RXR在心血管疾病中的作用機制及中醫藥調控研究進展

邵明燕，陳 旭，馬 林，王曉平，李偉利，張 倩，王媛媛，李 春，王 偉，王 勇

視黃醇X受體(retinol X receptor，RXR)是配體誘導的轉錄因子，屬于核受體超家族成員之一[1]。RXR可以與其他核受體形成同源二聚體或者異源二聚體，例如視黃酸受體(retinoic acid receptors，RAR)、過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator activated receptor，PPAR)、肝X受體(liver X receptors，LXR)、法尼醇X受體(farnesoid X receptor，FXR)、維生素D受體(vitamin D receptor，VDR)或甲狀腺激素受體(thyroid hormone receptor，TR)。RXR配體(激動劑或拮抗劑)根據其伴侶受體的不同顯示出各種生理作用，使得RXR參與體內多種過程的轉錄調控，在體內代謝紊亂、心血管疾病、糖尿病、炎癥等疾病的發病機制中發揮核心作用[2]。RXR在心臟中具有調節代謝的作用，特別是脂肪酸氧化(FAO)，被認為是治療心血管疾病的有效靶點。本綜述旨在討論RXR在正常心臟和病理心臟中的作用，并總結目前可用的RXR激動劑和拮抗劑，為基于RXR的靶點藥物研發、臨床心血管疾病的治療提供新的思路。

1 RXR的結構和分類

RXR屬于非類固醇類受體，在20世紀初被發現，并被歸類于核受體家族。目前已知的RXR的分類主要有3種：RXRα、RXRβ、RXRγ[3]。由于RXR亞型可以對同樣的配體產生應答，因此可以對相同靶基因進行調控轉錄。但這3個亞型在各組織中的表達卻大不相同，其表達水平隨著細胞類型和分化狀態的變化而變化。有研究發現，RXRα在表皮、腸、腎和肝等內臟組織中表達占優勢；RXRβ表達在體內廣泛分布；RXRγ主要在大腦和骨骼肌中表達[4]。RXR與其他核受體一樣，由A、B、C、D、E 5個域組成。N端A/B區域具有轉錄激活功能，稱為AF-1。AF-1以配體非依賴性/依賴性方式工作；其受配體與全長受體中配體結合結構域(ligand-binding domain，LBD)的結合控制，但當其位于受體外時，以不依賴配體的方式起作用[5]。此后，C區域作為DNA結合域(DNA-binding domain，DBD)，其介導核受體與基因啟動子區域中的特定DNA序列結合，參與二聚體的形成[2]。D區域為鉸鏈區，連接DNA綁定區和配體結合區，此區具有較大的柔性，可以保證DBD區域的旋轉，并可以產生多種構象，這也保證了這些改變不會導致原子排列障礙的發生，同時此區具有入核結構，并且影響核定位[6]。E/F域稱為LBD，LBD包含4個結構不同但功能相連的表面：①與其他核受體結合的二聚體面；②親脂小分子配體結合袋(ligand binging pocket，LBP)；③共調節因子結合面；④配體依賴的激活功能的螺旋12(稱為AF-2)[5]。當激動劑與LBP結合并誘導LBD發生構象改變，RXR被激活[7]，由此產生構象的改變，允許其調控復合物的招募，其中包含轉錄所需的色素修飾酶、RNA聚合酶Ⅱ和一般轉錄因子[8]。其中在RXR區域中，有關LBD的研究是最廣泛的。RXR的LBD結構是由12個螺旋和1個小β折疊組成的三維結構。在這個三維結構中，有1個隱蔽的配體結合位點稱為LBP。配體只和LBP中的11個螺旋反應，第12螺旋形成蓋子。特異性配體的一些化學結構可以誘導第12螺旋的構象發生改變，從而可以開啟對這個口袋的相關[6]調控。

2 RXR的轉錄調控功能

LBD和DBD區域決定了RXR的功能以及特性[9]。RXR作為轉錄因子可被特異性配體激活，后與DNA特定序列結合反式激活其靶基因轉錄。RXR可與其他核受體形成異源二聚體，進而調控不同通路來發揮作用[4]。根據RXR在二聚體激活中的不同功能，可將異源二聚體分為3類，即非許可異源二聚體、許可異源二聚體和條件許可的異源二聚體[10]。許可異源二聚體可僅通過RXR激動劑、異源二聚化伴侶受體的激動劑激活，也可以由兩者激動劑的組合來激活。代表性許可RXR的異二聚體是PPAR/RXR、LXR/RXR和FXR/RXR[10]。條件許可的異源二聚體不能被RXR激動劑激活，而RXR激動劑會增強RXR伴侶受體激動劑的活性。條件異二聚體包括RXR/RAR異二聚體。非許可型的異二聚體，如RXR/VDR和RXR/TR，僅由伴侶受體的激動劑激活。例如，VDR激動劑可以將RXR構象改變為活性形式。在TR/RXR的情況下，RXR激動劑會減少類固醇受體共激活劑-1(共激活劑)向TR的募集[11]。

3 RXR與心血管疾病的相關性

3.1 RXR與心肌發育 小鼠特異性RXR基因敲除結果提示RXR在體內眾多生理調控過程中扮演了重要角色。分別對小鼠胚胎中的RXRα、RXRβ和RXRγ進行基因敲除后發現，敲除RXRα基因的小鼠出現了胚胎死亡的現象，例如脊背的缺失、心室隔膜發育不良等特征，其中心室隔膜發育不良是導致胚胎死亡的主要原因[12]，提示從胚胎發育到器官形成再到成體，及其過程中的各種新陳代謝均依賴RXR參與，其中RXRα在胚胎心臟形態正常發育過程中至關重要[13]。目前研究集中在RXRα上，RXRα是第一個通過X射線晶體學確定其結構的RXR亞型，成為核受體家族成員中的核心成員[14]。另有文獻研究提示，RXRα還會影響小鼠紅細胞的生長和分化，進而影響血液循環系統[15]。

3.2 RXR與冠狀動脈粥樣硬化 冠狀動脈粥樣硬化是動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)中最常見、最重要的類型之一，其中脂質代謝紊亂是動脈粥樣硬化的基礎病變之一。RXR可與PPAR、LXR形成異源二聚體，調控脂質代謝，因而RXR被認為是這兩種核受體信號通路中的關鍵參與者，使其成為治療動脈粥樣硬化的重要靶點之一[16]。LXR/RXRα可調控ATP結合盒轉運蛋白(ATP-binding cassette protein)ABC1和ABCG1的表達，ABC蛋白調控膽固醇轉運，增加高密度脂蛋白(high-density lipoprotein，HDL)，降低低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL)。PPARγ作為許可型異源二聚體伴侶受體，參與LXR的表達[17]。此外，PPARγ還能調節27-羥基甾醇的生物合成酶(biosynthase of 27-hydroxysterol，CYP27)的表達，CYP27是一種內源性的LXR激動劑[10]。LXR/RXR和PPAR/RXR異源二聚體可以被RXR激動劑激活。因此，RXR被激活后，誘導膽固醇外排，因此，RXR具有抗動脈粥樣硬化作用[18]。大量研究表明，RXR不僅影響血漿脂質和載脂蛋白濃度，并對于細胞的遷移、增殖、凋亡、基質重塑以及炎癥等動脈粥樣硬化的發生發展機制具有干預作用[16]。

3.3 RXR與心肌肥大 特定的RXR激動劑可以激活部分許可型異源二聚體，包括所有PPAR亞型、LXR和FXR等[10]。LXR/RXR通路是與脂質代謝相關的主要通路之一，抑制LXR/RXR通路導致細胞內脂質積累。細胞內脂質積累過多，進而增加內質網應激，引發線粒體功能障礙、氧化應激和細胞內信號傳導異常等，最終導致細胞炎癥和凋亡。這種病理生理現象被描述為脂肪毒性[19]。在心肌細胞方面，這一病理生理現象已被確定為脂毒性心肌病[20]，最終導致心肌肥厚[21]。

RXR還具有拮抗血管緊張Ⅱ(Ang Ⅱ)通路的作用。AngⅡ可以由血管緊張素酶Ⅰ轉化而來，且與心血管疾病密切相關。人體的血管平滑肌上存在血管緊張素Ⅱ受體(AT1R)，AngⅡ與AT1R結合后，會引起心肌的鈣離子快速內流，引發心肌收縮，收縮時間從數小時至數天不等。AngⅡ會導致心肌特異性基因增加、心肌肥大，并影響細胞因子的表達[22]。研究表明，RXR激動劑可以阻斷AngⅡ與AT1R的結合，因此，可以有效抑制心肌肥大的發生。同時，p38絲裂素活化蛋白激酶(p38MAPK)作為AT1R的下游，炎癥通路也能夠被有效阻斷，從而減輕炎癥對于心臟的損傷[23]。

3.4 RXR與心力衰竭 脂質代謝紊亂是心力衰竭的基礎發病機制之一[24]。目前，改善心力衰竭后脂質代謝紊亂已成為控制心力衰竭進展的有效治療手段[25-26]。PPAR/RXR下游的脂肪酸移位酶(FAT/CD36)可促進脂質轉入心肌細胞內，其中下游的去乙酰化酶3(SIRT3)可以調控能量代謝的β氧化，因此，PPAR/RXR不僅可以增加心力衰竭時能量的供應，還可減少脂肪酸在細胞內的堆積，減輕心臟的負擔[20，27-28]。此外，還有文獻提示，PPAR/RXR激動劑可促進心力衰竭時血管新生，通過增加血液供應來保護心臟缺血區域的功能[29]。

4 基于RXR靶點藥物的研發

RXR配體結合區域相對保守，此區域上配體結合口袋可因配體的激活而發生構象變化，因此，其在構象上具有較大的靈活性，可結合許多結構不同的藥物小分子。核受體配體有3種：受體激動劑、受體部分激動劑和受體拮抗劑[14，30]。

美國食品藥品監督管理局(FDA)批準的世界上第一個靶向RXRα開發的抗腫瘤藥物Targretin(Bexaroten，LGD1069)于1999年上市，目前主要用于皮膚T細胞淋巴瘤的相關治療[31]。但Bexaroten作為RXR完全激動劑在用于治療潛在疾病的同時也會誘發各種不良事件，如體重增加、肝大和血液三酰甘油升高[32]，限制了RXR靶點藥物的開發。對于RXR靶點藥物展露出的弊端，引起了科研工作者極大的關注，這也讓更多的科研工作者投入到如何消除副作用的相關研究中，以求發現避免其副作用的方法，使之更好地發揮作用。部分激動劑相對于完全激動劑僅對受體有部分激動作用。臨床上，部分激動劑可用于激活受體，使其產生預期的最大反應，防止過度刺激或延長受體的激活而導致不良事件[33]。Lagu等[34]報道Dihydro-[1H]-quinolin-2-ones為LXR/RXR異源二聚體部分激動劑，具有降低總膽固醇的作用，且不升高血中的三酰甘油。基于此發現，相關學者開發出了RXR部分激動劑CBt-PMN和CBTF-PMN，這些RXR部分激動劑可以降低輕度肥胖型2型糖尿病病人血糖，但不會導致小鼠體重增加、血液三酰甘油升高和肝大等[32，35]。此外，在使用人類肝臟干細胞的乙型肝炎病毒(HBV)感染模型中，RXR的拮抗劑PA452可以降低感染標志物濃度，推測PA452通過拮抗RXR活性，進而抑制HBV感染肝樣細胞中病毒RNA的轉錄[36]。據報道，Ro26-5405通過拮抗RXR，可阻斷TH2輔助細胞的分化，并可預防過敏性肺炎[37]。

鑒于此，新類型的RXR靶點調節劑是醫學界迫切需要的，天然化合物因大部分活性適中，是RXR靶點部分激動劑理想的分子模板。眾多現代醫學中的藥物大部分來源于藥用植物衍生的天然產物或其衍生物。我國傳統中藥歷史悠久，藥物資源豐富，其“多效微調”的作用特點特別適合于部分激動劑的找尋。因此，基于中藥及天然產物探索新型藥物，建立快速尋找天然產物和中藥中有效成分的研究方法，將會大大提高我國創新藥物發現的效率和速度[38]。

體內實驗證實中藥大黃的活性成分之一丹蒽醌具有高效的胰島素增敏劑功能，使之成為治療糖尿病頗有前景的藥物之一[39]。其機制通過靶向RXRα并抑制RXRα涉及的響應元件的轉錄，包括RXRE、PPRE、FXRE和LXRE[39]，RXRα拮抗劑增加瘦素(leptin，LP)的敏感性，進而增加胰島素敏感性，從而調控糖代謝治療糖尿病[40]。

厚樸在中藥中用于治療咳嗽、腹瀉和變應性鼻炎[41]。實驗研究發現厚樸的主要成分厚樸酚可以雙重激動RXRα和PPARγ，因此，可促進脂肪細胞分化和葡萄糖攝取，進而改善體內的血糖水平，預防糖尿病腎病以及代謝性疾病[42]。寶藿苷Ⅰ是淫羊藿的有效成分。實驗證實寶藿苷Ⅰ可與RXRα相互作用，且特異性調控RXRα轉錄激活，進而抑制RXRα下游核因子-κB(NF-κB)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的表達發揮抗炎作用，提示調控RXRα抑制炎癥反應對于心血管疾病的治療具有重要的意義[43]。

5 小結與展望

RXR可與體內約1/3核受體相互作用，在RXR的3種亞型中，RXRα與心血管疾病密切相關。并且RXR具有獨特的配體結合口袋這一結構性特點，使其成為研究設計小分子靶點的新的突破口。因此，選擇RXRα受體作為藥物篩選靶點是心血管藥物研發的一個重要方向。同時部分激動劑相對于完全激動劑不僅可用于激活受體，使其產生預期的最大反應，也可以防止其完全激動劑的過度刺激或延長受體的激活而導致不良事件。因此，RXRα靶點的部分激動劑藥物是具有廣闊臨床前景的開發領域。已有研究證實，部分中醫藥及其活性成分可直接靶向RXR發揮藥效，從中藥中尋找RXRα靶點部分激動劑藥物有望為臨床心血管疾病的治療提供新的治療藥物。