脂氧素A4與冠心病相關(guān)性的研究進(jìn)展

梁龍威，馮景焜 綜述 陳建英 審校

廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院，廣東 湛江 524000

LXA4 是脂氧素(lipoxin)的一種，其化學(xué)結(jié)構(gòu)為5S,14R,15S-三羥-6,10,12-反-8-順-二十碳四烯酸，屬于花生四烯酸代謝產(chǎn)物，具有抗炎以及促使炎癥消退的作用。SERHAN 等[1]研究發(fā)現(xiàn)，脂氧素需要在炎癥細(xì)胞與炎癥附近的細(xì)胞互相作用生成，即花生四烯酸(arachidonic acid，AA)在炎癥因子的作用下，通過(guò)多種脂氧合酶(lipoxygenases，LOX)按一定順序催化，在跨細(xì)胞的生物合成途徑中產(chǎn)生脂氧素[2]，隨后脂氧素在單核細(xì)胞脫氧酶的參與下被滅活。研究表明，脂氧素可抑制多形核中性粒細(xì)胞(polymorphonuclear neutrophil，PMN)的黏附、聚集、趨化作用以及跨膜運(yùn)動(dòng)，阻斷腫瘤壞死因子-α (tumor necrosis factor-α，TNF-α)引起的超氧陰離子的產(chǎn)生，抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子誘導(dǎo)的炎性反應(yīng)，減少血管滲漏，并有促進(jìn)巨噬細(xì)胞的非炎性吞噬和調(diào)節(jié)免疫的作用[3-4]。近年來(lái)已有研究證實(shí)，控制炎癥能減少心血管事件的發(fā)生[5-6]。那么，LXA4在冠心病中抗炎作用如何？

1 LXA4與動(dòng)脈粥樣硬化

CHD 是指冠狀動(dòng)脈發(fā)生粥樣硬化引起管腔狹窄或閉塞，導(dǎo)致心肌缺血缺氧或壞死而引起的心臟病[7]。由上述定義可得出，冠心病主要病理基礎(chǔ)為動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)。早在20年前，SHEN等[8]研究人員在一項(xiàng)轉(zhuǎn)基因兔的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在早期動(dòng)脈粥樣硬化過(guò)程中，過(guò)表達(dá)單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞中的15-脂氧合酶(15-lipoxygenase，15-LOX)可防止血管壁上脂質(zhì)的沉積。隨后MERCHED等[9]在小鼠實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了上述結(jié)論，并且發(fā)現(xiàn)15-LOX 的下游產(chǎn)物L(fēng)XA4能減少金屬蛋白酶和炎癥因子如白細(xì)胞介素-1α(interleukin-1α，IL-1α)、IL-1β、IL-12p40、IL-17、巨噬細(xì)胞炎癥蛋白1 (macrophage inflammatory protein 1，MIP-1)、MIP-2、γ-干擾素(interferon-γ，IFN-γ)、單核細(xì)胞趨化蛋白1 (monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1)、TNF-α等的表達(dá)，阻止中性粒細(xì)胞的趨化及TNF-α誘導(dǎo)的超氧化物的形成，從而延緩了動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展。BRENNAN 等[10]則在糖尿病ApoE-/-小鼠細(xì)胞研究中發(fā)現(xiàn)，LXA4 在血小板衍生生長(zhǎng)因子(platelet derived growth factor，PDGF)信號(hào)通路中抑制了增殖細(xì)胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen，PCNA)、血小板衍生生長(zhǎng)因子受體(PDGFR)、晚期糖基化終末產(chǎn)物(the receptor of advanced glycation endproducts，RAGE)、p21、p53等基因表達(dá)，從而調(diào)節(jié)平滑肌細(xì)胞(smooth muscle cell，SMC)的遷移與增殖，得出了LXA4 治療可減輕小鼠主動(dòng)脈粥樣硬化的斑塊形成，且不受血糖、血脂水平的影響的結(jié)論。上述實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)LXA4能通過(guò)阻止TNF-α誘導(dǎo)下血管細(xì)胞黏附分子-1 (vascular cell adhesion molecule-1，vcam-1)、IL-6和MCP-1的基因表達(dá)，使內(nèi)皮細(xì)胞和單核細(xì)胞之間的相互作用減弱。另外，核因子NF-κB 是AS 發(fā)生發(fā)展中的重要炎癥反應(yīng)轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子[11]，LXA4 還可以弱化TNF-α對(duì)SMC中核因子κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)活性的強(qiáng)化作用。而在上述研究的體外脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)刺激人體頸動(dòng)脈斑塊組織實(shí)驗(yàn)中，LXA4 預(yù)處理組的γ-干擾素(Interferon-γ，IFN-γ)、IL-1β和TNF-α的水平明顯下降，并且LXA4 存在最佳作用濃度。LXA4 處理還降低了由各種白細(xì)胞亞群對(duì)炎癥刺激產(chǎn)生的幾種其他細(xì)胞因子(包括CCL3/MIP1a、CCL5/RANTES和MCP-1)的分泌水平，證明了LXA4 在人類斑塊微環(huán)境中具有獨(dú)立的調(diào)節(jié)作用。

2 LXA4與心肌缺血再灌注損傷

隨著經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療(percutaneous coronary intervention，PCI)技術(shù)的發(fā)展，閉塞血管的開通率逐漸提高，但心肌缺血再灌注損傷(myocardial ischemia reperfusion injury，MIRI)的發(fā)生率也隨之上升，臨床常表現(xiàn)為術(shù)中或術(shù)后心律失常、心力衰竭等。研究表明，LXA4 可以減輕MIRI，從而保護(hù)心肌細(xì)胞，其機(jī)制可能與抗炎、抗氧自由基、抗細(xì)胞凋亡等相關(guān)[12]。國(guó)外曾報(bào)道，在MIRI 小鼠模型中使用LXA4 受體激動(dòng)劑CGEN-855 可使心肌梗死面積減少25%～36%[13]。

2.1 抗炎 CHEN等[14]選擇在心臟驟停再灌注兔模型使用LXA4，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組的肌酸激酶同工酶(CK-MB)水平及心肌壞死范圍均小于對(duì)照組。而在光鏡及電鏡的觀察下，盡管實(shí)驗(yàn)組心肌仍存在肌纖維壞死、細(xì)胞溶解等，但程度較對(duì)照組減輕，且未發(fā)現(xiàn)炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。隨后趙琦峰等[15]通過(guò)MIRI 大鼠模型實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了LXA4 對(duì)心肌的保護(hù)作用。髓過(guò)氧化物酶(myeloperoxidase，MPO)作為中性粒細(xì)胞的標(biāo)志酶，實(shí)驗(yàn)中觀察到LXA4能使其MIRI心肌組織的MPO活性明顯下降，同時(shí)還降低炎癥因子(IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α)以及提高抑炎因子(IL-10)的水平，提示著在MIRI 炎癥損傷機(jī)制中，LXA4 起抑制PMN 聚集、調(diào)節(jié)炎癥因子/抑炎因子平衡等作用。

2.2 抗氧自由基 上述實(shí)驗(yàn)中還觀察到，LXA4還能明顯提高了心肌超氧化物歧化酶(SOD)活性。SOD屬于抗氧化酶，其活性可反映機(jī)體對(duì)氧自由基的清除能力。有研究指出，LXA 4 降低了LPS 誘導(dǎo)的粒細(xì)胞集落刺激因子(G-CSF)基因表達(dá)和蛋白質(zhì)分泌，抑制了LPS 誘導(dǎo)的核因子κB 抑制蛋白(inhibitor of NF-κB，IκB-α)降解、NF-κB 易位和NF-κB 轉(zhuǎn)錄活性，阻止了鈣池操縱的Ca2+通道(store-operated Ca2+channel，SOC)下細(xì)胞外鈣內(nèi)流，從而減少了氧自由基的產(chǎn)生[16-17]。線粒體既是氧自由基產(chǎn)生部位，也是氧自由基攻擊部位。邵蘭等[18]在電鏡下觀察到，經(jīng)LXA4 處理后，MIRI 心肌細(xì)胞線粒體的嵴結(jié)構(gòu)清晰，腫脹程度低，闡釋了LXA4對(duì)線粒體的保護(hù)作用。

2.3 抗細(xì)胞凋亡 過(guò)度的炎癥、氧自由基的損害可介導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡，而這種不正常的細(xì)胞凋亡則可加重缺血心肌的損傷。研究表明，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(endoplasmic reticulum stress，ERS)參與MIRI 中的細(xì)胞凋亡，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)可決定細(xì)胞的存亡，而過(guò)度ERS則會(huì)使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)失衡，通過(guò)未折疊蛋白質(zhì)反應(yīng)來(lái)觸發(fā)細(xì)胞凋亡[19]。趙琦峰等[20]研究發(fā)現(xiàn)，LXA4 對(duì)MIRI 心肌保護(hù)與ERS 相關(guān)。LXA4 可通過(guò)抗炎、抗氧化應(yīng)激等抑制過(guò)度ERS，從而下調(diào)促凋亡因子如葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78 (glucose regulated protein 78 kD，GRP-78)、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-12(cysteinyl aspartate specific proteinase-12，caspase-12)

表達(dá)，減少細(xì)胞凋亡。除上述描述外，LXA4還可以通過(guò)以下途徑阻止細(xì)胞凋亡[21-22]：(1)通過(guò)磷脂酰肌醇激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)途徑的激活，上調(diào)B 淋巴細(xì)胞瘤-2基因(B-cell lymphoma-2，Bcl-2)家族抗凋亡蛋白的表達(dá)；(2)激活細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶/核因子E2 相關(guān)因子2(ERK/Nrf-2)途徑；(3)維持線粒體功能，增強(qiáng)細(xì)胞中的抗氧化防御系統(tǒng)；(4)調(diào)節(jié)Caspase 家族蛋白酶表達(dá)。

2.4 與血紅素加氧酶-1(heme oxygenase-1，HO-1)關(guān)系 HO-1又稱為熱休克蛋白32，存在于微粒體中，可將血紅素分解為一氧化碳、膽綠素和自由鐵。HO-1及其產(chǎn)物可通過(guò)抗氧化應(yīng)激、抗炎、調(diào)節(jié)細(xì)胞存亡、抗血小板聚集、調(diào)節(jié)血管緊張度及信號(hào)通路等途徑保護(hù)心血管系統(tǒng)[23]。有報(bào)道指出，LXA4 對(duì)MIRI 的保護(hù)作用還可能與上調(diào)HO-1 表達(dá)水平相關(guān)[12]。目前認(rèn)為HO-1高表達(dá)與絲裂原活化蛋白激酶家族(mitogen-activated protein kinase，MAPK)、Nrf2和抗氧化反應(yīng)元件(antioxidant response element，ARE)信號(hào)傳導(dǎo)通路相關(guān)。CHEN 等[24]在H9c2 心肌細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，LXA4抗MIRI 作用顯著，并且HO-1 基因及p38MAPK 蛋白表達(dá)顯著升高，上述結(jié)果能被p38MAPK 抑制劑SB203580阻止。另外上述實(shí)驗(yàn)還提到，LXA4能促進(jìn)Nrf2 核轉(zhuǎn)位，通過(guò)形成Nrf2/ARE 復(fù)合體，上調(diào)HO-1基因和蛋白表達(dá)，其過(guò)程可能與p38MAPK 活化相關(guān)。以上研究提示LXA4可通過(guò)p38MAPK/Nrf2信號(hào)通路上調(diào)HO-1來(lái)減輕MIRI。

3 LXA4與冠心病藥物

3.1 抗血小板聚集藥物 目前抗血小板聚集藥物已廣泛應(yīng)用于冠心病的一、二級(jí)預(yù)防，其作用機(jī)制涉及LXA4。有報(bào)道指出，經(jīng)阿司匹林誘導(dǎo)可合成15-epi-LXA4，即阿司匹林誘生脂氧素(aspirin-triggered lipoxins，ATL)[1]。ATL 是由阿司匹林與環(huán)氧化酶-2(cyclooxygenase-2，COX-2)互相作用形成的阿司匹林-乙?；疌OX-2 復(fù)合體，可催化AA 轉(zhuǎn)化為15R-羥二十碳四烯酸，再通過(guò)5-LOX 催化與PMN 互相作用生成。NASCIMENTO-SILVA 等[25]研究發(fā)現(xiàn)，ATL-1 可通過(guò)抑制NAD(P)H 氧化酶亞基p47 磷酸化及易位，導(dǎo)致NAD(P)H 氧化酶活性下降，從而影響轉(zhuǎn)錄因子NF-κB 氧化還原過(guò)程，使活性氧生成減少，保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞。同樣地，替格瑞洛亦可增加COX-2活性，提高15-epi-LXA4心肌水平，但氯吡格雷不具備這種作用[26]。而谷明勇等[27]則發(fā)現(xiàn)，在合并2型糖尿病與冠心病患者中，PCI 術(shù)后替格瑞洛較普拉格雷更能拮抗血小板聚集，減低機(jī)體炎癥反應(yīng)。另外，YE 等[28]在大鼠實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，替格瑞洛可減輕MIRI，改善MIRI后心肌重塑，這可能與替格瑞洛上調(diào)15-epi-LXA4 心肌水平相關(guān)。

3.2 他汀類藥物 血管壁的脂質(zhì)沉積是AS形成的機(jī)制之一，傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，治療上應(yīng)針對(duì)脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)。然而隨著研究進(jìn)展，當(dāng)代對(duì)AS 形成看法已延伸到炎癥等機(jī)制。同樣地，早期對(duì)他汀類藥物的認(rèn)識(shí)，也僅僅是起降低機(jī)體低密度脂蛋白水平的作用，但目前認(rèn)為，他汀類藥物還可能通過(guò)直接或間接調(diào)節(jié)炎癥因子來(lái)賦予心血管益處[29]。賈慧宇等[30]發(fā)現(xiàn)，ACS行PCI術(shù)前使用足量阿托伐他汀可有效抑制炎癥反應(yīng)和血小板活化，從而改善血管內(nèi)皮功能。研究表明，阿司匹林似乎不是ATL 生成的必要條件，在缺乏阿司匹林的情況下，阿托伐他汀和吡格列酮也可觸發(fā)ATL生成[31]。BIRNBAUM等[32]研究發(fā)現(xiàn)，瑞舒伐他汀也具有觸發(fā)ATL生成的能力，并且與替格瑞洛有協(xié)同作用。因此，他汀類藥物可通過(guò)誘導(dǎo)15-epi-LXA4 生成參與心血管炎癥調(diào)節(jié)。

4 LXA4水平與冠心病

冠心病患者的生活質(zhì)量能否保障，與心力衰竭、心律失常、心肌梗死等心血管不良事件的發(fā)生密切相關(guān)。因此，能否發(fā)現(xiàn)冠心病患者預(yù)后的預(yù)測(cè)指標(biāo)成為目前研究熱點(diǎn)。柳洪杰等[33]研究指出，急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)患者血漿LXA4水平顯著升高，且入院時(shí)LXA4 水平明顯高于入院后48 h。張曉蕾等[34]等則觀察到，LXA4 水平也與冠心病焦慮抑郁程度相關(guān)。然而LXA4 水平升高并未減少心血管不良事件的發(fā)生，這可能與MPO、IFN-γ，IL-1β和TNF-α表達(dá)水平遠(yuǎn)超LXA4，從而導(dǎo)致LXA4水平相對(duì)不足有關(guān)。因此有研究人員提出，促炎與抗炎因子的平衡可能有助于預(yù)測(cè)冠心病的預(yù)后[35]。目前上述觀點(diǎn)尚未具備充分的論據(jù)，仍需在大量臨床數(shù)據(jù)中驗(yàn)證。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，LXA4具有強(qiáng)大的心肌保護(hù)作用，通過(guò)降低炎癥因子水平、抗氧自由基、抗細(xì)胞凋亡等途徑緩解冠心病發(fā)生發(fā)展。由于LXA4屬于內(nèi)源性脂質(zhì)抗炎介質(zhì)，參與機(jī)體生理功能調(diào)節(jié)，且尚未發(fā)現(xiàn)類似常規(guī)抗炎藥物的毒副作用，因此具有良好的研究前景，為冠心病的治療提供了新方向。但目前靶向LXA4的藥物尚未開展臨床試驗(yàn)，仍需更多的實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持LXA4在心血管領(lǐng)域的作用。另外，LXA4抗炎作用不僅體現(xiàn)于心血管領(lǐng)域，在呼吸、神經(jīng)、生殖、免疫等領(lǐng)域同樣有著重要地位，能否成為冠心病預(yù)后的預(yù)測(cè)指標(biāo)同樣需要大量臨床數(shù)據(jù)證實(shí)。