載脂蛋白A 功能研究進展

李娜，王林霞，武冬民，王耀勇

作者單位：1.032200山西省汾陽市，山西醫科大學汾陽學院 2.032200山西省汾陽市，山西省汾陽醫院呼吸與危重癥醫學科

人體內有20種載脂蛋白（apolipoprotein，Apo）［1］，其中ApoA是20世紀60年代從高密度脂蛋白（high-density lipoprotein，HDL）中識別出來的一種Apo，約占Apo的90%，目前共分離出4種ApoA成分，即ApoA-Ⅰ、ApoA-Ⅱ、ApoA-Ⅳ、ApoA-Ⅴ，均具有復雜而重要的功能［2］。ApoA對膽固醇運輸的調節及與動脈粥樣硬化性心血管疾病的關系一直是研究熱點。關于ApoA-Ⅰ的研究最多，其促進促膽固醇逆向轉運（reverse cholesterol transport，RCT）的功能已達成共識［3-4］。多數研究表明，ApoA-Ⅰ具有抗動脈粥樣硬化作用，但最新研究對此存在爭議［5-7］。長期以來ApoA-Ⅱ被認為無功能，但最新研究表明，ApoA-Ⅱ具有維持血漿HDL庫、促動脈粥樣硬化、促胰島素抵抗、促肥胖、促氧化應激、促炎以及參與淀粉樣變性等復雜功能［7］。ApoA-Ⅳ可參與三酰甘油代謝，并具有抗動脈粥樣硬化、抗氧化應激和抗炎等作用［8］。ApoA-Ⅴ是新發現的ApoA家族成員，可能在三酰甘油代謝和代謝綜合征中扮演著重要角色［9］。本文就ApoA功能的最新研究進展綜述如下。

1 ApoA-Ⅰ的功能

ApoA-Ⅰ是最早被發現的Apo，是HDL中結構和功能最重要的蛋白質，約占HDL總含量的70%，其可激活卵磷脂膽固醇?；D移酶（lecithin cholesterol acyltransferase，LCAT）并在促進RCT方面具有關鍵作用［3-4］。多數研究認為，ApoA-Ⅰ具有抗動脈粥樣硬化功能，但存在爭議［5-7］。此外，最新研究表明，ApoA-Ⅰ在抗氧化應激和抗炎［10-11］、抗老化［12］、抗肺纖維化［13］、抗淀粉樣變性［11］、抑制腫瘤生成［11］中也發揮了一定作用。

1.1 脂質代謝

1.1.1 促進RCT

RCT指HDL從外周組織中的巨噬細胞接受過量的膽固醇，并將其攜帶至肝臟進行清除，從而產生抗動脈粥樣硬化的作用［14］。RCT被認為與心血管疾病風險呈負相關［15］。ApoA-Ⅰ通過與ATP結合盒轉運蛋白A1（ATP binding cassette A1，ABCA1）結合導致膽固醇從外周細胞（包括巨噬細胞）流出，轉運至肝臟并分解代謝。ABCA1是一種在巨噬細胞和肝細胞中發現的膜轉運蛋白。膽固醇和磷脂向ApoA-Ⅰ的流出會產生新生的盤狀HDL顆粒，這些顆粒在血漿中被LCAT酯化，盤狀HDL顆粒中積累的膽固醇酯化可形成膽固醇酯并最終被肝臟吸收，而未酯化的膽固醇從HDL表面去除［11］。目前，ApoA-Ⅰ促進RCT的功能已達成共識［16］。

1.1.2 抗動脈粥樣硬化

動脈粥樣硬化是一種危害人體健康的慢性心血管疾病，其主要病變是動脈部分脂質沉積，伴有平滑肌細胞和纖維基質增殖，逐漸發展為動脈粥樣硬化斑塊形成［17］。ApoA-Ⅰ可將膽固醇從動脈壁轉運到肝臟并進行分解代謝。研究顯示，ApoA-Ⅰ可以通過清除體內多余的膽固醇而產生抗動脈粥樣硬化作用，血清ApoA-Ⅰ水平降低會增加冠狀動脈疾病發生風險［5，18］。ApoA1基因突變攜帶者外周血管中的膽固醇流出減少，動脈粥樣硬化發生風險增加［19］。研究顯示，在動脈粥樣硬化小鼠模型中，ApoA-Ⅰ過表達會延緩動脈粥樣硬化進展［20］。但有研究顯示，15月齡ApoA1基因敲除小鼠并未觀察到動脈粥樣硬化病變［6］，ApoA1基因缺損家族中也有類似發現［7］。ApoA-Ⅰ與動脈粥樣硬化之間的確切關系尚需要進一步研究。

1.1.3 抗血栓

血栓形成是多種因素相互作用的結果，包括血管內皮損傷、血小板活化和聚集、血流動力學障礙以及凝血或抗凝因子的定性和定量變化［21］。ApoA-Ⅰ可抑制氧化低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）引起的內皮細胞凋亡，還可通過與B族Ⅰ型清道夫受體結合而促進一氧化氮合酶合成，使一氧化氮生成增加，進而發揮抗血栓作用［22］。一項測定急性心肌梗死患者和健康人群中血漿氧化修飾HDL和甘氨酸化ApoA-Ⅰ水平的研究發現，急性心肌梗死患者中甘氨酸化ApoA-Ⅰ失去了動脈粥樣硬化保護作用，并可能促進血栓形成［23］。動物實驗同樣也表明，ApoA-Ⅰ具有抗血栓作用［24］。ApoA-Ⅰ的抗血栓作用已在人體及動物試驗中被證實，但其具體機制有待進一步研究。

1.2 抗氧化應激和抗炎

1.2.1 抗氧化應激

氧化應激是一種早期動脈粥樣硬化和心血管疾病的危險因素，可介導動脈內膜中具有促炎、促動脈粥樣硬化作用的氧化LDL的形成［25］。HDL3可有效保護體內LDL免受動脈內膜自由基的氧化損傷，從而抑制促炎性氧化脂質的生成，其中ApoA-Ⅰ起關鍵作用［25］。動物實驗顯示，ApoA-Ⅰ可抑制LDL誘導的脂質氫過氧化物（lipid hydroperoxide，LOOH）的形成和單核細胞趨化因子的釋放［26］。研究顯示，輸注ApoA-Ⅰ和磷脂后，LDL誘導LOOH形成的能力也有所降低［26］。ApoA-Ⅰ通過直接減少LOOH，將LDL相關LOOH還原為非活性LOOH，從而終止脂質過氧化的鏈式反應，這可能是其抗氧化應激的主要機制［27］。

1.2.2 抗炎

巨噬細胞可以分泌促炎遞質（如趨化因子、細胞因子、活性氧和氮物種）和基質降解蛋白酶，導致細胞死亡（如壞死），巨噬細胞是參與炎癥反應的關鍵因素［28］。趨化因子是炎癥反應過程的關鍵遞質，而ApoA-Ⅰ可以抑制如內皮細胞、平滑肌細胞和單核細胞等多種細胞分泌趨化因子，誘導前列腺素E2和白介素10等抗炎遞質的合成［29］。一項動物實驗顯示，ApoA-Ⅰ可降低CC類趨化因子受體2（CC-chemokine receptor 2，CCR2）和CX3C趨化因子受體1（CX3C chemokine receptor 1，CX3CR1）等趨化因子的表達［30］。ApoA-Ⅰ還可通過抑制樹突細胞、T淋巴細胞和自然殺傷細胞的激活而減少炎癥因子（如白介素12p70、γ-干擾素）的產生［31］。

1.3 抗老化

老化在細胞水平上是一個復雜的過程，包括細胞周期停滯、形態重塑、染色質沉默以及代謝變化［32］。有研究者在動脈粥樣硬化病變中觀察到了細胞老化樣變化［33］，而年齡增長為動脈粥樣硬化的獨立危險因素［34］。ApoA-Ⅰ不僅可通過其抗動脈粥樣硬化作用，還可能通過直接干擾衰老信號或存活因子而實現抗老化作用。研究發現，果糖介導的ApoA-Ⅰ糖基化由于缺乏抗氧化活性，表現出嚴重的結構修飾和抗老化等功能喪失，進而加速細胞老化［12］。目前ApoA-Ⅰ的抗老化機制多基于細胞培養和動物模型［35］，尚缺乏人體研究證據。

1.4 抗肺纖維化

ApoA-Ⅰ可抑制肺泡巨噬細胞和中性粒細胞的積聚和遷移［36］。轉化生長因子β1（transforming growth factor β1，TGF-β1）可誘導肺組織間充質細胞的增殖和細胞外膠原的沉積，而炎癥細胞數量或活性的降低可能是矽肺模型小鼠TGF-β1水平降低的原因［36］。蛋白質組學分析研究發現，特發性肺纖維化患者支氣管肺泡灌洗液ApoA-Ⅰ水平降低，且ApoA-Ⅰ水平與泡沫巨噬細胞的百分比以及肺纖維化評分呈負相關，首次提出了ApoA-Ⅰ水平降低可能是特發性肺纖維化的一個發病機制［13］，這一結論和后來的動物實驗結論一致［37］。上述結論基于動物實驗得出，確切機制仍有待研究。

1.5 抗淀粉樣變性

淀粉樣變性是一組罕見病，以無功能的淀粉樣纖維沉積為特征，可導致進行性器官功能障礙［38］。載脂蛋白A-Ⅱ淀粉樣變性疾?。╝polipoprotein A-Ⅱ deposits as amyloid fibrils，AApoA-Ⅱ）小鼠實驗發現，ApoA1缺失會促進AApoA-Ⅱ的淀粉樣變惡化，尤其在心臟方面［7］。動物實驗發現，APP/PS1DeltaE9與ApoA1-/-雜交小鼠的皮質和海馬血管中沉積的β-淀粉樣蛋白（amyloid β-protein，Aβ）增加［39］。體外實驗證實，ApoA-Ⅰ可以結合Aβ，降低Aβ誘導的細胞毒性，并減弱Aβ在腦血管壁上的沉積［39］。目前關于ApoA-Ⅰ在淀粉樣變性疾病中的研究較少，但現有研究表明，升高ApoA-Ⅰ水平可能是治療淀粉樣變性疾病的潛在手段。

1.6 抑制腫瘤生成

研究表明，ApoA-Ⅰ水平在多種腫瘤的發生和進展過程中有不同程度的變化，提示ApoA-Ⅰ可能在腫瘤中有一定作用［40］。研究顯示，腹腔注射ApoA-Ⅰ模擬肽可降低胰腺原位癌模型小鼠的腫瘤體積和腫瘤重量，組織石蠟切片HE染色顯示，ApoA-Ⅰ模擬肽抑制了腫瘤組織中的血管生成與炎癥細胞浸潤［41］。臨床研究表明，ApoA-Ⅰ水平升高的腎透明細胞癌患者生存率更高［42］。在卵巢癌細胞、結腸腺癌細胞研究中也發現，ApoA-Ⅰ模擬肽可抑制腫瘤細胞增殖、存活和遷移［43-44］。這些研究表明，ApoA-Ⅰ的抑制腫瘤生成作用可能有助于更好地預防和治療腫瘤。

2 ApoA-Ⅱ的功能

ApoA-Ⅱ是HDL中的第二大蛋白質，占HDL總含量的15%～20%；ApoA-Ⅱ大多數存在于HDL中，少量存在于LDL、乳糜微粒中［45］。1990年日本廣島發現了首個ApoA2基因缺損家族，但并未發現其發生動脈粥樣硬化類疾病，故長期以來ApoA-Ⅱ被認為無功能［7］。最新研究結果表明，ApoA-Ⅱ在脂質代謝［46-55］、促氧化應激和促炎癥反應［56-57］、淀粉樣變性［7，38，58］等方面也具有復雜而重要的功能。

2.1 脂質代謝

2.1.1 維持血漿HDL庫

研究顯示，ApoA2基因缺損小鼠HDL-C較正常小鼠減少2/3［46］；人ApoA2轉基因兔總膽固醇水平明顯升高［47］。然而，一項關于ApoA2基因缺損家族的研究顯示，ApoA2基因缺損對HDL-C水平沒有影響［48］。關于ApoA-Ⅱ有維持血漿HDL庫作用的理論來自動物實驗，且ApoA2基因缺損家族罕見，因而人類ApoA-Ⅱ與血漿HDL庫的確切關系目前尚處于理論階段。

2.1.2 促動脈粥樣硬化

1993年發表在Science上的一項研究表明，過表達ApoA-Ⅱ的轉基因小鼠血漿三酰甘油和HDL-C水平升高，對動脈粥樣硬化的易感性增加［49］。與人ApoA1轉基因小鼠相比，人ApoA1/ApoA2雙轉基因小鼠接受動脈粥樣化飲食后動脈粥樣化病變面積增大15倍，提示ApoA-Ⅱ具有促動脈粥樣硬化作用［50］。但該方面研究較少，故尚需要深入探討ApoA-Ⅱ與動脈粥樣硬化的關系。

2.1.3 促胰島素抵抗

近年研究表明，ApoA-Ⅱ也參與了胰島素抵抗以及2型糖尿病的發生發展［51］。一項實驗研究表明，ApoA2基因敲除小鼠胰島素抵抗明顯增強［45］。研究顯示，ApoA2轉基因小鼠與正常小鼠空腹血糖水平接近，但ApoA2轉基因小鼠血漿胰島素水平升高了2倍，同時ApoA2轉基因小鼠的脂肪量增加、血漿瘦素水平升高［52］。ApoA-Ⅱ的促胰島素抵抗作用以及對脂肪穩態的影響可能有助于探究糖尿病的發病機制，并為糖尿病的治療提供新的思路。

2.1.4 促肥胖

研究顯示，ApoA2轉基因小鼠的內臟出現肥胖現象［52］。關于來自美國3 462名個體的臨床研究顯示，飽和脂肪對BMI和肥胖的影響高度依賴于ApoA2-265TC基因型［53］。其他研究也證實，ApoA2-265C等位基因的純合個體與肥胖、內臟脂肪組織和BMI增加有關［54-55］。肥胖是臨床上最常見的疾病之一，ApoA-Ⅱ的促肥胖作用可能會對此類疾病的治療帶來新的希望。

2.2 促氧化應激和促炎癥反應

研究顯示，給予人ApoA2轉基因小鼠動脈粥樣化飲食后其LDL氧化修飾增多［56］。進一步研究表明，ApoA-Ⅱ水平升高使對氧磷酶1和血小板活化因子乙酰水解酶活性降低是轉基因小鼠發生過度氧化應激反應的關鍵機制［56］。另外，ApoA-Ⅱ可通過抑制脂多糖結合蛋白的活性、增強單核細胞對脂多糖的反應而發揮促炎作用［57］。

2.3 淀粉樣變性

AApoA-Ⅱ是一種由ApoA2基因終止密碼子突變引起的常染色體顯性疾病，在我國其發病率為1.6%，其疾病特征是進行性腎臟和心臟淀粉樣沉積［58］。小鼠ApoA2基因共有6種基因型（ApoA2a、ApoA2b、ApoA2c、ApoA2d、ApoA2e、ApoA2f），其中ApoA2a基因型和ApoA2c基因型與除骨骼和腦之外的全身臟器的淀粉樣變性有關［38］。淀粉樣變性隨著細胞老化逐漸加重，且具備個體間傳播的特征，接觸外源性AApoA-Ⅱ淀粉樣變性纖維會加重小鼠的淀粉樣變性［38］。在小鼠中，AApoA-Ⅱ雖與老化關系不明顯，但其與臟器功能受損程度的關系尚需進一步探討。AApoA-Ⅱ小鼠也成了研究淀粉樣變性傳播、發病機制的理想動物模型。

3 ApoA-Ⅳ的功能

ApoA-Ⅳ是一種脂質結合蛋白，主要在小腸合成，其主要參與三酰甘油代謝、抗動脈粥樣硬化、糖代謝，同時在抗氧化應激和抗炎方面也具有重要作用。

3.1 三酰甘油代謝

脂肪吸收ApoA-Ⅳ后，ApoA-Ⅳ被結合到富含三酰甘油的乳糜微粒中，進而分泌到腸系膜淋巴結［59］。動物實驗表明，SREBP-1a（Tg）/ApoA4基因敲除小鼠的ApoA4 mRNA與其肝臟中三酰甘油含量相關，并可影響肝臟極低密度脂蛋白（very low density lipoprotein，VLDL）的分泌，在肝脂肪變性的情況下，ApoA-Ⅳ缺乏可抑制VLDL介導的肝臟三酰甘油流出［60］。細胞實驗發現，ApoA-Ⅳ過表達可導致乳糜微粒中三酰甘油、膽固醇酯和磷脂的大量分泌，且ApoA-Ⅳ是以劑量依賴的方式促進三酰甘油的分泌，導致更大的富含三酰甘油的乳糜微粒形成［61］。ApoA4基因敲除或轉基因小鼠實驗顯示，ApoA-Ⅳ水平變化不會影響膳食脂質吸收，但其功能喪失會影響乳糜微粒的組裝和代謝，導致乳糜微粒的血漿清除速度減慢［62］。上述數據表明，ApoA-Ⅳ可以對肝臟三酰甘油流出產生影響，但ApoA-Ⅳ在體內脂質轉運中的具體作用還需要進一步研究。

3.2 抗動脈粥樣硬化

研究發現，低水平ApoA-Ⅳ與冠心病患病率增高相關［63］。另一項納入181例接受冠狀動脈造影的患者的臨床試驗發現，低水平ApoA-Ⅳ與冠心病嚴重程度相關［64］，動物實驗也得出了類似結論［65］。提示低水平ApoA-Ⅳ與冠心病的發病率和嚴重程度相關，這為治療冠心病提供了新思路。

3.3 糖代謝

ApoA-Ⅳ缺乏小鼠長期食用高脂飲食后糖耐量受損，有發展為糖尿病的趨勢，而使用外源性ApoA-Ⅳ可恢復小鼠對葡萄糖的胰島素分泌反應，并改善葡萄糖耐受性［66］。細胞實驗表明，ApoA-Ⅳ可降低血糖并抑制磷酸烯醇丙酮酸羧激酶和葡萄糖-6-磷酸酶基因的表達，從而減少肝臟葡萄糖的生成［8］。人類ApoA4基因多態性的研究表明，ApoA-Ⅳ水平與空腹血糖呈負相關［8］。鑒于ApoA-Ⅳ對糖尿病具有保護作用，ApoA-Ⅳ可能成為治療糖尿病的新靶點。

3.4 抗氧化應激和抗炎

ApoA-Ⅳ可以抑制LDL的脂蛋白過氧化，研究表明，從大鼠血漿中分離出來的ApoA-Ⅳ對銅離子誘導的LDL的脂質過氧化具有抑制作用［67］。ApoA4基因敲除小鼠在葡聚糖硫酸鈉介導下表現出比野生型小鼠更為嚴重的炎癥反應，而這種炎癥易感性在導入外源性ApoA4基因后得到扭轉［68］。研究顯示，ApoA-Ⅳ在體內和體外以劑量和時間依賴的方式刺激小鼠肝細胞絲氨酸蛋白酶抑制劑分支A3的基因表達，從而在急性炎癥中發揮作用［69］。ApoA-Ⅳ可通過抗氧化應激和抗炎作用減輕動脈粥樣硬化程度［70］，其抗炎特性具有潛在的臨床應用價值，值得進一步研究。

4 ApoA-Ⅴ的功能

ApoA-Ⅴ是2001年被發現的ApoA家族新成員，其由肝臟合成，近年來研究發現，ApoA-Ⅴ與三酰甘油代謝、代謝綜合征密切相關［9］。

4.1 三酰甘油代謝

為明確ApoA-Ⅴ在體內的降脂作用，有研究者對人和小鼠基因組DNA序列進行比較發現，與正常小鼠比較，ApoA5基因敲除小鼠血漿三酰甘油水平升高4倍，人ApoA5基因過表達小鼠血漿三酰甘油水平降低2/3［71］。人類的兩項獨立的研究發現，ApoA5基因多態性與血漿三酰甘油水平呈負相關［72-73］，且不同種族受試者血清三酰甘油水平與ApoA5基因多態性也有關聯，ApoA5-1131T＞C以及c.553G＞T可能是其多態性位點［71，73］。另外，一項關于ApoA5 cDNA的腺病毒載體實驗也表明，腺病毒過表達對血脂水平有調節作用，可使三酰甘油降低70%［74］。盡管ApoA-Ⅴ能有效降低三酰甘油水平，但其作用機制仍不清楚，需要更多的研究來明確。

4.2 代謝綜合征

ApoA5基因多態性與代謝綜合征密切相關。2012年的一項薈萃分析討論了ApoA5基因多態性與代謝綜合征的風險，結果表明，ApoA5-1131T＞C多態性與亞洲人發生代謝綜合征的風險相關，但與白種人無關［75］。隨后2015年的一項探討ApoA5-1131T＞C多態性與代謝綜合征關系的研究表明，ApoA5-1131T＞C TC基因型攜帶者發生代謝綜合征的風險比TT基因型攜帶者高，而CC基因型攜帶者發生代謝綜合征的風險是TT基因型攜帶者的4.5倍［76］。關于漢族人群的研究結果與前2項研究結果基本相符［77］。關于ApoA-Ⅴ的動物實驗未見報道。因ApoA-Ⅴ是Apo家族的新成員，研究發現其與三酰甘油代謝、代謝綜合征關系密切，但其是否還有其他復雜功能尚有待進一步研究。

5 小結與展望

綜上所述，ApoA在脂質代謝和動脈粥樣硬化中的作用重要且復雜，但在ApoA1、ApoA2基因缺損家族中并未發現其有動脈粥樣硬化病變，提示ApoA-Ⅰ、ApoA-Ⅱ的功能還需進一步探索。此外，ApoA-Ⅰ在氧化應激和炎癥調節、老化、淀粉樣變性、肺纖維化、腫瘤等方面的作用逐漸被發現；ApoA-Ⅱ雖長期被認為無功能，但隨著研究的深入，越來越多的功能將逐漸被發現；ApoA-Ⅳ和ApoA-Ⅴ在脂質代謝、糖代謝、動脈粥樣硬化中有一定功能，而其他潛在功能仍有待探討。

作者貢獻：李娜進行文章的撰寫與修訂；王林霞、武冬民進行文獻/資料收集、整理；王耀勇負責文章的構思與設計、質量控制及審校，并對文章整體負責、監督管理。

本文無利益沖突。