脂聯(lián)素與動脈粥樣硬化

張 園，欒靖旸，孫 勇，邢 影*

( 1.吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院 神經(jīng)內(nèi)科，吉林 長春130033； 2.南方醫(yī)科大學(xué)2014級臨床醫(yī)學(xué) 臨床心理)

動脈粥樣硬化(AS)是冠心病、腦梗死、外周血管病等多種血管性疾病的病理基礎(chǔ)。由AS 引發(fā)的各類血管性疾病的發(fā)病率正在逐年增加，每年約有一千多萬人死于AS所引起的相關(guān)疾病。因此，了解動脈粥樣硬化的發(fā)生機(jī)制及研究其有效的預(yù)防措施具有重要意義。AS主要發(fā)生在大中型動脈，以冠狀動脈、鎖骨下動脈、頸動脈分叉處為著。受累動脈病變從內(nèi)膜開始，在內(nèi)膜損傷、炎性因子及趨化因子分泌增加的基礎(chǔ)上脂質(zhì)和復(fù)合糖類積聚，進(jìn)而纖維組織增生即鈣質(zhì)沉著，動脈中層平滑肌增厚和鈣化，導(dǎo)致管腔狹窄，隨著病情的發(fā)展，病變血管管腔進(jìn)一步發(fā)展為閉塞，導(dǎo)致該動脈所供應(yīng)的組織或器官缺血或壞死。動脈硬化形成的機(jī)制是復(fù)雜的過程，有多種因素參與，與此同時在機(jī)體發(fā)生病理性改變的過程中，其內(nèi)源性保護(hù)機(jī)制也隨之啟動。脂聯(lián)素是脂肪細(xì)胞分泌的一種特異性血漿激素蛋白，近年來有研究證實，脂聯(lián)素在抗動脈硬化、炎癥和胰島素抵抗等多方面均具有保護(hù)性作用，為此本文就脂聯(lián)素與動脈硬化的相互關(guān)系作詳細(xì)闡述，旨在為尋找緩解動脈硬化的靶點提供理論及實驗支持。

1 脂聯(lián)素概述

脂聯(lián)素是脂肪細(xì)胞特異性分泌的一種血漿激素蛋白，它在脂肪組織中高度表達(dá)并進(jìn)入血液循環(huán)，占人體總蛋白的0.01%(生理質(zhì)量濃度為5-30 mg/L)，具有重要的代謝功能。

脂聯(lián)素是由脂肪最豐富的基因轉(zhuǎn)錄1(APM1)基因所產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，APM1基因位于染色體3q27上，脂聯(lián)素由244個氨基酸組成，具有4個主要的結(jié)構(gòu)域：包括氨基末端的一分泌信號序列，一個小的非螺旋區(qū)，一個膠原結(jié)構(gòu)域以及羧基端的球形結(jié)構(gòu)域。研究表明，由APM1基因單核苷酸多態(tài)性(SNP)引起的低脂聯(lián)素血癥在一系列疾病發(fā)生發(fā)展中的作用至關(guān)重要[1]。脂聯(lián)素通過與脂聯(lián)素受體1(AdipoR1)和脂聯(lián)素受體2(AdipoR2)結(jié)合而發(fā)揮作用，AdipoR1在骨骼肌中高度表達(dá)，主要與球形脂聯(lián)素結(jié)合，AdipoR2主要在肝中表達(dá)，主要與鏈狀脂聯(lián)素結(jié)合[2]。Scatchard圖分析和配體結(jié)合測定研究表明[3]，AdipoR1是球形脂聯(lián)素的高親和力受體，對鏈狀脂聯(lián)素表現(xiàn)出低親和力，AdipoR2是球形和鏈狀脂聯(lián)素的中等親和力受體。在C2C12肌細(xì)胞中，球形脂聯(lián)素及鏈狀脂聯(lián)素與AdipoR1結(jié)合后增加了AMP激酶(AMPK)、乙酰輔酶A羧化酶(ACC)和p38絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)磷酸化，而在肝細(xì)胞中，只有鏈狀脂聯(lián)素具有刺激AMPK活化和ACC磷酸化作用。目前可明確機(jī)體中脂聯(lián)素具有多種途徑參與細(xì)胞代謝調(diào)控：(1)APPL1途徑，誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞NO的產(chǎn)生和內(nèi)皮組織依賴的血管舒張作用，同時調(diào)節(jié)葡萄糖的利用和脂肪酸的氧化；(2)AMPK途徑，脂聯(lián)素在組織中的廣泛應(yīng)用都要通過活化AMPK這條信號途徑，主要介導(dǎo)葡萄糖異生，增加游離脂肪酸的氧化；(3)P38 MAPK途徑，MAPK途徑可在APPL1刺激下被誘導(dǎo)激活，APPL1與MAPKs家族的重要組成部分胞外信號調(diào)節(jié)激酶5(extracellular signal-regulated kinases,ERK)結(jié)合，具有調(diào)控細(xì)胞增殖、遷移、分化、衰老、凋亡等功能[4]；(4)NF-κB途徑，主要在調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用，可抑制TNF-a、IL-6的表達(dá)和釋放，終止炎癥反應(yīng)的發(fā)生。(5)Caspase信號，通過AMPK途徑降低活性氧水平并抑制特異性半胱氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)活性，保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡[5]。

2 脂聯(lián)素與動脈粥樣硬化

動脈粥樣硬化是一種血管疾病，常常累及大中型動脈，在顱內(nèi)則突出表現(xiàn)在willis環(huán)。動脈粥樣斑塊易于破裂，隨后導(dǎo)致血栓形成。動脈硬化斑塊破裂與炎癥有關(guān)，包括炎癥因子的產(chǎn)生以及參與血管壁降解的基質(zhì)金屬蛋白。脂聯(lián)素抑制早期炎癥、血管平滑肌細(xì)胞增殖、以及巨噬細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)的堆積，抑制巨噬細(xì)胞向泡沫細(xì)胞轉(zhuǎn)化[6]，同時還具有抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡的作用，以下為脂聯(lián)素抑制動脈硬化發(fā)展的主要機(jī)制：

2.1 保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞

內(nèi)皮細(xì)胞(EC)是一種多功能細(xì)胞，作為血管的功能組織和血液之間物質(zhì)交換生物屏障，具有調(diào)節(jié)血管張力、抗血栓形成、促凝血、產(chǎn)生細(xì)胞因子、參與脂蛋白代謝等功能。AS中內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能受損，產(chǎn)生血管屏障功能的損害，血液中的脂質(zhì)和單核細(xì)胞沉積在內(nèi)皮下，轉(zhuǎn)化為泡沫細(xì)胞[7]，成為動脈硬化形成中的始動環(huán)節(jié)。內(nèi)皮細(xì)胞受損受多種因素的影響，尤其是氧化應(yīng)激、氧化低密底脂蛋白，高血壓、腎素-血管緊張素、同型半胱氨酸等。由氧化應(yīng)激等氧自由基介導(dǎo)的血管內(nèi)皮損傷，統(tǒng)稱活性氧簇(ROS)。ROS主要與被血管緊張素Ⅱ、血流切應(yīng)力、高血糖等激活的NADPH-氧化酶有關(guān)。ROS增加細(xì)胞質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度、減少NO的生成，使血管舒張減弱，鈣離子內(nèi)流消耗ATP，使ATP減少，NO和ATP減少導(dǎo)致血管內(nèi)皮受損[8]。脂聯(lián)素可抑制血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)誘導(dǎo)ROS的生成。在內(nèi)皮細(xì)胞中，脂聯(lián)素通過APPL1途徑降低由氧化性低密度脂蛋白(LDL)或高葡萄糖引起的氧化應(yīng)激[9],同時APPL1還介導(dǎo)脂聯(lián)素誘導(dǎo)NO的產(chǎn)生和內(nèi)皮組織依賴的血管舒張作用。另外，高分子脂聯(lián)素誘導(dǎo)AMPK活化后誘發(fā)選擇性抑制細(xì)胞凋亡的作用，綜上，脂聯(lián)素從各個途徑發(fā)揮保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞的作用，增加對血管內(nèi)皮的保護(hù)作用。

2.2 抑制炎癥反應(yīng)

動脈硬化產(chǎn)生、斑塊形成、破裂與炎癥有關(guān)， Fujii S等人曾提出AS是一種炎癥性疾病的概念，其發(fā)展過程始終伴隨炎癥反應(yīng)[10,11]。炎癥與動脈硬化相輔相成，在動脈硬化的早期即可監(jiān)測到如單核/巨噬細(xì)胞等炎癥細(xì)胞因子在血管內(nèi)的聚集。內(nèi)皮受損后釋放黏附分子ICAM-1和VCAM-1，引起單核/巨噬細(xì)胞的黏附和浸潤，同時，單核細(xì)胞釋放單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1),誘導(dǎo)更多的單核細(xì)胞進(jìn)入內(nèi)皮下，在巨噬細(xì)胞集落刺激因子(M-CSF)誘導(dǎo)下分化為巨噬細(xì)胞，吞噬大量ox-LDL，形成泡沫細(xì)胞。不斷聚集的泡沫細(xì)胞堆積在一起形成脂質(zhì)條紋或脂質(zhì)斑塊，導(dǎo)致粥樣硬化斑塊的形成。除了ox-LDL外，膽固醇、氧化性磷脂、炎性細(xì)胞因子(IL-1β、TNF-α等)也可刺激血管內(nèi)皮表達(dá)VCAM、P選擇素、E選擇素等黏附分子[12]。同型半胱氨酸能激活NF-κB，增加CRP、IL-6、IL-8等炎性因子分泌，同時還上調(diào)MCP-1等趨化因子的表達(dá)，也可促進(jìn)ROS的產(chǎn)生[13]?？偟膩碚f，介導(dǎo)炎癥反應(yīng)的信號通路主要有MAPK依賴信號通路和ROS依賴信號通路。致炎物質(zhì)首先與相應(yīng)受體結(jié)合，依次激活MAPK分子或通過ROS依賴信號通路促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)ROS產(chǎn)生，隨后導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子NF-κB活化，從而調(diào)節(jié)炎性細(xì)胞因子的表達(dá)[14]。內(nèi)皮細(xì)胞中脂聯(lián)素對NF-κB信號的作用是通過cAMP依賴途徑來實現(xiàn)的[15]。通過cAMP的積累和蛋白激酶A的激活，抑制內(nèi)皮細(xì)胞NF-κB信號，降低巨噬細(xì)胞中脂多糖誘導(dǎo)的TNF-a、IL-6的表達(dá)和釋放，還上調(diào)抗炎因子IL-10的表達(dá)[16]。因此，脂聯(lián)素可在動脈硬化的發(fā)生過程中發(fā)揮抗炎的作用。

2.3 與脂代謝相關(guān)

動脈粥樣硬化的病理基礎(chǔ)之一為脂代謝紊亂，包括膽固醇代謝紊亂和甘油三酯代謝紊亂。它們共同的病理特征為ox-LDL。ox-LDL進(jìn)入動脈管壁細(xì)胞膜內(nèi)，被單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞吞噬后形成泡沫細(xì)胞[17]，脂質(zhì)代謝失衡誘發(fā)炎癥反應(yīng)，炎癥促進(jìn)了內(nèi)皮細(xì)胞對脂質(zhì)的攝取和蓄積，脂質(zhì)代謝功能紊亂導(dǎo)致了AS的發(fā)生[18]。脂聯(lián)素可促進(jìn)脂肪酸代謝，降低血液中甘油三脂和游離脂肪酸水平[19]。研究證明，NF-κB通路和過氧化體增殖物激活型受體通路(PPAR α /γ)等調(diào)節(jié)了炎癥與脂代謝之間的相互作用，促進(jìn)了動脈硬化的形成[20,21]。脂聯(lián)素可抑制NF-κB途徑，激活PPAR通路，共同效應(yīng)為減少炎性物質(zhì)的產(chǎn)生。另外，球型脂聯(lián)素活化AMPK途徑后抑制葡萄糖碳水化物向脂質(zhì)轉(zhuǎn)變，減少體內(nèi)脂質(zhì)含量。脂聯(lián)素作為一種胰島素超敏化激素，促進(jìn)骨骼肌細(xì)胞的脂肪酸氧化和糖吸收，加強(qiáng)胰島素的糖原異生作用，抑制肝糖原生成，調(diào)節(jié)脂肪酸氧化和糖代謝，是機(jī)體脂質(zhì)代謝和血糖穩(wěn)態(tài)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的重要調(diào)節(jié)因子。

2.4 抑制血管平滑肌增殖

動脈硬化斑塊形成、血管狹窄等疾病的共同發(fā)病基礎(chǔ)為血管平滑肌(VSMC)的增殖，血管平滑肌細(xì)胞在炎癥趨化因子的作用下遷移到內(nèi)膜下。有研究表明，脂聯(lián)素不僅抑制早期炎癥的作用，還抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖，以及巨噬細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)的堆積，抑制巨噬細(xì)胞向泡沫細(xì)胞轉(zhuǎn)化[22]。脂聯(lián)素通過抑制細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)或通過阻止胰島素樣生長因子(IGF-1)選擇性抑制細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2(ERK1/2)信號通路，從而抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖[23-24]。

2.5 抑制血小板活化

在血管壁損傷的基礎(chǔ)上伴隨著血小板機(jī)能亢進(jìn)、VII因子增多所致的高凝血癥、以及增多的纖溶酶原激活物抑制物-1所致的低纖溶血癥的發(fā)生。活化的血小板進(jìn)一步促進(jìn)血管平滑肌增生，使血管壁增厚，管腔狹窄，并且介導(dǎo)了動脈硬化里血小板介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)[17]。所有的這些因素都促進(jìn)了動脈硬化形成和發(fā)展。在脂聯(lián)素基因敲除的雄鼠體內(nèi)，研究發(fā)現(xiàn)血栓形成加速。目前，人們普遍認(rèn)為的機(jī)制是脂聯(lián)素通過eNOS/NO途徑阻止高脂血癥誘導(dǎo)的血小板聚集。樊榮等人[25]對成年大鼠飼以高脂飼料，分離血小板并以重組脂聯(lián)素孵育，采用免疫熒光、Western blotting等方法觀察監(jiān)測血小板聚集、NO含量、超氧化物含量、內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)/誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)的表達(dá)和抗氧化物活性，結(jié)果顯示高脂血癥誘導(dǎo)的eNOS磷酸化的降低和iNOS表達(dá)的增加在rAPN處理后被顯著逆轉(zhuǎn)，表明脂聯(lián)素一種抑制高脂血癥血小板聚集的脂肪細(xì)胞因子，其機(jī)制與減少超氧化物水平、增加抗氧化物活性和阻斷iNOS的表達(dá)有關(guān)。以上說明脂聯(lián)素可通過抑制血小板活化以及后續(xù)的炎癥反應(yīng)，在動脈硬化發(fā)展中發(fā)揮重要作用。

3 展望

綜上，脂聯(lián)素通過多種機(jī)制發(fā)揮著抗動脈硬化的作用，為抗動脈硬化的有益因子。目前大多數(shù)研究是以細(xì)胞及動物試驗?zāi)Ｐ脱芯恐?lián)素對脂代謝，炎癥因子等相互作用，已經(jīng)證實脂聯(lián)素可作為動脈硬化治療的新靶點，提高體內(nèi)脂聯(lián)素水平或上調(diào)脂聯(lián)素受體水平，有望成為未來研究的重點。

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