張 森洪芬芳楊樹龍?

(1.南昌大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生理學(xué)教研室,南昌 330006;2.南昌大學(xué)實驗教學(xué)中心,南昌 330006)

動脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)相關(guān)疾病有很高的患病率和死亡率,是造成心血管疾病發(fā)病和死亡的主要原因之一。盡管生活方式的改善和降脂藥物的使用在AS的臨床治療中效果顯著,如臨床使用最廣泛的他汀類和抗血小板藥物,但AS發(fā)病率仍然持續(xù)上升。肝作為人體最重要的脂質(zhì)代謝器官,與血脂水平密切相關(guān)。肝通過調(diào)節(jié)膽固醇從頭合成和膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(reverse cholesterol transport,RCT)等機制在脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)中起重要作用[1]。此外,肝脂質(zhì)代謝紊亂可促進AS發(fā)生發(fā)展的危險因素,包括炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、胰島素抵抗和泡沫細胞形成等增加。因此,針對肝脂質(zhì)代謝和AS相關(guān)性,研究開發(fā)治療AS和代謝性疾病的新藥物至關(guān)重要。本文總結(jié)了以調(diào)控肝脂質(zhì)代謝為主要靶點,改善AS病變的新措施,包括新的生物標志物、治療靶點、中醫(yī)中藥和天然膳食補充劑等。這些新的干預(yù)措施通過不同的機制調(diào)控肝脂質(zhì)代謝,減輕了AS發(fā)生發(fā)展的危險因素,為AS的預(yù)防、治療、新藥研究和臨床用藥提供了更多依據(jù)。

1 生物標志物和潛在靶點

1.1 微小RNA

微小RNA(microRNAs,miRNAs)是一類長度在18-25個核苷酸的非蛋白質(zhì)編碼的RNA。miRNAs在肥胖、糖尿病和AS等脂質(zhì)代謝紊亂相關(guān)疾病中起到重要作用,肝、骨骼肌、心肌以及脂肪組織,均受到miRNAs的影響。miR-122是肝中表達最廣泛的miRNAs。Krutzfeldt等[2]的研究表明miR-122參與肝膽固醇等脂質(zhì)代謝,反義靶向miR-122可使血漿膽固醇水平顯著下降。但miR-122影響膽固醇代謝的確切靶點仍不清楚。miR-33同樣與肝膽固醇代謝有關(guān)。在miR-33a敲除小鼠中,ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運體(ATP-binding cassette transporter A1,Abca1)表達和高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL)水平顯著升高[3]。miR-148a在人和小鼠肝組織中高度表達,miR-148a與循環(huán)中總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)和甘油三酯水平變化密切相關(guān)。Goedeke等[4]的研究表明,小鼠miR-148a過表達下調(diào)肝低密度脂蛋白受體(low density lipoprotein receptor,Ldlr)和Abca1的表達,導(dǎo)致循環(huán)中LDL-C水平升高和(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)水平降低。miR-30c通過靶向溶血磷脂酰甘油?；D(zhuǎn)移酶1,抑制肝脂質(zhì)的合成。過表達APOE-/-小鼠miR-30c可顯著降低循環(huán)中極低密度脂蛋白膽固醇和LDL-C水平,并減少AS病變面積,拮抗miR-30c則出現(xiàn)相反的表現(xiàn)[5]。miR-27可調(diào)控脂肪細胞和巨噬細胞中的脂質(zhì)代謝,并與AS和NAFLD等疾病發(fā)生發(fā)展有關(guān)。徐梓馨等[6]的研究表明,過表達miR-27a通過抑制脂肪酸合酶和硬脂酰輔酶A去飽和酶的表達調(diào)節(jié)肝星狀細胞脂質(zhì)代謝,減輕肝脂質(zhì)沉積,從而改善肝脂肪變。此外,miR-29b-3p[7]、miR-143[8]、miR-181a[9]、miR-103和miR-107[10]也已被證明與肝脂質(zhì)代謝有關(guān)。

由Regulus Treeutics和AstraZeneca研發(fā)的miR-103/107抑制劑RG-125用于治療糖尿病前期患者的非酒精性脂肪性肝炎[11-12]。RG-125的治療作用基于其抑制miR-103/107活性的能力。小鼠中miR-103/107沉默后,肝甘油三酯水平顯著降低,胰島素敏感性提高[13]。因此,RG-125有可能作為一種有效的胰島素增敏劑。基于miRNAs的治療靶向多種mRNA產(chǎn)生的協(xié)同作用對治療脂質(zhì)代謝紊亂具有明顯的優(yōu)勢,并阻止了耐藥性的產(chǎn)生。但先天免疫或神經(jīng)毒性的激活是miRNAs潛在的副作用,且每個miRNAs可能有數(shù)百個mRNA靶點,配伍不當可能會抑制其它靶點而引起不良反應(yīng)。

1.2 肝X受體

肝X受體(liver X receptor,LXR)調(diào)節(jié)不同組織的脂質(zhì)代謝,促進RCT,是治療AS潛在的藥物靶點。LXR調(diào)節(jié)ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運體家族、載脂蛋白E、膽固醇7α羥化酶(cholesterol 7α hydroxylase,CYP7A1)等RCT相關(guān)基因的表達,促進外周膽固醇轉(zhuǎn)運至肝轉(zhuǎn)化、清除。LXR的激活則直接或間接調(diào)控肝內(nèi)的脂肪酸及甘油三酯合成,引起肝內(nèi)新生脂肪堆積,進而導(dǎo)致AS、NAFLD等疾病[14]。由于治療過程中的肝脂肪生成增加和肝脂肪變性導(dǎo)致肝毒性,LXR激動劑的臨床應(yīng)用并沒有顯著成效(表1)。Yu等[15]的研究采用IV型膠原(Col IV)靶向配體對納米粒子進行功能化,提高了對AS斑塊的靶向性,同時保護非靶點器官,并對聚乙二醇(PEG)包衣分子的長度等參數(shù)進行了優(yōu)化,生成了Ⅳ型膠原靶向包裹GW的納米粒(Col IV-GWNPs)。接受Col IV-GW-NPs干預(yù)的LDLR-/-小鼠在治療期間沒有表現(xiàn)出肝脂質(zhì)合成增加或高脂血癥。該研究揭示了一種基于LXR的新療法,能夠在不增加血漿或肝脂質(zhì)水平的情況下使LXR激動劑發(fā)揮對AS病變的治療作用。

表1 LXR激動劑臨床研究進展Table 1 Progress in clinical research of LXR agonists

1.3 熱休克蛋白90β

熱休克蛋白90(heat shock protein 90,HSP90)是哺乳動物中含量最豐富的蛋白質(zhì),以其是否含有豐富的谷氨酰胺片段將HSP90分為HSP90α和HSP90β兩類。抑制HSP90活性能有效改善癌癥、代謝性疾病、神經(jīng)退行性疾病和炎癥性疾病。Zheng等[19]的研究表明,肝HSP90β在非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)患者和肥胖小鼠中過度表達,敲除小鼠肝HSP90β可顯著抑制肝膽固醇和脂肪酸的從頭合成。基因靶向或藥物抑制HSP90β可通過Akt-Gsk3β-Fbw7途徑抑制膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白(sterol-regulatory element binding proteins,Srebps)活性,改善高脂飲食引起的肝脂肪變性、2型糖尿病和AS。此外,他們還篩選出了一種新的HSP90β特異性抑制劑—Corylin。Corylin在腸道和肝中經(jīng)歷了大量的首過代謝,因此肝可能是Corylin發(fā)揮作用的主要靶點器官。但首過代謝可能嚴重影響口服藥物的生物利用度。

1.4 基質(zhì)金屬蛋白酶9

基質(zhì)金屬蛋白酶9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)屬于基質(zhì)金屬蛋白酶家族,其活性的升高可加速動脈粥樣硬化病變的進展,以及心肌梗死和病理性血管重塑的形成。Hernandez-Anzaldo等[20]的研究表明,MMP-9是調(diào)節(jié)膽固醇代謝新的靶點,MMP-9活性改變可影響肝對膳食膽固醇的轉(zhuǎn)錄反應(yīng),從而導(dǎo)致脂質(zhì)代謝紊亂引起的動脈粥樣硬化。Mmp9敲除小鼠血漿中分泌型磷脂酶A2(secreted phospholipase A2,sPLA2)活性增加。Srebp-2在口服sPLA2廣譜抑制劑varespladib的Mmp9敲除小鼠中表達降低。提示MMP-9部分通過MMP-9—血漿sPLA2軸調(diào)節(jié)Srebp-2表達,從而導(dǎo)致肝膽固醇代謝紊亂。小檗堿、芪棱湯、化痰通絡(luò)湯等已被證明可降低AS患者MMP-9表達,并減輕動脈粥樣硬化程度。MMP-9在AS中的治療作用仍存在爭議,但可作為評估AS患者急性心肌梗死風險的檢測指標。MMP-9在國外已被用于易損斑塊的臨床檢測[21-22]。

1.5 富含亮氨酸的三角狀五肽重復(fù)結(jié)構(gòu)蛋白

富含亮氨酸的三角狀五肽重復(fù)結(jié)構(gòu)蛋白(leucine rich pentatricopeptide repeat containing protein,LRPPRC)是PPR家族的主要成員之一。LRPPRC主要定位于線粒體,在調(diào)節(jié)線粒體功能和自噬中發(fā)揮重要作用。LRPPRC通過與線粒體RNA聚合酶結(jié)合形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物,增強肝氧化磷酸化活性,促進肝脂肪酸β氧化。Lei等[23]的研究表明,LRPPRC通過增加肝氧化磷酸化活性,促進肝細胞脂肪酸攝取和氧化,降低肝和循環(huán)中甘油三酯和膽固醇水平,從而改善小鼠NAFLD。Akie等[24]通過異位表達LRPPRC增加小鼠肝氧化磷酸化活性。肝氧化磷酸化活性的增加使小鼠NAD+/NADH比值顯著升高,從而促進肝細胞脂肪酸完全氧化,減輕高脂飲食小鼠肝脂肪變性和炎癥反應(yīng)。

2 中藥

2.1 灰樹花

灰樹花即舞茸,是一種非褶菌目多孔菌科植物,是富含纖維素、微量元素蛋白質(zhì)和多糖的膳食補充劑?；覙浠ㄌ崛∥锞哂卸喾N藥理作用,包括抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、降壓和抗氧化等功效。先前的研究表明,灰樹花通過促進膽固醇向膽汁酸轉(zhuǎn)化降低血脂水平[25]。隨后,Ding等[26]的研究表明灰樹花通過下調(diào)羥甲基戊二酰輔酶A還原酶(HMG-CoA reductase,Hmgcr)和乙酰輔酶A mRNA的表達,抑制肝膽固醇和甘油三酯合成,有效降低血清膽固醇和甘油三酯水平。此外,腸道微生物可利用灰樹花分解產(chǎn)生的鼠李糖、海藻糖、甘露糖、半乳糖、葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸產(chǎn)生短鏈脂肪酸,有助于改善腸道微環(huán)境[27]。Guo等[28]的研究表明,灰樹花提取物可顯著降低腸道葡萄球菌的豐度,且葡萄球菌豐度與肝甘油三酯、膽固醇和游離脂肪酸水平成正比。Li等[29]采用16s rRNA測序技術(shù)分析了灰樹花提取物對高脂飲食大鼠腸道菌群組成的影響?；覙浠ㄌ崛∥锟山档虵irmicutes/Bacteroidetes菌屬比值。Firmicutes/Bacteroidetes菌屬比值的升高能夠促進脂質(zhì)的生成。灰樹花提取物減輕高脂飲食大鼠肝脂肪變性,改善肝脂質(zhì)代謝的活性可能與該比值的降低有關(guān)。

2.2 強心丸

強心丸是由丹參、三七和冰片等組成的復(fù)方中藥,在我國的心血管疾病治療中得到了廣泛而有效的應(yīng)用。強心丸主要活性成分為來源于丹參的丹參素、二羥基苯基乳酸、丹參酮II-A和來源于三七的三七總黃酮、三七皂苷R1。丹參素可促進脂肪酸β氧化,調(diào)節(jié)膽固醇水平。三七總黃酮通過調(diào)節(jié)CYP7A1表達,改善肝膽汁酸和膽固醇的代謝,發(fā)揮降脂作用。中醫(yī)臨床上強心丸主要適用于氣滯血瘀型冠心病,以活血理氣為主。臨床研究表明,強心丸能夠顯著改善冠心病患者血脂水平和血流動力學(xué)改變,減少患者心絞痛發(fā)作次數(shù)和持續(xù)時間[30]。Deng等[31]的研究表明,強心丸聯(lián)合重組人尿激酶原可上調(diào)Abcg5和Abcg8的表達,顯著減輕LDLR-/-小鼠AS病變。此外,肝甘油三酯沉積可導(dǎo)致脂肪酸氧化和甘油三酯脂解受抑制。強心丸聯(lián)合重組人尿激酶原上調(diào)了甘油三酯脂肪酶的表達,促進甘油三酯脂解,減輕肝甘油三酯沉積。

2.3 二苯乙烯苷

二苯乙烯苷(2,3,4′,5-tetrahydroxystilbene-2-0-beta-d glycoside,TSG)又稱芪多酚,屬于多羥基芪類化合物,是何首烏的有效活性成分。TSG具有多種生理活性和藥用價值,如降血脂、清除自由基、抗腫瘤和抗動脈粥樣硬化等[32]。Yao等[33]利用蛋白質(zhì)組學(xué)分析在TSG干預(yù)前后大鼠中鑒定出5個主要的差異表達蛋白,包括波形蛋白、熱休克蛋白70、脂皮素1、載脂蛋白A1和鈣網(wǎng)蛋白。其中,載脂蛋白A1對于HDL介導(dǎo)膽固醇從外周組織輸送到肝十分重要。Xu等[34]的研究表明,TSG干預(yù)顯著減輕高脂飲食喂養(yǎng)的LDLR-/-小鼠肝脂肪變性和AS病變。TSG可顯著降低Srebpc1表達,上調(diào)Abcg5和Cyp7a1的表達。提示TSG可通過影響肝脂質(zhì)從頭合成、脂肪酸β氧化和RCT等脂質(zhì)代謝關(guān)鍵機制發(fā)揮治療AS的作用。Chen等[35]的研究同樣表明,TSG通過促進膽固醇外流和肝對膽固醇的攝取,改善肝脂質(zhì)代謝,減輕ApoE-/-小鼠AS病變。

3 天然膳食補充劑

3.1 橄欖多酚

橄欖油是地中海飲食中主要的脂肪來源,橄欖油中含有的酚類化合物,可預(yù)防AS和NAFLD等多種疾病。Vergani等[36]的研究表明,從橄欖果渣中提取的酚類化合物可改善肝脂質(zhì)蓄積和氧化應(yīng)激,保護肝細胞和內(nèi)皮細胞免受脂質(zhì)沉積和氧化應(yīng)激的侵害,具有潛在的治療肝脂肪變性和AS的作用。橄欖多酚通過降低細胞外調(diào)節(jié)激酶活性以及抑制脂肪細胞分化相關(guān)基因的表達減少游離脂肪酸誘導(dǎo)的脂肪生成,從而減輕HepG2細胞脂肪變性[37]。因此,減少肝脂質(zhì)合成是橄欖多酚發(fā)揮降血脂作用的可能機制之一。

Violi等[38]將25名健康受試者按交叉設(shè)計原則隨機分配為2組,分別添加橄欖多酚10 g/d和同等劑量的玉米油。結(jié)果表明,橄欖多酚可顯著降低餐后2 h血糖和LDL-C水平。在Covas等[39]的交叉試驗中,200名受試者分別口服3種不同酚類含量的橄欖油,持續(xù)三周。結(jié)果表明,TC/HDL-C比值隨著橄欖油中酚類物質(zhì)含量的增加呈線性下降。但是由于橄欖多酚在腸道中吸收不完全,導(dǎo)致橄欖多酚生物利用度較低[40]。然而,臨床和實驗室數(shù)據(jù)表明在飲食中添加適量的橄欖多酚能夠發(fā)揮預(yù)防代謝綜合征的作用,尤其是脂質(zhì)代謝紊亂導(dǎo)致的AS和NAFLD。進一步的研究應(yīng)集中在橄欖多酚在人體內(nèi)的藥代動力學(xué)和藥效學(xué)研究。

3.2 支鏈淀粉

支鏈淀粉又稱普魯蘭多糖,是一種由出芽短梗霉發(fā)酵所產(chǎn)生的類似葡聚糖、黃原膠的胞外水溶性粘質(zhì)多糖。支鏈淀粉具有無毒、無免疫原性和無致癌性等特性,廣泛應(yīng)用于基因傳遞和靶向藥物治療等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,臨床多用于抗癌藥物的載體[41]。支鏈淀粉對肝具有特異性,可將各種物質(zhì)輸送到肝。Xi等[42]采用三聚氯氰法實現(xiàn)了支鏈淀粉與干擾素的化學(xué)偶聯(lián),使干擾素靶向肝,提高干擾素在肝中的含量。Stefan等[43]通過與甘油基三甲基氯化銨(GTMAC)反應(yīng)成功合成了陽離子修飾的支鏈淀粉(Pull-GTMAC)。Pull-GTMAC通過調(diào)節(jié)ApoE-/-小鼠肝脂質(zhì)代謝相關(guān)mRNA的表達,如Ldlr,影響脂質(zhì)代謝,發(fā)揮抗AS作用。但是,支鏈淀粉是一種消化緩慢的碳水化合物,在攝入支鏈淀粉后可能出現(xiàn)胃腸道不耐受的癥狀,如惡心、腹部痙攣和腹脹等。

3.3 褐藻糖膠

褐藻糖膠是褐藻類植物(如海帶、昆布)中特有的多糖成分,但與一般的多糖類物質(zhì)不同,褐藻糖膠部分羥基被硫酸酯化,與硫酸基之間用酯鍵連接。褐藻糖膠具有多種生物學(xué)功能,如抗腫瘤、降脂、抗炎、抑制腎纖維化等。脂質(zhì)代謝組學(xué)研究表明,褐藻糖膠可通過影響黃顙魚幼魚脂質(zhì)成分的含量調(diào)節(jié)其生長和免疫[44]。Yang等[45]的研究表明,褐藻糖膠通過上調(diào)Srb1和Ldlr表達改善C57BL/6J小鼠肝中脂質(zhì)的攝取;通過激活小鼠肝中Lxrβ/Abc途徑加速脂質(zhì)代謝;通過上調(diào)Cyp7a1表達調(diào)節(jié)肝中膽固醇向膽汁酸的轉(zhuǎn)化。Yin等[46]的研究同樣表明,褐藻糖膠通過調(diào)節(jié)ApoE-/-小鼠Pparα、Lxr等RCT相關(guān)mRNA和蛋白的表達改善肝脂質(zhì)代謝紊亂,并且以劑量依賴性的方式減輕動脈粥樣硬化病變。由中科院海洋研究所研制的昆酯珍﹒褐藻糖膠已上市,其含量可達到每100 mL超過450 mg,可實現(xiàn)對海帶的全食營養(yǎng)。褐藻糖膠屬于天然食品,但由于褐藻糖膠是一種水溶性纖維,大量食用可導(dǎo)致暫時性軟便。此外,大量食用褐藻糖膠可增加凝血時間,應(yīng)避免與抗凝藥物聯(lián)合應(yīng)用。

4 結(jié)語

綜上所述,對潛在的治療靶點進行干預(yù)可調(diào)節(jié)肝對脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)的影響,發(fā)揮降脂、抗炎和抗氧化等作用;許多中藥和天然膳食補充劑因其安全性和有效性較好,以及潛在的生物活性成分可以幫助預(yù)防或治療脂質(zhì)代謝紊亂相關(guān)疾病而成為AS防治新的策略。由于部分措施和化合物的作用機理仍不確定,且AS發(fā)生發(fā)展的調(diào)控機制復(fù)雜,以后的研究可著重探討其作用的分子機制。