小凹蛋白-1和清道夫受體-B1與動脈粥樣硬化關系研究進展

吳廣均，劉瑞華，張 云

(中國中醫科學院廣安門醫院，北京 100053)

小凹蛋白-1和清道夫受體-B1與動脈粥樣硬化關系研究進展

吳廣均，劉瑞華，張 云

(中國中醫科學院廣安門醫院，北京 100053)

血清逆轉錄蛋白；小凹蛋白-1；清道夫受體-B1；動脈粥樣硬化

脂質紊亂和炎癥反應在動脈粥樣硬化的發生發展中發揮了重要的作用。其中膽固醇的逆向轉運能力是決定動脈粥樣硬化進程與轉歸的關鍵。目前還存在一類對動脈硬化的形成有特殊作用的蛋白，即血清逆轉運蛋白。這類蛋白主要包括小凹蛋白和清道夫受體家族。小凹蛋白-1(CAV-1)既在載脂細胞膽固醇流出中發揮轉運中心和關鍵分子的作用，也在炎癥反應中發揮介導抗炎的信號轉導作用。清道夫受體-B1(SR-B1)存在細胞膜上，能夠促進膽固醇的逆向轉運，清除血及組織中過多的膽固醇，SR-B1同時參與低密度脂蛋白及極低密度脂蛋白的代謝，具有抗動脈粥樣硬化的作用。因此，CAV-1和SR-B1可能是載脂細胞膽固醇逆向轉運和炎癥應答的共同分子平臺。筆者將此類本文就此類蛋白在動脈粥樣硬化形成中的作用綜述如下。

1 CAV-1和SR-B1的分子結構和生物學特性

CAV-1是Cavcolin眾多家族中的一員，是存在于細胞膜上的完整膜蛋白，直徑為50～100 nm，分子質量21～24 kD。CAV-1廣泛表達于內皮細胞、血管平滑肌細胞、脂肪細胞和成纖維細胞中[1]。Cavcolin-1是CAV家族的標志性蛋白，由于含有多種受體和信號分子，具有強大的信號轉導、大分子轉運功能，參與膽固醇的轉運、細胞轉化和信號轉導、細胞膜的組裝、腫瘤發生發展及血管生成，在炎癥反應過程中也發揮了重要的作用。

清道夫受體是一類細胞表面糖蛋白，通過氧化或乙?；R別低密度脂蛋白在脂代謝和動脈粥樣硬化的發生發展過程中起著重要作用。根據它們的結構特征，已發現的清道夫受體分為A、B、C三大類型，SR-B1被確認為氧化低密度脂蛋白受體，其不僅能與氧化低密度脂蛋白相作用，還能與正常低密度脂蛋白和高密度脂蛋白相作用，在動脈粥樣硬化的主動脈內膜上發現有SR-B1 mRNA的表達，表明SR-B1有介導動脈壁上膽固醇流動的潛在作用[2-3]。

2 CAV-1和SR-B1逆向轉運膽固醇發揮抗動脈粥樣硬化的作用

CAV-1在正常脂肪組織或內皮細胞中高度表達，能介導機體內脂質代謝和胞吞轉運作用等生理過程，具有結合與運載膽固醇的功能，對維持正常細胞膽固醇的穩態起著重要調節作用[4]。許多細胞的細胞質中含有可溶CAV-1池，新生的膽固醇在CAV-1的介導下迅速轉移至漿膜其他區域和胞外隙。在高脂飲食誘導出現高膽固醇血癥后，膽固醇在脂肪組織內聚積及脂肪組織或細胞內膽固醇流出率顯著降低。刺激脂肪組織CAV-1 mRNA表達能顯著促進脂肪組織或細胞內游離膽固醇的流出，顯著降低細胞內膽固醇含量，改善血脂譜。說明提高CAV-1 mRNA表達是抗動脈粥樣硬化的潛在機制。與普通肝細胞比較，HepG2 細胞表達CAV-1增加使 LDL 降解提高71%～144%，LDL-CE的吸收下降59%～73%，而HDL-CE的吸收增加44%～66%[5]。李志樂等[6]研究發現，CAV-1在膽固醇的代謝和脂肪酸的構成方面具有重要的調節作用，同時，CAV-1還能促進SR-B1二聚體形成調節SR-B1的功能。

SR-B1介導游離膽固醇的流出速率由SR-B1的活性、表達水平與胞膜之間的膽固醇濃度共同決定。Kartz等[7]通過利用SR-B1瞬時傳染COS-7細胞觀察推測胞外域中存在一種允許脂質分子能在漿膜與脂蛋白之間流動的非極性通道結構。SR-B1介導游離膽固醇的流出，需要通過含磷酸卵磷脂(PC)接受體。SR-B1介導膽固醇的流出與PC在HDL的含量及SR-B1和PC接受體結合率顯著相關。SR-B1 還能夠介導HDL的細胞內吞和循環利用，在向肝臟轉運膽固醇或膽固醇脂的過程中起了重要的作用[8]。Jiang等[9]研究發現中藥能顯著促進膽固醇逆向轉運蛋白CAV-1 和SR-B1基因的表達，減少動脈粥樣硬化斑塊的形成。Truong等[10]分別轉染SR-B1和CAV-1的HepG2細胞過量表達SR-B1和CAV-1，分別使膽固醇外流率提高106%和48%，SR-B1和CAV-1基因敲除肝細胞膽固醇外流率分別下降 41%和56%。HDL可在SR-B1參與下介導促進動脈壁巨噬細胞中膽固醇逆向轉運至肝臟，由肝臟分泌生成膽汁，經由消化系統以糞便形式被排出體外這一膽固醇逆向轉運(RCT)過程。Zhang等[11]將膽固醇以特殊物質標記，進而追蹤觀察其在體內的逆向轉運后證實，肝臟中SR-B1的表達對RCT有正性調節作用。

3 CAV-1抑制炎癥反應發揮抗動脈粥樣硬化作用

CAV-1能從多個水平參與到抑制炎癥應答過程，如通過激活PKC通路，使單核巨噬細胞(PMN)中NADPH氧化酶的活性提高，使NADPH氧化酶在PMN膜上的定位受到影響而抑制過氧化物陰離子的產生。在調節PMN的激活及超氧化物自由基等損傷性遞質釋放的過程中，CAV-1扮演著重要的角色[12]。CAV-1還可以參與調節MAPK信號轉導通路來參與炎癥通路間的交叉對話。MAPK是絲氨酸/蘇氨酸特異性蛋白激酶，MAPK通路發生活化可進一步激活炎癥反應相關基因，引起前炎癥因子和趨化因子的分泌。下調CAV-1后，能使脂多糖誘導的促炎細胞因子TNF-α和IL-6均增加，而抑炎因子IL-10的合成和釋放則被抑制。環氧化酶-2(COX-2)是催化花生四烯酸生成一系列內源性前列腺素的重要限速酶，在正常生理情況下，COX-2幾乎不表達，在炎癥細胞因子、腫瘤促進因子、生長因子和癌基因的誘導下其表達水平可增高8～10倍[13]。COX-2是一個重要的炎癥信號遞質，抑制COX-2可能阻止炎癥級聯反應，減輕炎癥損傷。在內質網上，CAV-1可以結合COX-2并促進其降解，從而減輕炎癥損傷[14]。

4 SR-B1抑制過氧化損傷發揮抗動脈粥樣硬化作用

內皮型一氧化氮合酶(eNOS)在生理條件下產生小劑量的NO，可降低細胞內鈣離子濃度，從而松弛血管平滑肌、擴張血管、縮短心肌的收縮期和增強心室舒張效應，是維持正常生理功能的信號分子[15]；誘導型一氧化氮合酶(iNOS)在細胞受到缺氧、應激等刺激后才表達，一旦被誘導將產生大量半衰期長達數小時至數天的細胞毒性NO[16-17]。iNOS可顯著增加氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)的形成，是動脈粥樣硬化斑塊泡沫細胞的主要成分。它還可與超氧化物結合生成具更高毒性的過氧化物硝酸根陰離子，造成脂質膜的過氧化損傷，抑制細胞能量代謝和DNA的合成修復，并引發細胞凋亡和壞死。故eNOS/iNOS表達失衡是動脈粥樣硬化的過氧化損傷機制之一。SR-B1在顯著抑制iNOS的表達，減少ox-LDL形成的同時能促進eNOS的表達，糾正eNOS/iNOS表達失衡而發揮抗動脈粥樣硬化作用[18-19]。Yuhanna等[20]觀察到HDL結合SR-B1可刺激人工培養的內皮細胞產生eNOS，進而產生eNO，以維持血管內皮的完整性，提出SR-B1可能是HDL抗AS的又一作用機制。經由HDL激活的eNOS被證實與SR-B1共同定位于內皮細胞的小凹結構。在野生型小鼠中，HDL同時增強了內皮依賴型和一氧化氮依賴型主動脈的松弛[21]。通過探索HDL結合SR-B1激活eNOS的機制，調節細胞內神經酰胺的水平發現，HDL結合SR-B1雖然并不增加細胞內鈣離子水平，也不會誘導Akt激酶活化，但細胞內神經酰胺蛋白水平顯著升高[21]。說明HDL經由SR-B1介導激活eNOS產生eNO，抑制iNOS導致的過氧化損傷，提高細胞內神經酰胺水平，參與腦動脈粥樣硬化的保護作用。

5 討 論

膽固醇的逆向轉運能力是決定動脈粥樣硬化進程與轉歸的關鍵。通過逆向轉運膽固醇的過程，能將血管壁聚集的膽固醇轉運到肝臟分解，從而延緩了動脈粥樣硬化的進展。膽固醇外向轉運的運作模式有4個體系：CAV-1胞內轉運體系、三磷酸腺苷結合轉運體A1跨膜轉運體系、SR-B1跨膜轉運體系、HDL脂蛋白A1(Apo A1)胞外轉運體系。其中，CAV-1胞內轉運體系在動脈粥樣硬化的膽固醇逆向轉運和炎癥反應之間起關聯調節作用。SR-B1是重要的防御性受體，可參與內毒素的清除和滅活作用[22]。值得注意的是，CAV-1參與動脈粥樣硬化斑塊形成[23]，這可能與過量表達或不同的基因型有關。另外，無論是Caveolin家族還是SR家族，不同亞型生物學效應不同。如在Caveolin家族中，心肌組織中CAV-2 mRNA的表達增多使細胞內活性氧自由基增多，引起心肌細胞核酸斷裂，造成心肌細胞膜損傷[24]。SR-A是巨噬細胞膜上的跨膜糖蛋白受體，還主要表達于血管平滑肌細胞和內皮細胞，ox-LDL作為一種重要的配體與之結合后，促進AS的發生發展[25]。且其不受細胞內膽固醇的負反饋調節，能無限制地吸收細胞外的脂質進入細胞內，使巨噬細胞轉變為泡沫細胞。

動脈粥樣硬化是一種全身性、灶性的血管壁疾病，主要是動脈管壁內膽固醇大量堆積形成粥樣硬化斑塊。脂質侵入內膜并在內膜下大量沉積是動脈粥樣硬化的始動因素與關鍵環節。動脈粥樣硬化斑塊的形成和斑塊的大小主要由內膜下脂質沉積的程度決定。動脈粥樣硬化斑塊的脆性在很大程度上也由內膜下膽固醇沉積的程度決定。在動脈粥樣硬化斑塊形成的病理過程中，巨噬細胞、血管平滑肌細胞(VSMC)以及內皮細胞吞噬脂質，特別是過氧化修飾的ox-LDL形成泡沫細胞是動脈粥樣硬化形成的重要環節。泡沫細胞釋放大量的炎性細胞因子，同時炎癥反應和過氧化損傷造成內皮功能紊亂，促進了動脈粥樣硬化的進展。因此，在動脈粥樣硬化形成的病理過程中，脂質代謝異常、炎癥反應、過氧化損傷三者相互作用和關聯。膽固醇代謝紊亂是動脈粥樣硬化形成的必要條件，炎癥反應和過氧化損傷是動脈粥樣硬化形成的充分條件。動脈粥樣硬化的防治基本策略應該在調脂的基礎上同時積極抗炎和抗過氧化損傷。而CAV-1和SR-B1可能就是潛在的膽固醇逆向轉運與炎癥反應、過氧化損傷的耦聯中心。隨著研究的不斷深入，通過調控Caveolin和SR不同亞型的表達和定位干擾Caveolae和SR的形成等途徑有望成為防治疾病的新方法以及新藥研究開發的新靶點。

[1] 廖端芳,覃麗. 小凹及小凹蛋白1:膽固醇逆向轉運與炎癥應答的共同分子平臺[J]. 中國動脈硬化雜志,2012,20(5):385-392

[2] Zheng Y,Liu Y,Jin H,et al. Scavenger receptor B1 is a potential biomarker of human nasopharyngeal carcinoma and its growth is inhibited by HDL-mimetic nanoparticles[J]. Theranostics,2013，3(7):477-486

[3] Jiménez LM,Binelli M,Bertolin K,et al. Scavenger receptor-B1 and luteal function in mice[J]. J Lipid Res,2010,51(8):2362-2371

[4] Truong TQ,Aubin D,Bourgeois P,et al. Opposite effect of caveolin-1 in the metabolism of high-density and low-density lipoproteins[J]. Biochim Biophys Acta,2006,1761(1):24-36

[5] Heimerl S,Liebisch G,Le Lay S,et al. Caveolin-1 deficiency alters plasma lipid and lipoprotein profiles in mice[J]. Biochem Biophys Res Commun,2008,367(4):826-833

[6] 李志樂,徐戈,歐婷,等. 煙酸對高脂血癥兔脂肪組織Caveolin-1 mRNA 表達的影響[J]. 實用醫學雜志,2012,26(6):893-895

[7] Kartz GA,Holme RL,Nicholson K,et al. SR-B1/CD36 chimeric receptors define extracellular subdomains of SR-B1critical for cholesterol transport[J]. Biochemistry,2014,53(39):6173-6182

[8] Harder CJ,Vassiliou G,McBride HM,et al. Hepatic SR-BI-mediated cholesteryl ester selective uptake occurs with unaltered efficiency in the absence of cellular energy[J]. J Lipid Res,2006,47(3):492-503

[9] Jiang W,Li S,Mao W,et al. Effect of Huxin Formula on reverse cholesterol transport in ApoE-gene knockout mice[J]. Chin J Integr Med,2012,18(6):451-456

[10] Truong TQ,Aubin D,Falstrault L,et al. SR-BI,CD36,and caveolin-1 contribute positively to cholesterol efflux in hepatic cells[J]. Cell Biochem Funct,2010,28(6):480-489

[11] Zhang YZ,Jaqueline R，Silva D,et al. Hepatic expressionofscavengerreceptorclassB type I(SR-BI)is a positive regulator of macrophage reverse cholesterol transport in vivo[J]. J Clin Invest,2005,115(10):870-874

[12] 戴先鵬,熊國作. Caveolin-1在炎癥反應中的作用[J]. 當代醫學,2012,18(9):29-31

[13] Pavlides S,Gutierrez-Pajares JL,Danilo C,et al. Atherosclerosis,caveolae and caveolin-1[J]. Adv Exp Med Biol,2012,729:127-144

[14] Chen SF,Wu CH,Lee YM,et al. Caveolin-1 interacts with Derlin-1 and promotes ubiquitination and degradation of cyclooxygenase-2 via collaboration with p97 complex[J]. J Biol Chem,2013,288(46):33462-33469

[15] Toda N,Toda H. Coronary hemodynamic regulation by nitric oxide in experimental animals: recent advances[J]. Eur J Pharmacol,2011,667(1/3):41-49

[16] Xia Z,Vanhoutte PM. Nitric oxide and protection against cardiac ischemia[J]. Curr Pharm Des,2011,17(18):1774-1782

[17] Zhao JF,Shyue SK,Lin SJ,et al. Excess nitric oxide impairs LXR(α)-ABCA1-dependent cholesterol efflux in macrophage foam cells[J]. J Cell Physiol,2014,229(1):117-125

[18] Do H,Pyo S,Sohn EH. Suppression of iNOS expression by fucoidan is mediated by regulation of p38 MAPK,JAK/STAT,AP-1 and IRF-1,and depends on up-regulation of scavenger receptor B1 expression in TNF-alpha-and IFN-gamma-stimulated C6 glioma cells[J]. J Nutr Biochem,2010,21(8):671-679

[19] Datar R,Kaesemeyer WH,Chandra S,et al. Acute activation of eNOS by statins involves scavenger receptor-B1,G protein subunit Gi,phospholipase C and calcium influx[J]. Br J Pharmacol,2010,160(7):1765-1772

[20] Yuhanna IS,Zhu Y,Cox BE，et al. High-density lipoprotein binding to scavenger receptor-BI activates endothelial nitric oxide synthase[J]. Nat. Med,2001,7(11):853-857

[21] Li XA,Titlow WB,Jackson BA,et al. High density lipoprotein binding to scavenger receptor,class B,type I activates endothelial nitric-oxide synthase in a ceramide-dependent manner[J]. J Biol Chem,2002,277(13):11058-11063

[22] Sch?fer G1,Guler R,Murray G,et al. The role of scavenger receptor B1 in infection with Mycobacterium tuberculosis in a murine model[J]. PLoS One,2009,4(12):e8448

[23] Takayanagi T,Crawford KJ,Kobayashi T,et al. Caveolin 1 is critical for abdominal aortic aneurysm formation induced by angiotensin II and inhibition of lysyl oxidase[J]. Clin Sci(Lond),2014,126(11):785-794

[24] de Almeida CJ,Jasmin JF,Del Galdo F,et al. Genetic ablation of caveolin-2 sensitizes mice to bleomycin-induced injury[J]. Cell Cycle，2013,12(14):2248-2254

[25] Lin CS,Lin FY,Ho LJ,et al. PKCδ signalling regulates SR-A and CD36 expression and foam cell formation[J]. Cardiovasc Res,2012,95(3):346-355

張云，E-mail：bingqian0711@sina.com

10.3969/j.issn.1008-8849.2015.02.043

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1008-8849(2015)02-0223-03

2014-04-10