因此，酶法干預抑制LPA的產(chǎn)生可能會作為一種潛在的治療動脈硬化的方法。

1.4 磷脂氧化產(chǎn)物 氧化磷脂（PL）在心血管疾病發(fā)生發(fā)展中具有的潛在作用。由于脂蛋白（a）［（Lp（a）］易于結合氧化磷脂［12］，因此心血管疾病的發(fā)生發(fā)展也與Lp（a）密切相關。在氧化修飾LDL時，其中脂質也可被修飾。磷脂在體內諸如脂氧合酶的催化下，并經(jīng)隨后的酶或非酶的過程形成一系列氧化產(chǎn)物，如過氧化物、羥基類、酮類和醛類化合物。磷脂氧化產(chǎn)物中含有羰基的醛類、酮類化合物可與LDL受體發(fā)生反應，阻斷LDL在體內的正常代謝，從而加速動脈硬化［13］。

2 ox－LDL促動脈硬化機制

2.1 誘導血管內皮細胞損傷 動脈硬化伴隨著一系列內皮細胞功能的改變：黏附分子（ICAM－1/VCAM－1）、P－選擇素和單核細胞趨化蛋白－1（MCP－1）表達上調；鈣離子依賴性磷脂酶A2的活化，COX－2上調和花生四烯酸釋放；NO和內皮細胞衍生舒張因子（EDHF）介導的血管舒張減少；內皮細胞凋亡增加等。LPC激活caspase－3產(chǎn)生過氧化物會誘導HUVECs的凋亡［8］。氧化磷脂可誘導單核－內皮細胞的相互作用，促進內皮細胞黏附分子表達，致使單核細胞穿越進入內皮下間隙，并將單核細胞分化為巨噬細胞。本研究室在前期研究中發(fā)現(xiàn)，用致動脈硬化的飲食喂養(yǎng)雪兔，實驗組血漿LPC含量明顯增加。

LPC促進血管內皮細胞黏附分子（VCAM－1）和細胞間黏附分子（ICAM－1）的表達是通過與細胞膜上的特定受體發(fā)揮生物學效應。Kabarowski［14］報道在單核細胞或巨噬細胞膜上表達一種孤兒G蛋白偶聯(lián)受體2（G2A），LPC以高度親和力同其結合發(fā)揮作用；G2A介導LPC對巨噬細胞和T淋巴細胞的趨化作用。與正常小鼠相比，敲除G2A的小鼠可以顯著抑制LPC對炎癥細胞的趨化作用，逆轉粥樣硬化病變。在內皮細胞中，G蛋白偶聯(lián)受體4（GPR4）也是一個LPC潛在的G蛋白家族偶聯(lián)受體。有研究表明，LPC誘導的內皮細胞機能障礙是由GPR4介導的，這表明GPR4可能在LPC誘導的炎癥反應中起到重要作用。LPC也可抑制或激活MAPK，如p42/44和p38和PKC?？傊?，LPC在血管系統(tǒng)的多種細胞中都起到重要的作用。

LPA通過活化小G蛋白A－絲蘇氨酸蛋白激酶（RhoARho）信號通路引起細胞肌動蛋白重組和細胞骨架改變，導致內皮細胞滲透性增加。LDL在內皮下間隙中沉積，之后被氧化成ox－LDL，從而引起內皮細胞的損傷。LPA通過Gi蛋白信號通路刺激主動脈內皮細胞（HAEC）表達VCAM－1，促進HAEC與單核細胞、中性粒細胞的黏附。

2.2 促進血管平滑肌細胞遷移和增殖 Komachi等［5］研究發(fā)現(xiàn)LPA及其受體LPA1介導LDL的促細胞增殖和遷移作用，而LPA的這種促細胞增殖作用被一種Gi/o蛋白的特異性抑制劑百日咳毒素（PTX）所抑制。這表明LPA是通過PTX敏感型Gi/o蛋白偶聯(lián)的LPA受體起刺激DNA合成的作用。LPA1受體經(jīng)特異性的siRNA處理后，LPA和LDL引起的DNA合成應答被抑制。存在于ox－LDL中高濃度的LPC作為ox－LDL作用的媒介物，也能夠刺激血管平滑肌細胞增殖。本研究室在前期構建的雪兔模型中發(fā)現(xiàn)，實驗組雪兔（高脂飼料飼養(yǎng)）主動脈內出現(xiàn)肉眼可見的動脈硬化斑塊，并采用定磷法等實驗技術發(fā)現(xiàn)實驗組雪兔血漿中的LPC的水平明顯降低，用試劑盒測定血漿中能使LPC分解為LPA的磷脂酶D的活性，發(fā)現(xiàn)實驗組雪兔血漿的磷脂酶D的活性明顯提高，同時，用LPA受體抑制劑處理細胞可以抑制LPC的促細胞增殖作用。此外，血管平滑肌細胞中的一種酶（Autotaxin，具有磷脂酶D活性）大量表達，并且能催化LPC水解為LPA。由此可推斷，LPC與血管平滑肌細胞接觸時，很有可能其中的一部分轉化為LPA后再通過LPA受體介導下游的一系列信號途徑來刺激血管平滑肌細胞的增殖與遷移。

2.3 促進泡沫細胞的形成 泡沫細胞的形成是As早期的變化。浸潤到血管內皮下間隙的LDL，受氧化修飾后形成ox－LDL。一方面ox－LDL能促進單核細胞向血管內皮下聚集，促進膽固醇流入巨噬細胞，抑制巨噬細胞膽固醇外流；另一方面ox－LDL則通過清道夫受體進入巨噬細胞等內，通過分化等一系列作用最終導致泡沫細胞的形成。巨噬細胞吞噬ox－LDL后，由于ox－LDL的細胞毒作用，可刺激巨噬細胞分泌一種特定的巨噬細胞集落刺激因子（M－CSF）。M－CSF負責介導巨噬細胞的激活、分泌、增殖、聚集、退化，并進一步轉變?yōu)榕菽毎?；同時M－CSF還能誘導巨噬細胞表面清道夫受體的表達，使ox－LDL攝取增多，導致動脈硬化的進一步發(fā)生。LPC可減少內皮下硫酸乙酰肝素蛋白多糖（HSPG），增加單核細胞向內皮下基質聚集，使血管壁上單核細胞滯留增加，繼而增加它們轉變?yōu)樨撦d脂質的泡沫細胞的機會。

2.4 促炎癥反應 ox－LDL中的某些脂類小分子，如LPC和LPA可以作為信號分子與細胞受體結合后激活基因的表達，生成VCAM－1、ICAM－1、單核細胞趨化蛋白－1（MCP－1）、巨噬細胞集落刺激因子（M－CSF）、PAF、白細胞介素－1（IL－1）等多種促炎癥的細胞因子。VCAM－1、ICAM－1引起內皮細胞機能障礙和血小板聚集［15］。MCP－1促進單核細胞向內皮細胞遷移，使之進入內皮下層并與內皮細胞結合。M－CSF則促進單核細胞向巨噬細胞轉化，成熟的巨噬細胞又可氧化LDL產(chǎn)生ox－LDL，形成惡性循環(huán)。IL－1和PAF則間接地促進血管平滑肌細胞的增殖，從而加速As的炎癥反應。見圖1。

綜上所述，ox－LDL及其所含生理活性脂質LPC、LPA等與心血管、免疫和神經(jīng)系統(tǒng)、炎癥、動脈硬化和癌癥的發(fā)生發(fā)展關系密切，它們激活多種類型的G蛋白偶聯(lián)受體，調節(jié)細胞鈣離子的動態(tài)平衡，促進細胞骨架重排，促進細胞增殖和存活、遷移和黏附。因此，進一步深入地研究ox－LDL及其所含生理活性脂質對動脈粥樣硬化的影響，抑制LDL在體內的氧化修飾過程，促進 HDL介導的膽固醇逆向運輸［16］，酶法干預抑制LPC、LPA的產(chǎn)生，拮抗LPC、LPA與As相關的受體及其信號通路，提高HDL－C水平［17］，以及一些天然抗氧化劑和草藥的使用可能會導致生產(chǎn)氧化LDL的抑制，并可能減少動脈粥樣硬化的發(fā)展和進展［18］。對防治動脈粥樣硬化性心腦血管疾病具有重要的意義。

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10.3969/j.issn.1673－4130.2015.03.041

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1673－4130（2015）03－0382－04

2014－10－25）

高等學校博士學科點專項科研基金項目（20091501110001）；國家自然基金資助項目（31160184）。 作者簡介：張謙，男，檢驗技師，主要從事細胞信號轉導的相關研究?！?/p>

，E－mail：zhang2005qian2006＠126.com。