過氧化物酶體增殖因子激活受體α研究新進展

王績英 王 濤 (桂林醫學院附屬醫院，廣西 桂林 541001)

過氧化物酶體增殖因子激活受體α研究新進展

王績英 王 濤 (桂林醫學院附屬醫院，廣西 桂林 541001)

過氧化物酶體增殖因子激活受體α;動脈粥樣硬化;腫瘤

過氧化物酶體增殖因子激活受體(PPAR)是調節目標基因表達的核內受體轉錄因子超家族成員根據結構的不同，PPAR可分為α、β(或δ)和γ三種類型。PPAR-α在調節過氧化物酶體增殖劑基因轉錄活性和肝臟過氧化物酶增生中起重要作用，主要參與激活體內脂肪酸的代謝，糖原、氨基酸和酮體的合成，此外在減輕炎癥反應方面也有一定的作用。近年來許多研表明PPAR-α在肝癌、子宮內膜癌等腫瘤組織中呈上調表達。PPAR-α與腫瘤的關系受到重視，成為近年來研究熱點。

1 PPAR-α的結構及特征

PPAR-α是第一個被鑒別出來的亞型，其結構上包括了三個功能域:氨基末端，DNA結合區和配體結合區。PPAR-α被相應配體激活后能與類維酸的受體(RXR)形成異二聚體，共同調控下游靶基因的轉錄。這些被調控的靶基因在啟動子處常含有5'-AACTAGGNCAAAGGTAAGGTCA-3'的序列，該序列被稱為過氧化物酶體增殖因子作用元件(PPRE)。許多與脂質代謝有關的基因都含有PPRE，例如編碼與脂肪酸轉運、氧化過程相關的乙酰輔酶合成酶、乙酰輔酶氧化酶的基因〔1，2〕。PPAR-αC-末端的三維結構被分離出來，包括配位子調節的E領域或AF-2，或配體受體結合區域。這構成了一個大的T型配體結合口袋，來適應各種天然或人工合成的配體。PPAR-α的活性可以在以下幾個水平受到調控，包括表達的調節、配體的性質、共活化物和阻遏的水平、PPAR-α及有關的共活化物和輔阻遏物翻譯后的修飾〔3〕。

2 PPAR-α的配體和功能

PPAR-α的配體(又稱激動劑)有兩種，天然配體和合成配體。許多飽和、不飽和脂肪酸都是PPAR-α的天然配體，例如油酸、軟脂酸、亞油酸、花生四烯酸等。PPAR-α受體經由這些生理濃度的天然配體活化后，能夠調控脂肪酸的過氧化物酶氧化和線粒體氧化，同時還能調節脂質的攝取和貯存。PPAR-α還是3種受體亞型中唯一能與大量飽和脂肪酸結合的亞型〔4〕，且其結合的親合力通常能達到微摩爾級。

合成配體主要有噻唑烷二酮類和取代苯丙酸類衍生物。噻唑烷二酮類衍生物通常保留一個噻唑烷二酮的活性結構片段，它能夠激活PPARγ，達到增強機體對胰島素的敏感性和降低血糖的效果，故主要用于糖尿病的治療。此活性結構片段對PPAR-α亦有激活作用，但通常較弱。貝特類藥物及其類似物統稱為取代苯丙酸類衍生物。這類化合物均有一個取代苯丙酸基團，貝特類藥物用于降低血脂的治療，主要就是通過激活PPAR-α起作用。貝特類藥物有益的治療作用，在于減少極低密度脂蛋白(VLDL)的產生和促進富含甘油三酯(TG)微粒的分解代謝，這間接減少了低密度脂蛋白(LDL)微粒，增加了高密度脂蛋白(HDL)微粒的生成，促進肝臟對過多膽固醇的排除。貝特類藥物對于PPAR-α介導的VLDL和乳糜微粒的TG水解作用有顯著的影響，即上調肝和肌肉脂蛋白酶(LPL)的轉錄。LPL在周邊組織的毛細血管內皮是TG水解酶，它在周圍組織的失活引起了嚴重的高TG血癥和HDL生成減少。載脂蛋白C-Ⅲ(ApoC-Ⅲ)過度表達鼠有嚴重的高TG血癥。在人和鼠的肝細胞中Apo C-Ⅲ的合成受到PPAR-α激動劑的抑制。因此PPAR-α有利于VLDL的脂解作用。PPAR-α激活時，由于它對與脂蛋白代謝有關的基因轉錄活動的調節作用，引起了全身性的脂質正常化反應，這是通過減少富含TG微粒的產生，促進它們脂解作用，促進HDL代謝和RCT來實現的。這些效應促進膽固醇從周圍組織向肝臟轉運。

3 PPAR-α與動脈粥樣硬化

抗動脈粥樣硬化作用可歸因于PPAR-α依賴的對C反應蛋白誘導的單核細胞趨化蛋白(MCP-1)表達的阻遏作用，對內皮素-1(ET-1)表達的抑制作用，對IL-1誘導的IL-6釋放的抑制作用，以及對脂多糖(LPS)誘導的血管細胞黏附分子-1(VCAM-1)表達的抑制作用〔5〕。同時，在動脈粥樣硬化病人，表現高血清水平的免疫反應性纖維結合素-γ(IFN-γ)，PPAR-α激動劑可延緩激活T淋巴細胞的IFN-γ的釋放〔6〕。另外，PPAR-α在控制巨噬細胞的膽固醇循環起到關鍵性作用。ABCA1的表達是受PPAR-α激發的〔7〕，在泡沫細胞以肝臟X受體依賴的方式表達，可促進ApoA2-I介導的膽固醇排除，Niemann-Pick形式C蛋白質1和2的表達。膽固醇從溶酶體到細胞膜的運載體也是受PPAR-α調節的，這提高了膽固醇排除的效率。

動脈粥樣硬化的后來步驟也受到PPAR-α的調節。平滑肌細胞(SMC)增殖的激活在動脈粥樣硬化的發展及其并發癥中是個主要事件。由于血管受損，SMC從血管壁中層遷移到新內膜層，并在那里增殖、聚集合成蛋白，導致內膜超常增生。SMC增殖也是潛在再狹窄的初發機制之一。PPAR-α抑制SMC增殖是通過阻斷G1/S細胞循環周期，通過對依賴細胞周期素激酶抑制劑P16的誘導作用實現的〔8〕。SMC的遷移需要細胞外基質通過基質金屬蛋白酶(MMPs)的降解作用實現，其中MMP-9的表達可被PPAR-α減少。另外，通過對組織因子表達的抑制，PPAR-α阻斷動脈血栓形成。

4 PPAR-α 與腫瘤

PPAR-α激動劑主要的靶器官是肝臟，長期服用可導致肝臟的肥大與增生，肝細胞內過氧化物酶體大量增殖，基因在轉錄水平被激活以及脂肪酸代謝過程中關鍵酶的活性增強，最終導致鼠肝癌的發生。PPAR-α是第一個被鑒別出來的受體，1992年Red等首先提出長期服用PPAR-α激動劑可能增加患肝癌的風險〔9〕。1993年Marsman等報道了長期服用PPAR-α激動劑wy-14，643會增加大鼠患肝癌的風險〔10〕。1997年Peters研究小組利用基因敲除的小鼠進一步證實長期服用wy-14，643增加患肝癌的風險與PPAR-α密切相關，當時還沒有直接的證據表明PPAR-α激動劑在轉錄水平影響細胞周期相關的基因。部分學者認為PPAR-α激動劑是通過引起氧化應激損傷，導致DNA在復制過程中發生突變，由此增加了發生肝癌的風險〔11〕。但大量的臨床病例觀察卻發現長期服用降脂藥非諾貝特(PPAR-α激動劑)的病人并沒有增加患肝癌的風險〔12〕。這類種屬間的巨大差異可能與鼠和人的肝細胞內PPAR-α表達水平不同、過氧化物酶體增殖因子與PPAR-α結合后下游所調控的靶基因不同等因素有關。

從2002年開始有關過氧化物酶體增殖因子抗腫瘤的活性逐漸受到重視。Jiao等首次報道了非諾貝特可以抑制人肝癌細胞株HePG2的增殖〔13〕。隨后 Holland〔14〕的課題組從基因芯片的數據中發現PPAR-α在人子宮內膜癌的組織中高表達，給予PPAR-α激動劑非諾貝特可以顯著抑制人體子宮內膜癌株Ishikawa的增殖，并引發腫瘤細胞凋亡。最初的這些研究并未涉及PPAR-α激動劑非諾貝特究竟是通過什么機制來抗腫瘤的。2006年Raquel運用轉染及電泳遷移率實驗等技術發現PPAR-α激動劑可能通過抑制轉錄激活蛋白-1(AP-1)，使得環氧化酶-2(Cyclo-oxygenase2，cox-2)及血管內皮生長因子的表達量下調，從而發揮對人結腸癌細胞的抗腫瘤效應〔15〕。由于核因子(NF-κB)可以介導多種促進有絲分裂、血管新生的細胞因子的分泌，大量實驗證實NF-κB在腫瘤生長和轉移過程中都起著重要作用。而PPAR-α激動劑可通過上調核因子抑制蛋白I-kB來抑制NF-κB的活性，因此Maja等推論PPAR-α激動劑通過下調NF-κB的活性，也能發揮其抗腫瘤的作用〔16〕。

最新研究表明PPAR-α激動劑還能介導細胞周期和細胞凋亡相關基因的表達。Saidi等報道PPAR-α激動劑通過抑制子宮內膜癌細胞由G1期向S期的轉化，并伴有相應的細胞周期素 D1(cyclin D1)的下調，從而達到抑瘤的效果〔17〕。Martinasso等發現PPAR-α激動劑氯貝丁酯能下調抗凋亡蛋白Bcl-2、上調凋亡蛋白Bad的水平，增加結腸癌細胞的凋亡率〔18〕。Yokoyama等在體內外試驗中均證實PPAR-α激動劑氯貝酸不僅能夠誘導人卵巢癌細胞發生凋亡，還能有效抑制腫瘤血管形成。他們深入探究了其可能的作用機制，發現PPAR-α激動劑能顯著降低腫瘤細胞、血清和腹水中前列腺素E2及vEGF的水平〔19〕。這是第一篇有關PPAR-α激動劑對腫瘤血管形成有抑制作用的文獻。2008年Dipak等在美國科學院院報(PNAS)上發表了非諾貝特不僅可以抑制多種腫瘤細胞如人黑色素瘤細胞、乳腺癌細胞、肺癌細胞的生長，還具有抑制血管內皮細胞增殖的作用。他們的研究結果提示非諾貝特可能是通過增加內源性的血小板反應素(TSP-1)，降低VEGF及成纖維細胞生長因子(FGF)的水平來實現其抗腫瘤血管形成的功效〔20〕。

PPAR-α激動劑不僅能拮抗腫瘤的生長，對腫瘤細胞的轉移同樣具有抑制作用。Maja等在體內外實驗中均證實非諾貝特可以抑制黑色素瘤細胞的轉移，他們運用轉染和干擾等技術發現PI3K/AKT通路的抑制可能是非諾貝特起效的機制之一〔21〕。

5 問題及展望

PPAR-α激動劑在抗腫瘤方面的應用越來越受到關注。該類藥物常常同時具有直接和間接的抑瘤功效，若與傳統的化療藥物相配合可能起到多靶點協同、增效的作用。特別是肺癌這類難治性腫瘤，對現有的一線化療藥常常發生耐藥，如果聯合運用PPAR-α激動劑非諾貝特和細胞毒性化療藥順鉑可能會帶來更好的療效。雖然現有的PPAR-α激動劑類藥物如非諾貝特已被臨床證明具有良好的安全性，但對新開發的PPAR-α激動劑仍需謹慎監測其潛在的致瘤性。

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R393

A

1005-9202(2011)12-2387-03

廣西壯族自治區衛生廳重點科研課題(重2010046)

王 濤(1977-)，男，主治醫師，在讀碩士，主要從事肺癌的基礎與臨床研究。

王績英(1972-)，女，副教授，碩士生導師，主要從事肺癌的基礎與臨床的研究。

〔2010-09-20收稿 2011-01-23修回〕

(編輯 劉 愉/曹夢園)