髓過(guò)氧化物酶與動(dòng)脈粥樣硬化及冠心病關(guān)系的研究進(jìn)展

陳秋月 ,肖純

(1廣東醫(yī)科大學(xué)，廣東湛江524000；2廣東省惠州市第三人民醫(yī)院)

髓過(guò)氧化物酶與動(dòng)脈粥樣硬化及冠心病關(guān)系的研究進(jìn)展

陳秋月1,肖純2

(1廣東醫(yī)科大學(xué)，廣東湛江524000；2廣東省惠州市第三人民醫(yī)院)

炎癥是冠脈粥樣硬化形成和發(fā)展的核心，冠狀動(dòng)脈損傷是炎癥作用的結(jié)果。髓過(guò)氧化物酶(MPO)作為一種炎性反應(yīng)物，可通過(guò)內(nèi)皮功能障礙、修改HDL、氧化LDL、消耗NO使動(dòng)脈痙攣以及增加斑塊易損性，導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈粥樣硬化冠心病的發(fā)生。MPO的活性與基因表達(dá)有關(guān)，將-463位點(diǎn)替換為A或?qū)?638C>A、V53f剔除，有可能抑制MPO介導(dǎo)的炎癥損害，降低冠心病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。

髓過(guò)氧化物酶；冠狀動(dòng)脈疾病；動(dòng)脈粥樣硬化；炎癥

近年來(lái)，心血管疾病的發(fā)病人數(shù)逐年增加，已成為我國(guó)居民的首位死因[1]。冠心病是心血管疾病的最常見(jiàn)類型。有數(shù)據(jù)表明，血中髓過(guò)氧化物酶(MPO)的水平和冠心病風(fēng)險(xiǎn)正相關(guān)，是獨(dú)立于脂質(zhì)和其他傳統(tǒng)心血管病變的冠心病危險(xiǎn)因素。MPO可促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)脂蛋白氧化、內(nèi)皮損傷、細(xì)胞外基質(zhì)降解，使斑塊不穩(wěn)定性增加，甚至導(dǎo)致斑塊破裂，在動(dòng)脈粥樣硬化起始和發(fā)展中起著重要作用[2～4]。本文對(duì)MPO和動(dòng)脈粥樣硬化及冠心病關(guān)系的機(jī)制進(jìn)行綜述。

1 MPO 概述

MPO由早幼粒細(xì)胞、幼單核細(xì)胞、幼淋巴細(xì)胞、幼巨嗜細(xì)胞中的嗜天青顆粒(又稱初級(jí)顆粒)分泌[5]。在早幼粒細(xì)胞水平最高，其次是原始粒細(xì)胞、幼稚和原始單核細(xì)胞，其合成與中性粒細(xì)胞分化周期相關(guān)[6]。

1.1 MPO的基因結(jié)構(gòu) MPO編碼基因位于17號(hào)染色體q23～q24，含12個(gè)外顯子和11個(gè)內(nèi)含子，DNA大小約14 638 bp。MPO含量及活性強(qiáng)弱與該酶啟動(dòng)子區(qū)域的多個(gè)核甘酸相關(guān)，即-463G>A、-1940A>G、-638C>A、-129G>A、V53F、M251T、A332V、I642L、I717V、R569W、Y173C[7]，這些不同基因型轉(zhuǎn)錄的mRNA活性不同。MPO基因在生長(zhǎng)因子Ⅲ調(diào)控下轉(zhuǎn)錄成mRNA。

1.2 MPO的來(lái)源及分型 MPO是在早幼粒細(xì)胞階段(骨髓中)合成前體多肽，經(jīng)加工、包裝進(jìn)入嗜天青顆粒，并在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與分子伴侶、鈣網(wǎng)膜蛋白和鈣聯(lián)接蛋白聯(lián)合、裂解，再產(chǎn)生血紅素蛋白后形成。主要存在于嗜中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞中，是中性粒細(xì)胞活化的標(biāo)志[8]。MPO在粒細(xì)胞中由羧甲基-纖維素離子交換柱層析可分為MPOⅠ、MPOⅡ和MPOⅢ三型，三者差異在于氨基酸殘基不同。這三種MPO由2條重鏈和2條輕鏈組成，輕鏈和重鏈通過(guò)二硫鍵相連，由于MPO亞基組成多樣，才引起了MPO的異質(zhì)性。

1.3 MPO的生物學(xué)功能 炎癥、應(yīng)激時(shí)，在趨化因子和激活劑作用下，中性粒細(xì)胞變形穿出毛細(xì)血管，聚集到炎癥部位，脫顆粒釋放MPO到細(xì)胞外或吞噬衰老細(xì)胞及病原微生物后形成吞噬小體。在炎癥部位MPO利用過(guò)氧化氫(H2O2)-MPO-次氯酸(HOCI)途徑催化H2O2產(chǎn)生HOCI，HOCI和多肽、氨基酸的氨基反應(yīng)生成氯胺(NH2CI)，NH2CI不僅增強(qiáng)機(jī)體免疫，而且有很強(qiáng)的抗微生物作用，因此在生理?xiàng)l件下，MPO與H2O2、HOCI在機(jī)體防御中發(fā)揮著重要作用[6]。但同時(shí)生成的活性氧在產(chǎn)生超過(guò)機(jī)體清除時(shí)就會(huì)對(duì)正常組織如內(nèi)皮細(xì)胞、脂質(zhì)、DNA產(chǎn)生損傷，導(dǎo)致多種疾病，如動(dòng)脈粥樣硬化、白血病、腎炎、多發(fā)性炎、腫瘤等[9]。

2 MPO與動(dòng)脈粥樣硬化

炎癥是冠脈粥樣硬化形成和發(fā)展的核心，冠狀動(dòng)脈損傷是炎癥作用的結(jié)果[10]。不論是內(nèi)膜脂質(zhì)沉積，還是內(nèi)膜灶狀纖維化以及粥樣斑塊的形成，始終都有炎癥細(xì)胞和大量炎癥介質(zhì)參與。在促炎因素作用下，炎性細(xì)胞(主要是巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞)進(jìn)入內(nèi)皮下發(fā)揮吞噬作用。中性粒細(xì)胞約占白細(xì)胞的70%，且中性粒細(xì)胞吞噬能力較單核細(xì)胞強(qiáng)，因此中性粒細(xì)胞在炎癥過(guò)程中居主導(dǎo)地位。炎癥時(shí)，中性粒細(xì)胞活化，MPO被釋放，MPO與中性粒細(xì)胞呼吸爆發(fā)氧化酶的H2O2反應(yīng)產(chǎn)生HOCl及其他氧化物質(zhì)[11]。生理情況下，HOCI是機(jī)體主要氧化劑，在炎性疾病期間與組織強(qiáng)烈反應(yīng)引起組織損傷[12]。MPO在動(dòng)脈粥樣硬化的作用包括：①導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙；②修改高密度脂蛋白(HDL)為功能失調(diào)的oxHDL；③氧化低密度脂蛋白(LDL)轉(zhuǎn)換成更能引起粥樣硬化改變的oxLDL；④消耗一氧化氮(NO)使動(dòng)脈痙攣；⑤誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞死亡和組織因子表達(dá)參與斑塊易損性。

2.1 MPO與血管內(nèi)皮功能損傷 炎癥時(shí)，內(nèi)皮細(xì)胞增殖與凋亡的失衡，可引起機(jī)體發(fā)生以下變化：①血管通透性增加，脂質(zhì)、單核細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞在內(nèi)皮下沉積或遷移。②釋放炎性因子，使中性粒細(xì)胞等炎癥細(xì)胞向內(nèi)皮破損處聚集；中性粒細(xì)胞釋放MPO衍生的HOCI誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡、內(nèi)皮細(xì)胞氧化合酶解偶聯(lián)及降低NO生物利用度等使內(nèi)皮功能障礙[11]。③釋放炎性因子使單核細(xì)胞激活、臨近內(nèi)皮細(xì)胞激活并損傷，損傷的內(nèi)皮細(xì)胞釋放炎癥趨附因子進(jìn)一步引起內(nèi)皮損傷，形成內(nèi)皮細(xì)胞損傷的惡性循環(huán)，加劇內(nèi)皮細(xì)胞損傷或凋亡。正常內(nèi)皮細(xì)胞可分泌凝血調(diào)節(jié)蛋白、組織纖溶蛋白激活因子、NO及前列腺素等內(nèi)皮抗血栓物質(zhì)。內(nèi)皮損傷使抗栓物質(zhì)表達(dá)減少，血小板黏附和聚集，最終形成動(dòng)脈粥樣硬化。研究表明雖然MPO產(chǎn)生的HOCl能損害內(nèi)皮功能，但是MPO產(chǎn)生的SCN-或NO2-卻轉(zhuǎn)移部分MPO，減少內(nèi)皮破壞性，認(rèn)為HOSCN或NO2-與MPO誘導(dǎo)的內(nèi)皮功能障礙的保護(hù)有關(guān)[13]。

2.2 MPO與HDL功能缺陷 人體轉(zhuǎn)運(yùn)膽固醇最重要的通路是apoA-Ⅰ為受體的ABCA1轉(zhuǎn)運(yùn)通路。只有經(jīng)ABCA轉(zhuǎn)運(yùn)的膽固醇與apoA-Ⅰ結(jié)合生成初始HDL，經(jīng)膽固醇磷酸?；拍苻D(zhuǎn)化HDL，只有與HDL清道夫受體B型Ⅰ型(SR-BI)結(jié)合才能實(shí)現(xiàn)膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)。而炎癥時(shí)，MPO的氧化產(chǎn)物HOCl和HOSCN對(duì)apoA-Ⅰ上的酪氨酸殘基162、192位點(diǎn)，尤其是192位點(diǎn)氧化修飾[11]。被修飾的apoA-Ⅰ使ABCA依賴的膽固醇從巨噬細(xì)胞外流下降，體內(nèi)有效HDL下降，導(dǎo)致巨噬細(xì)胞內(nèi)膽固醇沉積，加快動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)程。尸解發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化部位apoA-Ⅰ是正常動(dòng)脈的100倍左右，這些apoA-Ⅰ重度氧化，已不能轉(zhuǎn)運(yùn)HDL。表明高濃度的MPO使apoA-Ⅰ氧化變性，導(dǎo)致HDL抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用功能缺陷[14,15]。最近一項(xiàng)研究顯示MPO衍生物氧化HDL生成的CI-oxHDL和NO2-oxHDL抑制內(nèi)皮細(xì)胞SR-BI表達(dá)，使依賴于SR-BI的MAPK-ERK通路受限[16]，抑制平滑肌細(xì)胞(SMC)增殖和遷移，導(dǎo)致SMC在纖維帽中的數(shù)量減少，使斑塊不穩(wěn)定性增加。

2.3 MPO與oxLDL產(chǎn)生 過(guò)去普遍認(rèn)為apoB位于LDL表面，是機(jī)體大多數(shù)細(xì)胞LDL受體識(shí)別LDL的關(guān)鍵部位。生理情況下LDL與細(xì)胞的LDL受體結(jié)合后將脂蛋白降解釋放出膽固醇滿足細(xì)胞需要[17]。但近期一篇文章指出apoB-100的構(gòu)象在LDL脂質(zhì)的分布和取向方面不起重要作用，apoB-100上的膽固醇酯與LDL的核心脂質(zhì)互作用，將核心脂質(zhì)驅(qū)趕到表面。炎癥時(shí)，MPO衍生的HOCI作用于LDL，使LDL中不飽和脂肪酸過(guò)氧化、ApoB降解，過(guò)氧化的脂肪酸與ApoB結(jié)合生成oxLDL。此時(shí)細(xì)胞將不能識(shí)別oxLDL表面的apoB100，不能與特異性受體結(jié)合發(fā)生胞吞，進(jìn)而被細(xì)胞內(nèi)的溶酶體脂肪酶分解，而只能被oxLDL的清道夫受體如CD36、SR-BI通過(guò)不同機(jī)制與oxLDL結(jié)合后被巨噬細(xì)胞當(dāng)作異物吞噬并積聚，形成泡沫細(xì)胞。生成的泡沫細(xì)胞將通過(guò)清道夫受體SRA-1催化并最終引起脂質(zhì)聚集的[15]。當(dāng)泡沫細(xì)胞過(guò)度積聚并激活，并參與到動(dòng)脈粥樣硬化[18]。

2.4 MPO與NO消耗 NO是內(nèi)皮細(xì)胞分泌的內(nèi)源性血管舒張因子，是在 NO合成酶 (NOS)作用下由左旋精氨酸生成的。生成的NO激活鳥苷酸賴性蛋白酶使細(xì)胞內(nèi)環(huán)磷酸鳥苷增加、細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子降低、血管平滑肌舒張[19]。炎癥時(shí)，MPO衍生的HOCI不僅與左旋精氨酸反應(yīng)，也與NOS競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)底物生成的氯化精氨酸，還能抑制NOS活性，使NO合成進(jìn)一步減少，舒血管功能受限[19]。

2.5 MPO誘發(fā)斑塊不穩(wěn)定 炎癥時(shí)MPO可與多種因素聯(lián)合引起斑塊不穩(wěn)定。①M(fèi)PO衍生出CI-oxHDL和NO2-oxHDL，抑制了SMC遷移和增殖，使SMC產(chǎn)生的增加纖維帽厚度和穩(wěn)定性的蛋白減少，纖維帽變薄，不利于動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的穩(wěn)定；②炎癥時(shí)趨化因子作用于巨噬細(xì)胞和嗜中性粒細(xì)胞，使基質(zhì)金屬蛋白酶表達(dá)增加，使細(xì)胞外基質(zhì)蛋白降解，纖維帽變?。虎墼谄屏寻邏K的纖維帽中可見(jiàn)大量凋亡巨噬細(xì)胞，其清除受損，加劇了凋亡細(xì)胞的積累，壞死核心進(jìn)一步擴(kuò)大；④oxLDL誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞分泌血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子，使血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖、內(nèi)皮細(xì)胞遷移和血管重構(gòu)作用，斑塊內(nèi)病理性血管新生。由于新生血管不成熟，極易引起斑塊破裂出血，并促進(jìn)炎性細(xì)胞和脂蛋白通過(guò)新生血管進(jìn)入損傷部位，引起斑塊不穩(wěn)定。

3 MPO基因與冠心病

基因是生物性狀的基礎(chǔ)，是疾病發(fā)生的基石。MPO含量及活性強(qiáng)弱與啟動(dòng)子區(qū)域SP1結(jié)合位點(diǎn)處的-463G>A、-1940A>G、-638C>A、-129G>A、V53F、M251T、A332V、I642L、I717V、R569W、Y173C相關(guān)[7]，不同基因轉(zhuǎn)錄的mRNA轉(zhuǎn)錄起始活性不同，酶的活性也各異。與其他單倍體基因相比，MPO活性增高人群-638C>A、V53f及-463G >A明顯增高。 攜帶-638A及53F等位基因與MPO活性增加相關(guān)[19]。有研究者發(fā)現(xiàn)-638C>A和V53引起MPO活性增加的原因不同。-638C>A是通過(guò)增強(qiáng)啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄活性或穩(wěn)定MPO mRNA，增加MPO含量；而V53f突變使轉(zhuǎn)錄的mRNA改變氨基酸的排序，蛋白質(zhì)構(gòu)象改變，增加MPO含量。-463G等位基因中SP1結(jié)合位點(diǎn)參與MPO表達(dá)，GG基因型的表達(dá)可使MPO明顯升高，故-463G等位基因可以作為冠心病心血管意外的預(yù)測(cè)因子。而-463位點(diǎn)A等位基因破壞了SP1轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)，降低MPO基因表達(dá)水平，在冠心病的發(fā)病中起保護(hù)作用。MPO-129A/G多形性和冠心病風(fēng)險(xiǎn)無(wú)明顯相關(guān)性，這可能是因?yàn)?129A等位基因是通過(guò)不顯示獨(dú)特的單倍型ACGAV進(jìn)行的MPO活動(dòng)，與參考的ACCGV存在差異。

綜上所述，MPO作為一種炎性反應(yīng)物，是通過(guò)內(nèi)皮功能障礙、修改HDL、氧化LDL、消耗NO使動(dòng)脈痙攣以及增加斑塊易損性，造成冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的。目前還沒(méi)有特定的藥物能抑制MPO介導(dǎo)的炎癥損害，但是基因決定生物性狀，也許我們能嘗試在高M(jìn)PO患者身上，將-463位點(diǎn)替換為A或?qū)?638C>A、V53f剔除，有可能達(dá)到降低冠心病風(fēng)險(xiǎn)的目的。

[1] 陳偉偉，高潤(rùn)霖，劉力生，等.《中國(guó)心血管病報(bào)告2015》概要[J].中國(guó)循環(huán)雜志,2016,31(6):624-632.

[2] Kataoka Y, Shao M, Wolski K, et al. Myeloperoxidase levels predict accelerated progression of coronary atherosclerosis in diabetic patients: insights from intravascular ultrasound[J]. Atherosclerosis, 2014,232(2):377-383.

[3] Liu C, Chen L, Yang Y,et al. Myeloperoxidase and High-Sensitivity C-Reactive Protein for Predicting Major Adverse Cardiovascular Events in Patients with Coronary Heart Disease[J]. Int J Clin Me, 2015.6(4)：260-270.

[4] 林煒煒，邵康，徐曉萍，等. 髓過(guò)氧化物酶、高敏C反應(yīng)蛋白等在冠心病嚴(yán)重程度評(píng)估中的應(yīng)用[J].檢驗(yàn)醫(yī)學(xué),2011,26(8):551-554.

[5] Bainton DF, Farquhar MG. Differences in enzyme content of azurophil and specific granules of polymorphonuclear leukocytes. II. Cytochemistry and electron microscopy of bone marrow cells[J]. J Cell Biol, 1968,39(2):299-317.

[6] 韓莉莉,沈曉麗.髓過(guò)氧化物酶及其基因多態(tài)性的研究進(jìn)展[J]. 醫(yī)學(xué)綜述,2007,13(17):1288-1290.

[7] 殷泉忠，陳忠，張華，等.髓過(guò)氧化物酶基因-463 G>A多態(tài)性與早發(fā)冠心病的相關(guān)性[J]. 江蘇醫(yī)藥,2008,34(10):1003-1005.

[8] Teng N, Maghzal GJ, Talib J, et al. The roles of myeloperoxidase in coronary artery disease and its potential implication in plaque rupture[J]. Redox Rep, 2017,22(2):51-73.

[9] Fang J, Ma L, Zhang S, et al. Association of myeloperoxidase gene variation with carotid atherosclerosis in patients with essential hypertension[J]. Mol Med Rep, 2013,7(1):313-317.

[10] Shrivastava AK, Singh HV, Raizada A, et al. C-reactive protein, inflammation and coronary heart disease[J]. The Egyptian Heart Journal, 2015,67(2)：89-97.

[11] Tian R, Ding Y, Peng YY, et al. Myeloperoxidase amplified high glucose-induced endothelial dysfunction in vasculature: Role of NADPH oxidase and hypochlorous acid[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2017,484(3):572-578.

[12] Love DT, Barrett TJ, White MY, et al. Cellular targets of the myeloperoxidase-derived oxidant hypothiocyanous acid (HOSCN) and its role in the inhibition of glycolysis in macrophages[J]. Free Radic Biol Med, 2016,94:88-98.

[13] Lei D, Enoch C,Thuan T, et al. Endothelial-Transcytosed Myeloperoxidase Promotes Endothelial Dysfunction in an Oxidant Specific Manner: Novel Protective Actions of Thiocyanate and Nitrite[J]. Free Radical Biol Med, 2016,100:S152-S153.

[14] 杜永勝,包宗明,吳士禮,等.髓過(guò)氧化物酶-463G/A基因多態(tài)性與冠狀動(dòng)脈狹窄程度相關(guān)性研究[J].實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志,2010,26(21):3916-3917.

[15] Chan GK, Witkowski A, Gantz DL, et al. Myeloperoxidase-mediated Methionine Oxidation Promotes an Amyloidogenic Outcome for Apolipoprotein A-I[J]. J Biol Chem, 2015,290(17):10958-10971.

[16] Liao J, Guo X, Wang M, et al. Deficiency of scavenger receptor class B type 1 leads to increased atherogenesis with features of advanced fibroatheroma and expansive arterial remodeling[J]. Cardiovasc Pathol, 2017,27:26-30.

[17] Delporte C, Boudjeltia KZ, Noyon C, et al. Impact of myeloperoxidase-LDL interactions on enzyme activity and subsequent posttranslational oxidative modifications of apoB-100[J]. J Lipid Res, 2014,55(4):747-757.

[18] Ismael F O, Barrett T J, Sheipouri D, et al. Role of Myeloperoxidase Oxidants in the Modulation of Cellular Lysosomal Enzyme Function: A Contributing Factor to Macrophage Dysfunction in Atherosclerosis?[J]. PLoS One, 2016,11(12):e168844.

[19] Zhao Y, Vanhoutte P M, Leung S W. Vascular nitric oxide: Beyond eNOS[J]. J Pharmacol Sci, 2015,129(2):83-94.

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.33.036

R541.4

A

1002-266X(2017)33-0104-03

肖純(E-mail:huizhouxiaoc@163.com)

2017-04-20)