溶血磷脂酸在動(dòng)脈粥樣硬化病變中的作用

張建平，李亞峰，郭庚

動(dòng)脈粥樣硬化（atherosclerosis，AS）是一種嚴(yán)重的慢性動(dòng)脈炎癥性疾病，存在于主動(dòng)脈、冠狀動(dòng)脈和腦動(dòng)脈等中到大血管中，可以引起高血壓、冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病（簡(jiǎn)稱冠心病）和卒中等多種心腦血管疾病。溶血磷脂酸（lysophosphatidic acid，LPA）以高濃度聚集在富含脂質(zhì)的動(dòng)脈粥樣硬化斑塊核心中，在AS發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用。Wolfgang Siess等[1]發(fā)現(xiàn)LPA在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中的濃度是正常血管的13倍。本文就LPA在AS中的作用進(jìn)行綜述。

1 溶血磷脂酸概述

LPA（1-酰基-2-羥基-3-磷酸甘油）可在低密度脂蛋白輕度氧化期間產(chǎn)生，實(shí)際上LPA是氧化低密度脂蛋白（oxidized low density lipoprotein，OxLDL）的活性部分，表面結(jié)合LPA的OxLDL可啟動(dòng)血小板活化、刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞纖維化等反應(yīng)[1]。LPA大量存在于血清中，也有少量存在于血漿中[2]，作為一種具有生物活性的甘油磷脂信使，其在細(xì)胞表面與跨膜G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合可激活多個(gè)信號(hào)傳導(dǎo)通路，對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞（endothelial cell，EC）、血管平滑肌細(xì)胞（vascular smooth muscle cell，VSMC）、單核-巨噬細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、免疫細(xì)胞、血小板等效應(yīng)細(xì)胞發(fā)揮廣泛的生物學(xué)效應(yīng)，導(dǎo)致一系列病理反應(yīng)，如血管內(nèi)皮損傷、平滑肌收縮、疼痛、炎癥、AS進(jìn)展、心腦血管疾病發(fā)作、腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移和侵襲等[3]。

EC、VSMC、單核-巨噬細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、免疫細(xì)胞、血小板等受到刺激后均可產(chǎn)生LPA，通過內(nèi)分泌、自分泌和旁分泌的方式釋放，活化的血小板是LPA的主要來源，這些細(xì)胞均是AS和血栓形成的關(guān)鍵因素。

2 溶血磷脂酸的生物合成

LPA作為一種具有生物活性的內(nèi)分泌物，在局部根據(jù)機(jī)體需要來合成并在附近發(fā)揮作用。研究表明，LPA可通過多種途徑合成，但最主要的合成途徑有兩種：①自分泌運(yùn)動(dòng)因子（autotoxin，ATX）具有溶血磷脂酶D活性，以溶血磷脂酰膽堿為底物催化生成LPA[4]。研究表明血漿LPA水平與血清ATX活性密切相關(guān)，口服ATX拮抗劑PF-8380可使LPA濃度在3 h內(nèi)下降達(dá)70%[5]。②通過磷脂酶A1或A2將磷脂酸轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)PA[6-7]。此外，腸源性LPA也可致LPA水平升高促進(jìn)AS[8]。

3 溶血磷脂酸在動(dòng)脈粥樣硬化形成中的作用

3.1 溶血磷脂酸對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的影響 EC的活化是AS形成的最初步驟之一，LPA可激活EC在細(xì)胞表面分泌細(xì)胞黏附分子（E選擇素、血管細(xì)胞黏附分子-1、細(xì)胞間黏附分子-1等）、炎性細(xì)胞因子[白細(xì)胞介素（interleukin，IL）1β、IL-8]以及趨化因子[單核細(xì)胞趨化蛋白1（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1）等]，引起單核細(xì)胞遷移和增殖，最終導(dǎo)致AS的形成[9]。LPA還能上調(diào)EC中的低氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）表達(dá)，HIF-1α能促進(jìn)趨化因子表達(dá)和單核細(xì)胞黏附從而導(dǎo)致AS的進(jìn)展[9]。

血管新生是通過EC的增殖和遷移從原血管上生成新的血管。斑塊內(nèi)血管新生與斑塊生長(zhǎng)和不穩(wěn)定性有關(guān)[10]。有研究發(fā)現(xiàn)LPA能下調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞CD36，減弱血小板反應(yīng)蛋白對(duì)血管新生的抑制作用，促進(jìn)血管新生[11]。LPA還可破壞血管內(nèi)皮屏障功能，增加EC的通透性[12]。

LPA的降解受磷酸酯磷酸酶（lipid phosphate phosphatase，LPP）催化，LPP家族包含LPP1、LPP2和LPP3三種酶，分別由PLPP1、PLPP2和PLPP3三種基因編碼[13]。LPP3對(duì)血流動(dòng)力學(xué)敏感，當(dāng)局部血流出現(xiàn)緩慢擾流時(shí)（如AS斑塊的下游部分），此處EC的LPP3含量較斑塊上游部分明顯下降，人主動(dòng)脈內(nèi)皮LPP3含量下降與冠心病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)[14]。抑制LPP3可促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞分泌IL-6、IL-8等炎性因子和MCP-1趨化因子吸引白細(xì)胞黏附到EC上，并且抑制LPP3可導(dǎo)致血管內(nèi)皮通透性增加，刺激VSMC增殖，可見LPP3在抗炎、維持血管內(nèi)皮完整性及預(yù)防AS方面發(fā)揮著重要作用[15]。有學(xué)者也證實(shí)了通過增加LPP3的表達(dá)可抑制AS進(jìn)展[16]。

綜上所述，LPA可通過多種途徑對(duì)EC發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)促進(jìn)AS進(jìn)展。

3.2 溶血磷脂酸對(duì)血管平滑肌細(xì)胞的影響VSMC是AS的主要細(xì)胞類型之一，在加速進(jìn)展的AS病變中可發(fā)現(xiàn)VSMC凋亡，同時(shí)在AS進(jìn)展期的斑塊中有VSMC聚集[17]。LPA可引起VSMC表型的去分化，誘導(dǎo)VSMC由收縮表型向促炎表型（合成表型）轉(zhuǎn)化，而促炎表型更具有增殖和遷移特性[18]，VSMC的增殖和遷移可引起新生血管內(nèi)膜形成導(dǎo)致血管再狹窄和AS[19-20]，LPA促進(jìn)VSMC轉(zhuǎn)化成促炎表型可釋放炎性因子和趨化因子（IL-6、MCP-1等），炎性因子加重血管炎癥反應(yīng)，趨化因子誘導(dǎo)單核細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞遷移到血管內(nèi)膜促進(jìn)AS進(jìn)展[21]。VSMC的表型調(diào)節(jié)可分為早期（數(shù)小時(shí)內(nèi)）和晚期（數(shù)天內(nèi)），早期階段與LPA的刺激無關(guān)[22]。

LPA能明顯促進(jìn)VSMC分泌組織因子和誘導(dǎo)血小板聚集，從而促進(jìn)血栓形成[2]。

3.3 溶血磷脂酸對(duì)單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞的影響單核細(xì)胞遷移到血管內(nèi)皮下也是AS的最初步驟之一。LPA促進(jìn)單核細(xì)胞遷移并導(dǎo)致內(nèi)皮下泡沫細(xì)胞和斑塊形成，其相關(guān)機(jī)制為L(zhǎng)PA通過誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞分泌趨化因子配體1和穿透素-3來促進(jìn)單核細(xì)胞遷移，LPA還能誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞分泌IL-8和MCP-1，間接激活單核細(xì)胞的細(xì)胞因子受體，加重AS[10]。LPA還可促進(jìn)單核細(xì)胞產(chǎn)生活性氧中間體影響炎癥過程，并調(diào)節(jié)單核細(xì)胞分別在其活化的早期階段釋放花生四烯酸和在AS的亞臨床階段釋放前列腺素E2促進(jìn)AS的進(jìn)展[2]。LPA能降低單核細(xì)胞衍生細(xì)胞從血管壁移出的能力，促進(jìn)單核細(xì)胞在血管壁滯留和內(nèi)皮下泡沫細(xì)胞形成，LPA還能引起單核細(xì)胞內(nèi)中性脂質(zhì)聚集[23]。

LPA能刺激單核細(xì)胞轉(zhuǎn)化為巨噬細(xì)胞[24]。研究表明脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）能誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞吞噬OxLDL形成泡沫細(xì)胞，LPA可增強(qiáng)此反應(yīng)，CD14、Toll樣受體4是巨噬細(xì)胞攝取oxLDL的關(guān)鍵介質(zhì)，LPA和LPS均促進(jìn)巨噬細(xì)胞中CD14等介質(zhì)的表達(dá)，清道夫受體A是CD14的下游信號(hào)介質(zhì)，因此LPA/LPSCD14-清道夫受體A軸通過促進(jìn)泡沫細(xì)胞的形成加重AS[25-26]。LPA還可通過激活磷脂酰肌醇三激酶使巨噬細(xì)胞免于凋亡，從而吞噬oxLDL形成泡沫細(xì)胞[17]。LPA能誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞分泌IL-1β促進(jìn)EC產(chǎn)生黏附分子（細(xì)胞間黏附分子-1、內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子-1等）和增強(qiáng)生長(zhǎng)因子誘導(dǎo)的VSMC增殖，加重AS[2]。

為尋找干預(yù)AS進(jìn)展的潛在靶點(diǎn)，很多研究探討了LPA對(duì)單核-巨噬細(xì)胞在AS進(jìn)展中的效應(yīng)機(jī)制，有研究發(fā)現(xiàn)LPA能促進(jìn)單核-巨噬細(xì)胞中促炎因子腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor α，TNF-α）的分泌，TNF-α可促進(jìn)AS并引起VSMC凋亡。LPA通過上調(diào)單核-巨噬細(xì)胞中Toll樣受體4的表達(dá)，提高參與體內(nèi)多種免疫反應(yīng)的細(xì)胞核因子的活性及增加TNF-α的分泌，參與AS發(fā)展進(jìn)程[27]。

研究致AS的相關(guān)信號(hào)通路，以發(fā)現(xiàn)可抑制AS的潛在藥物。已知哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）信號(hào)通路能促進(jìn)血管壁泡沫細(xì)胞形成，抑制泡沫細(xì)胞排出，在心腦血管疾病發(fā)病中起重要作用，這與LPA的促AS作用一致。mTOR抑制劑雷帕霉素通過mTOR信號(hào)通路，抑制mTOR的活性和表達(dá)，降低LPA誘導(dǎo)的TNF-α等促炎因子的表達(dá)，同時(shí)升高可抑制AS的去乙酰化酶1等因子的表達(dá)，通過正反兩方面路徑發(fā)揮抗AS作用，這為研究抗AS的潛在藥物提供了參考[28]。

總之，LPA參與炎性細(xì)胞因子釋放、單核細(xì)胞吸引和黏附、內(nèi)皮細(xì)胞異常行為、內(nèi)皮通透性改變、LDL攝取形成斑塊等，通過各種病理生理途徑影響AS發(fā)展和斑塊形成[29]。

3.4 溶血磷脂酸對(duì)成纖維細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞的影響 血管外膜成纖維細(xì)胞的過度增殖和遷移在AS和血管再狹窄中起重要作用。因此，LPA誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞的增殖和遷移可能促進(jìn)AS進(jìn)展[2]。

研究發(fā)現(xiàn)樹突狀細(xì)胞是一種單核細(xì)胞衍生細(xì)胞，LPA對(duì)樹突狀細(xì)胞的影響取決于細(xì)胞的成熟狀態(tài)，LPA促進(jìn)樹突狀細(xì)胞成熟并募集未成熟的樹突狀細(xì)胞到血管內(nèi)皮下，可能促進(jìn)AS進(jìn)展[30]。

3.5 溶血磷脂酸對(duì)T淋巴細(xì)胞和血小板的影響 LPA促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖、遷移和IL-2的分泌，抑制T淋巴細(xì)胞凋亡，并引起淋巴細(xì)胞分泌致AS細(xì)胞因子[10]。LPA誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞分泌的基質(zhì)金屬蛋白酶可能導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定，促進(jìn)斑塊破裂，引發(fā)血栓形成[2]。LPA可調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞外滲，促進(jìn)淋巴細(xì)胞侵襲并分泌炎性細(xì)胞因子，這些效應(yīng)均可能導(dǎo)致AS[31-32]。

LPA促進(jìn)血小板活化、形態(tài)改變以及聚集，活化的血小板反過來促進(jìn)LPA生成，LPA和血小板之間呈現(xiàn)正反饋效應(yīng)。由于LPA對(duì)免疫/血細(xì)胞反應(yīng)的影響，引起的一系列反應(yīng)均可促進(jìn)AS進(jìn)展[29]。研究表明在斑塊侵蝕或破裂后，在富含脂質(zhì)的斑塊核心中LPA的暴露或在血小板活化部位LPA的產(chǎn)生均可能引發(fā)血小板聚集，促進(jìn)急性血栓形成，而LPA誘導(dǎo)血小板的聚集可被LPA受體拮抗劑抑制[33]。

總之，動(dòng)脈粥樣硬化性疾病有很高的發(fā)病率和致死率，而LPA與AS之間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，發(fā)病機(jī)制尚不完全明確。通過深入研究LPA與AS的關(guān)系及LPA發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)的相關(guān)信號(hào)通路，可為防治動(dòng)脈粥樣硬化性疾病探尋新的途徑和治療選擇。