1-磷酸鞘氨醇及其受體與動脈粥樣硬化研究進展

彭 暉 閭宏偉

(中南大學湘雅三醫院醫學實驗中心，湖南 長沙 410013)

1-磷酸鞘氨醇及其受體與動脈粥樣硬化研究進展

彭 暉 閭宏偉1

(中南大學湘雅三醫院醫學實驗中心，湖南 長沙 410013)

1-磷酸鞘氨醇；動脈粥樣硬化；1-磷酸鞘氨醇受體

動脈粥樣硬化(AS)的發病機制尚未完全清楚,研究表明,AS是一種慢性免疫-炎癥性疾病,是血管壁對各種損傷的一種異常反應〔1〕。大量流行病學數據表明高密度脂蛋白(HDL)具有抗AS作用，近些年發現與HDL結合的1-磷酸鞘氨醇(S1P)在抗AS中發揮著重要作用〔1〕。S1P影響著不同細胞的增殖、遷移、黏附、炎癥等，在心血管、神經、免疫、呼吸等多個系統有著重要的作用，S1PR激動劑FTY720已經應用于臨床治療多發性硬化。本文就S1P及其受體在AS斑塊形成的發生發展及相關疾病中的作用作一綜述。

1 S1P概述

體內S1P主要通過鞘氨醇激酶(SphK)催化鞘氨醇(Sph)進一步磷酸化而產生〔2〕，鞘氨醇可以通過神經酰胺酶作用于神經酰胺脫去酰胺鍵而生成。SphK有兩種亞型，鞘氨醇激酶1(SphK1)和SphK2。SphK1廣泛存在于紅細胞質酶，主要影響血漿中S1P的合成；SphK2有核內定位信號，主要負責細胞內S1P的合成〔3〕。S1P的分解主要通過S1P 磷酸酶及S1P 裂解酶，S1P 磷酸酶將S1P降解為鞘氨醇,S1P 裂解酶可將S1P降解為軟脂醛和磷酸膽堿。

血漿中S1P濃度高達200～900 nmol/L，主要來源于血小板、紅細胞及內皮細胞〔1〕。血漿中S1P主要以結合形式存在，HDL和白蛋白是其主要載體，分別結合約55%和35%的S1P，而其余約10%S1P與低密度脂蛋白等其他脂蛋白結合〔2〕。Wilkerson等〔4〕發現，與HDL結合的S1P (HDL-S1P)比與白蛋白結合的S1P(白蛋白-S1P)有更持續的內皮屏障功能，因為HDL-S1P能抑制S1PR1蛋白降解，延長S1PR1蛋白在內皮的循環，通過S1PR1通路持續激活Akt及eNOS，且HDL-S1P的半衰期是白蛋白-S1P的4倍，因此在結合型S1P中，HDL-S1P能發揮更顯著的作用。此外，進一步研究發現在HDL中，載脂蛋白(Apo)M為S1P的載體,這在動物實驗中得到了證實〔5〕。

S1P存在于細胞內和細胞外，在胞內直接產生生物學效應，在胞外通過與其特異性受體——S1P受體結合，S1P受體是一種G蛋白耦聯受體，包括5種亞型(S1PR1-5)，它們分別結合不同的G蛋白，進一步激活細胞內信號轉導通路從而產生不同的生物學效應〔6〕。

2 S1P水平在冠狀動脈病變中的變化

近年來研究發現血漿S1P水平與冠脈疾病嚴重程度、冠脈病變數目、冠脈支架植入術后血管再狹窄等均相關。心肌梗死及穩定型冠心病患者中血漿HDL-S1P濃度低于健康對照組，血漿HDL-S1P水平與冠脈病變數量相關，與冠脈疾病(CAD)的嚴重程度負相關〔7〕。連續監測心肌梗死患者的S1P 水平，發現從起病至發病后2年，血漿S1P均維持在低水平〔8〕。觀察冠心病經皮冠狀動脈介入治療(PCI)后的患者，發現術后HDL-S1P水平越低，發生冠脈支架內再狹窄的可能性越大〔9〕。因此說明，S1P尤其是HDL-S1P與AS密切相關，HDL-S1P為冠脈疾病的潛在保護因素，在未來可能作為冠脈支架內再狹窄的預測因子應用于臨床。

3 S1P及其受體與AS相關機制

在不同細胞不同的S1P受體表達量不同，如血管內皮細胞及平滑肌細胞上S1PR1、S1PR2、S1PR3均表達，在內皮細胞上S1PR1表達最豐富，在平滑肌細胞上以S1PR2表達為主。在生理及病理狀態下同一受體表達亦有差異，在AS時，內皮細胞上S1PR2呈現高表達〔10〕。S1PR1/S1PR3與S1PR2表達的均衡對血管的穩態起著重要作用。在體內的不同細胞，S1P通過結合不同受體影響細胞功能，從而影響AS的發生發展。下面分別從S1P結合其受體對內皮細胞、平滑肌細胞及巨噬細胞結構功能的影響闡述S1P在AS過程中的作用。

3.1 S1P及其受體對內皮功能影響 目前認為，內皮損傷是AS發生的始動因素，內皮損傷后可出現多種內皮功能紊亂，如內膜的屏障功能受損導致滲透性增加，內皮釋放炎性細胞因子，內膜來源的血管收縮因子或舒張因子的釋放發生改變，這都在AS的形成中發揮著重要作用。

血漿中的S1P通過結合內皮細胞表面不同的S1P受體,激活細胞內信號途徑，調節內皮細胞功能，包括促進細胞增殖、誘導遷移、細胞骨架的重排、調節炎癥及血管形成等〔11〕。在內皮細胞，S1P通過與S1PR1結合對血管內皮具有重要的保護作用，與S1PR2結合對血管內皮具有不利的影響。

S1P作用于S1PR1通過Gi/PI3K/Tiam1激活細胞內Rac1信號蛋白，誘導肌動蛋白結合蛋白的異位如皮層蛋白(cortactin)及肌球蛋白輕鏈蛋白激酶(MLCK)重新分布至細胞周邊，促進細胞骨架重排，形成牢固的肌動蛋白環及促進鈣黏蛋白-VE-內皮鈣黏素及血小板內皮細胞黏附分子的表達等加強細胞間的連接，降低通透性，增強內皮屏障〔12〕；經 PI3K/Akt/eNOS信號通路,促進血管舒張因子NO釋放〔13〕及抑制NF-κB通路激活，減少黏附分子VCAM-1及ICAM-1 的表達，抑制內皮細胞的活化，介導抑炎反應信號通路，減輕血管炎癥，發揮抗動AS作用〔14〕。S1P作用于S1P3受體,經Gq,G13蛋白激活細胞內Rho蛋白介導細胞間的黏附及激活細胞內PLD和PLC/Ca2+/PKC信號，加強內皮屏障〔15〕。S1P作用于S1P2受體,通過激活Rho/ROCK/PTEN信號通路,抑制Rac蛋白活性,抑制內皮細胞遷移，破壞黏著連接點，同時引起細胞內鈣離子濃度升高，促進血管通透性增加，破壞內皮屏障〔16〕；通過激活G12/13 蛋白，經NF-κB途徑刺激VCAM-1 和ICAM-1 表達，介導促炎反應信號通路，促進AS的發展〔13〕。

3.2 S1P及其受體對血管平滑肌影響 在AS斑塊形成過程中，從粥樣斑塊期至纖維斑塊期，病變處內皮細胞下平滑肌細胞(SMC)明顯增多，血管平滑肌細胞(VSMC)的遷移和過度增殖可促進AS的發展，VSMCs的增殖與平滑肌表型轉變密切相關。S1P通過結合VSMC表面不同的受體激活下游通路，調節平滑肌細胞功能，包括平滑肌表型轉變、增殖、遷移以及調節血管緊張度等。在正常的平滑肌細胞中，S1PR2表達為主，但在增殖的平滑肌細胞中S1PR1過度表達。S1P通過結合S1PR1誘導P70S6激酶合成增加，抑制AMPK通路的激活；增加平滑肌肌動蛋白(SMA)表達，使平滑肌表型由正常的收縮型轉變為幼稚的合成型，誘導血管平滑肌細胞增殖和遷移〔17〕。S1P結合S1PR2通過激活RhoA蛋白，調節細胞內鈣離子的移動，抑制SMA表達；經G12/13和Gq，激活小GTP 酶Rho，抑制平滑肌表型轉變及增生〔18〕。在S1PR3-/-ApoE-/-雙基因敲除小鼠中，小鼠動脈粥樣斑塊中平滑肌細胞含量較ApoE-/-基因敲除小鼠增加，將小鼠頸動脈結扎后，S1PR3-/-ApoE-/-小鼠損傷的頸動脈中SMC增生和新生內膜形成更顯著，說明S1PR3通過抑制平滑肌細胞的遷移增殖，影響AS的發生發展〔19〕。S1P可同時激活S1PR2、S1PR3及其下游的P38MAPK信號通路，促進COX2的激活及PGI2的釋放，舒張血管，從而起血管保護作用〔20〕。此外，S1P可以通過結合非S1P受體，如介導表皮生長因子受體(EGFR)表達激活Akt/NF-κB和ERK/AP-1通路,促進平滑肌的增殖〔21〕。

3.3 S1P及其受體對巨噬細胞的影響 AS是由脂質引發的炎癥性疾病,單核/巨噬細胞在AS發生發展過程中發揮極其重要的作用，巨噬細胞吞噬脂質后成為泡沫細胞,構成AS的脂質條紋和粥樣斑塊。巨噬細胞具有很強的可塑性，可根據其不同的表現和功能分為M1 型和M2 型2 種表型，分別具有促炎和抗感染促修復能力〔22〕。S1P通過活化ERK,抑制p38/MAPK及JNK信號通路的激活，同時促進IL-4分泌，激活M2型巨噬細胞〔23〕。將FTY720(S1P類似物)注入LDL-/-小鼠后，血漿中的促炎因子TNF-α、IL-6、IL-12減少，M1型巨噬細胞的活化受到抑制，M2型巨噬細胞被激活，能減慢AS的進程〔24〕。巨噬細胞的聚集遷移及炎性因子的釋放在動脈粥樣斑塊的形成中具有重要作用。ApoE-/-S1PR2-/-小鼠的AS斑塊面積和脂質沉積量明顯小于ApoE-/-S1PR2+/ +小鼠，且壞死核心明顯減少，血管壁中的巨噬細胞及泡沫細胞明顯減少，炎性因子如IL-6、TNF-α、IFN-γ、MCP-1以及黏附分子如VCAM-1表達減少〔25〕，S1PR3-/-ApoE-/-小鼠動脈粥樣斑塊內巨噬細胞數量明顯減少，TNF-α和MCP-1表達降低。由此說明，S1PR2及S1PR3均可通過促進巨噬細胞聚集，調節巨噬細胞的趨化活性，釋放炎癥因子，影響AS的發生發展。此外，Michaud等〔26〕發現S1P能通過S1PR2/G12/13/cAMP/PKA信號通路抑制體內巨噬細胞的遷移，但對遷移的方向無影響。

4 相關心血管藥物與S1P

不同劑量的阿司匹林對體內S1P的濃度影響不同。給予低劑量的阿司匹林(75 mg/d )能增加紅細胞中S1P水平，對血漿及血小板的S1P水平影響不大；給予高劑量的阿司匹林(300 mg/d)能減少血漿中的S1P濃度。目前研究表明，S1P是潛在的血管保護劑，因此對于負荷劑量的阿司匹林來說，若能不影響血漿S1P濃度能起更好的心血管保護作用〔27〕。

他汀類藥物對心血管的保護作用也通過作用S1PRs實現。他汀類藥物如辛伐他汀及匹伐他汀通過增加內皮細胞S1PR1 表達，激活eNOS，提高內皮細胞NO 產生水平，保護血管內皮細胞功能〔28〕。研究〔20〕證實辛伐他汀能上調平滑肌細胞S1PR3表達，激活COX-2，增加PGI2的表達，從而起血管保護作用。

5 小 結

S1P及其受體在AS中的作用機制相當復雜，大量的S1PRs功能需要進一步研究探討才能闡明和應用。但目前的研究表明，S1P水平在AS相關疾病中均有明顯變化，如何提高HDL-S1P水平以及如何提高疾病后血漿S1P水平，為心臟疾病的預防治療提供新的思路和方法。

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〔2016-06-01修回〕

(編輯 曲 莉)

國家973項目(2014CB542400)；國家自然科學基金項目(81470593)

閭宏偉(1972-)，男，博士，副研究員，主要從事腫瘤與心血管疾病的分子機制研究。

彭 暉(1983-)，女，碩士，主要從事心血管疾病發病機制研究。

R54

A

1005-9202(2017)02-0502-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.02.109

1 中南大學湘雅三醫院醫學實驗中心