Lox－经ox－LDL介导致动脉粥样硬化机制的研究进展

王 宁 孙荣国 夏 茏 吕以杰 (山东大学附属济南市中心医院心内科，山东 济南 5003)

血凝素样氧化低密度脂蛋白受体1(Lox－1)通过介导ox－LDL信号途径而导致血管内皮功能障碍、泡沫细胞形成及凋亡、炎性介质及基质金属蛋白酶的分泌，在动脉粥样硬化(AS)斑块的形成及进展中发挥关键作用。血凝素样氧化低密度脂蛋白受体1(Lox－1)是日本学者 Swamura等〔1〕于1997年首先在牛主动脉内皮细胞上发现和鉴定的。与其他脂蛋白受体没有任何结构上的同源性，只能与ox－LDL结合，而不能结合天然低密度脂蛋白(nLDL)及乙酰化低密度脂蛋白(ac－LDL)。目前大量研究证实血凝素样氧化低密度脂蛋白受体1(Lox－1)在人类、兔、大鼠及小鼠等的血管中也有表达，并且在人类AS的发生发展以及其他病理生理过程中可能发挥着关键作用。现将Lox－1相关作用予以详细表述。

1 Lox－1 的结构、功能及表达

Lox－1是一种Ⅱ型膜表面糖蛋白，属于C型植物血凝素家族分子，它与已知的清道夫受体(包括A型和B型以及CD68)结构不同，它们不具有结构上的任何同源性。人Lox－1定位于人染色体12p12.3～13.2区域，其编码基因为单拷贝，在人体基因组大约有15 kb的长度。含有5个内含子和6个外显子，5′端启动子区存在几个 cis－调节元件:GATA－2、c－ets－1、PMA 反应元件(TRES)和剪切应力反应元件(SSRE)。推测这些调节元件可能与Lox－1的可诱导表达有关。人Lox－1有273个氨基酸，分子量约为32 kD，包含4个结构域:一个短的N－末端胞浆域、跨膜域、颈域和一个长的C－末端血凝素样域。而血凝素样域对于 Lox－1 的结合活性是必需的〔2〕。Sawamura 等〔1〕研究证明人类基因编码的Lox－1的72%氨基酸序列与牛相一致，而在大鼠及小鼠体内除了有一个被三个重复基因序列所编码的更长的领域外，也与人和牛Lox－1结构具有很高的相似性。而至今研究证明与人类LOX－1结构最相似的物种是兔子和猪，因此做相关实验动物模型可以选用这两种动物。

在体内，Lox－1有两种存在方式，一种是膜结合型，另一种是前者经酶切后产生的可溶性形式。可溶型的Lox－1具体作用现在还不清楚，但是其在有AS危险因素患者当中水平增高。现在研究最多的是膜结合型 Lox－1，研究发现 Lox－1的 C－末端血凝素样域广泛存在于不同种系动物中，其中的6个半胱氨酸残基在介导配体－受体结合及启动吞噬作用方面发挥作用。ox－LDL被证明主要通过Lox－1的C－末端血凝素样域结合到内皮细胞并被吞噬进入细胞质的。但最近的一项研究发现领域内一段较短的区域通过一个二硫键使跨膜域和配体结合域链接形成一个二聚体，而此结构是Lox－1作为受体与配体结合必不可缺少的。

Lox－1主要表达于血管内皮细胞及血管丰富的组织，如肺组织和胎盘，也可被诱导表达于单核/巨噬细胞、平滑肌细胞和激活的血小板〔3〕。在体外，Lox－1能被促炎因子、氧化应激、流体剪切应力等多种刺激所诱导〔4〕。到目前为止，Lox－1作为受体可以和四组不同的配体结合，包括:①被修饰过的脂蛋白(ox－LDL、乙酰化LDL、次氯酸盐修饰的高密度脂蛋白);②多聚阴离子化合物(多聚肌酐酸、爱兰苔胶);③阴离子磷脂类(磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇);④细胞类配体(凋亡细胞、活化的血小板、细菌)。Lox－1多方面的生理学功能正是通过与以上所述配体结合而表现出来的。Lox－1可以在转录及翻译水平受到多种炎性细胞因子、氧化应激、化学因素、及内环境的影响，从而影响心血管疾病的发生与发展〔5〕。

2 Lox－1 在 AS 中的作用

2.1 Lox－1与氧化应激 近年来研究认为，氧化应激在AS发展的各个阶段都发挥着重要的作用。ox－LDL作为氧化应激的标志物，出现在AS病人的血浆里。ox－LDL可促发内皮细胞的内质网应激反应从而引起内皮功能紊乱，内质网应激作为细胞水平应激同AS形成的机制与多种危险因素联系起来，并贯穿AS发展的整个过程〔6〕。Lox－1在正常生理功能的血管内皮细胞表达的水平很低，但体外实验证实可被细胞因子及促血管收缩的肽类所上调表达水平。活体内相关实验也证实了像高血压、糖尿病及高脂血症等促AS因素使得Lox－1在内皮细胞的表达水平升高〔7〕。ox－LDL是LDL在氧化应激因素存在的环境中被氧化形成的，具有上调Lox－1的作用，而天然的LDL却没有此功能。8－异前列腺素F2α是细胞膜上脂化的花生四烯酸受自由基攻击后裂解而形成的前列腺素衍生物，被认为是测定体内氧化应激的金指标。Halvorsen等〔8〕研究表明，在JAR细胞8－异前列腺素F2α提高Lox－1的表达水平和促进ox－LDL的摄取，而且还诱导NF－κB因子的激活。当细胞受细胞外信号刺激后，IκB 激酶复合体(IKK)活化将 IκB 磷酸化，使 NF－κB 暴露核定位位点。游离的NF－κB迅速移位到细胞核，与特异性κB序列结合，诱导相关基因转录。参与免疫反应的早期和炎症反应各阶段的许多分子都受 NF－κB的调控，Li等〔9〕证明血管内皮细胞NO的减少不仅是因为Lox－1介导的NO分解代谢的加强，其合成的减少也是一个重要因素。Lox－1既参与了氧化应激介导的一系列反应也参与了氧化应激反应本身。

2.2 Lox－1与炎症反应 我们知道动脉粥样硬化的病理生理过程是非常复杂的，其中炎症介质的参与是必不可少的。目前的研究已经表明，ox－LDL通过 Lox－1上调 CD40的表达，而用Lox－1拮抗剂可以减少其表达。Lox－1通过激活CD40/CD40配体信号途径，促进炎症反应。许多炎症因子如肿瘤坏死因子－α(TNF－α)、白介素－6(IL－6)等可以从转录水平诱导 Lox－1 的表达。一些研究发现，在人脐静脉内皮细胞，ox－LDL通过Lox－1途径在炎症因子的表达中发挥着双重作用。ox－LDL通过其受体Lox－1增加细胞间黏附分子(ICAM)－1及E选择素的表达从而促进炎症反应进一步发展，同时激活过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPAR－γ)触发抗炎应答。

2.3 Lox－1与血管紧张素Ⅱ及血栓形成 Lox－1介导 ox－LDL和血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)间的相互作用，而AT1表达的增加在于增强血管对AngⅡ的收缩反应，削弱对内皮依赖性舒张剂乙酰胆碱的反应。Morawietz等〔10〕研究发现AngⅡ和人脐静脉内皮细胞共同培养时，AngⅡ浓度依赖性的增加Lox－1 mRNA和蛋白表达，而且这种作用可以完全被AT1特异性抑制剂氯沙坦所阻断，但血管紧张素Ⅱ2型受体(AT2)特异性抑制剂则无此作用。血栓形成是导致心肌缺血的常见原因，而血小板则在血栓形成过程中是始作俑者。Chen等〔11〕研究表明血小板本身表达一定量 Lox－1。Kakutani等〔12〕在大鼠动物实验中发现 Lox－1 的特异性抗体可以减少动脉血栓的形成，这说明Lox－1参与了ox－LDL介导的血小板的激活、聚集及血栓形成。此外，ox－Lox在心肌缺血再灌注损伤中也发挥着重要作用。有动物实验表明，在大鼠发生心肌缺血前给予特异性抗Lox－1抗体可以减少Lox－1的表达及减轻心肌缺血再灌注损伤。

2.4 Lox－1、Lox－1 拮抗剂与血管黏附分子 ox－LDL 通过诱导血管内皮细胞黏附分子的表达，从而促进单核细胞向内皮迁移和黏附，在AS的启动过程中起着重要的作用，但ox－LDL诱导黏附分子的机制还未明确。在AS早期，血管内皮细胞表达ox－LDL比进展期更活跃，这与AS早期血管内皮细胞大量表达细胞黏附分子，从而促进单核细胞向内皮细胞黏附、迁移的病理生理过程相一致。推测Lox－1可能作为黏附分子表达的一个上游调节因子，介导了ox－LDL诱导血管内皮细胞黏附分子的表达。ox－LDL可增加细胞因子诱导内皮细胞表达 ICAM－1、VCAM－1和E选择素等白细胞黏附分子，促进单核细胞向血管内皮细胞迁移和黏附，该作用可被抗CD11b单克隆抗体阻断，推测 ICAM－1/CD11b途径介导了 ox－LDL增加单核细胞的黏附。ox－LDL可以使血管内皮细胞的MCP－1 mRNA和蛋白质表达升高，抗MCP－1抗体则显著降低单核细胞黏附于血管内皮细胞。Lox－1的两种受体阻断剂ploy(Ⅰ)和爱兰苔胶同样可以阻断ox－LDL诱导黏附分子ICAM－1和E选择素的上调作用，提示ox－LDL诱导血管内皮细胞黏附分子的表达是通过Lox－1途径介导的。

2.5 Lox－1与巨噬细胞源性泡沫细胞的形成 Liu等〔13〕研究发现在正常人主动脉内膜检测不到Lox－1，而在早期动脉粥样硬化斑块中的内皮细胞和进展期斑块中的平滑肌细胞、巨噬细胞中可见Lox－1高度表达〔11〕，提示LOX－1促进平滑肌细胞和巨噬细胞吞噬脂质，并转化为泡沫细胞。

2.6 Lox－1对 MMP－9的影响 ox－LDL是主要的刺激合成MMP－9的炎症因子。ox－LDL引起单核细胞或巨噬细胞对基质金属蛋白酶的释放，而对金属蛋白酶组织抑制因子(TIMPs)却没有明显影响，这正是急性冠脉综合还患者软斑块破裂的基础。Ishino等〔14〕实验发现，MMP－9在进展期斑块中的分布同Lox－1 具有区域一致性。Li等〔15〕曾报道，ox－LDL 通过 Lox－1 介导冠状动脉内皮细胞MMPs的表达和激活。Li等〔15〕研究发现，用不同剂量的ox－LDL与培养的人冠状动脉内皮细胞一起培育不同的时间，Lox－1可以上调人冠状动脉内皮细胞表达基质金属蛋白酶，并呈时间和剂量依赖性，而基质金属蛋白酶可以降解细胞外基质胶原，使血管产生扩张性重塑，促进动脉粥样硬化斑块的破裂，这提示我们Lox－1在动脉粥样硬化斑块不稳定中起着一定的作用。

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