脂肪細胞型脂肪酸結(jié)合蛋白的研究進展

謝 玉 劉煜敏

脂肪細胞型脂肪酸結(jié)合蛋白（A－FABP），又稱為FABP4或aP2，屬于胞內(nèi)小分子脂質(zhì)結(jié)合蛋白超家族成員之一，相對分子質(zhì)量為14.1 k Da，其基因定位于人第8號染色體8q21.3－q22.1。A－FABP最早在成熟脂肪細胞及脂肪組織中發(fā)現(xiàn)，約占脂肪細胞中可溶性蛋白的6%，一小部分可釋放到血液，在血液中濃度大概為6～80 ng／ml［1］。

A－FABP表達于機體許多組織細胞中，主要存在于脂肪細胞及巨噬細胞，在調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝中起重要作用，也是聯(lián)系代謝性與炎癥性反應(yīng)的重要因素。近年來，A－FABP與心腦血管疾病的關(guān)系，尤其是在血管炎癥性病變中的作用，倍受國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注。本文就其生物學(xué)特性、功能及與代謝性疾病、心血管疾病的關(guān)系做一綜述。

1 A－FABP的生物學(xué)特性及功能

體外研究表明，A－FABP在脂肪細胞的分化過程中表達增加，受脂肪酸、過氧化物酶體增殖物活化受體γ（peroxisomal proliferator－activated receptorsγPPARγ）、胰 島 素 及PPARγ激活劑的正調(diào)節(jié)。PPARγ是一種配體依賴活化的轉(zhuǎn)錄因子，參與脂質(zhì)代謝和細胞的增生、分化與凋亡過程，在調(diào)節(jié)細胞對胰島素敏感性、葡萄糖和脂質(zhì)代謝以及炎性反應(yīng)中起重要作用。PPARγ通過影響A－FABP基因啟動子中的過氧化物酶體增殖物反應(yīng)元件 （peroxisome－proliferator－responsive element PPRE）來調(diào)節(jié) A－FABP的表達［2］。

在人群中也進行了相關(guān)研究，Cabré等對2型糖尿病人群研究發(fā)現(xiàn)，PPARγ激活劑可增加A－FABP mRNA表達、提高細胞內(nèi) A－FABP水平、增加 A－FABP的分泌［3］。短期給予健康婦女過量飲食，會引起PPARγ及A－FABP表達增加，脂肪組織的增加與PPARγ及A－FABPm RNA改變有關(guān)［4］。

作為脂質(zhì)伴侶，A－FABP可逆地結(jié)合脂肪酸，提高脂肪酸的溶解度及轉(zhuǎn)運其至細胞內(nèi)各個部分，比如轉(zhuǎn)運至脂滴以貯存，至線粒體或過氧化物酶體以氧化，至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以介導(dǎo)信號傳遞或膜的合成，至各種酶以調(diào)節(jié)酶活性，至細胞核以調(diào)節(jié)脂質(zhì)介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄，或通過旁分泌、自分泌的方式釋放到細胞外以介導(dǎo)信號傳遞［5］。A－FABP與激素敏感性脂肪酶（hormone－sensitive lipase HSL）的直接作用亦被報道［6］，后者是脂肪動員的關(guān)鍵酶。可見，A－FABP通過各種途徑在脂質(zhì)代謝中起著重要的作用。

A－FABP亦存在于巨噬細胞中，最早于原代培養(yǎng)的人單核巨噬細胞系—THP－1細胞系中進行研究，發(fā)現(xiàn)A－FABP表達于已分化和有活性的巨噬細胞中，TOLL樣受體（Tolllike receptor TLR）激動劑、氧化型低密度脂蛋白（oxidized low－density lipoprotein OX－LDL）、佛波豆蔻乙酸（phorbol myristate acetate PMA）可刺激A－FABP的表達，而降低膽固醇的他汀類藥物對OX－LDL誘導(dǎo)的A－FABP表達有抑制作用。

A－FABP與巨噬細胞的許多功能關(guān)系密切：（1）AFABP通過激活核因子NF－κB及蛋白激酶C（Protein kinase C PKC）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，引發(fā)炎癥反應(yīng)，使單核細胞向巨噬細胞分化，進而形成泡沫細胞；（2）A－FABP在巨噬細胞對動脈粥樣硬化形成的促進中參與兩個重要方面——膽固醇運輸及炎癥反應(yīng)：A－FABP－／－鼠巨噬細胞中PPARγ活性增強，低密度脂蛋白的攝取增多；肝X受體－α（LXRα）－三磷酸腺苷結(jié)合盒轉(zhuǎn)運體A1（ABCA1）介導(dǎo)的膽固醇流出通路被激活；炎癥反應(yīng)信號通路被抑制，包括IκB激酶及NF－κB活性下降，環(huán)氧合酶－2（COX2）及誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）的表達下降，炎癥因子（IL－6，IL1β，TNF－α等）的生成被抑制；（3）當(dāng)巨噬細胞暴露于與動脈粥樣硬化相關(guān)的脂毒性信號時表現(xiàn)出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，導(dǎo)致細胞凋亡，是慢性代謝性疾病的病理生理過程，A－FABP是巨噬細胞內(nèi)脂質(zhì)介導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的主要調(diào)節(jié)者［7］。

A－FABP亦存在于樹突狀細胞、支氣管表皮細胞、成脂細胞瘤及脂肪肉瘤的成脂細胞中，其生物學(xué)特性及發(fā)揮的功能有待進一步研究。

2 A－FABP與糖、脂代謝

Hotamisligil等研究發(fā)現(xiàn)，敲除小鼠A－FABP基因，小鼠的生長發(fā)育及代謝指標(biāo)無明顯改變，給予高脂飲食喂養(yǎng)后A－FABP－／－

鼠血漿游離脂肪酸的濃度較A－FABP＋／＋鼠升高，膽固醇和甘油三酯的水平降低，且未發(fā)生胰島素抵抗及糖尿病，脂肪細胞中亦無TNF－α表達，TNF－α與肥胖導(dǎo)致的胰島素抵抗有關(guān)［8］。結(jié)果提示A－FABP是聯(lián)系肥胖與胰島素抵抗的一個重要因素，可能是通過影響脂代謝及TNF－α表達來實現(xiàn)這一作用。Baar等的研究表明，A－FABP－／－小鼠中提取的脂肪細胞脂解作用顯著降低，脂肪酸的釋放明顯減少，表明A－FABP在正常生理情況下調(diào)節(jié)脂肪酸的流出［9］。Yuchang Fu等研究發(fā)現(xiàn)，人A－FABP基因表達加速了膽固醇及甘油三酯在泡沫細胞中的聚集，而且可影響調(diào)控脂質(zhì)代謝的關(guān)鍵基因的表達，提示A－FABP對泡沫細胞形成中脂質(zhì)代謝起了至關(guān)重要的作用［10］。Tso等對544名中國非糖尿病個體進行了10年的前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，血清A－FABP與糖調(diào)節(jié)受損有關(guān)，并可獨立預(yù)測此中國研究群體的2型糖尿病發(fā)展風(fēng)險［11］。

3 A－FABP與代謝綜合征

代謝綜合征（metabolic syndrome，MS）是一類臨床癥候群，包括肥胖、高血壓、血脂紊亂及糖尿病等多種代謝異常，病理生理基礎(chǔ)是胰島素抵抗（IR）。通過以上綜述可發(fā)現(xiàn)，A－FABP與代謝綜合征的各個方面密切聯(lián)系。

一個橫斷面研究結(jié)果顯示，超重及肥胖人群血清AFABP水平比正常體重人群高，血清A－FABP水平與腰圍、血壓、血脂紊亂、空腹胰島素及IR指數(shù)呈正相關(guān)，可見MS的嚴重程度與A－FABP濃度的升高有關(guān)，因此提出A－FABP可作為MS的生物學(xué)標(biāo)志物［12］。更進一步通過對495名非糖尿病個體的5年前瞻性研究證實，A－FABP可以預(yù)測MS的發(fā)展，獨立于肥胖和胰島素抵抗［13］。

4 A－FABP與動脈粥樣硬化

脂質(zhì)聚集及炎癥反應(yīng)參與了AS的病理發(fā)展過程，也是不穩(wěn)定斑塊形成與發(fā)展的重要機制。AS的發(fā)展可造成急性心血管事件的發(fā)生，比如心肌梗死、腦血管病等。動物實驗和人群研究已表明，A－FABP是胰島素抵抗和代謝綜合征的重要影響因子，后兩者是AS的關(guān)鍵危險因素。A－FABP亦可能直接通過激活巨噬細胞導(dǎo)致AS，這點在前文已經(jīng)詳細介紹。

關(guān)于A－FABP與AS的關(guān)系在人群中展開了大量的研究。Yeung等對479名中國個體研究發(fā)現(xiàn)，A－FABP水平與頸動脈內(nèi)膜中層厚度呈正相關(guān)；在女性有粥樣斑塊出現(xiàn)的個體有較高的血清A－FABP水平［14］。這表明A－FABP可能與粥樣斑塊的形成有關(guān)，從而影響AS的發(fā)生發(fā)展。Agardh等通過對頸動脈狹窄患者的頸動脈內(nèi)膜冰凍切片進行形態(tài)學(xué)、免疫組化及RNA分析研究，提出粥樣硬化斑塊中AFABP的表達是引起粥樣硬化栓子的危險因素的觀點［15］。Peeters等對561例行頸動脈內(nèi)膜剝離術(shù)的患者研究，并進行3年隨訪，發(fā)現(xiàn)斑塊中A－FABP水平隨后臨床血管性死亡、血管性事件及行血管性介入治療的風(fēng)險正相關(guān)，且獨立于傳統(tǒng)的心血管事件危險因素［16］。

5 A－FABP與腦梗死

腦梗死作為目前發(fā)病率、致殘率、死亡率均較高的疾病，威脅著人類的健康，對其預(yù)防和早期診斷的研究具有巨大的意義。A－FABP以其調(diào)節(jié)代謝及炎癥反應(yīng)的特性，越來越引起學(xué)者們的重視，但是目前關(guān)于A－FABP與腦梗死的關(guān)系研究尚不清楚。

糖尿病、高脂血癥、動脈粥樣硬化、代謝綜合征均是腦梗死的危險因素，A－FABP可能通過這些因素對腦梗死產(chǎn)生影響。急性腦梗死后腦組織中存在單核細胞浸潤，單核細胞中Toll樣受體－4的表達與腦血管病的不良預(yù)后相關(guān)，腦梗死后腦脊液中的促炎細胞因子水平增高，如IL－6，且與早期臨床表現(xiàn)的惡化相關(guān)［17］，因此推測，A－FABP還可通過炎癥反應(yīng)途徑對腦梗死產(chǎn)生影響。而且A－FABP參與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，亦有可能是腦梗死發(fā)生發(fā)展的一個中介因素。

Tso等對A－FABP與腦梗死的關(guān)系進行了研究，發(fā)現(xiàn)缺血性腦血管病患者血清A－FABP水平高于對照組；對高血壓病、糖尿病、HDL－C、LDL－C、TG、降脂治療、吸煙及血清A－FABP濃度進行邏輯回歸分析顯示，血清A－FABP與腦梗死獨立相關(guān)；血清A－FABP對腦梗死的風(fēng)險與傳統(tǒng)的危險因素是疊加的；血清A－FABP與腦梗死3個月死亡率呈正比，獨立于NIHSS評分［18］。關(guān)于A－FABP與腦血管病的研究需要進一步深入，以探討二者之間的關(guān)系，為腦梗死的早期診斷及預(yù)防提供更多的臨床依據(jù)，具有廣闊的前景。

6 A－FABP的靶向治療

以上研究表明，A－FABP在整合代謝和炎癥反應(yīng)中起著十分重要的作用，是代謝性疾病、心腦血管疾病發(fā)生發(fā)展的一個關(guān)鍵因素。如果通過藥物改變A－FABP的生物學(xué)功能，從而控制脂質(zhì)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、代謝反應(yīng)和炎癥反應(yīng)，可以對肥胖、胰島素抵抗、2型糖尿病、動脈粥樣硬化等一系列代謝及炎癥性疾病發(fā)揮治療作用，并可以預(yù)防心腦血管疾病的發(fā)生發(fā)展。

近年來，一系列 A－FABP抑制劑已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)。Furuhashi等報道了一種人工合成的小分子A－FABP抑制劑BMS309403，它在動物模型中對動脈粥樣硬化和2型糖尿病有預(yù)防和治療作用［19］。研究提示，人類A－FABP的功能與動物模型相似，A－FABP基因變異后，通過CAAT盒／增強子結(jié)合蛋白的改變及啟動子轉(zhuǎn)錄活性的減弱，導(dǎo)致脂肪細胞中A－FABP表達減少。在一項7899名個體參與的基因研究中，含有A－FABP基因啟動子T－87C突變的個體血清甘油三酯水平顯著降低，發(fā)生2型糖尿病及心血管疾病的風(fēng)險顯著減少［20］。這與動物模型實驗中得到的結(jié)果一致。當(dāng)然，A－FABP抑制劑能否在人類安全地應(yīng)用并對代謝性疾病起到有效的保護作用，需要進一步的研究來證實。

1 KrusinováE，PelikánováT.Fatty acid binding proteins in adipose tissue：a promising link between metabolic syndrome and atherosclerosis？Diabetes Res Clin Pract，2008，82（Suppl 2）：S127－S134.

2 Schachtrup C，Emmler T，Bleck B，et al.Functional analysis of peroxisome－proliferator－responsive element motifs in genes of fatty acid－binding proteins.Biochem J，2004，382（1）：239－245.

3 Cabre A，Lazaro I，Girona J，et al.Fatty acid binding protein 4 is increased in metabolic syndrome and with thiazolidinedione treatment in diabetic patients.Atherosclerosis，2007，195（1）：e150－e158.

4 Joosen AM，Bakker AH，Zorenc AH，et al.PPARgamma activity in subcutaneous abdominal fat tissue and fat mass gain during short－term overfeeding.Int J Obes（Lond），2006，30（2）302－307.

5 Chmurzyńska A.The multigene family of fatty acid－binding proteins（FABPs）：Function，structure and polymorphism.Journal of Applied Genetics，2006，47（1）：39－48.

6 Smith AJ，Thompson BR，Sanders MA，et al.Interaction of the Adipocyte Fatty Acid－binding Protein with the Hormone－sensitive Lipase：regulation by fatty acids and phosphorylation.J Biol Chem，2007，282（44）：32424－32432.

7 Erbay E，Babaev VR，Mayers JR，et al.Reducing endoplasmic Reticulum stress through a macrophage lipid chaperone alleviates atherosclerosis.Nat Med，2009，15（12）：1383－1391.

8 Hotamisligil GS，Johnson R，Distel RJ，et al.Uncoupling of obesity from insulin resistance through a targeted mutation in aP2，the adipocyte fatty acid binding protein.Science，1996，274（5291）：1377－1379.

9 Baar RA，Dingfelder CS，Smith LA，et al.Investigation of in vivo fatty acid metabolism in AFABP／aP2（－／－）mice.Am J Physiol Endoerinol Metab，2005，288（1）：E187－E193.

10 Fu Y，Luo L，Luo N，et al.Lipid metabolism mediated by adipocyte lipid binding protein（ALBP／aP2）gene expression in human THP－1 macrophages.Atherosclerosis，2006，188（1）：102－111.

11 Tso AW，Xu A，Sham PC，et al.Serum adipocyte fatty acid–binding protein as a new Biomarker Predicting the Development of Type 2 Diabetes.Diabetes Care，2007，30（10）：2667－2672.

12 Xu A，Wang Y，Xu JY，et al.Adipocyte fatty acid－binding protein is a plasma biomarker closely associated with obesity and metabolic syndrome.Clinical Chemistry，2006，52（3）：405－413.

13 Xu A，Tso AW，Cheung BM，et al.Circulating adipocyte－fatty acid binding protein levels predict the development of the metabolic syndrome，Circulation，2007，115（12）：1537－1543.

14 Yeung DC，Xu A，Cheung CW，et al.Serum adipocyte fatty acid binding protein levels were independently associated with carotid atherosclerosis.Arterioscler Thromb Vase Biol，2007，27（8）：1796－1802.

15 Agardh HE，F(xiàn)olkersen L，Ekstrand J，et al.Expression of fatty acid－binding protein 4？aP2 is correlated with plaque instability in carotid atherosclerosis.J Intern Med，2011，269（2）：200－210.

16 Peeters W，de Kleijin DP，Vink A，et al.Adipocyte fatty acid binding protein in atherosclerotic plaques is associated with local vulnerability and is predictive for the occurrence of adverse cardiovascular events.Eur Heart J，2011，32（14）：1758－1768.

17 Urra X，Cervera A，Obach V，et al.Monocytes are major players in the prognosis and risk of infection after acute stroke.Stroke，2009，40（4）：1262－1268.

18 Tso AW，Lam TK，et al.Serum adipocyte fatty acid－binding protein associated with ischemic stroke and early death.Neurology，2011，76（23）：1968－1975.

19 Furuhashi M，Tuncman G，Gorgun CZ，et al.Treatment of diabetes and atherosclerosis by inhibiting fatty－acid－binding protein aP2.Nature，2007，447（7147）：959－965.

20 Tuncman G，Erbay E，Hom X，et al.A genetic variant at the fatty acid－binding protein aP2 locus reduces the risk for hypertriglyceridemia，type 2 diabetes，and cardiovascular disease.Proc Natl Acad Sci USA，2006，103（18）：6970－6975.