脂氧素A4與冠心病相關性的研究進展

梁龍威，馮景焜 綜述 陳建英 審校

廣東醫科大學附屬醫院，廣東 湛江 524000

LXA4 是脂氧素(lipoxin)的一種，其化學結構為5S,14R,15S-三羥-6,10,12-反-8-順-二十碳四烯酸，屬于花生四烯酸代謝產物，具有抗炎以及促使炎癥消退的作用。SERHAN 等[1]研究發現，脂氧素需要在炎癥細胞與炎癥附近的細胞互相作用生成，即花生四烯酸(arachidonic acid，AA)在炎癥因子的作用下，通過多種脂氧合酶(lipoxygenases，LOX)按一定順序催化，在跨細胞的生物合成途徑中產生脂氧素[2]，隨后脂氧素在單核細胞脫氧酶的參與下被滅活。研究表明，脂氧素可抑制多形核中性粒細胞(polymorphonuclear neutrophil，PMN)的黏附、聚集、趨化作用以及跨膜運動，阻斷腫瘤壞死因子-α (tumor necrosis factor-α，TNF-α)引起的超氧陰離子的產生，抑制血管內皮細胞生長因子誘導的炎性反應，減少血管滲漏，并有促進巨噬細胞的非炎性吞噬和調節免疫的作用[3-4]。近年來已有研究證實，控制炎癥能減少心血管事件的發生[5-6]。那么，LXA4在冠心病中抗炎作用如何？

1 LXA4與動脈粥樣硬化

CHD 是指冠狀動脈發生粥樣硬化引起管腔狹窄或閉塞，導致心肌缺血缺氧或壞死而引起的心臟病[7]。由上述定義可得出，冠心病主要病理基礎為動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)。早在20年前，SHEN等[8]研究人員在一項轉基因兔的實驗中發現，在早期動脈粥樣硬化過程中，過表達單核細胞/巨噬細胞中的15-脂氧合酶(15-lipoxygenase，15-LOX)可防止血管壁上脂質的沉積。隨后MERCHED等[9]在小鼠實驗中證實了上述結論，并且發現15-LOX 的下游產物LXA4能減少金屬蛋白酶和炎癥因子如白細胞介素-1α(interleukin-1α，IL-1α)、IL-1β、IL-12p40、IL-17、巨噬細胞炎癥蛋白1 (macrophage inflammatory protein 1，MIP-1)、MIP-2、γ-干擾素(interferon-γ，IFN-γ)、單核細胞趨化蛋白1 (monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1)、TNF-α等的表達，阻止中性粒細胞的趨化及TNF-α誘導的超氧化物的形成，從而延緩了動脈粥樣硬化的進展。BRENNAN 等[10]則在糖尿病ApoE-/-小鼠細胞研究中發現，LXA4 在血小板衍生生長因子(platelet derived growth factor，PDGF)信號通路中抑制了增殖細胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen，PCNA)、血小板衍生生長因子受體(PDGFR)、晚期糖基化終末產物(the receptor of advanced glycation endproducts，RAGE)、p21、p53等基因表達，從而調節平滑肌細胞(smooth muscle cell，SMC)的遷移與增殖，得出了LXA4 治療可減輕小鼠主動脈粥樣硬化的斑塊形成，且不受血糖、血脂水平的影響的結論。上述實驗還發現LXA4能通過阻止TNF-α誘導下血管細胞黏附分子-1 (vascular cell adhesion molecule-1，vcam-1)、IL-6和MCP-1的基因表達，使內皮細胞和單核細胞之間的相互作用減弱。另外，核因子NF-κB 是AS 發生發展中的重要炎癥反應轉錄調控因子[11]，LXA4 還可以弱化TNF-α對SMC中核因子κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)活性的強化作用。而在上述研究的體外脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)刺激人體頸動脈斑塊組織實驗中，LXA4 預處理組的γ-干擾素(Interferon-γ，IFN-γ)、IL-1β和TNF-α的水平明顯下降，并且LXA4 存在最佳作用濃度。LXA4 處理還降低了由各種白細胞亞群對炎癥刺激產生的幾種其他細胞因子(包括CCL3/MIP1a、CCL5/RANTES和MCP-1)的分泌水平，證明了LXA4 在人類斑塊微環境中具有獨立的調節作用。

2 LXA4與心肌缺血再灌注損傷

隨著經皮冠狀動脈介入治療(percutaneous coronary intervention，PCI)技術的發展，閉塞血管的開通率逐漸提高，但心肌缺血再灌注損傷(myocardial ischemia reperfusion injury，MIRI)的發生率也隨之上升，臨床常表現為術中或術后心律失常、心力衰竭等。研究表明，LXA4 可以減輕MIRI，從而保護心肌細胞，其機制可能與抗炎、抗氧自由基、抗細胞凋亡等相關[12]。國外曾報道，在MIRI 小鼠模型中使用LXA4 受體激動劑CGEN-855 可使心肌梗死面積減少25%～36%[13]。

2.1 抗炎 CHEN等[14]選擇在心臟驟停再灌注兔模型使用LXA4，發現實驗組的肌酸激酶同工酶(CK-MB)水平及心肌壞死范圍均小于對照組。而在光鏡及電鏡的觀察下，盡管實驗組心肌仍存在肌纖維壞死、細胞溶解等，但程度較對照組減輕，且未發現炎性細胞浸潤。隨后趙琦峰等[15]通過MIRI 大鼠模型實驗也證實了LXA4 對心肌的保護作用。髓過氧化物酶(myeloperoxidase，MPO)作為中性粒細胞的標志酶，實驗中觀察到LXA4能使其MIRI心肌組織的MPO活性明顯下降，同時還降低炎癥因子(IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α)以及提高抑炎因子(IL-10)的水平，提示著在MIRI 炎癥損傷機制中，LXA4 起抑制PMN 聚集、調節炎癥因子/抑炎因子平衡等作用。

2.2 抗氧自由基 上述實驗中還觀察到，LXA4還能明顯提高了心肌超氧化物歧化酶(SOD)活性。SOD屬于抗氧化酶，其活性可反映機體對氧自由基的清除能力。有研究指出，LXA 4 降低了LPS 誘導的粒細胞集落刺激因子(G-CSF)基因表達和蛋白質分泌，抑制了LPS 誘導的核因子κB 抑制蛋白(inhibitor of NF-κB，IκB-α)降解、NF-κB 易位和NF-κB 轉錄活性，阻止了鈣池操縱的Ca2+通道(store-operated Ca2+channel，SOC)下細胞外鈣內流，從而減少了氧自由基的產生[16-17]。線粒體既是氧自由基產生部位，也是氧自由基攻擊部位。邵蘭等[18]在電鏡下觀察到，經LXA4 處理后，MIRI 心肌細胞線粒體的嵴結構清晰，腫脹程度低，闡釋了LXA4對線粒體的保護作用。

2.3 抗細胞凋亡 過度的炎癥、氧自由基的損害可介導心肌細胞凋亡，而這種不正常的細胞凋亡則可加重缺血心肌的損傷。研究表明，內質網應激(endoplasmic reticulum stress，ERS)參與MIRI 中的細胞凋亡，內質網穩態可決定細胞的存亡，而過度ERS則會使內質網穩態失衡，通過未折疊蛋白質反應來觸發細胞凋亡[19]。趙琦峰等[20]研究發現，LXA4 對MIRI 心肌保護與ERS 相關。LXA4 可通過抗炎、抗氧化應激等抑制過度ERS，從而下調促凋亡因子如葡萄糖調節蛋白78 (glucose regulated protein 78 kD，GRP-78)、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-12(cysteinyl aspartate specific proteinase-12，caspase-12)

表達，減少細胞凋亡。除上述描述外，LXA4還可以通過以下途徑阻止細胞凋亡[21-22]：(1)通過磷脂酰肌醇激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)途徑的激活，上調B 淋巴細胞瘤-2基因(B-cell lymphoma-2，Bcl-2)家族抗凋亡蛋白的表達；(2)激活細胞外調節蛋白激酶/核因子E2 相關因子2(ERK/Nrf-2)途徑；(3)維持線粒體功能，增強細胞中的抗氧化防御系統；(4)調節Caspase 家族蛋白酶表達。

2.4 與血紅素加氧酶-1(heme oxygenase-1，HO-1)關系 HO-1又稱為熱休克蛋白32，存在于微粒體中，可將血紅素分解為一氧化碳、膽綠素和自由鐵。HO-1及其產物可通過抗氧化應激、抗炎、調節細胞存亡、抗血小板聚集、調節血管緊張度及信號通路等途徑保護心血管系統[23]。有報道指出，LXA4 對MIRI 的保護作用還可能與上調HO-1 表達水平相關[12]。目前認為HO-1高表達與絲裂原活化蛋白激酶家族(mitogen-activated protein kinase，MAPK)、Nrf2和抗氧化反應元件(antioxidant response element，ARE)信號傳導通路相關。CHEN 等[24]在H9c2 心肌細胞實驗中發現，LXA4抗MIRI 作用顯著，并且HO-1 基因及p38MAPK 蛋白表達顯著升高，上述結果能被p38MAPK 抑制劑SB203580阻止。另外上述實驗還提到，LXA4能促進Nrf2 核轉位，通過形成Nrf2/ARE 復合體，上調HO-1基因和蛋白表達，其過程可能與p38MAPK 活化相關。以上研究提示LXA4可通過p38MAPK/Nrf2信號通路上調HO-1來減輕MIRI。

3 LXA4與冠心病藥物

3.1 抗血小板聚集藥物 目前抗血小板聚集藥物已廣泛應用于冠心病的一、二級預防，其作用機制涉及LXA4。有報道指出，經阿司匹林誘導可合成15-epi-LXA4，即阿司匹林誘生脂氧素(aspirin-triggered lipoxins，ATL)[1]。ATL 是由阿司匹林與環氧化酶-2(cyclooxygenase-2，COX-2)互相作用形成的阿司匹林-乙酰化COX-2 復合體，可催化AA 轉化為15R-羥二十碳四烯酸，再通過5-LOX 催化與PMN 互相作用生成。NASCIMENTO-SILVA 等[25]研究發現，ATL-1 可通過抑制NAD(P)H 氧化酶亞基p47 磷酸化及易位，導致NAD(P)H 氧化酶活性下降，從而影響轉錄因子NF-κB 氧化還原過程，使活性氧生成減少，保護血管內皮細胞。同樣地，替格瑞洛亦可增加COX-2活性，提高15-epi-LXA4心肌水平，但氯吡格雷不具備這種作用[26]。而谷明勇等[27]則發現，在合并2型糖尿病與冠心病患者中，PCI 術后替格瑞洛較普拉格雷更能拮抗血小板聚集，減低機體炎癥反應。另外，YE 等[28]在大鼠實驗中發現，替格瑞洛可減輕MIRI，改善MIRI后心肌重塑，這可能與替格瑞洛上調15-epi-LXA4 心肌水平相關。

3.2 他汀類藥物 血管壁的脂質沉積是AS形成的機制之一，傳統觀念認為，治療上應針對脂質代謝的調節。然而隨著研究進展，當代對AS 形成看法已延伸到炎癥等機制。同樣地，早期對他汀類藥物的認識，也僅僅是起降低機體低密度脂蛋白水平的作用，但目前認為，他汀類藥物還可能通過直接或間接調節炎癥因子來賦予心血管益處[29]。賈慧宇等[30]發現，ACS行PCI術前使用足量阿托伐他汀可有效抑制炎癥反應和血小板活化，從而改善血管內皮功能。研究表明，阿司匹林似乎不是ATL 生成的必要條件，在缺乏阿司匹林的情況下，阿托伐他汀和吡格列酮也可觸發ATL生成[31]。BIRNBAUM等[32]研究發現，瑞舒伐他汀也具有觸發ATL生成的能力，并且與替格瑞洛有協同作用。因此，他汀類藥物可通過誘導15-epi-LXA4 生成參與心血管炎癥調節。

4 LXA4水平與冠心病

冠心病患者的生活質量能否保障，與心力衰竭、心律失常、心肌梗死等心血管不良事件的發生密切相關。因此，能否發現冠心病患者預后的預測指標成為目前研究熱點。柳洪杰等[33]研究指出，急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)患者血漿LXA4水平顯著升高，且入院時LXA4 水平明顯高于入院后48 h。張曉蕾等[34]等則觀察到，LXA4 水平也與冠心病焦慮抑郁程度相關。然而LXA4 水平升高并未減少心血管不良事件的發生，這可能與MPO、IFN-γ，IL-1β和TNF-α表達水平遠超LXA4，從而導致LXA4水平相對不足有關。因此有研究人員提出，促炎與抗炎因子的平衡可能有助于預測冠心病的預后[35]。目前上述觀點尚未具備充分的論據，仍需在大量臨床數據中驗證。

5 結語

綜上所述，LXA4具有強大的心肌保護作用，通過降低炎癥因子水平、抗氧自由基、抗細胞凋亡等途徑緩解冠心病發生發展。由于LXA4屬于內源性脂質抗炎介質，參與機體生理功能調節，且尚未發現類似常規抗炎藥物的毒副作用，因此具有良好的研究前景，為冠心病的治療提供了新方向。但目前靶向LXA4的藥物尚未開展臨床試驗，仍需更多的實驗證據支持LXA4在心血管領域的作用。另外，LXA4抗炎作用不僅體現于心血管領域，在呼吸、神經、生殖、免疫等領域同樣有著重要地位，能否成為冠心病預后的預測指標同樣需要大量臨床數據證實。