基于“脾失健運(yùn)-膏脂轉(zhuǎn)輸障礙”探討HDL蛋白修飾影響動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展的理論研究?

崔馨月,王 群,宋 囡,呂美君,具 星,王琪格,陳麗娟,賈連群,楊關(guān)林

(遼寧中醫(yī)藥大學(xué),沈陽(yáng) 110847)

據(jù)《中國(guó)心血管健康與疾病報(bào)告2021》統(tǒng)計(jì),我國(guó)心血管疾病的患病率和死亡率一直處于持續(xù)上升階段,死亡率也超越腫瘤等其他疾病高居首位[1]。動(dòng)脈粥樣硬化 (atherosclerosis,AS) 是心血管疾病的重要病理基礎(chǔ),血脂異常是AS、冠心病等心腦血管疾病發(fā)生發(fā)展的重要危險(xiǎn)因素。中醫(yī)認(rèn)為,脾主運(yùn)化,能夠推動(dòng)水谷精微運(yùn)行輸布,而血脂亦由水谷化生并依賴于脾的轉(zhuǎn)輸功能而布散周身,因此脾失健運(yùn)而致膏脂轉(zhuǎn)輸障礙是血脂異常的重要病機(jī)。高密度脂蛋白 (high density lipoprotein,HDL) 是體內(nèi)重要的血漿脂蛋白,近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn),其在高脂高糖等狀態(tài)下可發(fā)生翻譯后修飾轉(zhuǎn)變?yōu)椤笆Чδ堋盚DL (dysfunctional HDL,dys-HDL),致其參與膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(yùn) (reverse cholesterol transport,RCT)、抗炎、抗氧化等功能被抑制甚至表現(xiàn)出促進(jìn)AS發(fā)生發(fā)展的作用[2],“脾失健運(yùn)”所致膏脂轉(zhuǎn)輸出現(xiàn)障礙導(dǎo)致脂質(zhì)異常堆積亦與此過(guò)程有相似之處。因此,基于“脾失健運(yùn)-膏脂轉(zhuǎn)輸障礙”理論探討HDL的蛋白修飾影響AS的發(fā)生發(fā)展,或可為中醫(yī)藥防治心腦血管疾病提供新思路和新靶點(diǎn)。

1 脾失健運(yùn)所致膏脂轉(zhuǎn)輸障礙是AS發(fā)生發(fā)展的重要病機(jī)

“脾主運(yùn)化”最早記載于宋代《濟(jì)生方》“夫人受天地之中以生,莫不以胃為主,蓋胃受水谷,脾主運(yùn)化,生血生氣,以充四體者也”[3],明確提出了脾的運(yùn)化功能。脾主運(yùn)化,是指脾將水谷轉(zhuǎn)化為精微物質(zhì)并于脈中循行,輸布到全身各處,從而濡養(yǎng)五臟六腑、筋骨肌肉等以維持它們正常的生理功能[4]。而膏脂作為水谷精微的一部分,也可以通過(guò)脾氣的推動(dòng)作用在血液中運(yùn)行以轉(zhuǎn)輸全身,發(fā)揮其營(yíng)養(yǎng)作用[5]。由此可見(jiàn),“脾主運(yùn)化”與膏脂代謝關(guān)系密切,是膏脂轉(zhuǎn)輸?shù)闹匾Ｕ稀！案嘀弊钤缫?jiàn)于《黃帝內(nèi)經(jīng)》,《中西匯通醫(yī)經(jīng)精義》曰“脾生膏油”[6]17“脂脾所司”[6]45,說(shuō)明膏脂來(lái)源于中焦,由脾運(yùn)化水谷而生成?！把惓！币辉~于中醫(yī)典籍中并無(wú)記載,但與古籍中“膏脂”的描述頗相一致,因此在中醫(yī)學(xué)中,血脂可歸為膏脂范疇。血脂異常的病理狀態(tài)多歸于“膏”“脂”“濁”或“血瘀”等范疇,導(dǎo)致血脂異常的主要外因?yàn)轱嬍巢划?dāng),主要內(nèi)因?yàn)槠⑹Ы∵\(yùn),兩者的共同之處就是均可以導(dǎo)致膏脂轉(zhuǎn)輸障礙而產(chǎn)生痰濁、血瘀等病理產(chǎn)物壅塞于血脈之中[7]。《素問(wèn)·痹論篇》曰“飲食自倍,腸胃乃傷”,因飲食不節(jié),過(guò)食肥甘厚味而使脾負(fù)擔(dān)過(guò)重致脾虛,健運(yùn)失司,無(wú)法將水谷精微完全輸布運(yùn)化而堆積于體內(nèi),則會(huì)形成病理之膏脂;《證治匯補(bǔ)》曰“脾為生痰之源”[8],因脾失健運(yùn),升清降濁,運(yùn)化水濕等能力受損,無(wú)法推動(dòng)水谷精微的正常運(yùn)行使精微物質(zhì)發(fā)生異常堆積,導(dǎo)致膏脂轉(zhuǎn)輸障礙,從而產(chǎn)生痰濁、血瘀等病理產(chǎn)物導(dǎo)致血脈病的發(fā)生,膏脂轉(zhuǎn)輸障礙多為血脈病發(fā)生的輕淺階段,這一過(guò)程可與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的血脂異常相對(duì)應(yīng)。同時(shí)實(shí)驗(yàn)研究表明,痰濁、血瘀等病理產(chǎn)物是導(dǎo)致血脂異常的重要因素,而血脂異常則可使血液處于高凝與高黏狀態(tài)引起AS的發(fā)生,進(jìn)一步發(fā)展為心血管疾病[9]。由此可見(jiàn),脾失健運(yùn)、膏脂轉(zhuǎn)輸障礙是導(dǎo)致血脂異常進(jìn)而引發(fā)AS性心血管疾病的關(guān)鍵病機(jī)[10]。

2 HDL蛋白修飾與AS發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)

HDL是小腸黏膜及肝臟分泌的由多種脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成的復(fù)合體。在疾病狀態(tài)下,HDL所含的蛋白質(zhì)可以進(jìn)行多種結(jié)構(gòu)修飾,以氧化修飾為核心,包括甲基化、糖基化、氨甲?；揎棥⑼桶腚装滨；揎椀?而載脂蛋白A-Ⅰ (apolipoproteinA-I,ApoA-Ⅰ) 作為HDL的主要蛋白質(zhì)成分成為了多種蛋白修飾的重要靶點(diǎn),HDL的活性也因此受到影響,其參與RCT、抗炎、抗氧化等功能被抑制,繼而促進(jìn)了AS斑塊的形成[11]。

2.1 HDL蛋白修飾影響RCT

RCT是HDL發(fā)揮抗AS作用的重要機(jī)制,RCT主要包括①外周組織細(xì)胞內(nèi)游離膽固醇 (free cholesterol,FC) 通過(guò)ATP結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)子A1 (ATP-binding cassette transporterA1,ABCA1) 流向細(xì)胞外;②HDL內(nèi)FC經(jīng)血漿內(nèi)卵磷脂膽固醇?；D(zhuǎn)移酶 (lecithin-cholesterol acyltransferase,LCAT) 酯化成膽固醇酯 (cholesterol ester,CE) 并轉(zhuǎn)移至HDL核心;③HDL內(nèi)CE由肝細(xì)胞表面存在的B類I型清道夫受體 (scavenger receptor type BI,SR-BI) 選擇性攝取并被肝臟所代謝[12]。病理狀態(tài)下,體內(nèi)氧化應(yīng)激水平升高,過(guò)氧化氫等底物分解產(chǎn)生的一系列活性氧基團(tuán)攻擊HDL載脂蛋白形成氯化、硝基化等氧化修飾,ApoA-Ⅰ為髓過(guò)氧化物酶 (myeloperoxidase,MPO) 介導(dǎo)的氧化修飾的首選靶點(diǎn),硝基化修飾通過(guò)影響ApoA-Ⅰ對(duì)LCAT的激活能力來(lái)影響RCT,而氯化和氧化修飾則是通過(guò)損傷ABCA1促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)FC外流的功能影響RCT,同時(shí)經(jīng)過(guò)修飾的病理性ApoA-Ⅰ因無(wú)法進(jìn)一步形成HDL而沉積在動(dòng)脈內(nèi)皮或其他組織上,促進(jìn)了AS的形成。在羰基化修飾中,脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)生的羰基化合物丙二醛可以修飾ApoA-Ⅰ,可能通過(guò)ABCA1途徑影響膽固醇外排[13]。在糖化修飾中,Cooke等[14]的研究表明ApoA-Ⅰ可以激活LCAT,所以當(dāng)ApoA-Ⅰ被糖化,其激活LCAT的能力也隨之下降。Pu等[15]的研究也表明在2型糖尿病患者中,ApoA-Ⅰ的糖化程度越高,血清中LCAT的活性則越低,同時(shí)也證明ApoA-Ⅰ的糖化程度是2型糖尿病合并冠心病患者斑塊進(jìn)展的決定因素。

2.2 HDL蛋白修飾導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞和心血管功能紊亂

內(nèi)皮功能障礙,特別是一氧化氮 (nitric oxide,NO) 的生物利用度被認(rèn)為在AS的發(fā)生和發(fā)展中起關(guān)鍵作用,NO具有松弛血管平滑肌、抑制血小板等作用,是維持和調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞功能的重要因素之一。羰基化修飾中,經(jīng)丙二醛修飾后的HDL可降低內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生NO的能力,故內(nèi)皮細(xì)胞的抗炎作用和修復(fù)功能會(huì)受到影響[16]。經(jīng)糖化修飾的HDL可能通過(guò)線粒體功能障礙誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡,繼而引發(fā)血管功能的惡化[17],亦有實(shí)驗(yàn)證明糖化的HDL顯著影響了HDL對(duì)血管的保護(hù)作用,進(jìn)而削弱HDL的抗AS作用[18]。Speer等[19]研究發(fā)現(xiàn)在慢性腎臟病患者體內(nèi)對(duì)稱性二甲基精氨酸 (symmetric dimethylarginine,SDMA) 積累并對(duì)HDL進(jìn)行甲基化修飾,經(jīng)修飾后的HDL通過(guò)誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞反應(yīng),促進(jìn)活性氧 (reactive oxygenspecies,ROS) 的產(chǎn)生,并抑制內(nèi)皮細(xì)胞NO的釋放,引起炎癥反應(yīng),從而導(dǎo)致內(nèi)皮修復(fù)受損。此外,在終末期腎病患者體內(nèi)HDL易發(fā)生氨甲酰化修飾抑制內(nèi)皮細(xì)胞中SR-BI信號(hào)通路的表達(dá),而影響內(nèi)皮細(xì)胞的遷移、血管生成、增殖及修復(fù)功能[20]。同型半胱氨?；揎椀陌l(fā)生也會(huì)干擾NO的產(chǎn)生,還會(huì)導(dǎo)致內(nèi)皮抗氧化系統(tǒng)的失靈,擾亂脂蛋白代謝,導(dǎo)致AS血管病變的發(fā)生[21]。

2.3 HDL蛋白修飾導(dǎo)致炎癥反應(yīng)的發(fā)生

AS是以巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞在動(dòng)脈內(nèi)膜內(nèi)沉積和血漿中炎性介質(zhì)濃度增加為特點(diǎn)的慢性炎癥。HDL可通過(guò)降低黏附因子的表達(dá)來(lái)減少炎癥反應(yīng)的發(fā)生,并通過(guò)抑制低密度脂蛋白的氧化來(lái)降低AS發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。疾病狀態(tài)下,糖化修飾和氧化修飾的發(fā)生不僅可以改變ApoA-Ⅰ的結(jié)構(gòu)及生理功能,也可以加速HDL清除,導(dǎo)致血漿內(nèi)高密度脂蛋白膽固醇 (high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C) 含量下降。HDL-C不僅具有抗炎、抗氧化的功能,也可以抑制血栓的形成,當(dāng)其含量下降時(shí)功能亦隨之消失,在炎癥狀態(tài)下,抗炎、抗氧化蛋白如對(duì)氧磷酶和LCAT將失活,促炎蛋白如血清淀粉樣蛋白A (serum amyloid A,SAA) 和血漿銅藍(lán)蛋白不斷積累,使MPO誘導(dǎo)ApoA-Ⅰ發(fā)生修飾而使HDL的功能失調(diào)即產(chǎn)生dys-HDL,從而導(dǎo)致巨噬細(xì)胞所依賴的ABCA1介導(dǎo)的膽固醇外流途徑受損,炎癥因子NF-κB通路被激活,使經(jīng)修飾后的脂蛋白具有致炎效應(yīng),從而增加了冠狀動(dòng)脈疾病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[22]。

2.4 HDL蛋白修飾相關(guān)標(biāo)志物與AS

MPO是一種由中性粒細(xì)胞分泌的白細(xì)胞酶,MPO可以和ApoA-Ⅰ相結(jié)合,在炎癥條件下發(fā)生氧化修飾,導(dǎo)致ABCA1介導(dǎo)的RCT出現(xiàn)障礙。HDL被氧化修飾成氧化型高密度脂蛋白 (oxidized HDL,ox-HDL) 會(huì)導(dǎo)致其抗AS的作用消失,甚至?xí)霈F(xiàn)致AS的作用。此外,MPO也可以導(dǎo)致HDL氨甲?；p傷LCAT的功能從而影響ApoA-Ⅰ在RCT過(guò)程中發(fā)揮作用[23]。Rashid等[24]的研究指出在不穩(wěn)定的AS斑塊中MPO活性升高,MPO可以作為鑒別AS的特異性標(biāo)志物,也為治療AS提供了新的靶點(diǎn)。對(duì)氧磷酶1 (paraoxonase1,PON1) 是一種經(jīng)肝臟合成后入血與HDL緊密結(jié)合并協(xié)助其發(fā)揮抗炎和抗氧化作用的酯酶,對(duì)抗AS有著至關(guān)重要的作用。PON1的活性也與脂質(zhì)過(guò)氧化密切相關(guān),可以阻止HDL中丙二醛的形成,降低血清中過(guò)氧化物的含量[25]。當(dāng)PON1活性降低時(shí),脂質(zhì)過(guò)氧化可持續(xù)生成丙二醛與HDL發(fā)生羰基化修飾繼而影響NO的釋放,導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞抗炎和血管修復(fù)功能受損。PON1還可以抑制同型半胱氨酸 (homocysteine,Hcy) 與HDL發(fā)生同型半胱氨?；揎椛赏桶腚装彼崃騼?nèi)酯 (homocysteine thiolactone,HTL),從而起到抗AS的作用,但當(dāng)PON1活性減弱時(shí),HDL抗炎、抗氧化的作用也隨之減弱,導(dǎo)致血管重塑,促進(jìn)AS斑塊形成[26]。SDMA是一種由翻譯后修飾形成的毒性非蛋白原性氨基酸,在HDL中SDMA的積累導(dǎo)致了HDL甲基化修飾的發(fā)生,可抑制NO的產(chǎn)生,也使HDL喪失了抗炎和再生的特性。SDMA可以作為HDL功能異常的標(biāo)志物,并在許多疾病中發(fā)揮多功能的作用,SDMA也已成為心血管疾病發(fā)生和死亡的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子和風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)志物[27]。晚期糖基化終產(chǎn)物 (advanced glycation end products,AGES) 是糖尿病患者體內(nèi)蛋白質(zhì)和脂質(zhì)在無(wú)酶情況下發(fā)生糖基化和氧化而產(chǎn)生的生物活性分子,并在血管壁上積累,AGES可以激發(fā)巨噬細(xì)胞和血管細(xì)胞的炎癥反應(yīng),還可以通過(guò)影響NO的生成進(jìn)而影響血管的正常生理功能[28]。此外,AGES在血清中的濃度被證實(shí)可以預(yù)測(cè)AS的嚴(yán)重程度和心血管疾病的發(fā)生[29]。

3 “脾失健運(yùn)-膏脂轉(zhuǎn)輸障礙”所致HDL蛋白修飾改變影響AS發(fā)生發(fā)展

在疾病狀態(tài)下,HDL所含的蛋白質(zhì)可以進(jìn)行多種結(jié)構(gòu)修飾,這種結(jié)構(gòu)修飾受后天環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)等因素影響[30],而脾為后天之本,主運(yùn)化水谷精微,若脾虛健運(yùn)失司,水谷精微不歸正化,水濕內(nèi)生,聚而為痰,滯留營(yíng)中,可形成血脂異常。高脂狀態(tài)使HDL發(fā)生結(jié)構(gòu)修飾,分子形態(tài)受損或改變,轉(zhuǎn)變?yōu)閐ys-HDL,導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生炎癥反應(yīng),脂質(zhì)顆粒沉積于動(dòng)脈內(nèi)皮下,形成粥樣斑塊[22],這種dys-HDL與脾虛膏脂轉(zhuǎn)輸障礙的病理產(chǎn)物類似。由此可見(jiàn),“脾失健運(yùn)-膏脂轉(zhuǎn)輸障礙”與HDL蛋白修飾發(fā)生密切相關(guān),進(jìn)而影響AS的發(fā)生發(fā)展。

有臨床實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)脾虛血脂異常人群HDL亞類代謝異常,HDL顆粒直徑呈變小趨勢(shì),dys-HDL標(biāo)志性蛋白SAA顯著增加[31]。進(jìn)一步通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)脾失健運(yùn)-膏脂轉(zhuǎn)輸障礙狀態(tài)下,HDL組分ApoA-Ⅰ、PON1、MPO含量減少,SAA/ApoA-Ⅰ、MPO/PON1比值降低,HDL重塑,RCT途徑受阻[32-33],健脾降濁法可通過(guò)糾正HDL代謝異常進(jìn)一步調(diào)節(jié)RCT途徑發(fā)揮防治AS性心血管疾病的作用[34-35]。

HDL在脂質(zhì)代謝異常引發(fā)的AS發(fā)病機(jī)制中一直是研究的熱點(diǎn),深入探討“脾失健運(yùn)-膏脂轉(zhuǎn)輸障礙”與HDL蛋白修飾的關(guān)系,并深入闡釋其在動(dòng)脈硬化性疾病發(fā)生發(fā)展中的分子生物學(xué)機(jī)制是團(tuán)隊(duì)下一步的研究重點(diǎn)。本研究可從HDL及其亞類蛋白修飾層面豐富脾主運(yùn)化理論的科學(xué)內(nèi)涵,為臨床“從脾論治”AS性心血管疾病提供新思路和新靶點(diǎn)。