过氧化物酶体增殖因子激活受体α研究新进展

王绩英 王 涛 (桂林医学院附属医院，广西 桂林 541001)

过氧化物酶体增殖因子激活受体α研究新进展

王绩英 王 涛 (桂林医学院附属医院，广西 桂林 541001)

过氧化物酶体增殖因子激活受体α;动脉粥样硬化;肿瘤

过氧化物酶体增殖因子激活受体(PPAR)是调节目标基因表达的核内受体转录因子超家族成员根据结构的不同，PPAR可分为α、β(或δ)和γ三种类型。PPAR-α在调节过氧化物酶体增殖剂基因转录活性和肝脏过氧化物酶增生中起重要作用，主要参与激活体内脂肪酸的代谢，糖原、氨基酸和酮体的合成，此外在减轻炎症反应方面也有一定的作用。近年来许多研表明PPAR-α在肝癌、子宫内膜癌等肿瘤组织中呈上调表达。PPAR-α与肿瘤的关系受到重视，成为近年来研究热点。

1 PPAR-α的结构及特征

PPAR-α是第一个被鉴别出来的亚型，其结构上包括了三个功能域:氨基末端，DNA结合区和配体结合区。PPAR-α被相应配体激活后能与类维酸的受体(RXR)形成异二聚体，共同调控下游靶基因的转录。这些被调控的靶基因在启动子处常含有5'-AACTAGGNCAAAGGTAAGGTCA-3'的序列，该序列被称为过氧化物酶体增殖因子作用元件(PPRE)。许多与脂质代谢有关的基因都含有PPRE，例如编码与脂肪酸转运、氧化过程相关的乙酰辅酶合成酶、乙酰辅酶氧化酶的基因〔1，2〕。PPAR-αC-末端的三维结构被分离出来，包括配位子调节的E领域或AF-2，或配体受体结合区域。这构成了一个大的T型配体结合口袋，来适应各种天然或人工合成的配体。PPAR-α的活性可以在以下几个水平受到调控，包括表达的调节、配体的性质、共活化物和阻遏的水平、PPAR-α及有关的共活化物和辅阻遏物翻译后的修饰〔3〕。

2 PPAR-α的配体和功能

PPAR-α的配体(又称激动剂)有两种，天然配体和合成配体。许多饱和、不饱和脂肪酸都是PPAR-α的天然配体，例如油酸、软脂酸、亚油酸、花生四烯酸等。PPAR-α受体经由这些生理浓度的天然配体活化后，能够调控脂肪酸的过氧化物酶氧化和线粒体氧化，同时还能调节脂质的摄取和贮存。PPAR-α还是3种受体亚型中唯一能与大量饱和脂肪酸结合的亚型〔4〕，且其结合的亲合力通常能达到微摩尔级。

合成配体主要有噻唑烷二酮类和取代苯丙酸类衍生物。噻唑烷二酮类衍生物通常保留一个噻唑烷二酮的活性结构片段，它能够激活PPARγ，达到增强机体对胰岛素的敏感性和降低血糖的效果，故主要用于糖尿病的治疗。此活性结构片段对PPAR-α亦有激活作用，但通常较弱。贝特类药物及其类似物统称为取代苯丙酸类衍生物。这类化合物均有一个取代苯丙酸基团，贝特类药物用于降低血脂的治疗，主要就是通过激活PPAR-α起作用。贝特类药物有益的治疗作用，在于减少极低密度脂蛋白(VLDL)的产生和促进富含甘油三酯(TG)微粒的分解代谢，这间接减少了低密度脂蛋白(LDL)微粒，增加了高密度脂蛋白(HDL)微粒的生成，促进肝脏对过多胆固醇的排除。贝特类药物对于PPAR-α介导的VLDL和乳糜微粒的TG水解作用有显著的影响，即上调肝和肌肉脂蛋白酶(LPL)的转录。LPL在周边组织的毛细血管内皮是TG水解酶，它在周围组织的失活引起了严重的高TG血症和HDL生成减少。载脂蛋白C-Ⅲ(ApoC-Ⅲ)过度表达鼠有严重的高TG血症。在人和鼠的肝细胞中Apo C-Ⅲ的合成受到PPAR-α激动剂的抑制。因此PPAR-α有利于VLDL的脂解作用。PPAR-α激活时，由于它对与脂蛋白代谢有关的基因转录活动的调节作用，引起了全身性的脂质正常化反应，这是通过减少富含TG微粒的产生，促进它们脂解作用，促进HDL代谢和RCT来实现的。这些效应促进胆固醇从周围组织向肝脏转运。

3 PPAR-α与动脉粥样硬化

抗动脉粥样硬化作用可归因于PPAR-α依赖的对C反应蛋白诱导的单核细胞趋化蛋白(MCP-1)表达的阻遏作用，对内皮素-1(ET-1)表达的抑制作用，对IL-1诱导的IL-6释放的抑制作用，以及对脂多糖(LPS)诱导的血管细胞黏附分子-1(VCAM-1)表达的抑制作用〔5〕。同时，在动脉粥样硬化病人，表现高血清水平的免疫反应性纤维结合素-γ(IFN-γ)，PPAR-α激动剂可延缓激活T淋巴细胞的IFN-γ的释放〔6〕。另外，PPAR-α在控制巨噬细胞的胆固醇循环起到关键性作用。ABCA1的表达是受PPAR-α激发的〔7〕，在泡沫细胞以肝脏X受体依赖的方式表达，可促进ApoA2-I介导的胆固醇排除，Niemann-Pick形式C蛋白质1和2的表达。胆固醇从溶酶体到细胞膜的运载体也是受PPAR-α调节的，这提高了胆固醇排除的效率。

动脉粥样硬化的后来步骤也受到PPAR-α的调节。平滑肌细胞(SMC)增殖的激活在动脉粥样硬化的发展及其并发症中是个主要事件。由于血管受损，SMC从血管壁中层迁移到新内膜层，并在那里增殖、聚集合成蛋白，导致内膜超常增生。SMC增殖也是潜在再狭窄的初发机制之一。PPAR-α抑制SMC增殖是通过阻断G1/S细胞循环周期，通过对依赖细胞周期素激酶抑制剂P16的诱导作用实现的〔8〕。SMC的迁移需要细胞外基质通过基质金属蛋白酶(MMPs)的降解作用实现，其中MMP-9的表达可被PPAR-α减少。另外，通过对组织因子表达的抑制，PPAR-α阻断动脉血栓形成。

4 PPAR-α 与肿瘤

PPAR-α激动剂主要的靶器官是肝脏，长期服用可导致肝脏的肥大与增生，肝细胞内过氧化物酶体大量增殖，基因在转录水平被激活以及脂肪酸代谢过程中关键酶的活性增强，最终导致鼠肝癌的发生。PPAR-α是第一个被鉴别出来的受体，1992年Red等首先提出长期服用PPAR-α激动剂可能增加患肝癌的风险〔9〕。1993年Marsman等报道了长期服用PPAR-α激动剂wy-14，643会增加大鼠患肝癌的风险〔10〕。1997年Peters研究小组利用基因敲除的小鼠进一步证实长期服用wy-14，643增加患肝癌的风险与PPAR-α密切相关，当时还没有直接的证据表明PPAR-α激动剂在转录水平影响细胞周期相关的基因。部分学者认为PPAR-α激动剂是通过引起氧化应激损伤，导致DNA在复制过程中发生突变，由此增加了发生肝癌的风险〔11〕。但大量的临床病例观察却发现长期服用降脂药非诺贝特(PPAR-α激动剂)的病人并没有增加患肝癌的风险〔12〕。这类种属间的巨大差异可能与鼠和人的肝细胞内PPAR-α表达水平不同、过氧化物酶体增殖因子与PPAR-α结合后下游所调控的靶基因不同等因素有关。

从2002年开始有关过氧化物酶体增殖因子抗肿瘤的活性逐渐受到重视。Jiao等首次报道了非诺贝特可以抑制人肝癌细胞株HePG2的增殖〔13〕。随后 Holland〔14〕的课题组从基因芯片的数据中发现PPAR-α在人子宫内膜癌的组织中高表达，给予PPAR-α激动剂非诺贝特可以显著抑制人体子宫内膜癌株Ishikawa的增殖，并引发肿瘤细胞凋亡。最初的这些研究并未涉及PPAR-α激动剂非诺贝特究竟是通过什么机制来抗肿瘤的。2006年Raquel运用转染及电泳迁移率实验等技术发现PPAR-α激动剂可能通过抑制转录激活蛋白-1(AP-1)，使得环氧化酶-2(Cyclo-oxygenase2，cox-2)及血管内皮生长因子的表达量下调，从而发挥对人结肠癌细胞的抗肿瘤效应〔15〕。由于核因子(NF-κB)可以介导多种促进有丝分裂、血管新生的细胞因子的分泌，大量实验证实NF-κB在肿瘤生长和转移过程中都起着重要作用。而PPAR-α激动剂可通过上调核因子抑制蛋白I-kB来抑制NF-κB的活性，因此Maja等推论PPAR-α激动剂通过下调NF-κB的活性，也能发挥其抗肿瘤的作用〔16〕。

最新研究表明PPAR-α激动剂还能介导细胞周期和细胞凋亡相关基因的表达。Saidi等报道PPAR-α激动剂通过抑制子宫内膜癌细胞由G1期向S期的转化，并伴有相应的细胞周期素 D1(cyclin D1)的下调，从而达到抑瘤的效果〔17〕。Martinasso等发现PPAR-α激动剂氯贝丁酯能下调抗凋亡蛋白Bcl-2、上调凋亡蛋白Bad的水平，增加结肠癌细胞的凋亡率〔18〕。Yokoyama等在体内外试验中均证实PPAR-α激动剂氯贝酸不仅能够诱导人卵巢癌细胞发生凋亡，还能有效抑制肿瘤血管形成。他们深入探究了其可能的作用机制，发现PPAR-α激动剂能显著降低肿瘤细胞、血清和腹水中前列腺素E2及vEGF的水平〔19〕。这是第一篇有关PPAR-α激动剂对肿瘤血管形成有抑制作用的文献。2008年Dipak等在美国科学院院报(PNAS)上发表了非诺贝特不仅可以抑制多种肿瘤细胞如人黑色素瘤细胞、乳腺癌细胞、肺癌细胞的生长，还具有抑制血管内皮细胞增殖的作用。他们的研究结果提示非诺贝特可能是通过增加内源性的血小板反应素(TSP-1)，降低VEGF及成纤维细胞生长因子(FGF)的水平来实现其抗肿瘤血管形成的功效〔20〕。

PPAR-α激动剂不仅能拮抗肿瘤的生长，对肿瘤细胞的转移同样具有抑制作用。Maja等在体内外实验中均证实非诺贝特可以抑制黑色素瘤细胞的转移，他们运用转染和干扰等技术发现PI3K/AKT通路的抑制可能是非诺贝特起效的机制之一〔21〕。

5 问题及展望

PPAR-α激动剂在抗肿瘤方面的应用越来越受到关注。该类药物常常同时具有直接和间接的抑瘤功效，若与传统的化疗药物相配合可能起到多靶点协同、增效的作用。特别是肺癌这类难治性肿瘤，对现有的一线化疗药常常发生耐药，如果联合运用PPAR-α激动剂非诺贝特和细胞毒性化疗药顺铂可能会带来更好的疗效。虽然现有的PPAR-α激动剂类药物如非诺贝特已被临床证明具有良好的安全性，但对新开发的PPAR-α激动剂仍需谨慎监测其潜在的致瘤性。

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R393

A

1005-9202(2011)12-2387-03

广西壮族自治区卫生厅重点科研课题(重2010046)

王 涛(1977-)，男，主治医师，在读硕士，主要从事肺癌的基础与临床研究。

王绩英(1972-)，女，副教授，硕士生导师，主要从事肺癌的基础与临床的研究。

〔2010-09-20收稿 2011-01-23修回〕

(编辑 刘 愉/曹梦园)