氧化修飾低密度脂蛋白對動脈粥樣硬化的影響

劉駿申強

（湖南省南華大學附屬懷化醫(yī)院，湖南懷化418000）

?綜述及其他?

氧化修飾低密度脂蛋白對動脈粥樣硬化的影響

劉駿申強

（湖南省南華大學附屬懷化醫(yī)院，湖南懷化418000）

動脈粥樣硬化（AS）是一種常見的慢性疾病，常伴有多種并發(fā)癥，導致全身各處動脈血管堵塞，嚴重者如冠心病等。血脂異常是動脈粥樣硬化的重要影響因素，尤其是氧化修飾低密度脂蛋白（ox-LDL）在其中起著無可替代的作用，其不僅能夠啟動動脈粥樣硬化，并且能夠加速其后的發(fā)展。對于ox-LDL的相關研究，在脈粥樣硬化（AS）的防治中起著重要的作用。現就氧化修飾低密度脂蛋白對動脈粥樣硬化的影響的相關理論及研究進展予以綜述。

氧化修飾低密度脂蛋白；動脈粥樣硬化；影響因素

動脈粥樣硬化（atherosclerosis，AS）是導致冠心病、腦梗死及外周血管病的主要原因。其病變特點是一個慣續(xù)的病理生理過程：內膜受累的動脈血管，在其內膜下有脂質、復合糖類聚集，以及出血或血栓形成，進而造成纖維組織增生、鈣化，并使動脈中層逐步增厚鈣化，最終，導致動脈壁增厚變硬、動脈管腔狹窄。一旦進展到阻塞動脈管腔，則造成該動脈供血區(qū)域器官、組織缺血或壞死，嚴重威脅人類健康。冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（CHD）便是動脈粥樣硬化導致的一種最常見的疾病。其發(fā)病原因是冠狀動脈因血管粥樣硬化乃至血管內斑塊形成致血管狹窄或堵塞，最終導致心肌缺血缺氧的綜合征。目前，冠心病已經成為全球各地威脅人類生命與健康的“頭號殺手”［1］。在動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展過程中，受到各方面因素的影響。如血管炎癥反應，血小板聚集，血管痙攣，微血管功能紊亂，內皮細胞功能紊亂等。在其中，血管炎癥反應可謂是首要影響因素，這一生理病理過程由始至終貫穿于冠心病這一疾病過程。而當冠狀動脈血管內膜受損存在血管炎癥反應時，血漿中的血脂，尤其是低密度脂蛋白（LDL），將通過受損的內皮進入管壁內膜下，并經過氧化修飾形成氧化修飾低密度脂蛋白（ox-LDL），與此同時，單核細胞和淋巴細胞表達將出現改變，形成巨噬細胞再通過清道夫受體，吞噬ox-LDL，轉變?yōu)榕菽毎葱纬勺钤绲膭用}粥樣病變脂質條紋。

氧化修飾低密度脂蛋白，參與了動脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展，并在形成動脈粥樣硬化這一病理的過程中，起著無可替代的作用。在近十余年的研究中發(fā)現，ox-LDL不僅能夠啟動動脈粥樣硬化，并且能夠加速其后的發(fā)展。從其發(fā)現至今，國內外對其進行過深入的研究，已取得了長足的發(fā)展，但因其作用機制復雜，有些方面還存在一定的爭議。本文綜合近年來國內外相關研究進展，概述如下。

1　氧化修飾低密度脂蛋白（ox-LDL）在體內的產生機制

氧化修飾低密度脂蛋白（ox-LDL），是指天然的低密度脂蛋白（LDL）經過氧化修飾后而形成的脂蛋白。血漿中LDL的來源有兩個途徑：（1）主要途徑是由VLDL異化代謝轉變而來；（2）次要途徑是肝臟合成后直接分泌到血中。低密度脂蛋白的代謝能經過LDL受體進行代謝，LDL表面覆膜上存在受體，人體血漿內65%-70%的LDL是經過受體代謝的，少數是被周圍組織攝取異化，其中包括血管壁。并且在LDL受體存在缺陷時，VLDL將大部分轉變?yōu)長DL，使血漿中LDL濃度明顯升高。高膽固醇血癥是動脈粥樣硬化形成的主要風險之一，最近十余年，經過國內外研究表明，低密度脂蛋白在體內的含量與動脈粥樣硬化的形成呈正相關，而其中，經過氧化修飾后的低密度脂蛋白對動脈粥樣硬化的形成作用更加顯著［2］。

2　氧化修飾低密度脂蛋白（ox-LDL）導致動脈粥樣硬化（AS）的機制

2.1內皮損傷及細胞毒性作用

血管內皮損傷還受到脂質過氧化物或ox-LDL的影響。Ox-LDL能促進內皮細胞、巨噬細胞、肥大細胞等分泌白細胞介素-1、腫瘤壞死因子-α等一系列因子，從而導致內皮細胞的損傷，以及影響其代謝［3］。并且，導致ox-LDL生成過多的高脂血癥狀態(tài)，同樣具有以上的作用。人體內ox-LDL水平的增高，會引起內皮細胞變性、壞死，并從主動脈壁上分離。［4］大量實驗證明，各種脂質氧化的衍生物對血管內皮細胞存在損傷作用，如多不飽和脂肪酸（PUFA）的衍生物、氧化磷脂、溶血磷脂等，且泡沫細胞的衍生物羥基壬烯醛被證明能加速內皮細胞衰老。ox-LDL的細胞毒性作用，最初是在觀察在無血清的內皮細胞培養(yǎng)過程中發(fā)現，產生ox-LDL的過程中的介質中含有過渡金屬離子。當細胞吸收ox-LDL時，便會產生細胞毒性作用；同時細胞的培養(yǎng)狀態(tài)也決定了ox-LDL對細胞的影響程度，如ox-LDL可以選擇性的作用于細胞增殖周期中的S期，從而造成毒性作用，于此時加入細胞增殖抑制劑則可減輕ox-LDL的細胞毒性作用。［5］并且另有近年大量國內外研究表明，ox-LDL可使人內皮細胞中的抗氧化酶-還原性谷胱甘肽、前列環(huán)素等生成減少且活性下降，而氧化的脂質產物卻明顯增多。并且，在目前已知的與AS發(fā)病相關的細胞，如巨噬細胞、泡沫細胞、血管內皮細胞等均發(fā)現存在多種ox-LDL受體，大多數為清道夫受體，如CD68、CD36、鏈接域清道夫受體（link domain-containing scavenger receptor）、內皮清道夫等等［6］。

2.2泡沫細胞的形成

Ox-LDL能夠直接被巨噬細胞吞噬，并且能加強巨噬細胞的吞噬作用，而吞噬了ox-LDL的巨噬細胞，通過清道夫受體將轉變?yōu)榕菽毎⑼ㄟ^存在內膜損傷或炎癥的內膜，進入到動脈內膜下聚積［7］。并且，有研究表明，ox-LDL可刺激單核細胞粘附因子的表達，同時促進分泌單核細胞趨化（MCP-1）和巨噬細胞克隆因子（M-CSF）。MCP-1促進單核細胞在血管內的遷移，M-CSF則促進單核細胞向巨噬細胞的轉化，而成熟的巨噬細胞又可吞噬ox-LDL形成泡沫細胞，構成了一個促進泡沫細胞形成的循環(huán)圈，從而加速了動脈粥樣硬化的形成與發(fā)展。

2.3與易損斑塊的關系

目前，已知在人類血小板表面存在著脂蛋白的特異性結合位點，低密度脂蛋白（LDL）及ox-LDL能與這些位點結合，從而促進血小板的釋放及粘附作用。而且，有研究表明ox-LDL對血小板的活化作用明顯強于其他脂蛋白。其對血小板的作用可歸納為以下三個方面［8］：1.血小板聚集增加，并且能增加ADP和凝血酶的作用；2.血小板釋放物質增加，可促進血小板膜糖蛋白CD62p，CD63的表達，此外還可促進血栓塞A2生成及降低血小板的膜流動性；3.使血小板壽命縮短。至于ox-LDL如何激活血小板并加速血栓的形成，具體明確的激活途徑尚不明確，Magwenzi S［9］指出，當ox-LDL激活血小板活化的過程中，需要活性氧（ROS）作為媒介，其研究表明，ox-LDL及高脂血癥通過CD36-PCK途徑刺激NOX2衍生的ROS生成，或者通過調整cGMP信號促進血小板活化。

3　各種影響氧化修飾低密度脂蛋白形成的生化及生理因素的研究進展

抗氧化劑是一種能夠抑制其他分子被氧化的物質，限制氧化劑的有害影響，但不阻止氧化還原反應所需的新陳代謝，如能量代謝，信號傳導和其他細胞功能。抗氧化劑可通過減少ROS的產生或清除ROS及其他氧化劑。傳統的抗氧化劑對抑制LDL的氧化修飾過程具有一定的作用，如維生素C、還原性谷胱甘肽、前列腺素等等，這些物質均通過調節(jié)人體內的氧自由基從而減少低密度脂蛋白的氧化修飾過程。一些內源性蛋白質通過清除自由基或結合金屬離子，同樣起到抗氧化劑作用（如乳鐵蛋白、轉鐵蛋白、鐵蛋白、珠蛋白等等）。另外，一些酶同樣具有抗氧化作用（如超氧化物歧化酶、抗氧化蛋白等）［10-12］。許多藥物，如他汀類、血管緊張素轉化酶抑制劑、脂氧合酶抑制劑等，均表現出抗氧化作用，其能抑制LDL的氧化過程［13-14］。近年來許多研究表明，很多非抗氧化劑物質或特殊的生理過程，亦能影響ox-LDL的形成，或影響其病理作用。

水溶性的維生素C以及維生素E，早在多年以前便被證明具有抗氧化能力，這在對抗ox-LDL形成上，有著許多理論及實驗的依據［15］。而作為脂溶性的維生素A，Mahmoudi MJ［16］的研究指出，維生素A可降低ox-LDL的細胞毒性作用，并提升外周血單核細胞（PBMC）的生存能力。且維生素A的保護作用并不是通過抗氧化機制，可能是由于細胞內凋亡保護機制或誘導細胞增殖。高濃度的維生素A可提高PBMC的易感性。此項研究，給出我們一個新的觀念，對抗ox-LDL的形成，不僅僅只能依靠抗氧化這一途徑。

人內皮祖細胞（hEPC）是血管內皮細胞的前體，目前已得到證實，其在心腦血管疾病、外周血管疾病等等方面均發(fā)揮重要的作用。人內皮祖細胞成體干細胞位于骨髓和外周血，骨髓中的含量占主要地位，當出現血管損傷時，hEPC便從骨髓中進入體循環(huán)促進內皮修復和新生血管形成。他汀類藥物亦可通過動員作用，達到上述效果。過度表達的LOXIN能夠保護內皮細胞，減輕ox-LDL針對內皮細胞及人內皮祖細胞（hEPC）誘導的細胞凋亡［17］。

很多正常或非正常的生理變化，均可引起ox-LDL在血漿內含量水平的變化。妊娠期婦女血漿中的ox-LDL會升高。正常妊娠時，于孕9～13周時，血漿中ox-LDL含量將開始升高，此后逐漸升至高峰，一直維持到產后24小時才逐步下降［18］。雖然，許多研究表明，妊娠期ox-LDL的升高水平與健康未孕人群的差異無統計學意義（P＞0.05），但有國內外研究表明，其與妊娠期心血管疾病存在一定的相關性。

最近Sakamoto R等［19］的研究指出，青藏高原地區(qū)老年人血液中的ox-LDL水平高于低海拔地區(qū)的漢族老年人，但該作者也指出還需要進行進一步的研究來確定，在高海拔地區(qū)，氧化應激反應是通過何種因素來影響該地老年人的健康狀況。通過這項研究，又能引申出許多關于ox-LDL與環(huán)境關系的猜測。

4　ox-LDL與動脈粥樣硬化關系研究的不足與展望

綜上所述，國內外大量研究表明，氧化修飾低密度脂蛋白在AS的發(fā)生發(fā)展過程中有著重要的作用，并且還能促進血栓的形成，這些病理過程在心血管疾病中有著無比重要的影響。近年來，大批研究者針對ox-LDL的生成與致病理改變作用機制及其影響因素上做了大量的研究，得到了諸多抑制ox-LDL形成及阻斷其作用機制的思路，部分如抗氧化劑、信號通路、競爭結合受體等，但尚有許多思路未得到實驗數據證實，更有大量的未知途徑等待著被發(fā)現。如脂蛋白相關磷脂酶A2（Lp-PLA2），是近年來引起廣泛關注的一種與動脈硬化和缺血性心腦血管疾病密切相關的磷脂酶A2超家族、一種新的炎性標記物、還是一種獨立危險因子。因其具有促炎癥的作用，所以Lp-PLA2在炎癥細胞中產生及釋放，可以視作一種極佳的前炎癥反應表現。尤其是在中晚期動脈粥樣斑塊或破裂斑塊周圍的巨噬細胞中，Lp-PLA2被大量的表達。Dylan L.Steen等［20］的研究表明，使用Lp-PLA2抑制劑，能顯著降低心血管事件的發(fā)生率。更重要的是，有研究已經證明，在其介導的局部炎癥反應中，與ox-LDL有著直接關系。當局部炎癥反應啟動后，Lp-PLA2能將ox-LDL水解成脫磷酸卵磷脂（Lyso-PC）和游離的氧化脂肪酸（ox-FA）。這些代謝產物，又將促進炎癥介質，如白介素等等的釋放。而炎癥介質又會促進ox-LDL的形成，以及產生更多Lp-PLA2，最終形成一個惡性循環(huán)。對于Lp-PLA2與ox-LDL這兩者之間的研究，對動脈粥樣硬化的臨床治療具有非凡的指導意義。在基因治療AS方面，She Z G等［21］指出，人類對氧磷酶（Paraoxonase）基因簇，有望成為治療人類AS的目標基因。

在AS的發(fā)病機制上，歷史上存在這許多假設，如炎癥理論［22］、動脈退行性理論、膽固醇假說、氧化假說等等，其中，許多假設的驗證經歷了數十年，如膽固醇假說，從其提出，經歷了大約60余年才被大眾所廣泛接受；而有些理論的流行則與基礎科學的發(fā)展密切相關，如炎癥理論，早在1858年便被Virchow［22］提出，而其受到廣泛關注卻是在百年之后［23］，目前，炎癥理論又成為AS發(fā)病機制的主論調［24］。而近年許多研究均證明ox-LDL與AS之間存在著必然的聯系。在研究許多動脈粥樣硬化相關獨立危險因素（如：高血壓、吸煙、飲酒、糖尿病、肥胖、遺傳因素等等）與ox-LDL相關性的研究還存在許多的空白，留有值得科研工作者們去努力探索空間。有關于ox-LDL這一領域進一步的研究與突破，可以進一步的闡述AS的發(fā)病機制，以及發(fā)現更多的影響因素及反應途徑，從而能更好的指導臨床積極治療并預防AS，為降低此類疾病的發(fā)病率及死亡率提供更多的科學及循證醫(yī)學理論依據。

［1］ J Chen，MHChen，YLGuo，CGZhu，RXXu，Plasma Big Endothelin-1 Level and the Severity of New-onset Stable Coronary Artery Disease.《Journal of Atherosclerosis&Thrombosis》，2014，22（2）：126-135.

［2］Moohebati M，Kabirirad V，Ghayour-Mobarhan M，et al. Investigation ofserum oxidized low-density lipoprotein IgG levels in patients with angiographically defined coronary artery disease［J］. International journal of vascularmedicine，2014，2014.Article ID 845960，8 pages.

［3］ ChenC，KhismatullinDB.Oxidizedlow-densitylipoprotein contributes to atherogenesis via co-activation ofmacrophages andmastcells.2015Mar26；10（3）：e0123088.doi：10.1371/journal.pone. 0123088.eCollection 2015.

［4］ She Z G，Chen H Z，Yan Y，et al.The human paraoxonase gene cluster asa target in the treatmentofatherosclerosis［J］.Antioxidants &redox signaling，2012，16（6）：597-632.

［5］Salvayre R，Negre-Salvayre A，Camaré C.Oxidative theory of atherosclerosisand antioxidants［J］.Biochimie，2015.

［6］ HoriuchiS1，Sakamoto Y，SakaiM.Scavenger receptors for oxidized and glycated proteins.Amino Acids.2003 Dec；25（3-4）：283-92. Epub 2003Aug21.

［7］Hirose K，Iwabuchi K，Shimada K，et al.Different responses to oxidized low-density lipoproteins in human polarized macrophages［J］.Lipids in health and disease，2011，10（1）：1.

［8］ 申方群，劉清華，田慶印.氧化修飾低密度脂蛋白致血栓形成作用及其機制研究的進展 ［J］.心血管康復醫(yī)學雜志，2003，12（1）：92-94.

［9］ MagwenziS1，Woodward C1，Wraith KS1，Aburima A1，Raslan Zet，OxidizedLDLactivatesbloodplateletsthrough CD36/NOX2-mediated inhibition of the cGMP/protein kinase G signalingcascade，2015Apr23；125（17）：2693-703.doi：10.1182/blood-2014-05-574491.Epub 2015 Feb 20.2015 by The American SocietyofHematology.

［10］HalliwellB，Gutteridge JM C.Free radicals in biology andmedicine［M］.Oxford University Press，USA，2015.

［11］Kalyanaraman B.Teaching the basics of redox biology to medical andgraduatestudents：Oxidants，antioxidantsanddisease mechanisms［J］.Redoxbiology，2013，1（1）：244-257.

［12］Kalyanaraman B.Teaching the basics of redox biology to medical andgraduatestudents：Oxidants，antioxidantsanddisease mechanisms［J］.Redoxbiology，2013，1（1）：244-257.

［13］VioliF，CalvieriC，Ferro D，etal.Statinsasantithrombotic drugs［J］. Circulation，2013，127（2）：251-257.

［14］ LiH，Horke S，F？rstermann U.Oxidative stress in vascular disease and its pharmacological prevention［J］.Trends in pharmacological sciences，2013，34（6）：313-319.

［15］Stocker R，Keaney J F.Role of oxidative modifications in atherosclerosis［J］.Physiological reviews，2004，84（4）：1381-1478.

［16］MahmoudiMJ，？Saboor-Yaraghi AA，Zabetian-Targhi F.Vitamin A Decreases Cytotoxicity of Oxidized Low-Density Lipoprotein in Patients with Atherosclerosis.Immunol Invest.2016 Jan；45（1）：52-62.doi：10.3109/08820139.2015.1095208.Epub 2015Dec 23.

［17］Veas C1，？Jara C，？Willis ND，Overexpression of LOXIN protects endothelial progenitor cells from apoptosis induced by？oxidized low density lipoprotein.JCardiovasc Pharmacol.？2016 Jan 14.

［18］Saarelainen Heli，？Laitinen Tomi，RaitakariOlli T，Pregnancy-related hyperlipidemiaandendothelial functioninhealthywomen，Circulation Journal，2006，Vol.70（6），pp.768-72.

［19］Sakamoto R，Okumiya K，Wang H，Dai Q，Fujisawa M，？Wada T，ImaiH，Kimura Y，Ishimoto Y，FukutomiE，ChenW，Sasiwongsaroj K，Kato E，Ge RL，Matsubayashi K.Oxidized Low Density Lipoprotein Among the Elderly in Qinghai-TibetPlateau.

［20］Dylan L.Steen，？Michelle L.O’Donoghue.Lp-PLA2 Inhibitors for the Reduction of Cardiovascular Events.Cardiology and Therapy，2013，Vol.2（2），pp.125-134.

［21］She Z G，Chen H Z，Yan Y，et al.The human paraoxonase gene cluster asa target in the treatmentofatherosclerosis［J］.Antioxidants &redox signaling，2012，16（6）：597-632.

［22］R.Virchow.Par P.Picard（Ed.），La pathologie cellulairebasée sur l'étude physiologique et pathologique des tissus（trad de 3e？ed.）（1868），p.336 Baillère，Paris.

［23］Weber G，CamagniG.Frequency and entity of aortic atherosclerosis in chronic and acute endocarditis；inflammatory genesis of the atherosclerotic process［J］.Archivio"de Vecchi"per l'anatomia patologicae lamedicina clinica，1950，14（1）：45.

［24］Libby P，Ridker PM，Hansson GK.Inflammation in atherosclerosis：from pathophysiology to practice［J］.Journalof the American College ofCardiology，2009，54（23）：2129-2138.