Lox－經(jīng)ox－LDL介導(dǎo)致動脈粥樣硬化機(jī)制的研究進(jìn)展

王 寧 孫榮國 夏 蘢 呂以杰 (山東大學(xué)附屬濟(jì)南市中心醫(yī)院心內(nèi)科，山東 濟(jì)南 5003)

血凝素樣氧化低密度脂蛋白受體1(Lox－1)通過介導(dǎo)ox－LDL信號途徑而導(dǎo)致血管內(nèi)皮功能障礙、泡沫細(xì)胞形成及凋亡、炎性介質(zhì)及基質(zhì)金屬蛋白酶的分泌，在動脈粥樣硬化(AS)斑塊的形成及進(jìn)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用。血凝素樣氧化低密度脂蛋白受體1(Lox－1)是日本學(xué)者 Swamura等〔1〕于1997年首先在牛主動脈內(nèi)皮細(xì)胞上發(fā)現(xiàn)和鑒定的。與其他脂蛋白受體沒有任何結(jié)構(gòu)上的同源性，只能與ox－LDL結(jié)合，而不能結(jié)合天然低密度脂蛋白(nLDL)及乙酰化低密度脂蛋白(ac－LDL)。目前大量研究證實(shí)血凝素樣氧化低密度脂蛋白受體1(Lox－1)在人類、兔、大鼠及小鼠等的血管中也有表達(dá)，并且在人類AS的發(fā)生發(fā)展以及其他病理生理過程中可能發(fā)揮著關(guān)鍵作用。現(xiàn)將Lox－1相關(guān)作用予以詳細(xì)表述。

1 Lox－1 的結(jié)構(gòu)、功能及表達(dá)

Lox－1是一種Ⅱ型膜表面糖蛋白，屬于C型植物血凝素家族分子，它與已知的清道夫受體(包括A型和B型以及CD68)結(jié)構(gòu)不同，它們不具有結(jié)構(gòu)上的任何同源性。人Lox－1定位于人染色體12p12.3～13.2區(qū)域，其編碼基因?yàn)閱慰截悾谌梭w基因組大約有15 kb的長度。含有5個內(nèi)含子和6個外顯子，5′端啟動子區(qū)存在幾個 cis－調(diào)節(jié)元件:GATA－2、c－ets－1、PMA 反應(yīng)元件(TRES)和剪切應(yīng)力反應(yīng)元件(SSRE)。推測這些調(diào)節(jié)元件可能與Lox－1的可誘導(dǎo)表達(dá)有關(guān)。人Lox－1有273個氨基酸，分子量約為32 kD，包含4個結(jié)構(gòu)域:一個短的N－末端胞漿域、跨膜域、頸域和一個長的C－末端血凝素樣域。而血凝素樣域?qū)τ?Lox－1 的結(jié)合活性是必需的〔2〕。Sawamura 等〔1〕研究證明人類基因編碼的Lox－1的72%氨基酸序列與牛相一致，而在大鼠及小鼠體內(nèi)除了有一個被三個重復(fù)基因序列所編碼的更長的領(lǐng)域外，也與人和牛Lox－1結(jié)構(gòu)具有很高的相似性。而至今研究證明與人類LOX－1結(jié)構(gòu)最相似的物種是兔子和豬，因此做相關(guān)實(shí)驗(yàn)動物模型可以選用這兩種動物。

在體內(nèi)，Lox－1有兩種存在方式，一種是膜結(jié)合型，另一種是前者經(jīng)酶切后產(chǎn)生的可溶性形式。可溶型的Lox－1具體作用現(xiàn)在還不清楚，但是其在有AS危險因素患者當(dāng)中水平增高。現(xiàn)在研究最多的是膜結(jié)合型 Lox－1，研究發(fā)現(xiàn) Lox－1的 C－末端血凝素樣域廣泛存在于不同種系動物中，其中的6個半胱氨酸殘基在介導(dǎo)配體－受體結(jié)合及啟動吞噬作用方面發(fā)揮作用。ox－LDL被證明主要通過Lox－1的C－末端血凝素樣域結(jié)合到內(nèi)皮細(xì)胞并被吞噬進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的。但最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域內(nèi)一段較短的區(qū)域通過一個二硫鍵使跨膜域和配體結(jié)合域鏈接形成一個二聚體，而此結(jié)構(gòu)是Lox－1作為受體與配體結(jié)合必不可缺少的。

Lox－1主要表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞及血管豐富的組織，如肺組織和胎盤，也可被誘導(dǎo)表達(dá)于單核/巨噬細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和激活的血小板〔3〕。在體外，Lox－1能被促炎因子、氧化應(yīng)激、流體剪切應(yīng)力等多種刺激所誘導(dǎo)〔4〕。到目前為止，Lox－1作為受體可以和四組不同的配體結(jié)合，包括:①被修飾過的脂蛋白(ox－LDL、乙酰化LDL、次氯酸鹽修飾的高密度脂蛋白);②多聚陰離子化合物(多聚肌酐酸、愛蘭苔膠);③陰離子磷脂類(磷脂酰絲氨酸、磷脂酰肌醇);④細(xì)胞類配體(凋亡細(xì)胞、活化的血小板、細(xì)菌)。Lox－1多方面的生理學(xué)功能正是通過與以上所述配體結(jié)合而表現(xiàn)出來的。Lox－1可以在轉(zhuǎn)錄及翻譯水平受到多種炎性細(xì)胞因子、氧化應(yīng)激、化學(xué)因素、及內(nèi)環(huán)境的影響，從而影響心血管疾病的發(fā)生與發(fā)展〔5〕。

2 Lox－1 在 AS 中的作用

2.1 Lox－1與氧化應(yīng)激 近年來研究認(rèn)為，氧化應(yīng)激在AS發(fā)展的各個階段都發(fā)揮著重要的作用。ox－LDL作為氧化應(yīng)激的標(biāo)志物，出現(xiàn)在AS病人的血漿里。ox－LDL可促發(fā)內(nèi)皮細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)從而引起內(nèi)皮功能紊亂，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激作為細(xì)胞水平應(yīng)激同AS形成的機(jī)制與多種危險因素聯(lián)系起來，并貫穿AS發(fā)展的整個過程〔6〕。Lox－1在正常生理功能的血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)的水平很低，但體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)可被細(xì)胞因子及促血管收縮的肽類所上調(diào)表達(dá)水平。活體內(nèi)相關(guān)實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了像高血壓、糖尿病及高脂血癥等促AS因素使得Lox－1在內(nèi)皮細(xì)胞的表達(dá)水平升高〔7〕。ox－LDL是LDL在氧化應(yīng)激因素存在的環(huán)境中被氧化形成的，具有上調(diào)Lox－1的作用，而天然的LDL卻沒有此功能。8－異前列腺素F2α是細(xì)胞膜上脂化的花生四烯酸受自由基攻擊后裂解而形成的前列腺素衍生物，被認(rèn)為是測定體內(nèi)氧化應(yīng)激的金指標(biāo)。Halvorsen等〔8〕研究表明，在JAR細(xì)胞8－異前列腺素F2α提高Lox－1的表達(dá)水平和促進(jìn)ox－LDL的攝取，而且還誘導(dǎo)NF－κB因子的激活。當(dāng)細(xì)胞受細(xì)胞外信號刺激后，IκB 激酶復(fù)合體(IKK)活化將 IκB 磷酸化，使 NF－κB 暴露核定位位點(diǎn)。游離的NF－κB迅速移位到細(xì)胞核，與特異性κB序列結(jié)合，誘導(dǎo)相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄。參與免疫反應(yīng)的早期和炎癥反應(yīng)各階段的許多分子都受 NF－κB的調(diào)控，Li等〔9〕證明血管內(nèi)皮細(xì)胞NO的減少不僅是因?yàn)長ox－1介導(dǎo)的NO分解代謝的加強(qiáng)，其合成的減少也是一個重要因素。Lox－1既參與了氧化應(yīng)激介導(dǎo)的一系列反應(yīng)也參與了氧化應(yīng)激反應(yīng)本身。

2.2 Lox－1與炎癥反應(yīng) 我們知道動脈粥樣硬化的病理生理過程是非常復(fù)雜的，其中炎癥介質(zhì)的參與是必不可少的。目前的研究已經(jīng)表明，ox－LDL通過 Lox－1上調(diào) CD40的表達(dá)，而用Lox－1拮抗劑可以減少其表達(dá)。Lox－1通過激活CD40/CD40配體信號途徑，促進(jìn)炎癥反應(yīng)。許多炎癥因子如腫瘤壞死因子－α(TNF－α)、白介素－6(IL－6)等可以從轉(zhuǎn)錄水平誘導(dǎo) Lox－1 的表達(dá)。一些研究發(fā)現(xiàn)，在人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞，ox－LDL通過Lox－1途徑在炎癥因子的表達(dá)中發(fā)揮著雙重作用。ox－LDL通過其受體Lox－1增加細(xì)胞間黏附分子(ICAM)－1及E選擇素的表達(dá)從而促進(jìn)炎癥反應(yīng)進(jìn)一步發(fā)展，同時激活過氧化物酶體增殖物激活受體γ(PPAR－γ)觸發(fā)抗炎應(yīng)答。

2.3 Lox－1與血管緊張素Ⅱ及血栓形成 Lox－1介導(dǎo) ox－LDL和血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)間的相互作用，而AT1表達(dá)的增加在于增強(qiáng)血管對AngⅡ的收縮反應(yīng)，削弱對內(nèi)皮依賴性舒張劑乙酰膽堿的反應(yīng)。Morawietz等〔10〕研究發(fā)現(xiàn)AngⅡ和人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞共同培養(yǎng)時，AngⅡ濃度依賴性的增加Lox－1 mRNA和蛋白表達(dá)，而且這種作用可以完全被AT1特異性抑制劑氯沙坦所阻斷，但血管緊張素Ⅱ2型受體(AT2)特異性抑制劑則無此作用。血栓形成是導(dǎo)致心肌缺血的常見原因，而血小板則在血栓形成過程中是始作俑者。Chen等〔11〕研究表明血小板本身表達(dá)一定量 Lox－1。Kakutani等〔12〕在大鼠動物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn) Lox－1 的特異性抗體可以減少動脈血栓的形成，這說明Lox－1參與了ox－LDL介導(dǎo)的血小板的激活、聚集及血栓形成。此外，ox－Lox在心肌缺血再灌注損傷中也發(fā)揮著重要作用。有動物實(shí)驗(yàn)表明，在大鼠發(fā)生心肌缺血前給予特異性抗Lox－1抗體可以減少Lox－1的表達(dá)及減輕心肌缺血再灌注損傷。

2.4 Lox－1、Lox－1 拮抗劑與血管黏附分子 ox－LDL 通過誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子的表達(dá)，從而促進(jìn)單核細(xì)胞向內(nèi)皮遷移和黏附，在AS的啟動過程中起著重要的作用，但ox－LDL誘導(dǎo)黏附分子的機(jī)制還未明確。在AS早期，血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)ox－LDL比進(jìn)展期更活躍，這與AS早期血管內(nèi)皮細(xì)胞大量表達(dá)細(xì)胞黏附分子，從而促進(jìn)單核細(xì)胞向內(nèi)皮細(xì)胞黏附、遷移的病理生理過程相一致。推測Lox－1可能作為黏附分子表達(dá)的一個上游調(diào)節(jié)因子，介導(dǎo)了ox－LDL誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子的表達(dá)。ox－LDL可增加細(xì)胞因子誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá) ICAM－1、VCAM－1和E選擇素等白細(xì)胞黏附分子，促進(jìn)單核細(xì)胞向血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移和黏附，該作用可被抗CD11b單克隆抗體阻斷，推測 ICAM－1/CD11b途徑介導(dǎo)了 ox－LDL增加單核細(xì)胞的黏附。ox－LDL可以使血管內(nèi)皮細(xì)胞的MCP－1 mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)升高，抗MCP－1抗體則顯著降低單核細(xì)胞黏附于血管內(nèi)皮細(xì)胞。Lox－1的兩種受體阻斷劑ploy(Ⅰ)和愛蘭苔膠同樣可以阻斷ox－LDL誘導(dǎo)黏附分子ICAM－1和E選擇素的上調(diào)作用，提示ox－LDL誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子的表達(dá)是通過Lox－1途徑介導(dǎo)的。

2.5 Lox－1與巨噬細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞的形成 Liu等〔13〕研究發(fā)現(xiàn)在正常人主動脈內(nèi)膜檢測不到Lox－1，而在早期動脈粥樣硬化斑塊中的內(nèi)皮細(xì)胞和進(jìn)展期斑塊中的平滑肌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞中可見Lox－1高度表達(dá)〔11〕，提示LOX－1促進(jìn)平滑肌細(xì)胞和巨噬細(xì)胞吞噬脂質(zhì)，并轉(zhuǎn)化為泡沫細(xì)胞。

2.6 Lox－1對 MMP－9的影響 ox－LDL是主要的刺激合成MMP－9的炎癥因子。ox－LDL引起單核細(xì)胞或巨噬細(xì)胞對基質(zhì)金屬蛋白酶的釋放，而對金屬蛋白酶組織抑制因子(TIMPs)卻沒有明顯影響，這正是急性冠脈綜合還患者軟斑塊破裂的基礎(chǔ)。Ishino等〔14〕實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，MMP－9在進(jìn)展期斑塊中的分布同Lox－1 具有區(qū)域一致性。Li等〔15〕曾報道，ox－LDL 通過 Lox－1 介導(dǎo)冠狀動脈內(nèi)皮細(xì)胞MMPs的表達(dá)和激活。Li等〔15〕研究發(fā)現(xiàn)，用不同劑量的ox－LDL與培養(yǎng)的人冠狀動脈內(nèi)皮細(xì)胞一起培育不同的時間，Lox－1可以上調(diào)人冠狀動脈內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)基質(zhì)金屬蛋白酶，并呈時間和劑量依賴性，而基質(zhì)金屬蛋白酶可以降解細(xì)胞外基質(zhì)膠原，使血管產(chǎn)生擴(kuò)張性重塑，促進(jìn)動脈粥樣硬化斑塊的破裂，這提示我們Lox－1在動脈粥樣硬化斑塊不穩(wěn)定中起著一定的作用。

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