以脂質(zhì)代謝和氧化應(yīng)激為靶點(diǎn)的動(dòng)脈粥樣硬化治療研究進(jìn)展

崔柳平，馬迪，陳盈，邢英琦

動(dòng)脈粥樣硬化性疾病是老年人最常見(jiàn)的死亡原因之一。動(dòng)脈粥樣硬化通常被認(rèn)為是一種慢性炎癥性疾病[1]，炎癥發(fā)生發(fā)展與脂質(zhì)代謝異常和氧化應(yīng)激反應(yīng)密切相關(guān)，三者是動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展過(guò)程中病理生理變化的共同基礎(chǔ)。目前臨床應(yīng)用的降脂藥物多以降低膽固醇合成為主，不能阻止膽固醇的攝入和促進(jìn)膽固醇外排，作用單一。抗氧化藥物治療動(dòng)脈粥樣硬化并未顯示出積極效果。本文對(duì)調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝和改善氧化應(yīng)激治療動(dòng)脈粥樣硬化的基礎(chǔ)研究進(jìn)行介紹，這些研究可能為治療動(dòng)脈粥樣硬化提供新的思路和方法。

1 脂質(zhì)代謝

血脂代謝異常是動(dòng)脈粥樣硬化的主要危險(xiǎn)因素，降脂藥物可有效改善脂質(zhì)異常，目前可用的降脂藥物主要包括他汀類藥物、膽固醇吸收抑制劑、煙酸和貝特類藥物等。他汀類藥物是目前臨床應(yīng)用最廣泛的調(diào)脂藥物，具有很好的耐受性，但具有可能引發(fā)肌炎和肌痛等不良反應(yīng)[2]，并且75歲以上老年人服用他汀類藥物是否受益存在爭(zhēng)議[3-4]。依折麥布是目前唯一可用的膽固醇吸收抑制劑，其在心血管疾病一級(jí)和二級(jí)預(yù)防中的臨床益處尚未確定[5]。煙酸單獨(dú)使用或者與他汀類藥物聯(lián)合使用能否降低心腦血管事件仍存在爭(zhēng)議[6-7]。貝特類藥物主要用于改善血清甘油三酯水平異常[5]。所以，學(xué)者們也在進(jìn)行具有潛力的調(diào)節(jié)脂代謝的基礎(chǔ)研究。

1.1 前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草溶菌素9型抑制劑 對(duì)于服用最大耐受劑量的他汀類藥物仍不能達(dá)到目標(biāo)LDL-C水平的患者，前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草溶菌素9型（proprotein convertase subtilisin/kexin type 9，PCSK9）抑制劑的發(fā)現(xiàn)為這些患者提供了新的選擇。PCSK9是一種由肝細(xì)胞分泌的低密度脂蛋白受體（low density lipoprotein receptor，LDLR）調(diào)節(jié)蛋白，通過(guò)與LDLR的表皮生長(zhǎng)因子樣重復(fù)序列A結(jié)構(gòu)域結(jié)合形成PCSK9-LDLR復(fù)合物，然后在溶酶體中降解，導(dǎo)致肝細(xì)胞表面LDLRs的減少，使得循環(huán)中LDL-C水平降低。目前使用的兩種靶向PCSK9的單克隆抗體阿利庫(kù)單抗和依伏庫(kù)單抗，由于其價(jià)格昂貴且需要皮下給藥，限制了它們的使用[8]。處于開(kāi)發(fā)階段的PCSK9抑制劑包括小干擾RNA、疫苗、反義寡核苷酸和小分子抑制劑。其中，價(jià)格低廉、可口服使用的小分子抑制劑成為最有希望的治療方法。

Gustafsen等[9]以細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證明肝細(xì)胞表面的硫酸乙酰肝素糖蛋白對(duì)于介導(dǎo)PCSK9的捕獲及其與LDLR結(jié)合是必需的。經(jīng)小鼠尾靜脈注射肝素模擬物對(duì)肝臟LDLR具有明顯的保護(hù)作用，但是現(xiàn)有的小分子肝素模擬物對(duì)PCSK9的特異性較差。Petersen等[10]用倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞進(jìn)行高通量篩選分析，篩選產(chǎn)生PCSK9小分子抑制劑（R）-N-（異喹啉-1-基）-3-（4-甲氧基苯基）-N-（哌啶-3-基）丙酰胺（R-IMPP），R-IMPP可能通過(guò)與人類80S核糖體結(jié)合阻止PCSK9蛋白翻譯，從而減少PCSK9的產(chǎn)生。隨后，Londregan等[11]報(bào)道了可口服的PCSK9活性小分子抑制劑，并在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中證實(shí)該抑制劑具有安全性。PCSK9小分子抑制劑治療動(dòng)脈粥樣硬化疾病是非常有希望的，盡管尋找具有藥物性質(zhì)的小分子抑制劑仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。但是，存在可用于調(diào)節(jié)PCSK9生物學(xué)活性的小分子和模擬肽這一事實(shí)表明，小分子PCSK9抑制劑可能成為降脂調(diào)脂的方法。

1.2 納米顆粒miR-chNPs（miR206-chNPs和miR223-chNPs） 微小RNA（miRNA）已經(jīng)成為心血管疾病有潛力的治療方法。miRNA可通過(guò)降解或抑制靶mRNA翻譯來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄后基因表達(dá)。已發(fā)現(xiàn)許多miRNA可以調(diào)節(jié)動(dòng)脈粥樣硬化的不同階段[12-15]，其中miR-206和miR-223被證明可正向調(diào)節(jié)ATP結(jié)合盒A1表達(dá)和促進(jìn)膽固醇外排。

Vickers等[16]通過(guò)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證明miR-223可下調(diào)肝細(xì)胞中清除劑受體B類I表達(dá)，降低對(duì)HDL-C的攝取（與對(duì)照組相比，給予miR-223的實(shí)驗(yàn)組HDL-C降低約60%，P=0.0017），促進(jìn)肝細(xì)胞中ATP結(jié)合盒A1表達(dá)和膽固醇外排。此外抑制miR-223可增加肝細(xì)胞中β-羥基-β-甲基戊二酸單酰輔酶A的mRNA水平。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，與對(duì)照組相比，miR-223-/-小鼠的清除劑受體B類I蛋白水平顯著降低（降低約16%，P=0.01），血漿膽固醇水平顯著增加。上述研究提示，miR-223可直接或間接調(diào)控細(xì)胞內(nèi)和全身膽固醇水平攝取、合成和排出。但是，需要進(jìn)一步的研究來(lái)確定miR-223缺乏是否使小鼠更易患動(dòng)脈粥樣硬化。在巨噬細(xì)胞中，肝X受體（liver X receptor，LXR）信號(hào)調(diào)節(jié)膽固醇代謝是動(dòng)脈粥樣硬化的途徑之一[17]。Vinod等[17]的研究表明，miR-206過(guò)表達(dá)可上LXRα，增強(qiáng)巨噬細(xì)胞膽固醇外排。從miR-206-/-小鼠和對(duì)照組小鼠獲得腹膜巨噬細(xì)胞和骨髓巨噬細(xì)胞進(jìn)行基因表達(dá)分析，與對(duì)照組腹膜巨噬細(xì)胞相比，miR-206-/-小鼠腹膜巨噬細(xì)胞中LXRα靶基因ATP結(jié)合盒A1和G1、載脂蛋白E和固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1c的表達(dá)降低40%～80%（P＜0.05），在骨髓巨噬細(xì)胞中也得到了類似結(jié)果。Zhong等[18]同樣報(bào)道，miR-206可抑制LXRα誘導(dǎo)的肝細(xì)胞脂質(zhì)積累。

基于miRNA治療方法的主要挑戰(zhàn)是實(shí)現(xiàn)組織特異性，有效且安全地遞送miRNA。Nguyen等開(kāi)發(fā)了一種納米顆粒miR-chNPs，已證實(shí)其可被細(xì)胞攝取和細(xì)胞內(nèi)遞送。用miR206-chNPs或miR223-chNPs處理的巨噬細(xì)胞ATP結(jié)合盒A1表達(dá)增加。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，與對(duì)照組相比，用miR206-chNPs或miR223-chNPs預(yù)處理的實(shí)驗(yàn)組，小鼠血漿3H-膽固醇水平顯著增加（在24 h和48 h內(nèi)，miR223-chNPs分別升高27%和31%；miR206-chNPs分別升高35%和46%）[19]。

2 氧化應(yīng)激

2.1 硒納米顆粒 氧化應(yīng)激促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生，心血管危險(xiǎn)因素如高膽固醇血癥、高血壓、糖尿病和吸煙，都會(huì)增加活性氧（reactive oxygen species，ROS）產(chǎn)生[20]。目前，各種類型的抗氧化劑，例如維生素E和C，普羅布考及其衍生物和NADPH氧化酶的研究雖然比較多，但其在臨床應(yīng)用中并未顯示積極作用[21-22]。越來(lái)越多的證據(jù)表明，基于納米粒子的靶向策略對(duì)于動(dòng)脈粥樣硬化是有前途且有效的治療方法，納米顆?？梢酝ㄟ^(guò)受損的血管內(nèi)皮或外膜功能失調(diào)的新生血管直接進(jìn)入動(dòng)脈粥樣硬化斑塊[23-25]。

硒元素（Se）通過(guò)抗氧化劑硒酶或硒蛋白如谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（glutathione peroxidase，GPx）、硫氧還原蛋白還原酶（TrxR）、硒蛋白P（SelP）等維持體內(nèi)的氧化還原穩(wěn)態(tài)。硒納米顆粒（selenium nanoparticle，SeNPs）是硒的獨(dú)特形式。據(jù)Guo等[26]報(bào)道，利用人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，預(yù)先用SeNPs處理的實(shí)驗(yàn)組超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）（P＜0.05）和GPx（P＜0.001）的活性均高于對(duì)照組。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，與對(duì)照組相比，SeNPs組小鼠的血清丙二醛（MDA，氧化應(yīng)激的重要標(biāo)志）水平明顯降低，SOD（P＜0.01）和GPx（P＜0.001）活性增加，在肝臟中結(jié)果類似。此外，SeNP組抗氧化硒酶（TrxR1，TrxR2和SelR）或抗氧化硒蛋白（SelP，SelS和Sep15）的表達(dá)上調(diào)。體外實(shí)驗(yàn)表明，與對(duì)照組相比，用SeNPs處理的細(xì)胞中Se的轉(zhuǎn)運(yùn)和攝取均較高[27]。硒攝入的安全窗口很小，SeNPs可作為其他形式如硒鹽，氨基酸或富硒酵母的替代[28]。不過(guò)，納米療法的開(kāi)發(fā)通常需要制備具有復(fù)雜化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚合物，其結(jié)構(gòu)定制、合成以及質(zhì)量控制方面仍存在挑戰(zhàn)，需要更深入的研究。

2.2 硫氧還原蛋白1模擬肽 硫氧還原蛋白（thioxoreductins，Trx）系統(tǒng)（Trx還原酶、Trx抑制劑、Trx相互作用蛋白、Trx、截短的Trx-80和NADPH）不僅調(diào)節(jié)細(xì)胞氧化還原狀態(tài)，對(duì)神經(jīng)保護(hù)、炎癥調(diào)節(jié)、抗凋亡、免疫功能也至關(guān)重要。Trx、Trx還原酶、Trx相互作用蛋白等已作為心血管疾病、卒中、炎癥性疾病和腫瘤等疾病的新興治療方法[29]。

Trx-1通過(guò)其抗氧化和蛋白質(zhì)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)來(lái)發(fā)揮功能。Canesi等[30]研發(fā)了具有良好穩(wěn)定性的Trx-1模擬肽CB3。利用小鼠巨噬細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證明CB3無(wú)細(xì)胞毒性，并能抑制細(xì)胞內(nèi)ROS產(chǎn)生（最大抑制率可達(dá)68%，P＜0.001）。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，與對(duì)照組小鼠相比，CB3處理的實(shí)驗(yàn)組的血漿抗oxLDL抗體濃度降低了約36%（P＜0.01）。體內(nèi)產(chǎn)生的Trx-1分解產(chǎn)物Trx-8具有促炎作用，而Trx-1模擬肽的使用，可以避免Trx-8的產(chǎn)生[31]。

2.3 組蛋白脫乙酰酶抑制劑 與不可修飾的遺傳變異不同，表觀遺傳的可塑性為重新編程基因表達(dá)提供了方法。染色質(zhì)中組蛋白的轉(zhuǎn)錄后修飾失調(diào)被認(rèn)為與包括心血管事件在內(nèi)的許多疾病的病理有關(guān)[32]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，組蛋白脫乙酰酶（histone deacetylase，HDAC）是治療許多心臟代謝疾病的有希望的新靶點(diǎn)[33-35]，在各種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭惺褂肏DAC抑制劑的基本原理是基于HDAC表達(dá)上調(diào)會(huì)促進(jìn)表觀遺傳不穩(wěn)定性和基因表達(dá)改變。

Manea等[36]發(fā)現(xiàn)，HDAC在人動(dòng)脈粥樣硬化性頸動(dòng)脈和高膽固醇血癥小鼠的主動(dòng)脈中表達(dá)上調(diào)。與對(duì)照組小鼠相比，實(shí)驗(yàn)組中小鼠主動(dòng)脈氮氧化合物（oxynitride，Nox）表達(dá)升高（Nox1：約4.6倍，Nox2：約2.5倍，Nox4：約2.7倍），而SAHA（HDAC抑制劑）治療可下調(diào)NADPH刺激的ROS生成、Nox1和Nox4亞型的蛋白表達(dá)水平，但對(duì)Nox2無(wú)顯著影響。HDAC抑制劑會(huì)降低小鼠主動(dòng)脈中Nox亞型表達(dá)和ROS產(chǎn)生，延緩動(dòng)脈粥樣硬化病變形成。

與動(dòng)脈粥樣硬化形成有關(guān)的基因表達(dá)改變通常是由與特定轉(zhuǎn)錄因子有協(xié)同作用的表觀遺傳機(jī)制失調(diào)所驅(qū)動(dòng)的[37]。因此，基于對(duì)患者疾病的表觀遺傳學(xué)認(rèn)識(shí)的動(dòng)脈粥樣硬化治療可能成為降低心腦血管不良事件的重要治療策略。

3 展望

動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)病機(jī)制的復(fù)雜性決定了其治療的難度，針對(duì)其機(jī)制的研究有助于發(fā)現(xiàn)潛在的新臨床治療方法，脂質(zhì)代謝失調(diào)和氧化應(yīng)激都可以促進(jìn)炎癥反應(yīng)，加速動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展，本文所介紹的調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的治療靶點(diǎn)能調(diào)節(jié)膽固醇的攝取、合成和排除，作用廣泛；調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激的靶點(diǎn)對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化有更好的針對(duì)性。大部分的治療靶點(diǎn)已在動(dòng)物模型上得到驗(yàn)證，基于這些新靶點(diǎn)而開(kāi)發(fā)的藥物可能在不久的將來(lái)會(huì)應(yīng)用于臨床實(shí)踐。

【點(diǎn)睛】目前基礎(chǔ)研究中針對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化病理過(guò)程中氧化應(yīng)激和調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝為靶點(diǎn)的治療方法取得了一定進(jìn)展，是未來(lái)具有潛力的治療動(dòng)脈粥樣硬化疾病的新興方法。