劉相波，常榮

(1青海大學(xué)研究生院，西寧810000；2青海省人民醫(yī)院)

我國心血管病病死率高于腫瘤及其他疾病，且近年來發(fā)病率持續(xù)上升。動(dòng)脈粥樣硬化(AS)作為心腦血管病的病理基礎(chǔ)一直是研究熱點(diǎn)，其機(jī)制尚未完全明確，主要相關(guān)學(xué)說包括炎癥免疫學(xué)說、氧化應(yīng)激學(xué)說、表觀遺傳學(xué)學(xué)說、脂質(zhì)滲入學(xué)說、巨噬細(xì)胞受體缺失學(xué)說、致平滑肌突變學(xué)說、損傷應(yīng)答學(xué)說等。現(xiàn)已證實(shí)AS的形成涉及多個(gè)病理生理過程，其主要形成過程包括內(nèi)皮損傷老化引起內(nèi)皮功能降低，內(nèi)皮源性血管活性物質(zhì)生成減少，內(nèi)皮通透性增加，大量單核細(xì)胞及低密度脂蛋白(LDL)在黏附分子作用下蓄積于受損內(nèi)皮，單核細(xì)胞在巨噬細(xì)胞集落刺激因子(M-CSF)的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)榫奘杉?xì)胞，并通過表面的清道夫受體A(SRA)、CD36和凝集素樣氧化低密度脂蛋白受體1(Lox-1)攝取氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)而變成泡沫細(xì)胞，泡沫細(xì)胞聚集形早期AS斑塊[1]，進(jìn)一步導(dǎo)致血管狹窄或堵塞，斑塊破裂可形成血栓，引起各種心腦血管缺血性疾病。新近研究[2, 3]結(jié)果強(qiáng)調(diào)了內(nèi)皮損傷、脂質(zhì)浸潤(rùn)、炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、血管平滑肌激活及糖脂代謝異常在AS的發(fā)生發(fā)展過程中的重要作用。沉默信息調(diào)節(jié)因子2相關(guān)酶(sirt)是一類依賴NAD+的第三類組蛋白去乙酰化酶，sirt1作為sirt家族中最具特色的一員，基因定位于染色體10q22.1，包括8個(gè)內(nèi)含子和9個(gè)外顯子，全長(zhǎng) 33 kb，是一種重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，通過組蛋白與非組蛋白去乙?；饔谜{(diào)節(jié)相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄，這些受調(diào)節(jié)的基因或基因產(chǎn)物參與到AS形成的各個(gè)階段[4]，發(fā)揮抗AS作用?，F(xiàn)就sirt1的抗AS作用機(jī)制研究進(jìn)展綜述如下。

1 改善血管內(nèi)皮功能

1.1 促進(jìn)血管內(nèi)皮源性血管舒張因子(NO)生成 NO能調(diào)節(jié)血管張力、阻止血小板黏附聚集、抑制平滑肌細(xì)胞增殖及減少炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)和脂質(zhì)攝取，起到保護(hù)內(nèi)皮和抗AS的作用。內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)是血管內(nèi)皮細(xì)胞生理狀態(tài)下合成NO的關(guān)鍵酶，其活性降低直接影響NO生成。sirt1和eNOS都在內(nèi)皮細(xì)胞中大量表達(dá)，通過控制熱量的攝入，即熱量限制(calorie restriction,CR)可增加內(nèi)皮中sirt1的表達(dá)水平，sirt1通過對(duì)eNOS鈣調(diào)節(jié)結(jié)合蛋白功能區(qū)的496、506位賴氨酸殘基去乙?；せ頴NOS，增加內(nèi)皮NO表達(dá)水平；NO還正向調(diào)節(jié)sirt1的活性，形成良性的正反饋調(diào)節(jié)作用[4]。此外，sirt1可通過去乙?；饔眉せ盍柞ヵ＜〈?3激酶-蛋白激酶B-eNOS(PI3-Akt-eNOS)信號(hào)通路，上調(diào)磷酸化eNOS蛋白水平，促進(jìn)NO產(chǎn)生，起到內(nèi)皮保護(hù)作用[5]。Donato等[6]在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，抑制sirt1的表達(dá)會(huì)直接降低eNOS的磷酸化水平，與年齡相關(guān)的血管內(nèi)皮功能下降有關(guān)。最近研究[7]還發(fā)現(xiàn)攜帶不同sirt1基因多態(tài)性的人群中，eNOS表達(dá)水平也有差異。

1.2 減輕內(nèi)皮損傷延緩內(nèi)皮衰老 各種炎癥因子、ox-LDL、過氧化物可直接造成內(nèi)皮損傷加快內(nèi)皮老化，使內(nèi)皮功能減退，是AS發(fā)生的始動(dòng)因素。核因子κB(NF-κB)是調(diào)節(jié)炎癥通路的重要轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子。sirt1可抑制NF-κB活性，阻斷腫瘤壞死因子α(TNF-α)介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，減少炎癥因子釋放[8]。此外，sirt1還可通過抗氧化應(yīng)激作用減少各種氧化物及氧自由基的產(chǎn)生抑制ox-LDL生成，減少這些物質(zhì)對(duì)內(nèi)皮的毒性損傷作用。一項(xiàng)體外研究[9]發(fā)現(xiàn)，sirt1能抑制高糖誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞衰老，還能下調(diào)NADPH氧化酶P47亞基的蛋白水平，從而減少ROS的產(chǎn)生，延緩內(nèi)皮細(xì)胞衰老，并通過下調(diào)纖溶酶原激活物抑制蛋白PAI-1抑制年齡相關(guān)的血管老化。

2 抑制NF-κB轉(zhuǎn)錄活性，發(fā)揮抗炎作用并減少泡沫細(xì)胞生成

NF-κB是一種轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，能與增強(qiáng)子或基因特異位點(diǎn)結(jié)合調(diào)控多種基因轉(zhuǎn)錄，這些基因表達(dá)產(chǎn)物參與炎癥反應(yīng)、免疫應(yīng)答、泡沫細(xì)胞形成等過程，與AS的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。靜息狀態(tài)下NF-κB與其阻遏蛋白κB(IκB)結(jié)合，以無活性的狀態(tài)存在于胞質(zhì)內(nèi)。當(dāng)細(xì)胞受到炎癥因子、氧化劑、脂多糖等物質(zhì)刺激下，IκB激酶(Iκκ)被激活，使IκB磷酸化，在泛素及蛋白酶體作用下被分解，NF-κB蛋白活化并遷入細(xì)胞核，與靶基因上的κB位點(diǎn)特異性結(jié)合，啟動(dòng)靶基因表達(dá)，生成大量細(xì)胞因子和凝集素樣oxLDL受體1(Lox-1)，參與炎癥反應(yīng)和泡沫細(xì)胞形成[10]。

2.1 減輕炎癥反應(yīng) 炎癥反應(yīng)貫穿AS形成的整個(gè)過程。在早期階段促炎細(xì)胞因子誘導(dǎo)大量黏附分子及趨化因子表達(dá)，招募更多單核細(xì)胞，通過刺激受體表達(dá)和增強(qiáng)細(xì)胞介導(dǎo)的氧化，加速巨噬細(xì)胞向泡沫細(xì)胞轉(zhuǎn)化、形成脂質(zhì)斑塊；在晚期階段炎癥因子通過促使平滑肌細(xì)胞凋亡，基質(zhì)降解，使脂質(zhì)斑塊纖維帽變薄，斑塊不穩(wěn)定性增加，并脫落形成血栓。NF-κB被認(rèn)為是調(diào)節(jié)炎癥的重要轉(zhuǎn)錄因子。NF-κB激活后，將導(dǎo)致炎癥相關(guān)基因大量表達(dá)，如細(xì)胞間黏附分子1(ICAM-1)、血管細(xì)胞黏附分子1(VCAM-1)、單核細(xì)胞趨化蛋白1(MCP-1)、環(huán)氧化酶2(COX-2)、TNF-α、IL-6等。sirt1對(duì)炎癥具有負(fù)向調(diào)節(jié)作用。在NF-κB(RELA/P65)上眾多的賴氨酸殘基中，K310作為sirt1的底物，其乙?；商岣呦嚓P(guān)炎癥基因的轉(zhuǎn)錄活性。sirt1可通過對(duì)賴氨酸殘基K310的去乙酰化作用降低炎癥相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄活性。sirt1水平下降會(huì)增強(qiáng)NF-κB的乙酰化作用，增加內(nèi)皮細(xì)胞、單核-巨噬細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、骨髓細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞的炎癥反應(yīng)；采用sirt1受體激動(dòng)劑或上調(diào)sirt1表達(dá)則可通過對(duì)NF-κB的去乙?；饔脺p少各種炎癥物質(zhì)的產(chǎn)生，減輕炎癥反應(yīng)[8]。

2.2 減少巨噬源性泡沫細(xì)胞生成 單核細(xì)胞在趨化因子的作用下遷移至受損內(nèi)皮，在M-CSF的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)榫奘杉?xì)胞，后者通過其表面清道夫受體攝取ox-LDL變成泡沫細(xì)胞，聚集形早期AS斑塊，并產(chǎn)生大量炎癥因子。泡沫細(xì)胞形成是AS的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前認(rèn)為巨噬細(xì)胞攝取ox-LDL的受體包括清道夫受體A、CD36、Lox-1。Lox-1啟動(dòng)子中包含NF-κB特異結(jié)合位點(diǎn)，NF-κB活性增高促進(jìn)Lox-1大量表達(dá)，增加ox-LDL攝入，促進(jìn)泡沫細(xì)胞生成[11]。sirt1可通過去乙酰化作用，從轉(zhuǎn)錄水平抑制Lox-1的表達(dá)，減少泡沫細(xì)胞形成[12]。sirt1不影響清道夫受體B類1(SR-B1)的表達(dá)， SR-B1是介導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞高密度脂蛋白(HDL)吸收的受體，能增加內(nèi)皮中HDL含量，HDL將內(nèi)皮中的膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟代謝排出，抑制泡沫細(xì)胞的生成[13]。此外，sirt1還可通過去乙?；饔眉せ罡蝀受體(LXRs)；LXRs作為轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，可與啟動(dòng)子結(jié)合促進(jìn)靶基因C-C趨化因子受體7(CCR7)表達(dá)；CCR7由泡沫細(xì)胞生成，可促使泡沫細(xì)胞從粥樣斑塊中轉(zhuǎn)移出去，抑制斑塊的進(jìn)一步形成，發(fā)揮抗AS作用[14]。

3 促進(jìn)膽固醇逆轉(zhuǎn)運(yùn)、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝

血脂異常是AS的高危因素，尤其是LDL已被證實(shí)與AS的發(fā)生有密切聯(lián)系。ox-LDL不僅能直接損傷內(nèi)皮導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙，還能吸引單核細(xì)胞遷移進(jìn)入受損內(nèi)皮，促進(jìn)平滑肌增殖形成泡沫細(xì)胞，與AS形成關(guān)系密切。

膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(yùn)是將膽固醇從肝外組織轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟進(jìn)一步代謝、轉(zhuǎn)化生成膽汁酸的過程。膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(yùn)受阻可導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)膽固醇積聚，促進(jìn)泡沫細(xì)胞形成。LXRs作為一種氧化固醇激活的核受體，包括LXRα和LXRβ兩種類型，其激活后具有轉(zhuǎn)錄因子活性，通過調(diào)控相關(guān)靶基因的轉(zhuǎn)錄參與膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)、代謝，調(diào)節(jié)脂質(zhì)平衡[14]。sirt1可作用于LXRα上的K432和LXRβ上的K433位點(diǎn)激活LXRs，進(jìn)一步促進(jìn)ATP結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(ABC)超家族成員的表達(dá)。ABCA1和ABCG1作為ABC超家族成員，主要負(fù)責(zé)將肝細(xì)胞以外的細(xì)胞內(nèi)膽固醇及磷脂轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞外，減少膽固醇在內(nèi)皮細(xì)胞沉積，是膽固醇逆轉(zhuǎn)運(yùn)過程的關(guān)鍵一步[15]。sirt1通過乙?；饔眉せ頛XRs，促進(jìn)膽固醇逆轉(zhuǎn)運(yùn)過程，有利于膽固醇的代謝、轉(zhuǎn)運(yùn)和清除，減少膽固醇在內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)沉積，抑制泡沫細(xì)胞形成，起到抗AS作用。此外，激活的LXRs也可誘導(dǎo)膽固醇酯轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白如磷酯轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(PLTP)和膽固醇酯轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(cETP)表達(dá)，介導(dǎo)肝臟膽固醇酯的清除，降低膽固醇水平。也有研究[13]發(fā)現(xiàn)，一些參與脂肪合成的關(guān)鍵酶(如脂肪酸合酶、乙酰CoA羧化酶)的基因啟動(dòng)子部分有LXRs結(jié)合位點(diǎn)，激活的LXRs可與相關(guān)基因啟動(dòng)子結(jié)合，促進(jìn)相關(guān)酶的生成，加快脂質(zhì)的合成轉(zhuǎn)運(yùn)，調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝。

4 減輕胰島素抵抗并促進(jìn)胰島素分泌

糖尿病是AS的高危因素，糖尿病患者多伴有胰島素抵抗或胰島素分泌不足引起血糖升高，長(zhǎng)期高血糖可加速巨噬細(xì)胞凋亡，增加斑塊形成；還可通過激活CX3CL1/CX3CL1軸誘導(dǎo)平滑肌細(xì)胞凋亡，增加斑塊的不穩(wěn)定性[16]。除此之外，長(zhǎng)期高血糖增加糖基化終產(chǎn)物(AGEs)生成，導(dǎo)致血管內(nèi)皮損傷，并使各種黏附因子、趨化因子過表達(dá)，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞清道夫受體表達(dá)上調(diào)，形成泡沫細(xì)胞，加速AS進(jìn)程。sirt1能減輕胰島素抵抗、促進(jìn)胰島素分泌調(diào)節(jié)糖穩(wěn)態(tài)從而起到抑制AS的作用。

4.1 減輕胰島素抵抗 胰島素抵抗是指胰島素調(diào)節(jié)的靶組織對(duì)胰島素的敏感性下降。胰島素信號(hào)通路受阻是引起胰島素抵抗的重要原因。PKB/Akt、糖原合成激酶3β(GSK3β)、胰島素受體及胰島素受體底物的磷酸化水平在胰島素信號(hào)通路的激活中發(fā)揮關(guān)鍵作用。sirt1的過表達(dá)可通過去乙?；饔么龠M(jìn)PKB/Akt、GSK3β、胰島素受體和胰島素受體底物的轉(zhuǎn)錄并提高磷酸化水平，激活胰島素信號(hào)通路，改善胰島素抵抗[17]。此外胰島素受體磷酸化水平受蛋白酪氨酸激酶1B(PTP-1B)抑制，sirt1通過去乙酰化組蛋白H3，使PTP-1B啟動(dòng)子結(jié)合受阻，轉(zhuǎn)錄活性減小，降低胰島素受體去磷酸化水平，從而改善胰島素抵抗[18]。另有研究[3]發(fā)現(xiàn)，活性氧可直接干擾胰島素信號(hào)通路，而一些炎癥因子如TNF-α不僅能上調(diào)活性氧水平，還能直接降低胰島素受體底物的磷酸化水平，導(dǎo)致胰島素抵抗。sirt1則通過抑制NF-κB轉(zhuǎn)錄活性，減少各種炎癥因子生成，還減少ROS生成，改善胰島素抵抗。

4.2 促進(jìn)胰島素分泌 胰島β細(xì)胞受損伴胰島素抵抗引起的胰島素分泌不足是引起血糖升高、糖代謝紊亂的主要原因。β細(xì)胞分泌功能受到ATP/ADP比值等影響，解耦聯(lián)蛋白2(UCP2)通過線粒體內(nèi)質(zhì)子滲漏機(jī)制減少ATP生成，ATP/ADP比值下降，胰島素分泌減少，引起高血糖。sirt1能與UCP2的啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合，抑制UCP2轉(zhuǎn)錄活性，上調(diào)ATP/ADP比值，促進(jìn)胰島素分泌[19]。此外，sirt1表達(dá)活性增高可激活二甲基精氨酸二甲胺水解酶2/促泌素信號(hào)通路從而促進(jìn)胰島素分泌，并通過上調(diào)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體2、胰十二指腸同源盒1等與β細(xì)胞分泌功能有關(guān)的基因表達(dá)進(jìn)一步促進(jìn)胰島素分泌[20]。

5 抑制活性氧產(chǎn)生，發(fā)揮抗氧化應(yīng)激作用

氧化應(yīng)激是指機(jī)體組織或細(xì)胞內(nèi)氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)失衡，在促氧化酶的作用下產(chǎn)生大量ROS，而抗氧化酶如銅鋅超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)、錳超氧化物歧化酶(Mn-SOD)及相關(guān)的細(xì)胞外超氧化物歧化酶減少或失活導(dǎo)致過多ROS產(chǎn)生的過程。過多的ROS可促進(jìn)LDL氧化修飾為ox-LDL，還可激活NF-κB釋放多種炎癥因子，造成血管內(nèi)皮損傷，進(jìn)一步誘導(dǎo)ROS的產(chǎn)生，形成惡性循環(huán)，與AS的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[21]。銜接蛋白p66Shc作為調(diào)控氧化應(yīng)激的關(guān)鍵蛋白可通過其氧化還原酶活性作用于細(xì)胞色素C產(chǎn)生大量ROS。p66Shc缺陷的小鼠氧化應(yīng)激抵抗能力增強(qiáng)，能預(yù)防年齡相關(guān)的血管內(nèi)皮功能減退，在高脂飲食飼養(yǎng)條件下AS發(fā)生率降低。研究[22]發(fā)現(xiàn)sirt1對(duì)p66Shc基因啟動(dòng)子上的H3K9序列有去乙?；饔茫菇M蛋白與DNA緊密結(jié)合，抑制p66Shc轉(zhuǎn)錄活性，減少ROS生成，發(fā)揮抗氧化應(yīng)激作用，保護(hù)血管內(nèi)皮。

叉頭框蛋白(FOXO)家族是一類重要的轉(zhuǎn)錄因子，包括FOXO1、FOXO3、FOXO4和FOXO6，參與調(diào)控細(xì)胞周期、代謝、凋亡過程并調(diào)控抗氧化應(yīng)激相關(guān)基因的表達(dá)[23]。sirt1可激活FOXO3、 FOXO3、FOXO4，誘導(dǎo)一系列抗氧化酶如Cu/Zn-SOD、Mn-SOD、過氧化氫酶、抗氧化蛋白酶3(Prx3)、抗氧化蛋白酶5(Prx5)、硫氧還原蛋白酶2(TR2)產(chǎn)生，減少ROS生成，發(fā)揮抗氧化應(yīng)激作用[24]。sirt1還被證實(shí)可促進(jìn)FOXO3a的泛素化和降解，保護(hù)內(nèi)皮祖細(xì)胞對(duì)抗氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡[25]。此外，過氧化物酶體增殖物激活受體輔激活因子1a(peroxsomal proliferator-activated receptor-coactivator 1,PGC-1a)是一種能在氧化應(yīng)激系統(tǒng)中調(diào)節(jié)多種抗氧化酶表達(dá)的重要轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，PGC-1a激活可促進(jìn)相關(guān)抗氧化酶基因的表達(dá)，減少各種活性氧的產(chǎn)生，增強(qiáng)組織抗氧化能力。sirt1通過去乙酰化作用于PGC-1a上的賴氨酸殘基，阻止蛋白酶體降解PGC-1a，使PGC-1a處于激活狀態(tài)，從而上調(diào)抗氧化酶表達(dá)水平，使血管內(nèi)皮中各種氧自由基代謝產(chǎn)物減少，發(fā)揮抗氧化應(yīng)激作用[26]。通過促進(jìn)可降低NADPH氧化酶產(chǎn)生的氧化產(chǎn)物水平。PGC-1a作為過氧化物酶體增殖物激活受體-a的共激活因子，能上調(diào)細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶水平。sirt1過表達(dá)可降低PGC-1a乙?；剑せ钸^氧化物酶體增殖物激活受體-a，使血管內(nèi)皮中各種氧自由基代謝產(chǎn)物減少，發(fā)揮抗氧化應(yīng)激作用[26]。

6 增加巨噬細(xì)胞自噬

自噬是受損的細(xì)胞器和大分子在細(xì)胞內(nèi)降解和回收的代謝過程。巨噬細(xì)胞在整個(gè)AS過程中扮演著重要角色。巨噬細(xì)胞自噬能起到減輕炎癥反應(yīng)，促進(jìn)膽固醇流出的作用，從而抑制AS。sirt1可通過組蛋白修飾和調(diào)控FOXO轉(zhuǎn)錄來調(diào)控巨噬細(xì)胞自噬[27]。sirt1的主要去乙酰化目標(biāo)是H4K16，而H4K16脫乙?？梢种谱允傻钠鹗茧A段和后期階段所涉及的基因的轉(zhuǎn)錄[28]。sirt1可直接與自噬基因ATG5、ATG7、ATG8相互作用形成復(fù)合體激活自噬[29]，還可以間接地通過乙酰化FOXO蛋白家族的FOXO1和FOXO3，上調(diào)自噬相關(guān)分子表達(dá)。FOXO1激活刺激Rab7表達(dá)，這自噬體的成熟有關(guān)；而FOXO3的去?；黾恿薆nip3的表達(dá)，這對(duì)自噬的誘導(dǎo)起關(guān)鍵作用[30]。

綜上所述，AS是多種因素共同作用的結(jié)果，涉及多個(gè)病理生理過程。sirt1能改善內(nèi)皮功能，改善胰島素抵抗、促進(jìn)胰島素分泌和膽固醇逆轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)節(jié)糖脂代謝，還可通過抗氧化應(yīng)激、抑制炎癥反應(yīng)、增加巨噬細(xì)胞自噬、減少泡沫細(xì)胞生成等多種機(jī)制參與AS發(fā)生發(fā)展的各個(gè)過程，發(fā)揮抗AS的作用。因此，在內(nèi)皮細(xì)胞、單核-巨噬細(xì)胞中激活sirt1應(yīng)被視為治療AS的新方向。目前白藜蘆醇等sirt1激活劑已經(jīng)逐漸用于各種臨床和藥物試驗(yàn)，并取得一定成果，但需要更多的臨床研究和試驗(yàn)證實(shí)該類藥物的安全性。我們希望能夠從這些相關(guān)的研究中得到啟示，既對(duì)AS的發(fā)生發(fā)展有更加全面的認(rèn)識(shí)，也期望能從sirt1抑制AS的各種機(jī)制中探尋更加有效的治療靶點(diǎn)。