以脂質代謝和氧化應激為靶點的動脈粥樣硬化治療研究進展

崔柳平，馬迪，陳盈，邢英琦

動脈粥樣硬化性疾病是老年人最常見的死亡原因之一。動脈粥樣硬化通常被認為是一種慢性炎癥性疾病[1]，炎癥發(fā)生發(fā)展與脂質代謝異常和氧化應激反應密切相關，三者是動脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展過程中病理生理變化的共同基礎。目前臨床應用的降脂藥物多以降低膽固醇合成為主，不能阻止膽固醇的攝入和促進膽固醇外排，作用單一。抗氧化藥物治療動脈粥樣硬化并未顯示出積極效果。本文對調(diào)節(jié)脂質代謝和改善氧化應激治療動脈粥樣硬化的基礎研究進行介紹，這些研究可能為治療動脈粥樣硬化提供新的思路和方法。

1 脂質代謝

血脂代謝異常是動脈粥樣硬化的主要危險因素，降脂藥物可有效改善脂質異常，目前可用的降脂藥物主要包括他汀類藥物、膽固醇吸收抑制劑、煙酸和貝特類藥物等。他汀類藥物是目前臨床應用最廣泛的調(diào)脂藥物，具有很好的耐受性，但具有可能引發(fā)肌炎和肌痛等不良反應[2]，并且75歲以上老年人服用他汀類藥物是否受益存在爭議[3-4]。依折麥布是目前唯一可用的膽固醇吸收抑制劑，其在心血管疾病一級和二級預防中的臨床益處尚未確定[5]。煙酸單獨使用或者與他汀類藥物聯(lián)合使用能否降低心腦血管事件仍存在爭議[6-7]。貝特類藥物主要用于改善血清甘油三酯水平異常[5]。所以，學者們也在進行具有潛力的調(diào)節(jié)脂代謝的基礎研究。

1.1 前蛋白轉化酶枯草溶菌素9型抑制劑 對于服用最大耐受劑量的他汀類藥物仍不能達到目標LDL-C水平的患者，前蛋白轉化酶枯草溶菌素9型（proprotein convertase subtilisin/kexin type 9，PCSK9）抑制劑的發(fā)現(xiàn)為這些患者提供了新的選擇。PCSK9是一種由肝細胞分泌的低密度脂蛋白受體（low density lipoprotein receptor，LDLR）調(diào)節(jié)蛋白，通過與LDLR的表皮生長因子樣重復序列A結構域結合形成PCSK9-LDLR復合物，然后在溶酶體中降解，導致肝細胞表面LDLRs的減少，使得循環(huán)中LDL-C水平降低。目前使用的兩種靶向PCSK9的單克隆抗體阿利庫單抗和依伏庫單抗，由于其價格昂貴且需要皮下給藥，限制了它們的使用[8]。處于開發(fā)階段的PCSK9抑制劑包括小干擾RNA、疫苗、反義寡核苷酸和小分子抑制劑。其中，價格低廉、可口服使用的小分子抑制劑成為最有希望的治療方法。

Gustafsen等[9]以細胞實驗證明肝細胞表面的硫酸乙酰肝素糖蛋白對于介導PCSK9的捕獲及其與LDLR結合是必需的。經(jīng)小鼠尾靜脈注射肝素模擬物對肝臟LDLR具有明顯的保護作用，但是現(xiàn)有的小分子肝素模擬物對PCSK9的特異性較差。Petersen等[10]用倉鼠卵巢細胞進行高通量篩選分析，篩選產(chǎn)生PCSK9小分子抑制劑（R）-N-（異喹啉-1-基）-3-（4-甲氧基苯基）-N-（哌啶-3-基）丙酰胺（R-IMPP），R-IMPP可能通過與人類80S核糖體結合阻止PCSK9蛋白翻譯，從而減少PCSK9的產(chǎn)生。隨后，Londregan等[11]報道了可口服的PCSK9活性小分子抑制劑，并在動物實驗中證實該抑制劑具有安全性。PCSK9小分子抑制劑治療動脈粥樣硬化疾病是非常有希望的，盡管尋找具有藥物性質的小分子抑制劑仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。但是，存在可用于調(diào)節(jié)PCSK9生物學活性的小分子和模擬肽這一事實表明，小分子PCSK9抑制劑可能成為降脂調(diào)脂的方法。

1.2 納米顆粒miR-chNPs（miR206-chNPs和miR223-chNPs） 微小RNA（miRNA）已經(jīng)成為心血管疾病有潛力的治療方法。miRNA可通過降解或抑制靶mRNA翻譯來調(diào)節(jié)轉錄后基因表達。已發(fā)現(xiàn)許多miRNA可以調(diào)節(jié)動脈粥樣硬化的不同階段[12-15]，其中miR-206和miR-223被證明可正向調(diào)節(jié)ATP結合盒A1表達和促進膽固醇外排。

Vickers等[16]通過細胞實驗證明miR-223可下調(diào)肝細胞中清除劑受體B類I表達，降低對HDL-C的攝取（與對照組相比，給予miR-223的實驗組HDL-C降低約60%，P=0.0017），促進肝細胞中ATP結合盒A1表達和膽固醇外排。此外抑制miR-223可增加肝細胞中β-羥基-β-甲基戊二酸單酰輔酶A的mRNA水平。動物實驗表明，與對照組相比，miR-223-/-小鼠的清除劑受體B類I蛋白水平顯著降低（降低約16%，P=0.01），血漿膽固醇水平顯著增加。上述研究提示，miR-223可直接或間接調(diào)控細胞內(nèi)和全身膽固醇水平攝取、合成和排出。但是，需要進一步的研究來確定miR-223缺乏是否使小鼠更易患動脈粥樣硬化。在巨噬細胞中，肝X受體（liver X receptor，LXR）信號調(diào)節(jié)膽固醇代謝是動脈粥樣硬化的途徑之一[17]。Vinod等[17]的研究表明，miR-206過表達可上LXRα，增強巨噬細胞膽固醇外排。從miR-206-/-小鼠和對照組小鼠獲得腹膜巨噬細胞和骨髓巨噬細胞進行基因表達分析，與對照組腹膜巨噬細胞相比，miR-206-/-小鼠腹膜巨噬細胞中LXRα靶基因ATP結合盒A1和G1、載脂蛋白E和固醇調(diào)節(jié)元件結合蛋白1c的表達降低40%～80%（P＜0.05），在骨髓巨噬細胞中也得到了類似結果。Zhong等[18]同樣報道，miR-206可抑制LXRα誘導的肝細胞脂質積累。

基于miRNA治療方法的主要挑戰(zhàn)是實現(xiàn)組織特異性，有效且安全地遞送miRNA。Nguyen等開發(fā)了一種納米顆粒miR-chNPs，已證實其可被細胞攝取和細胞內(nèi)遞送。用miR206-chNPs或miR223-chNPs處理的巨噬細胞ATP結合盒A1表達增加。在動物實驗中，與對照組相比，用miR206-chNPs或miR223-chNPs預處理的實驗組，小鼠血漿3H-膽固醇水平顯著增加（在24 h和48 h內(nèi)，miR223-chNPs分別升高27%和31%；miR206-chNPs分別升高35%和46%）[19]。

2 氧化應激

2.1 硒納米顆粒 氧化應激促進動脈粥樣硬化發(fā)生，心血管危險因素如高膽固醇血癥、高血壓、糖尿病和吸煙，都會增加活性氧（reactive oxygen species，ROS）產(chǎn)生[20]。目前，各種類型的抗氧化劑，例如維生素E和C，普羅布考及其衍生物和NADPH氧化酶的研究雖然比較多，但其在臨床應用中并未顯示積極作用[21-22]。越來越多的證據(jù)表明，基于納米粒子的靶向策略對于動脈粥樣硬化是有前途且有效的治療方法，納米顆粒可以通過受損的血管內(nèi)皮或外膜功能失調(diào)的新生血管直接進入動脈粥樣硬化斑塊[23-25]。

硒元素（Se）通過抗氧化劑硒酶或硒蛋白如谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GPx）、硫氧還原蛋白還原酶（TrxR）、硒蛋白P（SelP）等維持體內(nèi)的氧化還原穩(wěn)態(tài)。硒納米顆粒（selenium nanoparticle，SeNPs）是硒的獨特形式。據(jù)Guo等[26]報道，利用人臍靜脈內(nèi)皮細胞進行細胞實驗，預先用SeNPs處理的實驗組超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）（P＜0.05）和GPx（P＜0.001）的活性均高于對照組。在動物實驗中，與對照組相比，SeNPs組小鼠的血清丙二醛（MDA，氧化應激的重要標志）水平明顯降低，SOD（P＜0.01）和GPx（P＜0.001）活性增加，在肝臟中結果類似。此外，SeNP組抗氧化硒酶（TrxR1，TrxR2和SelR）或抗氧化硒蛋白（SelP，SelS和Sep15）的表達上調(diào)。體外實驗表明，與對照組相比，用SeNPs處理的細胞中Se的轉運和攝取均較高[27]。硒攝入的安全窗口很小，SeNPs可作為其他形式如硒鹽，氨基酸或富硒酵母的替代[28]。不過，納米療法的開發(fā)通常需要制備具有復雜化學結構的聚合物，其結構定制、合成以及質量控制方面仍存在挑戰(zhàn)，需要更深入的研究。

2.2 硫氧還原蛋白1模擬肽 硫氧還原蛋白（thioxoreductins，Trx）系統(tǒng)（Trx還原酶、Trx抑制劑、Trx相互作用蛋白、Trx、截短的Trx-80和NADPH）不僅調(diào)節(jié)細胞氧化還原狀態(tài)，對神經(jīng)保護、炎癥調(diào)節(jié)、抗凋亡、免疫功能也至關重要。Trx、Trx還原酶、Trx相互作用蛋白等已作為心血管疾病、卒中、炎癥性疾病和腫瘤等疾病的新興治療方法[29]。

Trx-1通過其抗氧化和蛋白質信號轉導來發(fā)揮功能。Canesi等[30]研發(fā)了具有良好穩(wěn)定性的Trx-1模擬肽CB3。利用小鼠巨噬細胞實驗證明CB3無細胞毒性，并能抑制細胞內(nèi)ROS產(chǎn)生（最大抑制率可達68%，P＜0.001）。動物實驗表明，與對照組小鼠相比，CB3處理的實驗組的血漿抗oxLDL抗體濃度降低了約36%（P＜0.01）。體內(nèi)產(chǎn)生的Trx-1分解產(chǎn)物Trx-8具有促炎作用，而Trx-1模擬肽的使用，可以避免Trx-8的產(chǎn)生[31]。

2.3 組蛋白脫乙酰酶抑制劑 與不可修飾的遺傳變異不同，表觀遺傳的可塑性為重新編程基因表達提供了方法。染色質中組蛋白的轉錄后修飾失調(diào)被認為與包括心血管事件在內(nèi)的許多疾病的病理有關[32]。動物實驗結果表明，組蛋白脫乙酰酶（histone deacetylase，HDAC）是治療許多心臟代謝疾病的有希望的新靶點[33-35]，在各種實驗模型中使用HDAC抑制劑的基本原理是基于HDAC表達上調(diào)會促進表觀遺傳不穩(wěn)定性和基因表達改變。

Manea等[36]發(fā)現(xiàn)，HDAC在人動脈粥樣硬化性頸動脈和高膽固醇血癥小鼠的主動脈中表達上調(diào)。與對照組小鼠相比，實驗組中小鼠主動脈氮氧化合物（oxynitride，Nox）表達升高（Nox1：約4.6倍，Nox2：約2.5倍，Nox4：約2.7倍），而SAHA（HDAC抑制劑）治療可下調(diào)NADPH刺激的ROS生成、Nox1和Nox4亞型的蛋白表達水平，但對Nox2無顯著影響。HDAC抑制劑會降低小鼠主動脈中Nox亞型表達和ROS產(chǎn)生，延緩動脈粥樣硬化病變形成。

與動脈粥樣硬化形成有關的基因表達改變通常是由與特定轉錄因子有協(xié)同作用的表觀遺傳機制失調(diào)所驅動的[37]。因此，基于對患者疾病的表觀遺傳學認識的動脈粥樣硬化治療可能成為降低心腦血管不良事件的重要治療策略。

3 展望

動脈粥樣硬化發(fā)病機制的復雜性決定了其治療的難度，針對其機制的研究有助于發(fā)現(xiàn)潛在的新臨床治療方法，脂質代謝失調(diào)和氧化應激都可以促進炎癥反應，加速動脈粥樣硬化的發(fā)展，本文所介紹的調(diào)節(jié)脂質代謝的治療靶點能調(diào)節(jié)膽固醇的攝取、合成和排除，作用廣泛；調(diào)節(jié)氧化應激的靶點對動脈粥樣硬化有更好的針對性。大部分的治療靶點已在動物模型上得到驗證，基于這些新靶點而開發(fā)的藥物可能在不久的將來會應用于臨床實踐。

【點睛】目前基礎研究中針對動脈粥樣硬化病理過程中氧化應激和調(diào)節(jié)脂質代謝為靶點的治療方法取得了一定進展，是未來具有潛力的治療動脈粥樣硬化疾病的新興方法。