付潔琦，張曉璐，婁憲芝，張曼，佟浩

（沈陽醫(yī)學(xué)院附屬中心醫(yī)院循環(huán)內(nèi)科，遼寧 沈陽 110024）

動(dòng)脈粥樣硬化 （atherosclerosis，AS）是心血管疾病的最常見原因，是以動(dòng)脈中脂質(zhì)沉積為特征的慢性炎癥反應(yīng)，AS的發(fā)生發(fā)展機(jī)制主要包括泡沫細(xì)胞形成、內(nèi)皮細(xì)胞功能紊亂和炎癥反應(yīng)等。血漿高密度脂蛋白 （HDL）水平與AS相關(guān)心血管疾病呈獨(dú)立負(fù)相關(guān)［1］。HDL的主要抗AS作用是清除過多的外周膽固醇運(yùn)回到肝臟以進(jìn)行隨后的分解代謝和排泄的能力，這一生理過程被稱為膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(yùn) （RCT）［1］。膽固醇從巨噬細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞中流出，其作為RCT的起始步驟是與AS最相關(guān)的步驟。ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體G1（ABCG1）在細(xì)胞內(nèi)膽固醇向HDL及其載脂蛋白的外流中發(fā)揮重要作用［1］。本文主要從ABCG1的結(jié)構(gòu)，及其參與AS發(fā)生發(fā)展的相關(guān)機(jī)制等方面進(jìn)行綜述。

1 ABCG1簡(jiǎn)介

ABCG1是ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族的成員，其參與許多兩親和親脂分子 （包括脂質(zhì)、藥物或內(nèi)源代謝物）的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)［2］。ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白屬于由人類48個(gè)成員組成的大蛋白家族，分為7個(gè)亞家族（A-G）［3］。人ABCG1基因最初被鑒定為黑腹果蠅白色基因的人類同源物，參與鳥嘌呤和色氨酸的細(xì)胞攝?。?］。ABCG1基因定位在人染色體21q22.3［5］，由23個(gè)外顯子組成，這些外顯子編碼形成具有6個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域和一個(gè)位于N末端的單核苷酸結(jié)合域 （NBD）的半轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，NBD結(jié)構(gòu)域含有高度保守的Walker A和Walker B基序，是ATP結(jié)合和水解所必需的［6-7］，它可提供所需的能量來跨膜運(yùn)輸?shù)孜铮?］。在外顯子17末端的另一種剪接導(dǎo)致產(chǎn)生ABCG1的剪接變體，其在細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域和ATP盒之間的區(qū)域中缺少12個(gè)氨基酸的內(nèi)部區(qū)段［9-10］。盡管ABCG1與其他ABC家族成員參與共同的基因表達(dá)調(diào)控途徑，但ABCG1表現(xiàn)出組織特異性表達(dá)模式，其在肺臟、腦、脾、腎上腺、心臟和肝臟中具有高表達(dá)水平［11］。有研究發(fā)現(xiàn)ABCG1是一種細(xì)胞內(nèi)固醇轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，定位于內(nèi)吞囊泡，以促進(jìn)特定細(xì)胞內(nèi)固醇遠(yuǎn)離內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的重新分布［12］。

ABCG1可促進(jìn)脂質(zhì)的輸出，包括膽固醇、磷脂、鞘磷脂和氧固醇，并且在維持組織脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)中起關(guān)鍵作用。盡管ABCG1最初被提出用于介導(dǎo)巨噬細(xì)胞的膽固醇外流，從而預(yù)防AS和心血管疾病 （CVD），但目前研究發(fā)現(xiàn)ABCG1發(fā)揮了更大范圍的作用，這些作用對(duì)心臟代謝疾病 （CMD）具有重要意義。除了在細(xì)胞脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)中的作用外，ABCG1通過調(diào)控胰島素和脂蛋白脂肪酶的分泌和活性，參與葡萄糖和脂質(zhì)代謝［2］。此外，越來越多的證據(jù)表明ABCG1表達(dá)的調(diào)節(jié)可能導(dǎo)致糖尿病和肥胖的發(fā)展，這是CVD的主要危險(xiǎn)因素［2］。

2 ABCG1參與AS發(fā)生發(fā)展

2.1 ABCG1介導(dǎo)膽固醇外流 膽固醇是所有哺乳動(dòng)物細(xì)胞膜的重要組成部分，對(duì)正常細(xì)胞功能很重要。然而，過量膽固醇的積累可能是有害的，導(dǎo)致細(xì)胞水平的毒性和特定組織中的疾病狀態(tài)如AS［13］。有研究發(fā)現(xiàn)，ABCA1和ABCG1基因特異性敲除的小鼠可降低主動(dòng)脈內(nèi)皮型一氧化氮合酶（eNOS）的活性，加重主動(dòng)脈的AS，并顯著增加巨噬細(xì)胞脂質(zhì)的蓄積，結(jié)果表明ABCA1和ABCG1介導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞膽固醇外流途徑發(fā)揮抗AS作用，有助于維持eNOS活性和抑制內(nèi)皮炎癥［14］。肝臟X受體 （LXR）激活劑可通過增加內(nèi)皮細(xì)胞中ABCG1表達(dá)來發(fā)揮抗AS作用；目前正在進(jìn)行的AS血栓形成的臨床試驗(yàn)中，重組HDL的輸注可能通過刺激ABCG1和其他途徑介導(dǎo)的內(nèi)皮膽固醇外流而發(fā)揮有益作用［14］。與ABC家族的其他成員（ABCA1、 ABCG4、 ABCG5和 ABCG8） 相似， 人ABCG1的表達(dá)受膽固醇負(fù)荷和氧固醇 （膽固醇氧化衍生物）通過LXR途徑的高度刺激［15］。當(dāng)膽固醇濃度在細(xì)胞中增加時(shí)，LXR充當(dāng)膽固醇傳感器，其被氧固醇激活；抑制 LXRα介導(dǎo)的 ABCA1/ABCG1依賴性膽固醇從巨噬細(xì)胞外流是同型半胱氨酸加速AS的一種新機(jī)制［16］。

Klucken等［11］研究發(fā)現(xiàn)， ABCG1在富含膽固醇的人巨噬細(xì)胞的細(xì)胞表面和細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，應(yīng)用特異性的反義寡核苷酸探針抑制人巨噬細(xì)胞ABCG1的表達(dá)，可減少HDL依賴性膽固醇和磷脂外流，同時(shí)應(yīng)用轉(zhuǎn)基因小鼠進(jìn)行研究，顯示經(jīng)過高脂飼料喂養(yǎng)的ABCG1-/-小鼠的肝細(xì)胞及多種組織的巨噬細(xì)胞中可見大量的中性脂質(zhì)和磷脂沉積，相反，過表達(dá)的ABCG1可減少脂質(zhì)沉積。以上研究證實(shí)，ABCG1在促進(jìn)巨噬細(xì)胞內(nèi)膽固醇外流、調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)平衡、防止脂質(zhì)蓄積中起重要作用。ABCG1缺乏可致巨噬細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)蓄積并進(jìn)一步形成泡沫細(xì)胞，是早期AS的典型病理特征，可能通過影響泡沫細(xì)胞的形成參與AS。

Whetzel等［17］研究發(fā)現(xiàn)， 從 ABCG1-/-小鼠主動(dòng)脈分離的內(nèi)皮細(xì)胞和對(duì)照組相比膽固醇外流至HDL下降，而血清角質(zhì)細(xì)胞誘導(dǎo)因子 （keratinocyte chemoattractant，KC）、核細(xì)胞趨化蛋白 1（monocyte chemotacticprotein 1， MCP-1） 和白細(xì)胞介素-6（interlreukin-6，IL-6）的分泌增加，且表面表達(dá)的細(xì)胞間黏附分子1（intercellular cell adhesion molecule-1，ICAM-1） 及E-選擇素增加數(shù)倍，單核細(xì)胞粘附增加，主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞ABCG1缺乏能激活I(lǐng)L6-IL6受體-STAT3信號(hào)途徑，增加單核細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的相互作用、促進(jìn)炎癥發(fā)生。此外，膽固醇聚集可誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生氧化應(yīng)激，進(jìn)一步損傷內(nèi)皮功能，ABCG1表達(dá)增加能明顯降低細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激，保護(hù)eNOS活性，其作用機(jī)制可能與ABCG1促進(jìn)膽固醇外流，從而抑制氧化應(yīng)激發(fā)生相關(guān)［18］。

曹小潔等［19］用氧化低密度脂蛋白 （ox-LDL）及羅格列酮干預(yù)小鼠的血管平滑肌細(xì)胞 （VSMCs）后發(fā)現(xiàn)，oxLDL作用VSMCs 48 h后脂質(zhì)沉積增加，PPARγ蛋白表達(dá)量下降約 53% （P＜0.01），ABCG1蛋白表達(dá)量下降約48% （P＜0.05）；羅格列酮激動(dòng)PPARγ后，ABCG1蛋白表達(dá)量較單獨(dú)的oxLDL組增加約147%，VSMCs中脂質(zhì)沉積明顯減少，從而得出結(jié)論，oxLDL通過PPARγ-ABCG1通路促進(jìn) VSMCs 泡沫化［20］。

Out等［21］將 ABCG1-/-小鼠骨髓移植到具有 AS傾向的 LDLR-/-小鼠 （LDL受體敲除小鼠），用15%脂肪和0.25%膽固醇喂養(yǎng)6～12周誘發(fā)AS，與ABCG1＋/＋小鼠相比，2組小鼠的血清脂質(zhì)水平無明顯差異，但在ABCG1-/-缺陷小鼠肺間質(zhì)內(nèi)的巨噬細(xì)胞中觀察到了顯著的脂質(zhì)蓄積，動(dòng)脈粥樣硬化斑塊體積增加了33%～36%，結(jié)果表明巨噬細(xì)胞ABCG1缺乏可導(dǎo)致肺巨噬細(xì)胞中大量脂質(zhì)積聚，并且對(duì)AS病變發(fā)展也有顯著影響。Out等［22］的另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)給ABCG1-/-小鼠和野生型同窩小鼠喂食致AS飲食12周，以誘導(dǎo)AS病變形成，在野生型小鼠中，致AS飲食誘導(dǎo)了富含巨噬細(xì)胞的早期病變的形成；給ABCG1-/-小鼠喂食后，與野生型小鼠相比，AS病灶大小增加了1.9倍，且在小鼠肺臟和脾臟的富含巨噬細(xì)胞的區(qū)域中觀察到過量脂質(zhì)蓄積，結(jié)果表明ABCG1具有明顯抗AS作用，全身ABCG1表達(dá)可預(yù)防早期AS病變的發(fā)展。以上研究證實(shí)ABCG1對(duì)AS斑塊的進(jìn)展具有抑制作用。

2.2 ABCG1受高血糖的影響 長(zhǎng)期高血糖狀態(tài)下，蛋白質(zhì)非酶糖基化形成的晚期糖基化終末產(chǎn)物 （advanced glycation end products， AGEs） 通過與其受體RAGE（receptor of AGEs）結(jié)合，抑制巨噬細(xì)胞膽固醇外流，增加細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)聚積，從而易于形成泡沫細(xì)胞，促進(jìn)糖尿病患者AS的發(fā)生發(fā)展［23］。

RAGE在人和鼠類糖尿病的AS斑塊中高度表達(dá)。Daffu等［24］發(fā)現(xiàn)在高血糖狀態(tài)下，與野生型骨髓巨噬細(xì)胞 （bone marrow-derived macrophages，BMDMs） 相比， AGER-/-（RAGE） 組膽固醇流出至HDL明顯增多，由此可知，RAGE-AGEs相互作用抑制巨噬細(xì)胞膽固醇流出至HDL；非高血糖組野生型BMDMs的ABCG1 mRNA及蛋白表達(dá)水平較高血糖組明顯升高；AGER-/-組較野生型BMDMs相比，ABCG1 mRNA及蛋白表達(dá)水平明顯升高，結(jié)果表明RAGE可下調(diào)ABCG1的表達(dá)，其調(diào)控機(jī)制為RAGE通過過氧化物酶體增殖物激活受體γ（PPAR-γ）的響應(yīng)性啟動(dòng)子元件，抑制ABCG1的啟動(dòng)子活性，而不依賴于LXR。薛嘉虹等［25］通過將VSMCs分別在不同濃度的D-葡萄糖（5～30 mmol/L） 下孵育 1～ 7 d， 檢測(cè)葡萄糖對(duì)ABCG1及ABCA1 mRNA和蛋白水平的影響，發(fā)現(xiàn)高血糖狀態(tài)下，VSMCs細(xì)胞表面促進(jìn)膽固醇流出的重要受體ABCG1 mRNA和蛋白表達(dá)被抑制，且呈時(shí)間和濃度依賴性；用抗氧化劑NAC和NF-κB抑制劑 Bay11-7085、TCPK作用于高糖干預(yù)的VSMCs，發(fā)現(xiàn)NAC和NF-κB抑制劑可逆轉(zhuǎn)高糖對(duì)ABCG1 mRNA表達(dá)的抑制，表明高糖抑制ABCG1表達(dá)的作用機(jī)制可能與高糖增加的氧化應(yīng)激和活化的NF-κB通路有關(guān)。之后薛嘉虹等［26］又通過高糖干預(yù)誘導(dǎo)THP-1單核巨噬細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，高糖可以抑制巨噬細(xì)胞中ABCG1的表達(dá)及功能，有助于促進(jìn)巨噬細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)堆積。王會(huì)娟等［27-28］通過將2型糖尿病患者 （單純糖尿病及合并冠心?。┘罢?duì)照組分離的外周血單核細(xì)胞進(jìn)行巨噬化培養(yǎng)，測(cè)定細(xì)胞ABCG1的mRNA及蛋白表達(dá)，發(fā)現(xiàn)ABCG1在2型糖尿病患者巨噬細(xì)胞中的mRNA與蛋白表達(dá)水平顯著低于對(duì)照組，膽固醇流出率也顯著低于對(duì)照組，且ABCG1的mRNA表達(dá)與巨噬細(xì)胞膽固醇外流率呈顯著正相關(guān)，表明2型糖尿病患者巨噬細(xì)胞膽固醇外流功能明顯降低，與ABCG1表達(dá)下調(diào)有關(guān)。

2.3 ABCG1受Ghrelin的影響 Ghrelin是1999年被發(fā)現(xiàn)的一種由28個(gè)氨基酸組成的多肽鏈，循環(huán)中的Ghrelin約2/3由胃組織產(chǎn)生，還有小部分則由體內(nèi)的其他組織器官如心臟、肺臟、腦、腎臟、胰腺、性腺、甲狀腺、胎盤組織、淋巴組織和腫瘤組織等產(chǎn)生［29］。Ghrelin是一種體內(nèi)生長(zhǎng)激素促分泌素受體 （GHSR）的內(nèi)源性配體，與受體結(jié)合后可發(fā)揮生理功能［29］，關(guān)于Ghrelin的生理功能目前主要與攝食、肥胖、血糖、胰島素抵抗、血管內(nèi)皮功能等有關(guān)。

萬晶晶等［30］通過體外培養(yǎng)人源單核細(xì)胞系THP-1，由佛波酯 （PMA）作用使其分化為巨噬細(xì)胞，其可在ox-LDL存在條件下進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)榕菽?xì)胞；巨噬細(xì)胞加入不同濃度Ghrelin孵育2 h后再加入ox-LDL作用不同時(shí)間，結(jié)果顯示，Ghrelin干預(yù)可明顯減少細(xì)胞內(nèi)脂滴的形成，顯著增加膽固醇流出率，并能顯著增加單核-巨噬細(xì)胞泡沫化過程中ABCG1 mRNA和蛋白的表達(dá)水平，且此作用呈濃度依賴性而不呈時(shí)間依賴性，結(jié)果表明，Ghrelin可通過上調(diào)ABCG1轉(zhuǎn)錄翻譯水平延緩AS的發(fā)生。Churm等［31］探索離體人體模型，活檢內(nèi)臟脂肪組織中的脂質(zhì)和炎癥標(biāo)志物的?；疓hrelin水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，?；疓hrelin與ABCG1表達(dá)下降有關(guān)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持高血糖和酰基化Ghrelin在脂質(zhì)蓄積中具有調(diào)節(jié)作用的假設(shè)。

3 小結(jié)與展望

ABCG1通過調(diào)節(jié)膽固醇外流在體內(nèi)膽固醇代謝平衡和AS性血管疾病的調(diào)控中發(fā)揮重要作用。AS嚴(yán)重危害人類健康，臨床的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)指出糖尿病加速AS進(jìn)展及程度，也有基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)證明Ghrelin對(duì)于ABCG1及其參與的脂類代謝具有調(diào)控作用。但高血糖和Ghrelin促發(fā)AS的可能原因及具體機(jī)制仍不十分清楚，是亟待解決的問題?？傊钊胩骄緼BCG1功能和機(jī)制將為脂類代謝和AS以及糖尿病合并AS的研究提供新思路，為心血管疾病的治療提供新靶點(diǎn)，從而為糖尿病患者預(yù)防及延緩AS提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。