Lox－經ox－LDL介導致動脈粥樣硬化機制的研究進展

王 寧 孫榮國 夏 蘢 呂以杰 (山東大學附屬濟南市中心醫院心內科，山東 濟南 5003)

血凝素樣氧化低密度脂蛋白受體1(Lox－1)通過介導ox－LDL信號途徑而導致血管內皮功能障礙、泡沫細胞形成及凋亡、炎性介質及基質金屬蛋白酶的分泌，在動脈粥樣硬化(AS)斑塊的形成及進展中發揮關鍵作用。血凝素樣氧化低密度脂蛋白受體1(Lox－1)是日本學者 Swamura等〔1〕于1997年首先在牛主動脈內皮細胞上發現和鑒定的。與其他脂蛋白受體沒有任何結構上的同源性，只能與ox－LDL結合，而不能結合天然低密度脂蛋白(nLDL)及乙酰化低密度脂蛋白(ac－LDL)。目前大量研究證實血凝素樣氧化低密度脂蛋白受體1(Lox－1)在人類、兔、大鼠及小鼠等的血管中也有表達，并且在人類AS的發生發展以及其他病理生理過程中可能發揮著關鍵作用。現將Lox－1相關作用予以詳細表述。

1 Lox－1 的結構、功能及表達

Lox－1是一種Ⅱ型膜表面糖蛋白，屬于C型植物血凝素家族分子，它與已知的清道夫受體(包括A型和B型以及CD68)結構不同，它們不具有結構上的任何同源性。人Lox－1定位于人染色體12p12.3～13.2區域，其編碼基因為單拷貝，在人體基因組大約有15 kb的長度。含有5個內含子和6個外顯子，5′端啟動子區存在幾個 cis－調節元件:GATA－2、c－ets－1、PMA 反應元件(TRES)和剪切應力反應元件(SSRE)。推測這些調節元件可能與Lox－1的可誘導表達有關。人Lox－1有273個氨基酸，分子量約為32 kD，包含4個結構域:一個短的N－末端胞漿域、跨膜域、頸域和一個長的C－末端血凝素樣域。而血凝素樣域對于 Lox－1 的結合活性是必需的〔2〕。Sawamura 等〔1〕研究證明人類基因編碼的Lox－1的72%氨基酸序列與牛相一致，而在大鼠及小鼠體內除了有一個被三個重復基因序列所編碼的更長的領域外，也與人和牛Lox－1結構具有很高的相似性。而至今研究證明與人類LOX－1結構最相似的物種是兔子和豬，因此做相關實驗動物模型可以選用這兩種動物。

在體內，Lox－1有兩種存在方式，一種是膜結合型，另一種是前者經酶切后產生的可溶性形式。可溶型的Lox－1具體作用現在還不清楚，但是其在有AS危險因素患者當中水平增高。現在研究最多的是膜結合型 Lox－1，研究發現 Lox－1的 C－末端血凝素樣域廣泛存在于不同種系動物中，其中的6個半胱氨酸殘基在介導配體－受體結合及啟動吞噬作用方面發揮作用。ox－LDL被證明主要通過Lox－1的C－末端血凝素樣域結合到內皮細胞并被吞噬進入細胞質的。但最近的一項研究發現領域內一段較短的區域通過一個二硫鍵使跨膜域和配體結合域鏈接形成一個二聚體，而此結構是Lox－1作為受體與配體結合必不可缺少的。

Lox－1主要表達于血管內皮細胞及血管豐富的組織，如肺組織和胎盤，也可被誘導表達于單核/巨噬細胞、平滑肌細胞和激活的血小板〔3〕。在體外，Lox－1能被促炎因子、氧化應激、流體剪切應力等多種刺激所誘導〔4〕。到目前為止，Lox－1作為受體可以和四組不同的配體結合，包括:①被修飾過的脂蛋白(ox－LDL、乙酰化LDL、次氯酸鹽修飾的高密度脂蛋白);②多聚陰離子化合物(多聚肌酐酸、愛蘭苔膠);③陰離子磷脂類(磷脂酰絲氨酸、磷脂酰肌醇);④細胞類配體(凋亡細胞、活化的血小板、細菌)。Lox－1多方面的生理學功能正是通過與以上所述配體結合而表現出來的。Lox－1可以在轉錄及翻譯水平受到多種炎性細胞因子、氧化應激、化學因素、及內環境的影響，從而影響心血管疾病的發生與發展〔5〕。

2 Lox－1 在 AS 中的作用

2.1 Lox－1與氧化應激 近年來研究認為，氧化應激在AS發展的各個階段都發揮著重要的作用。ox－LDL作為氧化應激的標志物，出現在AS病人的血漿里。ox－LDL可促發內皮細胞的內質網應激反應從而引起內皮功能紊亂，內質網應激作為細胞水平應激同AS形成的機制與多種危險因素聯系起來，并貫穿AS發展的整個過程〔6〕。Lox－1在正常生理功能的血管內皮細胞表達的水平很低，但體外實驗證實可被細胞因子及促血管收縮的肽類所上調表達水平。活體內相關實驗也證實了像高血壓、糖尿病及高脂血癥等促AS因素使得Lox－1在內皮細胞的表達水平升高〔7〕。ox－LDL是LDL在氧化應激因素存在的環境中被氧化形成的，具有上調Lox－1的作用，而天然的LDL卻沒有此功能。8－異前列腺素F2α是細胞膜上脂化的花生四烯酸受自由基攻擊后裂解而形成的前列腺素衍生物，被認為是測定體內氧化應激的金指標。Halvorsen等〔8〕研究表明，在JAR細胞8－異前列腺素F2α提高Lox－1的表達水平和促進ox－LDL的攝取，而且還誘導NF－κB因子的激活。當細胞受細胞外信號刺激后，IκB 激酶復合體(IKK)活化將 IκB 磷酸化，使 NF－κB 暴露核定位位點。游離的NF－κB迅速移位到細胞核，與特異性κB序列結合，誘導相關基因轉錄。參與免疫反應的早期和炎癥反應各階段的許多分子都受 NF－κB的調控，Li等〔9〕證明血管內皮細胞NO的減少不僅是因為Lox－1介導的NO分解代謝的加強，其合成的減少也是一個重要因素。Lox－1既參與了氧化應激介導的一系列反應也參與了氧化應激反應本身。

2.2 Lox－1與炎癥反應 我們知道動脈粥樣硬化的病理生理過程是非常復雜的，其中炎癥介質的參與是必不可少的。目前的研究已經表明，ox－LDL通過 Lox－1上調 CD40的表達，而用Lox－1拮抗劑可以減少其表達。Lox－1通過激活CD40/CD40配體信號途徑，促進炎癥反應。許多炎癥因子如腫瘤壞死因子－α(TNF－α)、白介素－6(IL－6)等可以從轉錄水平誘導 Lox－1 的表達。一些研究發現，在人臍靜脈內皮細胞，ox－LDL通過Lox－1途徑在炎癥因子的表達中發揮著雙重作用。ox－LDL通過其受體Lox－1增加細胞間黏附分子(ICAM)－1及E選擇素的表達從而促進炎癥反應進一步發展，同時激活過氧化物酶體增殖物激活受體γ(PPAR－γ)觸發抗炎應答。

2.3 Lox－1與血管緊張素Ⅱ及血栓形成 Lox－1介導 ox－LDL和血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)間的相互作用，而AT1表達的增加在于增強血管對AngⅡ的收縮反應，削弱對內皮依賴性舒張劑乙酰膽堿的反應。Morawietz等〔10〕研究發現AngⅡ和人臍靜脈內皮細胞共同培養時，AngⅡ濃度依賴性的增加Lox－1 mRNA和蛋白表達，而且這種作用可以完全被AT1特異性抑制劑氯沙坦所阻斷，但血管緊張素Ⅱ2型受體(AT2)特異性抑制劑則無此作用。血栓形成是導致心肌缺血的常見原因，而血小板則在血栓形成過程中是始作俑者。Chen等〔11〕研究表明血小板本身表達一定量 Lox－1。Kakutani等〔12〕在大鼠動物實驗中發現 Lox－1 的特異性抗體可以減少動脈血栓的形成，這說明Lox－1參與了ox－LDL介導的血小板的激活、聚集及血栓形成。此外，ox－Lox在心肌缺血再灌注損傷中也發揮著重要作用。有動物實驗表明，在大鼠發生心肌缺血前給予特異性抗Lox－1抗體可以減少Lox－1的表達及減輕心肌缺血再灌注損傷。

2.4 Lox－1、Lox－1 拮抗劑與血管黏附分子 ox－LDL 通過誘導血管內皮細胞黏附分子的表達，從而促進單核細胞向內皮遷移和黏附，在AS的啟動過程中起著重要的作用，但ox－LDL誘導黏附分子的機制還未明確。在AS早期，血管內皮細胞表達ox－LDL比進展期更活躍，這與AS早期血管內皮細胞大量表達細胞黏附分子，從而促進單核細胞向內皮細胞黏附、遷移的病理生理過程相一致。推測Lox－1可能作為黏附分子表達的一個上游調節因子，介導了ox－LDL誘導血管內皮細胞黏附分子的表達。ox－LDL可增加細胞因子誘導內皮細胞表達 ICAM－1、VCAM－1和E選擇素等白細胞黏附分子，促進單核細胞向血管內皮細胞遷移和黏附，該作用可被抗CD11b單克隆抗體阻斷，推測 ICAM－1/CD11b途徑介導了 ox－LDL增加單核細胞的黏附。ox－LDL可以使血管內皮細胞的MCP－1 mRNA和蛋白質表達升高，抗MCP－1抗體則顯著降低單核細胞黏附于血管內皮細胞。Lox－1的兩種受體阻斷劑ploy(Ⅰ)和愛蘭苔膠同樣可以阻斷ox－LDL誘導黏附分子ICAM－1和E選擇素的上調作用，提示ox－LDL誘導血管內皮細胞黏附分子的表達是通過Lox－1途徑介導的。

2.5 Lox－1與巨噬細胞源性泡沫細胞的形成 Liu等〔13〕研究發現在正常人主動脈內膜檢測不到Lox－1，而在早期動脈粥樣硬化斑塊中的內皮細胞和進展期斑塊中的平滑肌細胞、巨噬細胞中可見Lox－1高度表達〔11〕，提示LOX－1促進平滑肌細胞和巨噬細胞吞噬脂質，并轉化為泡沫細胞。

2.6 Lox－1對 MMP－9的影響 ox－LDL是主要的刺激合成MMP－9的炎癥因子。ox－LDL引起單核細胞或巨噬細胞對基質金屬蛋白酶的釋放，而對金屬蛋白酶組織抑制因子(TIMPs)卻沒有明顯影響，這正是急性冠脈綜合還患者軟斑塊破裂的基礎。Ishino等〔14〕實驗發現，MMP－9在進展期斑塊中的分布同Lox－1 具有區域一致性。Li等〔15〕曾報道，ox－LDL 通過 Lox－1 介導冠狀動脈內皮細胞MMPs的表達和激活。Li等〔15〕研究發現，用不同劑量的ox－LDL與培養的人冠狀動脈內皮細胞一起培育不同的時間，Lox－1可以上調人冠狀動脈內皮細胞表達基質金屬蛋白酶，并呈時間和劑量依賴性，而基質金屬蛋白酶可以降解細胞外基質膠原，使血管產生擴張性重塑，促進動脈粥樣硬化斑塊的破裂，這提示我們Lox－1在動脈粥樣硬化斑塊不穩定中起著一定的作用。

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