維生素A及其衍生物對血栓形成的研究進展

丁境文 楊人強 (南昌大學 研究生院醫(yī)學部,江西 南昌 330008; 第二附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科)

血小板的活化和聚集是人體必要的防御機制,但過度聚集導致血栓形成可阻礙血流,甚至引起急性心肌梗死、腦卒中等血栓性疾病。近年來,血栓栓塞性疾病的發(fā)生率和死亡率在我國呈明顯增加趨勢〔1〕。健康膳食對抑制血栓形成和保護心血管健康具有重要作用。維生素A 是體內(nèi)重要的脂溶性維生素,其衍生物包含視黃醇衍生物、維A 酸衍生物、β-胡蘿卜素等,對維持機體生長發(fā)育、構(gòu)成視覺細胞功能、促進免疫功能等具有重要作用〔2〕。近年來,關于維生素A 與血栓性疾病尤其是心血管疾病的相關研究逐漸增多,故本文收集維生素A 及衍生物抑制血栓形成的相關科學證據(jù)進行綜述,從膳食營養(yǎng)角度為預防和治療血栓栓塞事件提供新的思路。

1 維生素A 及其衍生物與血小板

維生素A 體內(nèi)代謝產(chǎn)物全反式維A 酸(ATRA)可以通過調(diào)節(jié)MicroRNA 保護骨髓間充質(zhì)細胞免于凋亡,從而誘導幼稚造血前體細胞中的巨核細胞分化和血小板產(chǎn)生〔3〕。體外研究表明ATRA 以劑量依賴性方式影響血小板表面糖蛋白αIIbβ3 介導的血凝塊收縮,從而顯著抑制了血小板的收縮功能〔4〕。此外,ATRA 也可以通過抑制PDPN 基因表達的方式減少急性早幼粒細胞白血病(APL)患者血小板的異常活化和聚集〔5〕。氧化應激已被證明可介導血小板功能異常和內(nèi)皮依賴性血管舒張功能異常,這是缺血性損傷進展的關鍵因素。血小板在電磁輻射中暴露可能會引起血小板氧代謝不良反應,從而可能導致機體生理功能障礙,添加維生素A 后血小板膜過氧化程度顯著降低,血小板膜更穩(wěn)定〔6〕。有學者證明葉黃素(一種維生素A 來源的類胡蘿卜素)作為抗氧化劑對γ-射線誘導的細胞和組織損傷具有保護作用,并且能夠有效遏制血小板數(shù)量下降的趨勢〔7〕。故維生素A 及其衍生物作為抗氧化劑顯示出較強的抗氧化能力和抗炎性,能夠減輕心血管疾病和相關慢性炎癥的嚴重程度。

在分子信號轉(zhuǎn)導方面,維生素A 及其衍生物通過激活類視黃醇X 受體(RXR)和視黃酸(RA)受體(RAR)家族的核受體(NR)來調(diào)節(jié)血小板特性和基因表達〔8〕。這些血小板內(nèi)的RXR 與RAR 是由多個結(jié)構(gòu)域組成的模塊化蛋白質(zhì),RXR 和RAR 各自沿著DNA 形成廣泛的骨架接觸并通過DNA 結(jié)合結(jié)構(gòu)域(DBD)和C 端配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域(LBD)形成異二聚體,這種異二聚體是與位于靶基因啟動子上的視黃酸應答原件(RARE)結(jié)合并以類視黃醇依賴性方式調(diào)節(jié)基因表達的功能實體。異二聚體與維生素A衍生物結(jié)合,使異二聚體構(gòu)象變化,影響其細胞內(nèi)定位和其對共調(diào)節(jié)蛋白的親和力,從而提升其與轉(zhuǎn)錄起始復合物的相互作用,調(diào)控靶基因的轉(zhuǎn)錄〔9〕。

RA 作為維生素A 的主要生物活性代謝物,其生物活性主要由RAR 亞家族的成員,即屬于轉(zhuǎn)錄因子NR 超家族的RARα、RARβ 和RARγ 介導。Rondin 等〔10〕指出RARα 這種NR 可以通過非傳統(tǒng)方式(非基因組信號傳導途徑)調(diào)節(jié)Arp2/3 復合體介導的血小板肌動蛋白細胞骨架動力學的機制。在存在ATRA 的情況下,RARα-Arp2/3 依賴性肌動蛋白絲的形成受阻,血小板擴散受阻及非正常形態(tài)的血小板形成。Schwertz 等〔11〕將RAR 參與調(diào)控人血小板中的蛋白質(zhì)翻譯的原理證明如下:RARα 和RARβ 都可以作為血小板中的RNA 結(jié)合蛋白,均通過直接結(jié)合每個mRNA 相應的轉(zhuǎn)錄區(qū)間來限制血小板中MAP1LC3B2、SLAIN2 和ANGPT1 轉(zhuǎn)錄片段的蛋白質(zhì)翻譯。10 μmol/L 的ATRA 處理血小板即可阻斷此過程,并使MAP1LC3B2 蛋白增加,ATRA也會通過類似途徑降低ANGPT1 mRNA 與RARα 的相互作用,表明維生素A 衍生物具有血小板蛋白質(zhì)翻譯調(diào)節(jié)功能〔11〕。

RXR 同樣分為α、β 和γ 3 個亞型,以此調(diào)節(jié)參與細胞增殖的特定基因轉(zhuǎn)錄和表達。其中α 亞型的失活與維生素A 缺乏的大鼠瞼板腺細胞功能障礙密切相關,這表明該亞型可能是類維生素A 信號傳導中的關鍵參與者〔12〕。RXR 形成的異二聚體中,NR 伴侶可以分為功能不同的許可和非許可組。包含許可伴侶〔氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)、肝X 受體(LXR)、膽汁酸受體(FXR)等〕的RXR 異二聚體可以被RXR 和伴侶受體的激動劑激活。相反,由RXR-RAR 異二聚體的RAR 屬于非許可伴侶,不能被RXR 激動劑激活,而只能被伴侶受體(即RAR 受體)的激動劑激活。這種現(xiàn)象被稱為“從屬”或“沉默”〔9〕。RAR 可以結(jié)合ATRA 和9-順式RA(維生素A 衍生物),RAR-RXR 異二聚體中的RXR 僅可以特異性結(jié)合9-順式RA。9-順-RA 通過與RXR 配體結(jié)合既抑制了初始二磷酸腺苷(ADP)受體介導的血小板聚集,又強烈抑制了由活化血小板產(chǎn)生的其他ADP 和血栓烷(TX)A2 的正反饋所維持的第二階段〔13〕。Bye 等〔14〕認為9-順式RA 處理過的血小板中血纖蛋白原結(jié)合和P-選擇素暴露均受到抑制,并且血小板顆粒內(nèi)容物的分泌減少從而抑制血栓形成。同時9-順式-RA 作為RXR激動劑誘導了的蛋白激酶(PK)A 活性增加與核因子(NF)-κB 表達增多。PKA 可以抑制磷脂酶(PL)C 的磷酸化和改變整合素的構(gòu)型,促進血小板解聚,使血小板恢復到靜息水平〔14〕。NF-κB 不僅能抑制巨核細胞分化,阻礙血小板形成,還可以進一步影響PKA 抑制血小板活化和血栓形成,并且促進血小板膜糖蛋白的脫落,阻斷血小板活化信號的傳遞〔15〕。

雖然維生素A 及其衍生物對血小板有抑制活化和聚集作用,但一項包含大量樣本的薈萃分析中指出,補充維生素A 并不能改善腦卒中的死亡率和預后〔16〕。Seckin 等〔17〕回顧性分析了112 例患者血清參數(shù),證實維生素A 衍生物不能明顯改變血小板活性。維生素A 及其衍生物對血小板活化的具體影響和作用機制還未完全探明。

2 維生素A 及其衍生物與血管內(nèi)膜

部分類胡蘿卜素(β-胡蘿卜素,隱黃素、葉黃素等)可在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為維生素A 及其衍生物,參與調(diào)節(jié)基因表達和部分疾病的發(fā)生發(fā)展。氧化應激和炎癥反應為動脈粥樣硬化提供了病理學基礎,包括內(nèi)皮功能障礙和巨噬細胞募集和黏附,參與了動脈粥樣硬化血管損傷發(fā)生發(fā)展的病理生理過程。類胡蘿卜素具有很強的抗氧化活性,維生素A 衍生物可能有助于抑制這一過程?；钚匝?ROS)與抗氧化劑防御系統(tǒng)之間的不平衡是內(nèi)皮功能障礙的主要原因,導致了動脈粥樣硬化性疾病中的血管損傷。研究證實維生素A 來源的類胡蘿卜素可以直接抑制低密度脂蛋白(LDL)被ROS 氧化修飾為ox-LDL 的過程,保護血管內(nèi)皮細胞,對心血管疾病有重要的預防及治療作用〔18〕。Lin 等〔19〕認為多種維生素A 來源的類胡蘿卜素作為有效的抗氧化劑顯著降低內(nèi)皮細胞黏附因子VCAM-1 基因表達,并且通過抑制炎癥反應和趨化因子CXCL-10 基因表達阻止單核細胞黏附發(fā)揮抗動脈粥樣硬化的活性。

維生素A 對血管的作用除了上述的抗氧化劑機制以外,還存在其他作用途徑。Mahmoudi 等〔20〕通過隨機雙盲對照研究,觀察到維生素A 降低了ox-LDL 的細胞毒性,并認為維生素A 的保護作用可能不由抗氧化機制介導,而是對細胞內(nèi)凋亡機制的保護或?qū)毎鲋车恼T導。光學相干斷層掃描(OCT)技術顯示基質(zhì)金屬蛋白酶可能是反映急性冠脈綜合征(ACS)患者冠脈斑塊破裂與否的預測指標,而維生素A 來源的類胡蘿卜素可以抑制巨噬細胞清道夫受體的基因表達,降低基質(zhì)金屬蛋白酶和炎性細胞因子的活性〔21〕,可能對不穩(wěn)定斑塊具有保護作用。有研究指出補充維生素A 可以降低動脈粥樣硬化患者的炎癥細胞Th17 和白細胞介素(IL)-17 的表達,由于Th17 細胞通過自身免疫系統(tǒng)在動脈粥樣硬化中起到重要作用,維生素A 可能會減緩動脈粥樣硬化病情發(fā)展的速度〔22〕。有研究認為維生素A 本身并不直接降低心血管疾病發(fā)生率,而是通過多因素途徑調(diào)控載脂蛋白B 和A1 的水平影響降低血清膽固醇、三酰甘油和LDL 水平而降低心血管疾病風險〔23〕。Zhou 等〔24〕通過基因編輯大鼠論證了β-胡蘿卜素和維生素A 可通過β-胡蘿卜素加氧酶(BCO)1 降低三酰甘油和膽固醇酯水平,且大鼠主動脈根動脈粥樣硬化病變程度與血清維生素A水平呈顯著負相關。有學者通過體外實驗論證了RARα/RXRα 復合體可以誘導內(nèi)皮細胞miRNA 表達,從而抑制流體剪應力誘導的促炎信號表達,具有治療動脈粥樣硬化治療的應用前景〔25〕。維生素A及其衍生物可以通過多種途徑保護血管完整性,預防血栓破裂。

部分臨床研究進一步證實了上述觀點。Fuentes 等〔26〕發(fā)現(xiàn)維生素A 具有調(diào)節(jié)T 細胞分化和NADPH 氧化酶同工型基因表達的作用,在動脈粥樣硬化患者中補充維生素A 能有效減輕疾病嚴重程度。Kadri 等〔27〕認為對缺血性腦卒中患者進行補充維生素A 治療可以降低血漿炎癥因子IL-1β 的水平,并通過限制炎癥過程中ROS 的毒性作用緩解動脈粥樣硬化發(fā)展并改善缺血性腦卒中患者的預后。雖然多數(shù)研究認為,維生素A 在動脈粥樣硬化疾病發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮了有益作用,但Sogut 等〔28〕通過對189 項臨床病例使用Rentrop 評分系統(tǒng)進行冠狀動脈側(cè)支狹窄程度分類,發(fā)現(xiàn)血漿維生素A 和E 水平與冠狀動脈側(cè)支循環(huán)之間沒有相關性。

3 維生素A 及其衍生物與凝血系統(tǒng)

致死性出血為APL 最大特征,其出血常表現(xiàn)為彌散性血管內(nèi)凝血(DIC)及過度纖溶。有研究分析了中國同濟醫(yī)院103 例APL 患者的止凝血指標,發(fā)現(xiàn)APL 患者的血小板計數(shù)和纖維蛋白原水平降低,凝血酶原時間(PT)顯著延長,D-二聚體升高。ATRA 誘導治療后,APL 患者的凝血和纖溶異常情況在第10 天后得到了明顯改善〔29〕。83 例APL 患者自從采用ATRA 進行誘導治療以來,纖維蛋白原(Fbg)水平在4 d 時恢復到正常范圍。治療第10 天以后,中位PT 持續(xù)縮短,并一直處于正常范圍內(nèi)。在整個觀察期內(nèi),升高的D-二聚體中位水平顯示出相對緩慢的下降趨勢〔30〕。

Dunoyer-Geindre 等〔31〕使用0.5 μmol/L ATRA處理APL 細胞誘導PML-RARα 融合蛋白降解,從而使組織因子mRNA 快速降低92%±2%,且暴露在此濃度的ATRA 中會大幅降低Xa 凝血因子活性。有學者證實了ATRA 呈劑量依賴性降低細胞促凝活性(PCA)即組織因子(TF)和癌癥促凝劑(CP)的表達且凝血酶合成減少〔32〕。有研究表明APL 細胞會經(jīng)歷一種名為ETosis 的新型細胞死亡程序,該程序涉及細胞外染色質(zhì)的釋放,凝血參數(shù)的測定結(jié)果顯示,早幼粒細胞胞外染色質(zhì)增加了凝血酶和纖溶酶的產(chǎn)生,縮短了APL 細胞的血漿凝固時間,并調(diào)控了纖維蛋白的濃度。ATRA 通過以時間依賴性方式加速細胞外染色質(zhì)降解和抑制PCA 表達的方式治療高危APL 患者的凝血障礙。血液學參數(shù)〔包括D-二聚體、PT、部分凝血活酶時間(APTT)、血小板計數(shù)〕的分析結(jié)果認為ATRA 能夠調(diào)控PT 和纖維蛋白并減少APL 患者的DIC 的風險〔33〕。ATRA 在APL 凝血異常中的作用機制還可能與血栓蛋白有關,有研究認為ATRA 可上調(diào)內(nèi)皮細胞血栓調(diào)節(jié)蛋白和相關mRNA 表達,從而顯著降低凝血酶的峰值水平和內(nèi)源性凝血酶電勢(ETP),改善止血參數(shù)并治療DIC〔34〕。此外ATRA 顯著上調(diào)內(nèi)皮細胞ADAMTS13(一種特異性的vWF 裂解蛋白酶)mRNA 的表達,并調(diào)節(jié)人微血管內(nèi)皮細胞中ADAMTS13 和vWF 的平衡,這可能也與ATRA 的抗血栓形成特性有關〔35〕。

綜上,適量攝入維生素A 有助于抑制血小板黏附,維護血管完整性從而抑制血栓形成,降低血栓栓塞事件的發(fā)生風險。但維生素A 對心血管疾病關系的研究結(jié)果仍然存在爭議,仍需維生素A 對降低心腦血管疾病的發(fā)生率和死亡率治療價值的大量研究。