馬茴煌,李姚娜,楊慧宇

動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis,As)是一種較常見(jiàn)的慢性炎癥性血管性疾病,早期動(dòng)脈粥樣硬化的特征是冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮功能障礙(CED)。它的形成會(huì)分段破壞內(nèi)皮結(jié)構(gòu)[1],在沒(méi)有阻塞性冠狀動(dòng)脈疾病的情況下,冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮功能障礙可使心室功能障礙、心肌缺血、死亡率增加和主要不良心臟事件(MACE)的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加[2]。高密度脂蛋白(HDL)占循環(huán)蛋白質(zhì)的25%～30%,負(fù)責(zé)在循環(huán)中攜帶脂質(zhì)。HDL具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),其特點(diǎn)是顆粒大小和脂質(zhì)成分不同,從而導(dǎo)致不同的心血管保護(hù)作用,除了組織膽固醇動(dòng)員活性外,HDL還發(fā)揮多種作用,從抗炎到抗糖尿病、抗血栓形成、拮抗心力衰竭等[3]。而內(nèi)皮脂肪酶(endothelial lipase,EL)作用于內(nèi)皮細(xì)胞,可以通過(guò)水解HDL表面的磷脂,在HDL的分解中起關(guān)鍵作用[4],進(jìn)而影響動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展。因此,識(shí)別早期冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的非傳統(tǒng)危險(xiǎn)因素已成為臨床研究的重點(diǎn)?，F(xiàn)就近年來(lái)內(nèi)皮脂肪酶在心血管領(lǐng)域中取得的研究進(jìn)行綜述,探討內(nèi)皮脂肪酶作為一種生物標(biāo)志物對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的診斷以及利用內(nèi)皮脂肪酶抑制劑治療動(dòng)脈粥樣硬化的潛在價(jià)值。

1 內(nèi)皮脂肪酶的結(jié)構(gòu)和基本特征

內(nèi)皮脂肪酶的基因定位位于18q21.1,由483個(gè)氨基酸組成,分子量為55 kD[5]。內(nèi)皮脂肪酶是三酰甘油脂肪酶家族的新成員,是一類磷脂酶,主要由內(nèi)皮細(xì)胞合成,與肝脂肪酶(HL)、脂蛋白脂肪酶(LPL)一同歸于脂肪酶,主要參加脂蛋白的新陳代謝。內(nèi)皮脂肪酶通過(guò)在內(nèi)皮細(xì)胞表面介導(dǎo)HDL,并且在與硫酸肝素蛋白聚糖結(jié)合后,可有效水解HDL產(chǎn)生溶血卵磷脂、游離脂肪酸以及載脂蛋白A1(ApoA1)[5-6],國(guó)內(nèi)外已有多項(xiàng)研究表示,內(nèi)皮脂肪酶與HDL水平有著密切的關(guān)系,并且比其他脂蛋白更能有效地水解HDL。

2 內(nèi)皮脂肪酶與HDL的關(guān)系

HDL被廣為人知的是在膽固醇中的逆向轉(zhuǎn)運(yùn)(RCT)作用,該過(guò)程將多余的膽固醇從細(xì)胞中去除,然后運(yùn)輸?shù)礁闻K,再排泄到膽汁中[7]。HDL是一種脂蛋白顆粒的異質(zhì)混合物,負(fù)責(zé)在循環(huán)中攜帶脂質(zhì)[1],對(duì)內(nèi)皮發(fā)揮了幾種潛在的血管保護(hù)功能[8]。值得注意的是,HDL的經(jīng)典功能,即誘導(dǎo)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中巨噬細(xì)胞泡沫細(xì)胞的膽固醇流出需要兩次通過(guò)內(nèi)皮屏障,一次進(jìn)入動(dòng)脈內(nèi)膜,另一次可能通過(guò)淋巴管返回血流[9]。而內(nèi)皮功能障礙被認(rèn)為在動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展中起到了關(guān)鍵的作用,在近幾年的研究中表明,HDL發(fā)揮直接的內(nèi)皮保護(hù)作用,例如刺激內(nèi)皮產(chǎn)生抗動(dòng)脈粥樣硬化分子,還具有抗氧化、抗炎和抗血栓形成的作用[10]。內(nèi)皮脂肪酶是具有磷脂酶活性的三酰甘油脂肪酶家族的最新成員[11],主要由內(nèi)皮細(xì)胞分泌,是HDL結(jié)構(gòu)和功能特性的有效調(diào)節(jié)劑,內(nèi)皮脂肪酶以高親和力結(jié)合HDL并有效水解其磷脂,產(chǎn)生溶血磷脂和游離脂肪酸,這些磷脂和游離脂肪酸部分與內(nèi)皮脂肪酶修飾的HDL相關(guān),部分分布到清蛋白以及表達(dá)內(nèi)皮脂肪酶的底層細(xì)胞[12]。Jaye等[13]研究表明,通過(guò)腺病毒介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移在肝臟中高水平過(guò)度表達(dá)內(nèi)皮脂肪酶導(dǎo)致高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)和ApoA1明顯降低,表明內(nèi)皮脂肪酶可能是HDL代謝的生理調(diào)節(jié)劑。Schilcher等[14]研究了內(nèi)皮脂肪酶在體外和體內(nèi)對(duì)血清和分離HDL的組成和功能的影響,表明內(nèi)皮脂肪酶對(duì)人和小鼠血清進(jìn)行體外修飾會(huì)增加血清的膽固醇流出能力(CEC),但會(huì)降低從內(nèi)皮脂肪酶修飾的血清中分離HDL的膽固醇流出能力。內(nèi)皮脂肪酶的過(guò)度表達(dá)會(huì)消耗HDL,從而嚴(yán)重?fù)p害血清的膽固醇流出能力。Schaltenberg等[15]實(shí)驗(yàn)研究表明,通過(guò)對(duì)小鼠進(jìn)行冷刺激,激活的產(chǎn)熱脂肪細(xì)胞會(huì)誘導(dǎo)棕色脂肪組織和腹股溝白色脂肪組織中內(nèi)皮脂肪酶的表達(dá),但內(nèi)皮脂肪酶編碼的缺失不影響產(chǎn)熱標(biāo)志物的基因表達(dá)。此外,在野生型(WT)和內(nèi)皮脂肪酶編碼的缺陷型小鼠中,產(chǎn)熱的激活導(dǎo)致HDL-C水平下降。在內(nèi)皮脂肪酶編碼的小鼠中,寒冷誘導(dǎo)的肝臟HDL-C清除率較低。總結(jié)出內(nèi)皮脂肪酶是高產(chǎn)熱活動(dòng)條件下HDL脂質(zhì)組成、膽固醇通量和HDL轉(zhuǎn)換的決定因素,內(nèi)皮脂肪酶在激活適應(yīng)性產(chǎn)熱后促進(jìn)HDL代謝加速,內(nèi)皮脂肪酶參與小鼠冷誘導(dǎo)的HDL轉(zhuǎn)換和反向膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn),內(nèi)皮脂肪酶的損失會(huì)增加血漿HDL濃度。通過(guò)這些研究可以得出內(nèi)皮脂肪酶表達(dá)水平的升高通過(guò)一系列的分解及代謝過(guò)程,導(dǎo)致HDL水平下降。

3 HDL與動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)系

動(dòng)脈粥樣硬化是多種心腦血管疾病發(fā)生的基礎(chǔ),可進(jìn)一步引發(fā)心肌梗死、腦梗死等,是全球主要死亡原因之一,約占全球死亡人數(shù)的30%,而脂質(zhì)代謝紊亂是導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展的關(guān)鍵因素之一[16]。在動(dòng)脈粥樣硬化形成的早期,血漿膽固醇異常沉積,血液中高水平的脂蛋白和含低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)的載脂蛋白B(ApoB)對(duì)內(nèi)分泌細(xì)胞造成損害;低密度脂蛋白(LDL)可攜帶大量的膽固醇,在血管內(nèi)分泌間隙發(fā)生氧化,從而形成氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL),進(jìn)一步促進(jìn)脂質(zhì)沉積[17]。同時(shí),巨噬細(xì)胞表面的清道夫受體可以快速識(shí)別并吞噬ox-LDL,演變成含有大量膽固醇酯(CEs)的泡沫細(xì)胞,大量積累形成動(dòng)脈粥樣硬化脂質(zhì)斑塊[17-18]。泡沫細(xì)胞逐漸分解形成不穩(wěn)定的、富含脂質(zhì)的核心,并帶有易破裂的纖維帽。不穩(wěn)定的斑塊會(huì)出現(xiàn)裂縫、侵蝕或破裂,從而導(dǎo)致血栓形成,進(jìn)而導(dǎo)致急性靶器官損傷[19]。反向膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)途徑是抑制動(dòng)脈粥樣硬化形成的主要機(jī)制,通過(guò)將異常沉積的膽固醇從外周組織細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)到肝臟進(jìn)行排泄,其中包括動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中的泡沫細(xì)胞[20]。由HDL轉(zhuǎn)運(yùn)不溶性脂質(zhì),HDL是唯一具有抗動(dòng)脈粥樣硬化作用的血漿脂蛋白[21],最主要就是通過(guò)促進(jìn)膽固醇的逆向運(yùn)輸加以調(diào)控,所以被看作是心血管防護(hù)因子,與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病的發(fā)病機(jī)制以及預(yù)后有著密切的聯(lián)系。HDL不僅可以促進(jìn)膽固醇的外流,同時(shí)也參與調(diào)控了動(dòng)脈粥樣硬化的免疫細(xì)胞的一系列反應(yīng),還具有多效性動(dòng)脈粥樣硬化保護(hù)特性,如抗炎、抗血栓形成、拮抗心力衰竭、抗氧化等[22-23]。HDL可以在體內(nèi)有效保護(hù)LDL免受由動(dòng)脈內(nèi)膜中自由基引起的氧化損傷,從而抑制促炎氧化脂質(zhì)的產(chǎn)生,主要是脂質(zhì)氫過(guò)氧化物,還有短鏈氧化磷脂[24]。HDL還抑制內(nèi)皮細(xì)胞中黏附分子的表達(dá),從而減少血液?jiǎn)魏思?xì)胞向動(dòng)脈壁的募集[25]。因此,現(xiàn)在認(rèn)為HDL功能性,而不是HDL-C水平,可以更好地反映這些脂蛋白的抗動(dòng)脈粥樣硬化作用和保護(hù)作用[16]。表明HDL可能發(fā)揮幾種潛在的重要抗動(dòng)脈粥樣硬化和內(nèi)皮保護(hù)作用,特別是可以促進(jìn)膽固醇的逆向轉(zhuǎn)運(yùn),如今已被認(rèn)為是HDL的抗動(dòng)脈粥樣硬化作用,可促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化病變的消退[10]。

4 內(nèi)皮脂肪酶與動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)系

逆向膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)是HDL防止動(dòng)脈粥樣硬化的主要機(jī)制,內(nèi)皮脂肪酶會(huì)降低HDL水平[26]。有研究表明,在載脂蛋白E(ApoE)基因敲除小鼠中,靶向破壞內(nèi)皮脂肪酶可使動(dòng)脈粥樣硬化病變的形成減少約70%,缺乏內(nèi)皮脂肪酶會(huì)導(dǎo)致血漿中抗動(dòng)脈粥樣硬化性HDL水平以及促動(dòng)脈粥樣硬化性極低密度脂蛋白和LDL-C水平升高[27]。少數(shù)研究認(rèn)為,內(nèi)皮脂肪酶可通過(guò)促進(jìn)致動(dòng)脈硬化脂蛋白的攝取和代謝發(fā)揮一定的抗動(dòng)脈粥樣硬化作用,但更多的研究表明,內(nèi)皮脂肪酶能促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生。也曾有報(bào)道稱,白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等炎性細(xì)胞因子可增加人臍靜脈和冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞中內(nèi)皮脂肪酶的表達(dá)[28]。Yu等[29]研究發(fā)現(xiàn),在小鼠中使用病毒載體或轉(zhuǎn)基因動(dòng)物過(guò)度表達(dá)內(nèi)皮脂肪酶會(huì)導(dǎo)致HDL-C和ApoA1的血漿濃度明顯降低。相反,在內(nèi)皮脂肪酶基因突變的動(dòng)物中或注入抗內(nèi)皮脂肪酶抗體,HDL-C水平明顯增加[30-31],表明內(nèi)皮脂肪酶在體內(nèi)調(diào)節(jié)血漿HDL水平。這連同內(nèi)皮脂肪酶對(duì)HDL的影響表明,內(nèi)皮脂肪酶可能與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展有關(guān)。日本Yan 等[32]對(duì)轉(zhuǎn)基因和非轉(zhuǎn)基因(Tg)兔,喂食含有不同量膽固醇的飲食,以使其血漿膽固醇水平升高。從而得出肝臟中內(nèi)皮脂肪酶的過(guò)表達(dá)通過(guò)增強(qiáng)β-極低密度脂蛋白(β-VLDL)清除率來(lái)防止飲食誘導(dǎo)的動(dòng)脈粥樣硬化。Badellino 等[33]研究發(fā)現(xiàn),代謝綜合征病人血中內(nèi)皮脂肪酶濃度明顯高于正常人群,并且與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生呈正相關(guān)。Schilche等[34]研究證明,內(nèi)皮脂肪酶還調(diào)節(jié)小鼠血漿中含載ApoB的脂蛋白水平,并且與人類的促動(dòng)脈粥樣硬化脂質(zhì)譜和亞臨床動(dòng)脈粥樣硬化有關(guān)。此外,目前認(rèn)為內(nèi)皮脂肪酶促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的可能機(jī)制有:①通過(guò)果膠裂解酶(PL)活性水解HDL而使HDL失去抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用;②通過(guò)水解HDL產(chǎn)生的游離脂肪酸和溶血卵磷脂,可抑制內(nèi)皮依賴性血管舒張,從而可激活內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)細(xì)胞間黏附分子-1(ICAM-1)和血管細(xì)胞黏附分子-1(VCAM-1),促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞與巨噬細(xì)胞的黏附;③可減弱內(nèi)皮細(xì)胞增殖能力,降低生長(zhǎng)速度,進(jìn)而使遷徙能力增加,凋亡率增加;④錨定在血管內(nèi)皮細(xì)胞表面的內(nèi)皮脂肪酶,可促進(jìn)LDL在動(dòng)脈壁內(nèi)的聚集,增加對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的易感性[35]。

5 血管生成素樣(ANGPTL)拮抗劑對(duì)內(nèi)皮脂肪酶的抑制

血漿三酰甘油(TG)的升高和HDL-C水平的降低是動(dòng)脈粥樣硬化和心血管疾病的危險(xiǎn)因素[36]。因此,可同時(shí)降低血漿TG和增加HDL-C水平的藥物能預(yù)防和治療動(dòng)脈粥樣硬化和心血管疾病。已有研究表明,ANGPTL蛋白家族中的3個(gè)成員即血管生成素樣3(ANGPTL3)、血管生成素樣4(ANGPTL4)和血管生成素樣8(ANGPTL8)已被證明可調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝。3者均通過(guò)抑制內(nèi)皮脂肪酶和脂蛋白脂肪酶,水解HDL的磷脂來(lái)調(diào)節(jié)血漿TG和HDL-C水平。Zhang等[37]通過(guò)培養(yǎng)的缺乏內(nèi)皮脂肪酶和低密度脂蛋白受體(LDLR)小鼠,測(cè)試ANGPTL3抑制劑對(duì)小鼠脂質(zhì)水平的影響,從而證明ANGPTL3是脂蛋白脂肪酶和內(nèi)皮脂肪酶的抑制劑,且目前已成為血管脂質(zhì)代謝的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑。Gusarova等[38]使用單克隆抗體REGN3776阻斷ANGPTL8,通過(guò)上調(diào)脂蛋白脂肪酶活性有效減少循環(huán)TG,從而提出了ANGPTL8抑制是治療高三酰甘油血癥的潛在靶點(diǎn)。Chen等[39]在37 ℃和22 ℃下,使用ANGPTL3、ANGPTL3/8、ANGPTL4和ANGPTL4/8進(jìn)行內(nèi)皮脂肪酶活性實(shí)驗(yàn),在確認(rèn)ANGPTL3作為內(nèi)皮脂肪酶抑制劑的同時(shí),發(fā)現(xiàn)ANGPTL4是比ANGPTL3更有效的內(nèi)皮脂肪酶抑制劑。

6 總結(jié)與展望

內(nèi)皮脂肪酶作為三酰甘油酶家族的新成員,可以通過(guò)水解HDL表面的磷脂,在HDL的分解中起關(guān)鍵作用,進(jìn)而影響動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展。血漿低水平的HDL-C 已經(jīng)成為動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,由此考慮抑制內(nèi)皮脂肪酶,進(jìn)而間接升高血漿HDL可對(duì)冠狀動(dòng)脈粥樣硬化病變產(chǎn)生有益影響,故通過(guò)對(duì)其進(jìn)一步的深入研究及研發(fā)相關(guān)的內(nèi)皮脂肪酶抑制劑或拮抗劑,可為臨床上動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)疾病的防治開(kāi)辟一個(gè)嶄新的方向。