1-磷酸鞘氨醇及其受體與動脈粥樣硬化研究進(jìn)展

彭 暉 閭宏偉

(中南大學(xué)湘雅三醫(yī)院醫(yī)學(xué)實驗中心，湖南 長沙 410013)

1-磷酸鞘氨醇及其受體與動脈粥樣硬化研究進(jìn)展

彭 暉 閭宏偉1

(中南大學(xué)湘雅三醫(yī)院醫(yī)學(xué)實驗中心，湖南 長沙 410013)

1-磷酸鞘氨醇；動脈粥樣硬化；1-磷酸鞘氨醇受體

動脈粥樣硬化(AS)的發(fā)病機(jī)制尚未完全清楚,研究表明,AS是一種慢性免疫-炎癥性疾病,是血管壁對各種損傷的一種異常反應(yīng)〔1〕。大量流行病學(xué)數(shù)據(jù)表明高密度脂蛋白(HDL)具有抗AS作用，近些年發(fā)現(xiàn)與HDL結(jié)合的1-磷酸鞘氨醇(S1P)在抗AS中發(fā)揮著重要作用〔1〕。S1P影響著不同細(xì)胞的增殖、遷移、黏附、炎癥等，在心血管、神經(jīng)、免疫、呼吸等多個系統(tǒng)有著重要的作用，S1PR激動劑FTY720已經(jīng)應(yīng)用于臨床治療多發(fā)性硬化。本文就S1P及其受體在AS斑塊形成的發(fā)生發(fā)展及相關(guān)疾病中的作用作一綜述。

1 S1P概述

體內(nèi)S1P主要通過鞘氨醇激酶(SphK)催化鞘氨醇(Sph)進(jìn)一步磷酸化而產(chǎn)生〔2〕，鞘氨醇可以通過神經(jīng)酰胺酶作用于神經(jīng)酰胺脫去酰胺鍵而生成。SphK有兩種亞型，鞘氨醇激酶1(SphK1)和SphK2。SphK1廣泛存在于紅細(xì)胞質(zhì)酶，主要影響血漿中S1P的合成；SphK2有核內(nèi)定位信號，主要負(fù)責(zé)細(xì)胞內(nèi)S1P的合成〔3〕。S1P的分解主要通過S1P 磷酸酶及S1P 裂解酶，S1P 磷酸酶將S1P降解為鞘氨醇,S1P 裂解酶可將S1P降解為軟脂醛和磷酸膽堿。

血漿中S1P濃度高達(dá)200～900 nmol/L，主要來源于血小板、紅細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞〔1〕。血漿中S1P主要以結(jié)合形式存在，HDL和白蛋白是其主要載體，分別結(jié)合約55%和35%的S1P，而其余約10%S1P與低密度脂蛋白等其他脂蛋白結(jié)合〔2〕。Wilkerson等〔4〕發(fā)現(xiàn)，與HDL結(jié)合的S1P (HDL-S1P)比與白蛋白結(jié)合的S1P(白蛋白-S1P)有更持續(xù)的內(nèi)皮屏障功能，因為HDL-S1P能抑制S1PR1蛋白降解，延長S1PR1蛋白在內(nèi)皮的循環(huán)，通過S1PR1通路持續(xù)激活A(yù)kt及eNOS，且HDL-S1P的半衰期是白蛋白-S1P的4倍，因此在結(jié)合型S1P中，HDL-S1P能發(fā)揮更顯著的作用。此外，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)在HDL中，載脂蛋白(Apo)M為S1P的載體,這在動物實驗中得到了證實〔5〕。

S1P存在于細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外，在胞內(nèi)直接產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)，在胞外通過與其特異性受體——S1P受體結(jié)合，S1P受體是一種G蛋白耦聯(lián)受體，包括5種亞型(S1PR1-5)，它們分別結(jié)合不同的G蛋白，進(jìn)一步激活細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路從而產(chǎn)生不同的生物學(xué)效應(yīng)〔6〕。

2 S1P水平在冠狀動脈病變中的變化

近年來研究發(fā)現(xiàn)血漿S1P水平與冠脈疾病嚴(yán)重程度、冠脈病變數(shù)目、冠脈支架植入術(shù)后血管再狹窄等均相關(guān)。心肌梗死及穩(wěn)定型冠心病患者中血漿HDL-S1P濃度低于健康對照組，血漿HDL-S1P水平與冠脈病變數(shù)量相關(guān)，與冠脈疾病(CAD)的嚴(yán)重程度負(fù)相關(guān)〔7〕。連續(xù)監(jiān)測心肌梗死患者的S1P 水平，發(fā)現(xiàn)從起病至發(fā)病后2年，血漿S1P均維持在低水平〔8〕。觀察冠心病經(jīng)皮冠狀動脈介入治療(PCI)后的患者，發(fā)現(xiàn)術(shù)后HDL-S1P水平越低，發(fā)生冠脈支架內(nèi)再狹窄的可能性越大〔9〕。因此說明，S1P尤其是HDL-S1P與AS密切相關(guān)，HDL-S1P為冠脈疾病的潛在保護(hù)因素，在未來可能作為冠脈支架內(nèi)再狹窄的預(yù)測因子應(yīng)用于臨床。

3 S1P及其受體與AS相關(guān)機(jī)制

在不同細(xì)胞不同的S1P受體表達(dá)量不同，如血管內(nèi)皮細(xì)胞及平滑肌細(xì)胞上S1PR1、S1PR2、S1PR3均表達(dá)，在內(nèi)皮細(xì)胞上S1PR1表達(dá)最豐富，在平滑肌細(xì)胞上以S1PR2表達(dá)為主。在生理及病理狀態(tài)下同一受體表達(dá)亦有差異，在AS時，內(nèi)皮細(xì)胞上S1PR2呈現(xiàn)高表達(dá)〔10〕。S1PR1/S1PR3與S1PR2表達(dá)的均衡對血管的穩(wěn)態(tài)起著重要作用。在體內(nèi)的不同細(xì)胞，S1P通過結(jié)合不同受體影響細(xì)胞功能，從而影響AS的發(fā)生發(fā)展。下面分別從S1P結(jié)合其受體對內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞及巨噬細(xì)胞結(jié)構(gòu)功能的影響闡述S1P在AS過程中的作用。

3.1 S1P及其受體對內(nèi)皮功能影響 目前認(rèn)為，內(nèi)皮損傷是AS發(fā)生的始動因素，內(nèi)皮損傷后可出現(xiàn)多種內(nèi)皮功能紊亂，如內(nèi)膜的屏障功能受損導(dǎo)致滲透性增加，內(nèi)皮釋放炎性細(xì)胞因子，內(nèi)膜來源的血管收縮因子或舒張因子的釋放發(fā)生改變，這都在AS的形成中發(fā)揮著重要作用。

血漿中的S1P通過結(jié)合內(nèi)皮細(xì)胞表面不同的S1P受體,激活細(xì)胞內(nèi)信號途徑，調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞功能，包括促進(jìn)細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)遷移、細(xì)胞骨架的重排、調(diào)節(jié)炎癥及血管形成等〔11〕。在內(nèi)皮細(xì)胞，S1P通過與S1PR1結(jié)合對血管內(nèi)皮具有重要的保護(hù)作用，與S1PR2結(jié)合對血管內(nèi)皮具有不利的影響。

S1P作用于S1PR1通過Gi/PI3K/Tiam1激活細(xì)胞內(nèi)Rac1信號蛋白，誘導(dǎo)肌動蛋白結(jié)合蛋白的異位如皮層蛋白(cortactin)及肌球蛋白輕鏈蛋白激酶(MLCK)重新分布至細(xì)胞周邊，促進(jìn)細(xì)胞骨架重排，形成牢固的肌動蛋白環(huán)及促進(jìn)鈣黏蛋白-VE-內(nèi)皮鈣黏素及血小板內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子的表達(dá)等加強(qiáng)細(xì)胞間的連接，降低通透性，增強(qiáng)內(nèi)皮屏障〔12〕；經(jīng) PI3K/Akt/eNOS信號通路,促進(jìn)血管舒張因子NO釋放〔13〕及抑制NF-κB通路激活，減少黏附分子VCAM-1及ICAM-1 的表達(dá)，抑制內(nèi)皮細(xì)胞的活化，介導(dǎo)抑炎反應(yīng)信號通路，減輕血管炎癥，發(fā)揮抗動AS作用〔14〕。S1P作用于S1P3受體,經(jīng)Gq,G13蛋白激活細(xì)胞內(nèi)Rho蛋白介導(dǎo)細(xì)胞間的黏附及激活細(xì)胞內(nèi)PLD和PLC/Ca2+/PKC信號，加強(qiáng)內(nèi)皮屏障〔15〕。S1P作用于S1P2受體,通過激活Rho/ROCK/PTEN信號通路,抑制Rac蛋白活性,抑制內(nèi)皮細(xì)胞遷移，破壞黏著連接點，同時引起細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度升高，促進(jìn)血管通透性增加，破壞內(nèi)皮屏障〔16〕；通過激活G12/13 蛋白，經(jīng)NF-κB途徑刺激VCAM-1 和ICAM-1 表達(dá)，介導(dǎo)促炎反應(yīng)信號通路，促進(jìn)AS的發(fā)展〔13〕。

3.2 S1P及其受體對血管平滑肌影響 在AS斑塊形成過程中，從粥樣斑塊期至纖維斑塊期，病變處內(nèi)皮細(xì)胞下平滑肌細(xì)胞(SMC)明顯增多，血管平滑肌細(xì)胞(VSMC)的遷移和過度增殖可促進(jìn)AS的發(fā)展，VSMCs的增殖與平滑肌表型轉(zhuǎn)變密切相關(guān)。S1P通過結(jié)合VSMC表面不同的受體激活下游通路，調(diào)節(jié)平滑肌細(xì)胞功能，包括平滑肌表型轉(zhuǎn)變、增殖、遷移以及調(diào)節(jié)血管緊張度等。在正常的平滑肌細(xì)胞中，S1PR2表達(dá)為主，但在增殖的平滑肌細(xì)胞中S1PR1過度表達(dá)。S1P通過結(jié)合S1PR1誘導(dǎo)P70S6激酶合成增加，抑制AMPK通路的激活；增加平滑肌肌動蛋白(SMA)表達(dá)，使平滑肌表型由正常的收縮型轉(zhuǎn)變?yōu)橛字傻暮铣尚?，誘導(dǎo)血管平滑肌細(xì)胞增殖和遷移〔17〕。S1P結(jié)合S1PR2通過激活RhoA蛋白，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鈣離子的移動，抑制SMA表達(dá)；經(jīng)G12/13和Gq，激活小GTP 酶Rho，抑制平滑肌表型轉(zhuǎn)變及增生〔18〕。在S1PR3-/-ApoE-/-雙基因敲除小鼠中，小鼠動脈粥樣斑塊中平滑肌細(xì)胞含量較ApoE-/-基因敲除小鼠增加，將小鼠頸動脈結(jié)扎后，S1PR3-/-ApoE-/-小鼠損傷的頸動脈中SMC增生和新生內(nèi)膜形成更顯著，說明S1PR3通過抑制平滑肌細(xì)胞的遷移增殖，影響AS的發(fā)生發(fā)展〔19〕。S1P可同時激活S1PR2、S1PR3及其下游的P38MAPK信號通路，促進(jìn)COX2的激活及PGI2的釋放，舒張血管，從而起血管保護(hù)作用〔20〕。此外，S1P可以通過結(jié)合非S1P受體，如介導(dǎo)表皮生長因子受體(EGFR)表達(dá)激活A(yù)kt/NF-κB和ERK/AP-1通路,促進(jìn)平滑肌的增殖〔21〕。

3.3 S1P及其受體對巨噬細(xì)胞的影響 AS是由脂質(zhì)引發(fā)的炎癥性疾病,單核/巨噬細(xì)胞在AS發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮極其重要的作用，巨噬細(xì)胞吞噬脂質(zhì)后成為泡沫細(xì)胞,構(gòu)成AS的脂質(zhì)條紋和粥樣斑塊。巨噬細(xì)胞具有很強(qiáng)的可塑性，可根據(jù)其不同的表現(xiàn)和功能分為M1 型和M2 型2 種表型，分別具有促炎和抗感染促修復(fù)能力〔22〕。S1P通過活化ERK,抑制p38/MAPK及JNK信號通路的激活，同時促進(jìn)IL-4分泌，激活M2型巨噬細(xì)胞〔23〕。將FTY720(S1P類似物)注入LDL-/-小鼠后，血漿中的促炎因子TNF-α、IL-6、IL-12減少，M1型巨噬細(xì)胞的活化受到抑制，M2型巨噬細(xì)胞被激活，能減慢AS的進(jìn)程〔24〕。巨噬細(xì)胞的聚集遷移及炎性因子的釋放在動脈粥樣斑塊的形成中具有重要作用。ApoE-/-S1PR2-/-小鼠的AS斑塊面積和脂質(zhì)沉積量明顯小于ApoE-/-S1PR2+/ +小鼠，且壞死核心明顯減少，血管壁中的巨噬細(xì)胞及泡沫細(xì)胞明顯減少，炎性因子如IL-6、TNF-α、IFN-γ、MCP-1以及黏附分子如VCAM-1表達(dá)減少〔25〕，S1PR3-/-ApoE-/-小鼠動脈粥樣斑塊內(nèi)巨噬細(xì)胞數(shù)量明顯減少，TNF-α和MCP-1表達(dá)降低。由此說明，S1PR2及S1PR3均可通過促進(jìn)巨噬細(xì)胞聚集，調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的趨化活性，釋放炎癥因子，影響AS的發(fā)生發(fā)展。此外，Michaud等〔26〕發(fā)現(xiàn)S1P能通過S1PR2/G12/13/cAMP/PKA信號通路抑制體內(nèi)巨噬細(xì)胞的遷移，但對遷移的方向無影響。

4 相關(guān)心血管藥物與S1P

不同劑量的阿司匹林對體內(nèi)S1P的濃度影響不同。給予低劑量的阿司匹林(75 mg/d )能增加紅細(xì)胞中S1P水平，對血漿及血小板的S1P水平影響不大；給予高劑量的阿司匹林(300 mg/d)能減少血漿中的S1P濃度。目前研究表明，S1P是潛在的血管保護(hù)劑，因此對于負(fù)荷劑量的阿司匹林來說，若能不影響血漿S1P濃度能起更好的心血管保護(hù)作用〔27〕。

他汀類藥物對心血管的保護(hù)作用也通過作用S1PRs實現(xiàn)。他汀類藥物如辛伐他汀及匹伐他汀通過增加內(nèi)皮細(xì)胞S1PR1 表達(dá)，激活eNOS，提高內(nèi)皮細(xì)胞NO 產(chǎn)生水平，保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞功能〔28〕。研究〔20〕證實辛伐他汀能上調(diào)平滑肌細(xì)胞S1PR3表達(dá)，激活COX-2，增加PGI2的表達(dá)，從而起血管保護(hù)作用。

5 小 結(jié)

S1P及其受體在AS中的作用機(jī)制相當(dāng)復(fù)雜，大量的S1PRs功能需要進(jìn)一步研究探討才能闡明和應(yīng)用。但目前的研究表明，S1P水平在AS相關(guān)疾病中均有明顯變化，如何提高HDL-S1P水平以及如何提高疾病后血漿S1P水平，為心臟疾病的預(yù)防治療提供新的思路和方法。

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〔2016-06-01修回〕

(編輯 曲 莉)

國家973項目(2014CB542400)；國家自然科學(xué)基金項目(81470593)

閭宏偉(1972-)，男，博士，副研究員，主要從事腫瘤與心血管疾病的分子機(jī)制研究。

彭 暉(1983-)，女，碩士，主要從事心血管疾病發(fā)病機(jī)制研究。

R54

A

1005-9202(2017)02-0502-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.02.109

1 中南大學(xué)湘雅三醫(yī)院醫(yī)學(xué)實驗中心