白三烯在動脈粥樣硬化形成中的作用

蔡 輝 劉春麗 (中國人民解放軍南京軍區南京總醫院中西醫結合科，江蘇 南京 210002)

白三烯(LT)作為體內重要的炎性介質，已發現與哮喘發病密切相關。近年來動物和人體實驗結果表明LT在動脈粥樣硬化(AS)發生中發揮重要作用，主要包括增強炎性細胞黏附血管壁細胞，增加血管通透性，降解細胞外基質(ECM)、加劇血管炎性反應等多方面作用〔1〕。

1 LT物特性

LT是一種由脂質衍生的炎性介質，花生四烯酸在5-脂氧合酶(LOX)、5脂氧合酶激活蛋白(FLAP)作用下生成不穩定環氧化物LTA4，LTA4在LTA4水解酶作用下生成LTB4，主要見于單核細胞、肺泡巨噬細胞和中性粒細胞;在LTC4合成酶作用下，分別合成LTC4、LTD4和LTE4，多見于嗜酸粒細胞、巨噬細胞、肥大細胞中，也可見于血管平滑肌細胞、內皮細胞中，由于三者結構中均含有半胱氨酸，故又統稱為半胱氨酸白三烯(CysLT)。5-LOX是合成LT的限速酶，因此該合成途徑又稱為5-LOX途徑(5-LOX Pathway)。

LT生物學效應發揮是通過與細胞表面G蛋白耦聯受體結合來進行的。已發現LT受體類型主要有兩類:一類是與LTB4作用，包含BLT1受體和BLT2受體;另一類是與CysLT結合，包括CysLTR1和CysLTR2。研究發現，BLT受體在體內分布比較廣，BLT1受體主要表達于白細胞，與LTB4具有高親和力，對炎性細胞具有強烈趨化作用。BLT2受體與LTB4結合能力較BLT1受體弱，幾乎表達于機體各個組織部分，較之BLT1受體生物學作用更廣泛〔2〕。與CysLTs結合的CysLTR1和CysLTR2，在體內分布不盡相同，CysLTR1主要表達于外周血細胞，如嗜酸粒細胞、單核細胞、嗜堿粒細胞、肥大細胞及支氣管平滑肌細胞，而CysLTR2主要表達于血管內皮細胞及大腦某些區域，在外周血細胞中表達則很少。不同細胞表面特異性受體與相應LTs結合后，發揮不同的生物學效應。Back〔3〕研究發現，LTs與分布于平滑肌細胞表面受體結合后，直接或間接介導血管收縮反應及內膜增生。

2 LT與AS

研究發現，LT在早期脂質沉積、血管中巨噬細胞聚集、內膜增生、斑塊形成及斑塊穩定性等方面發揮重要作用，動物實驗結果〔4〕表明，AS斑塊中含有大量5-LO、FLAP、LTA4水解酶，阻斷這些物質作用，能夠明顯減少小鼠AS形成，在載脂蛋白(Apo)E和低密度脂蛋白受體(LDLR)雙重基因敲除(ApoE-/-/LDLR-/-)小鼠動脈內，AS所致的血管損傷也明顯減少，現就相關內容進行闡述。

2.1 LT促進內皮細胞功能紊亂 血管內皮細胞功能障礙是AS關鍵性的早期改變，且離不開炎癥機制，而內皮依賴性舒張功能障礙是血管內皮細胞功能障礙的主要表現之一。血管內皮是存在于血液和血管平滑肌之間的一層保護性屏障，可分泌多種血管活性物質如內皮素、一氧化氮(NO)、von willebraad因子(vWF)，這些內皮細胞的分泌物和血管舒縮因子的平衡失調作為臨床血管內皮功能狀態的評價標準。研究發現，分布于血管內皮細胞的CysLTR2能夠促進內皮細胞P-選擇素、vWF合成，增加血管通透性，促使氧化性脂質遷移至內膜下〔5〕。在AS損傷內膜處，單核-巨噬細胞和T細胞等多種免疫細胞在AS斑塊中激活后，通過表達黏附分子和細胞因子，引起炎癥級聯反應，增加血管炎性反應，影響內皮細胞功能。LTB4作為體內一種重要趨化物質，對單核-巨噬細胞和T細胞具有強趨化作用，Back〔6〕通過對 ApoE-/-高脂血癥小鼠 AS斑塊研究后發現，LTB4能夠促進單核-巨噬細胞、T細胞聚集反應。當用LTD4干預人工培養的人臍靜脈內皮細胞(HUVEC)，不僅促進P-選擇素表達，還能上調CXC細胞因子配體(CXCL2)表達，LTD4與內皮細胞表達的 CysLTR2結合后，直接損傷內皮細胞。Luchtefeld等〔7〕發現，血管緊張素Ⅱ誘導LTB4產生，激活煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸(NADPH)氧化酶，導致大量活性氧產生，加劇氧化應激損傷內皮細胞，當利用MK886阻斷5-LO作用后，能夠明顯抑制活性氧的表達釋放。

2.2 介導血管舒縮反應 在血管壁LT與平滑肌細胞、內皮細胞表面LT受體結合，在炎性細胞因子調節下，直接或間接介導血管舒縮反應。LTB4通過與內皮細胞BLT1受體作用，介導內皮細胞依賴性血管收縮反應，最終導致內皮細胞功能紊亂。Back等〔8〕用LTB4作用于荷蘭豬動脈標本后發現LTB4呈濃度依賴性收縮血管，當用類維生素A增加荷蘭豬動脈內皮細胞BLT1受體表達后，血管收縮反應明顯增強。離體動脈實驗〔9〕結果發現，CysLTs對血管產生舒縮效應，主要取決于內皮細胞上CysLTR表達情況，人心臟或冠狀動脈血管主要表達CysLTR2，Hui等〔10〕通過將人 CysLTR2基因轉入小鼠 DNA 后，轉基因小鼠內皮細胞CysLTR2表達明顯增加，當LTC4與受體結合后，通過影響細胞內鈣離子水平介導內皮細胞NO釋放，影響血管舒縮反應，對內皮細胞功能產生影響。

2.3 增強炎性細胞趨化作用 單核細胞趨化蛋白(MCP)-1可促進單核細胞黏附并侵入到血管內膜下間隙，激活并分化成巨噬細胞。巨噬細胞并通過其表面的清道夫受體不斷攝取OX-LDL變為富含膽固醇脂質的泡沫細胞，此過程在AS的發病機制中起著重要作用。頸動脈AS患者外周血單核細胞中LTs合成限速酶5-LO表達顯著增加，血漿LTB4水平也顯著增加。LTB4可與炎細胞上BLT受體結合，促進MCP-1分泌，進而促使單核細胞進入內皮下，轉變成泡沫細胞。MCP-1基因缺失時，動脈硬化斑塊中沉積的單核細胞將顯著減少。動物實驗〔11〕表明，LTB4能夠促使單核細胞MCP-1蛋白表達增加達數百倍，LTB1特異性拮抗劑CP-105，696能夠阻止MCP-1蛋白表達的增加。另外，當阻斷細胞外信號調節酶1/2(ERK1/2)、Jun N端激酶/絲裂原活化蛋白激酶(JNK/MAPK)或核因子(NF)-κB信號途徑時，也能抑制LTB4增加MCP-1表達作用，表明ERK1/2或 JNK/MAPK和 NF-κB信號途徑參與 LTB4誘導MCP-1產生過程。

2.4 促進平滑肌細胞增殖及內膜增生 平滑肌細胞由血管中膜遷移至內膜后，表型改變并大量增殖，形成大量肌源性泡沫細胞，是AS重要病理學特征。人動脈斑塊中平滑肌細胞主要表達BLTR，且BLT1R僅見于AS斑塊平滑肌細胞中，在正常血管平滑肌細胞中則不表達。將BLTR-/-小鼠與ApoE-/-小鼠進行雜交后，產生的ApoE-/-/Blt1-/-小鼠與ApoE-/-小鼠同時給予高脂飲食，免疫組化結果顯示前者斑塊中平滑肌細胞數目顯著降低。動物實驗〔12〕證實BLTR拮抗劑能夠明顯減少高膽固醇兔經皮血管介入術后再狹窄。Back等〔13〕利用BLTR拮抗劑BIIL284作用于頸動脈泡沫化損傷的小鼠，14 d后免疫組化顯示內膜平滑肌細胞中BLT1mRNA表達水平較之中膜明顯升高。CysLTR1拮抗劑通過抑制哮喘患者氣道平滑肌細胞增殖，表明CysLT/CysLTR參與氣道平滑肌細胞增生和內膜遷移過程，但由于人動脈斑塊中平滑肌細胞主要表達BLTR，因此，CysLT/CysLTR是否參與介導冠狀動脈平滑肌細胞增殖作用，尚待進一步研究。血管內皮生長因子(VEGF)是分子量33～42 kD的糖蛋白，刺激內皮細胞增殖，參與內膜增生過程。LTR拮抗劑扎魯司特能使豚鼠肺組織VEGF表達水平明顯降低，血管增生及膠原纖維增生等病理改變均得到顯著改善。

2.5 參與斑塊形成及影響斑塊穩定性 在早期AS斑塊中，泡沫細胞沉積血管壁后，改變內皮細胞穩態，引起大量免疫細胞沉積于血管壁，血管壁通過平滑肌細胞聚集和增殖進行重構，有助于ECM包裹粥樣物質，形成斑塊。LTB4與單核細胞BLT1R和BLT2R結合，促進巨噬細胞沉積于泡沫細胞浸潤處。沉積的巨噬細胞是心血管系統中5-LO主要來源，加快合成LTB4，促進斑塊形成。LTB4具有強有力趨化及促炎作用，在人工培養的單核細胞中，頸動脈斑塊中5-LO、LTA4水解酶表達明顯增加，生成的LTB4通過與BLT1和BLT2R結合，誘導MAPKs ERK1/2和JNK1/2快速磷酸化，并增加NF-κB的DNA結合活性，此外，還能夠誘導IL-6、MCP-1和TNF-αmRNA以促進血管炎癥環境形成〔14〕。實驗研究發現，FLAP抑制劑及LTR抑制劑均能夠抑制ApoE-/-/LDL-/-小鼠AS發生〔15〕。

冠心病表現形式與斑塊穩定性，破裂傾向性相關，抑制LT作用能夠有效預防急性冠脈綜合征發生〔16〕。在人類AS斑塊中，主要存在基質金屬蛋白酶(MMP)-2和MMP-9，這些酶的存在影響斑塊穩定性。LT通過增加斑塊中MMP-2和MMP-9活性水平及mRNA表達，影響ECM生成，進而降低斑塊穩定性。Cipollone等〔17〕將對60例明確有AS的患者，按有無臨床癥狀進行分組，通過對頸動脈損傷內膜分析后發現，LT合成限速酶5-LO在不穩定性斑塊中表達明顯增加，并與斑塊MMP-2和MMP-9活性水平及mRNA表達增加明顯相關。Hlawaty等〔12〕用0.3%膽固醇喂食行右側頸動脈氣囊擴張血管成形術后的新西蘭兔，很快造成術后血管再狹窄，當給予BLTR拮抗劑BIIL284管飼2 w后，血管再狹窄明顯減少，通過免疫組化發現，損傷動脈處MMP-2和MMP-9活性明顯降低。免疫染色顯示，腹主動脈瘤血管外膜和中膜富含大量5-LO，FLAP以及LTC4合成酶，將AA轉化成CysLT及少量LTB4。外源性LTD4作用于腹主動脈瘤壁后，MMP-2和-9分泌增加，促進腹主動脈壁基質降解，當使用孟魯司特選擇性抑制CysLTR1后，能夠阻止MMP-2和-9 的分泌〔18〕。

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