Lp-PLA2在HDL代謝和膽固醇逆轉運過程中的生物學作用

馮高潔 ，高 奮，宋曉蘇

膽固醇逆轉運(reverse cholesterol transport，RCT)過程是抗動脈粥樣硬化的主要機制之一，其過程主要包括外周組織細胞的膽固醇流出以及肝臟對外周膽固醇的選擇性攝取。在這個過程中巨噬細胞、轉運蛋白及高密度脂蛋白(high-density lipoprotein，HDL)在RCT過程中發揮重要作用。HDL的組成、亞型、結構和功能決定了膽固醇逆轉運效率。研究表明循環中炎性因子脂蛋白相關磷脂酶A2(lipoprotein associated phospholipase A2，Lp-PLA2)與動脈粥樣硬化有相關性[1-2]。Lp-PLA2有雙重作用，大部分與低密度脂蛋白(low-density lipoprotein，LDL)結合起到促炎作用。小部分Lp-PLA2通過與HDL結合起到抗動脈粥樣硬化作用，在HDL代謝和RCT過程中作用機制復雜，現就Lp-PLA2與HDL代謝及RCT過程關系做一綜述。

1 Lp-PLA2的生物學特性

Lp-PLA2是磷脂酶A2超家族中一員，由PLA2G7基因編碼，是由441個氨基酸組成的45 kDa蛋白，因其可以水解血小板活化因子，又稱為血小板乙酰水解酶(platelet activating factor hydrolase，PAF-AH)。Lp-PLA2是單核/巨噬細胞產生的Ca2+非依賴性磷脂-2-酰基水解酶，通過水解磷脂底物sn-2酰基鏈發揮作用，酶解產物為溶血磷脂和脂肪酸(非酯化脂肪酸，如花生四烯酸)[1]。在哺乳動物中發現了3種不同亞型的Lp-PLA2，一種血漿型和兩種胞內型[Lp-PLA2(Ⅰ)和Lp-PLA2(Ⅱ)][2-4]。其中血漿Lp-PLA2大部分(80%～85%)與LDL結合，小部分(15%～20%)與HDL結合，并在血液中循環，膽固醇濃度與其活性強烈相關[2]。

2 在動脈粥樣硬化中Lp-PLA2主要起促炎作用

西蘇格蘭冠心病預防研究(WOSCOPS)首次證明了Lp-PLA2與動脈粥樣硬化血管疾病有關[5]。穩定型冠心病病人心血管事件與Lp-PLA2質量或活性獨立相關[6]。血漿Lp-PLA2與促動脈粥樣硬化LDL和抗動脈粥樣硬化HDL結合，因此，Lp-PLA2對動脈粥樣硬化過程的雙重作用取決于與脂蛋白的結合。Lp-PLA2大部分與LDL相關，LDL-Lp-PLA2活性幾乎完全由Lp-PLA2活性所致[7]。Lp-PLA2在易被氧化的去唾液酸低密度脂蛋白(dsLDL)中優先分布，可增強巨噬細胞對清道夫受體B族Ⅰ型(SR-BⅠ)的親和力，加速泡沫細胞形成，促進動脈粥樣硬化斑塊形成并且介導巨噬細胞凋亡[8-10]。所以，抑制Lp-PLA2可能為未來抗動脈粥樣硬化研究提供新思路。然而Lp-PLA2抑制劑Darapladib可降低Lp-PLA2活性，但對心血管事件的作用研究結果并不一致[11-13]，Lp-PLA2抑制劑是否可以抗動脈粥樣硬化并保護心血管有待進一步研究。

3 Lp-PLA2與HDL的關系

據文獻報道，HDL-Lp-PLA2通過使LDL的氧化磷脂失活而產生抗動脈硬化效應[14]，而HDL-Lp-PLA2

抗動脈粥樣硬化作用研究較少，具體機制不明確。Lp-PLA2、HDL關系的強度很大程度上取決于相關的脂質結構[15]。因此，了解Lp-PLA2、HDL的組成與功能失調、生物學功能變化的關系可能有助于理解動脈粥樣硬化發生發展機制。

3.1 水解氧化磷脂產物誘導HDL炎性改變 冠心病被認為是一種慢性炎癥性疾病，炎癥參與冠心病發病各個階段。Lp-PLA2是一種主要與LDL結合的促炎酶，水解斑塊中LDL顆粒上的氧化磷脂[10]，產生兩種促炎癥介質：溶血磷脂酰膽堿(lysophosphatidylcholine，LPC)和氧化脂肪酸，可促炎并導致細胞毒性，促進動脈粥樣硬化發生，觸發炎癥級聯反應，誘導單核細胞和白細胞趨化[16]。據文獻報道，全身炎癥反應與HDL組成的改變和HDL膽固醇外流能力的顯著損害有關[17]。故Lp-PLA2可促發炎癥誘導HDL結構改變從而發生功能改變。

3.2 氧化HDL的主要載脂蛋白及其相關抗炎因子 炎癥狀態下白細胞活化，髓過氧化物酶(myeloperoxidase，MPO)活性升高是HDL氧化修飾途徑之一。在慢性炎癥，如動脈粥樣硬化時，載脂蛋白A-Ⅰ(ApoA-Ⅰ)對MPO介導的氧化修飾敏感[18]，導致HDL抗動脈硬化能力下降。MPO導致抗炎因子ApoA-Ⅰ和對氧磷酶1(PON1)的氧化損傷和失活可能是功能失調HDL顆粒產生的有效機制[19]，從而導致三磷酸腺苷結合盒轉運體A1(ABCA1)依賴的膽固醇外流功能障礙。與HDL相比，HDL-Lp-PLA2使細胞內膽固醇積累明顯增加，可能HDL-Lp-PLA2與apoA-Ⅰ或載脂蛋白B(ApoB)相互作用改變載脂蛋白組成和顆粒大小所致[20]。推測冠心病病人Lp-PLA2升高引起的脂質和蛋白質結構的特殊改變會導致HDL功能紊亂，甚至導致炎性作用。HDL組成炎性轉變對單核細胞和內皮細胞的膽固醇外流特性、細胞因子生成和黏附分子表達有負面影響。

3.3 Lp-PLA2改變HDL脂質譜 Xu等[21]研究表明，在冠心病病人中Lp-PLA2使小高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)增多，大HDL-C、中等HDL-C減少。許多研究報道了HDL對心血管保護作用可能與HDL組成、大小和形狀不同有關[19]，HDL亞組測定比總HDL-C測量在預測冠心病風險和動脈粥樣硬化進展更有價值。推測Lp-PLA2質量和活性與HDL亞組大小及密度相關，且Lp-PLA2在冠心病病人中導致HDL由大到小的轉變，致HDL成熟障礙[22-23]。HDL促膽固醇流出能力的差異可能是由于Lp-PLA2介導的HDL顆粒的結構差異[24-25]。多個研究表示小而密HDL(dsHDL)水平與膽固醇外流呈正相關[26-27]。dsHDL通過ABCA1接受來自泡沫細胞的膽固醇，具有抗氧化、抗凋亡、抗炎特性，是最有效介質，ABCA1介導膽固醇外流至dsHDL和乏脂ApoA-Ⅰ[28]。

3.4 Lp-PLA2與HDL相關酶的關系 在全身性炎癥或代謝紊亂期間，HDL可以被異常修飾而發生功能失調，抗炎能力顯著下降，伴隨抗炎因子的喪失，包括ApoA-Ⅰ、對氧磷酶(PON)和血小板活化因子乙酰水解酶(PAF-AH)，以及促炎因子如血清淀粉樣蛋白A(SAA)、三酰甘油和氧化脂質的增加[29]。PON1/PAF-AH活性比例較低可能導致血漿脂蛋白的炎癥和氧化應激[30]。研究報道用二甲雙胍治療多囊卵巢綜合征產生對動脈粥樣硬化有益的脂質譜改變，升高了PON1水平，同時降低了致動脈粥樣硬化性Lp-PLA2活性和氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)水平[31]。HDL抗炎能力在2型糖尿病中顯著受損，PON1活性降低和低級慢性炎癥增強[32]。在炎癥情況下，推測Lp-PLA2水平與抗炎因子PON1活性呈反向相關關系，兩者與HDL異常修飾相關，使HDL抗炎能力下降，然而其具體關系尚未明確，需進一步研究。

SAA是一種肝臟產生的急性時相反應蛋白，急性腦梗死病人血清中SAA、Lp-PLA2呈正相關，可能協同參與腦梗死的病理過程[33]。有相關研究報道，SAA通過甲酰化肽樣受體(FPRL1)/絲裂原活化蛋白激酶(MAPKs)/過氧化物酶體增殖物激活受體-γ(PPAR-γ)信號通路顯著上調Lp-PLA2的水平[34]。在糖尿病腎病病人中，SAA富集可以損害HDL的抗炎能力[35]。本研究推測SAA通過上調Lp-PLA2表達損害HDL功能。

3.5 Lp-PLA2與載脂蛋白E(apoE)基因 ApoE基因組與冠狀動脈疾病風險增加相關，載脂蛋白E4(ApoE4)亞型與較高水平的Lp-PLA2相關[36]。ApoE4主要作為極低密度脂蛋白(VLDL)、HDL、乳糜微粒、乳糜微粒殘留物在血液中循環，主要與高膽固醇水平相關，增加了動脈粥樣硬化進展風險[37]。

4 Lp-PLA2改變HDL在RCT中的功能

Lp-PLA2在巨噬細胞中高表達，提示其在脂質外流中的可能作用。在慢性炎癥環境下，HDL顆粒失活產生自由基釋放入血[38]。自由基過度累積HDL發生功能失調，表現為慢高密度脂蛋白(sHDL)水平上升，

顆粒大小反映了HDL功能，sHDL可能是血脂異常和膽固醇穩態調節的病理基礎。HDL的膽固醇逆轉運過程促進外周細胞中去除過量膽固醇，可清除外周膽固醇積聚和防止泡沫細胞形成。豐富的Lp-PLA2有助于ABCA1介導的膽固醇外流[20]。文獻報道，參與HDL生物合成與轉運的ABCA1、卵磷脂膽固醇酰基轉移酶(LCAT)、SR-BⅠ等基因突變可能與Lp-PLA2活性受損相關[39-40]，LCAT類似于Lp-PLA2活性[20]，Lp-PLA2介導的HDL亞組分分布的膽固醇酯轉運蛋白(CETP)基因型差異可能與HDL重構受損有關[41]。以上表明Lp-PLA2與膽固醇逆轉運過程中的轉運蛋白相關，未來的研究應著重于Lp-PLA2與HDL顆粒結構的關系，并闡明HDL顆粒重構相關的機制。

5 小 結

Lp-PLA2作為脂蛋白復合物在血液中循環，流行病學觀察到其與心血管事件的相關性，因其與LDL及HDL結合而產生動脈粥樣硬化的雙重作用，LDL-Lp-PLA2是冠心病的獨立危險因素，而HDL-Lp-PLA2在冠心病中的作用不能簡單歸為抗動脈粥樣硬化作用。Lp-PLA2與HDL結合產生了促動脈粥樣硬化作用，Lp-PLA2可能通過炎癥反應及氧化應激損傷HDL產生病理性HDL，也可能通過調節HDL粒徑使之減小，改變了HDL亞組結構與功能，形成失功能HDL，增加膽固醇外流能力，從而影響膽固醇逆轉運效率。Lp-PLA2有較強的理論基礎及應用前景，冠心病病人中Lp-PLA2是否與HDL亞型、功能相關從而影響膽固醇轉運，Lp-PLA2能否作為HDL功能調控作用位點，是否可以作為動脈粥樣硬化的治療靶點尚未明確，仍需進一步研究。