小凹蛋白-1和清道夫受体-B1与动脉粥样硬化关系研究进展

吴广均，刘瑞华，张 云

(中国中医科学院广安门医院，北京 100053)

小凹蛋白-1和清道夫受体-B1与动脉粥样硬化关系研究进展

吴广均，刘瑞华，张 云

(中国中医科学院广安门医院，北京 100053)

血清逆转录蛋白；小凹蛋白-1；清道夫受体-B1；动脉粥样硬化

脂质紊乱和炎症反应在动脉粥样硬化的发生发展中发挥了重要的作用。其中胆固醇的逆向转运能力是决定动脉粥样硬化进程与转归的关键。目前还存在一类对动脉硬化的形成有特殊作用的蛋白，即血清逆转运蛋白。这类蛋白主要包括小凹蛋白和清道夫受体家族。小凹蛋白-1(CAV-1)既在载脂细胞胆固醇流出中发挥转运中心和关键分子的作用，也在炎症反应中发挥介导抗炎的信号转导作用。清道夫受体-B1(SR-B1)存在细胞膜上，能够促进胆固醇的逆向转运，清除血及组织中过多的胆固醇，SR-B1同时参与低密度脂蛋白及极低密度脂蛋白的代谢，具有抗动脉粥样硬化的作用。因此，CAV-1和SR-B1可能是载脂细胞胆固醇逆向转运和炎症应答的共同分子平台。笔者将此类本文就此类蛋白在动脉粥样硬化形成中的作用综述如下。

1 CAV-1和SR-B1的分子结构和生物学特性

CAV-1是Cavcolin众多家族中的一员，是存在于细胞膜上的完整膜蛋白，直径为50～100 nm，分子质量21～24 kD。CAV-1广泛表达于内皮细胞、血管平滑肌细胞、脂肪细胞和成纤维细胞中[1]。Cavcolin-1是CAV家族的标志性蛋白，由于含有多种受体和信号分子，具有强大的信号转导、大分子转运功能，参与胆固醇的转运、细胞转化和信号转导、细胞膜的组装、肿瘤发生发展及血管生成，在炎症反应过程中也发挥了重要的作用。

清道夫受体是一类细胞表面糖蛋白，通过氧化或乙酰化识别低密度脂蛋白在脂代谢和动脉粥样硬化的发生发展过程中起着重要作用。根据它们的结构特征，已发现的清道夫受体分为A、B、C三大类型，SR-B1被确认为氧化低密度脂蛋白受体，其不仅能与氧化低密度脂蛋白相作用，还能与正常低密度脂蛋白和高密度脂蛋白相作用，在动脉粥样硬化的主动脉内膜上发现有SR-B1 mRNA的表达，表明SR-B1有介导动脉壁上胆固醇流动的潜在作用[2-3]。

2 CAV-1和SR-B1逆向转运胆固醇发挥抗动脉粥样硬化的作用

CAV-1在正常脂肪组织或内皮细胞中高度表达，能介导机体内脂质代谢和胞吞转运作用等生理过程，具有结合与运载胆固醇的功能，对维持正常细胞胆固醇的稳态起着重要调节作用[4]。许多细胞的细胞质中含有可溶CAV-1池，新生的胆固醇在CAV-1的介导下迅速转移至浆膜其他区域和胞外隙。在高脂饮食诱导出现高胆固醇血症后，胆固醇在脂肪组织内聚积及脂肪组织或细胞内胆固醇流出率显著降低。刺激脂肪组织CAV-1 mRNA表达能显著促进脂肪组织或细胞内游离胆固醇的流出，显著降低细胞内胆固醇含量，改善血脂谱。说明提高CAV-1 mRNA表达是抗动脉粥样硬化的潜在机制。与普通肝细胞比较，HepG2 细胞表达CAV-1增加使 LDL 降解提高71%～144%，LDL-CE的吸收下降59%～73%，而HDL-CE的吸收增加44%～66%[5]。李志乐等[6]研究发现，CAV-1在胆固醇的代谢和脂肪酸的构成方面具有重要的调节作用，同时，CAV-1还能促进SR-B1二聚体形成调节SR-B1的功能。

SR-B1介导游离胆固醇的流出速率由SR-B1的活性、表达水平与胞膜之间的胆固醇浓度共同决定。Kartz等[7]通过利用SR-B1瞬时传染COS-7细胞观察推测胞外域中存在一种允许脂质分子能在浆膜与脂蛋白之间流动的非极性通道结构。SR-B1介导游离胆固醇的流出，需要通过含磷酸卵磷脂(PC)接受体。SR-B1介导胆固醇的流出与PC在HDL的含量及SR-B1和PC接受体结合率显著相关。SR-B1 还能够介导HDL的细胞内吞和循环利用，在向肝脏转运胆固醇或胆固醇脂的过程中起了重要的作用[8]。Jiang等[9]研究发现中药能显著促进胆固醇逆向转运蛋白CAV-1 和SR-B1基因的表达，减少动脉粥样硬化斑块的形成。Truong等[10]分别转染SR-B1和CAV-1的HepG2细胞过量表达SR-B1和CAV-1，分别使胆固醇外流率提高106%和48%，SR-B1和CAV-1基因敲除肝细胞胆固醇外流率分别下降 41%和56%。HDL可在SR-B1参与下介导促进动脉壁巨噬细胞中胆固醇逆向转运至肝脏，由肝脏分泌生成胆汁，经由消化系统以粪便形式被排出体外这一胆固醇逆向转运(RCT)过程。Zhang等[11]将胆固醇以特殊物质标记，进而追踪观察其在体内的逆向转运后证实，肝脏中SR-B1的表达对RCT有正性调节作用。

3 CAV-1抑制炎症反应发挥抗动脉粥样硬化作用

CAV-1能从多个水平参与到抑制炎症应答过程，如通过激活PKC通路，使单核巨噬细胞(PMN)中NADPH氧化酶的活性提高，使NADPH氧化酶在PMN膜上的定位受到影响而抑制过氧化物阴离子的产生。在调节PMN的激活及超氧化物自由基等损伤性递质释放的过程中，CAV-1扮演着重要的角色[12]。CAV-1还可以参与调节MAPK信号转导通路来参与炎症通路间的交叉对话。MAPK是丝氨酸/苏氨酸特异性蛋白激酶，MAPK通路发生活化可进一步激活炎症反应相关基因，引起前炎症因子和趋化因子的分泌。下调CAV-1后，能使脂多糖诱导的促炎细胞因子TNF-α和IL-6均增加，而抑炎因子IL-10的合成和释放则被抑制。环氧化酶-2(COX-2)是催化花生四烯酸生成一系列内源性前列腺素的重要限速酶，在正常生理情况下，COX-2几乎不表达，在炎症细胞因子、肿瘤促进因子、生长因子和癌基因的诱导下其表达水平可增高8～10倍[13]。COX-2是一个重要的炎症信号递质，抑制COX-2可能阻止炎症级联反应，减轻炎症损伤。在内质网上，CAV-1可以结合COX-2并促进其降解，从而减轻炎症损伤[14]。

4 SR-B1抑制过氧化损伤发挥抗动脉粥样硬化作用

内皮型一氧化氮合酶(eNOS)在生理条件下产生小剂量的NO，可降低细胞内钙离子浓度，从而松弛血管平滑肌、扩张血管、缩短心肌的收缩期和增强心室舒张效应，是维持正常生理功能的信号分子[15]；诱导型一氧化氮合酶(iNOS)在细胞受到缺氧、应激等刺激后才表达，一旦被诱导将产生大量半衰期长达数小时至数天的细胞毒性NO[16-17]。iNOS可显著增加氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)的形成，是动脉粥样硬化斑块泡沫细胞的主要成分。它还可与超氧化物结合生成具更高毒性的过氧化物硝酸根阴离子，造成脂质膜的过氧化损伤，抑制细胞能量代谢和DNA的合成修复，并引发细胞凋亡和坏死。故eNOS/iNOS表达失衡是动脉粥样硬化的过氧化损伤机制之一。SR-B1在显著抑制iNOS的表达，减少ox-LDL形成的同时能促进eNOS的表达，纠正eNOS/iNOS表达失衡而发挥抗动脉粥样硬化作用[18-19]。Yuhanna等[20]观察到HDL结合SR-B1可刺激人工培养的内皮细胞产生eNOS，进而产生eNO，以维持血管内皮的完整性，提出SR-B1可能是HDL抗AS的又一作用机制。经由HDL激活的eNOS被证实与SR-B1共同定位于内皮细胞的小凹结构。在野生型小鼠中，HDL同时增强了内皮依赖型和一氧化氮依赖型主动脉的松弛[21]。通过探索HDL结合SR-B1激活eNOS的机制，调节细胞内神经酰胺的水平发现，HDL结合SR-B1虽然并不增加细胞内钙离子水平，也不会诱导Akt激酶活化，但细胞内神经酰胺蛋白水平显著升高[21]。说明HDL经由SR-B1介导激活eNOS产生eNO，抑制iNOS导致的过氧化损伤，提高细胞内神经酰胺水平，参与脑动脉粥样硬化的保护作用。

5 讨 论

胆固醇的逆向转运能力是决定动脉粥样硬化进程与转归的关键。通过逆向转运胆固醇的过程，能将血管壁聚集的胆固醇转运到肝脏分解，从而延缓了动脉粥样硬化的进展。胆固醇外向转运的运作模式有4个体系：CAV-1胞内转运体系、三磷酸腺苷结合转运体A1跨膜转运体系、SR-B1跨膜转运体系、HDL脂蛋白A1(Apo A1)胞外转运体系。其中，CAV-1胞内转运体系在动脉粥样硬化的胆固醇逆向转运和炎症反应之间起关联调节作用。SR-B1是重要的防御性受体，可参与内毒素的清除和灭活作用[22]。值得注意的是，CAV-1参与动脉粥样硬化斑块形成[23]，这可能与过量表达或不同的基因型有关。另外，无论是Caveolin家族还是SR家族，不同亚型生物学效应不同。如在Caveolin家族中，心肌组织中CAV-2 mRNA的表达增多使细胞内活性氧自由基增多，引起心肌细胞核酸断裂，造成心肌细胞膜损伤[24]。SR-A是巨噬细胞膜上的跨膜糖蛋白受体，还主要表达于血管平滑肌细胞和内皮细胞，ox-LDL作为一种重要的配体与之结合后，促进AS的发生发展[25]。且其不受细胞内胆固醇的负反馈调节，能无限制地吸收细胞外的脂质进入细胞内，使巨噬细胞转变为泡沫细胞。

动脉粥样硬化是一种全身性、灶性的血管壁疾病，主要是动脉管壁内胆固醇大量堆积形成粥样硬化斑块。脂质侵入内膜并在内膜下大量沉积是动脉粥样硬化的始动因素与关键环节。动脉粥样硬化斑块的形成和斑块的大小主要由内膜下脂质沉积的程度决定。动脉粥样硬化斑块的脆性在很大程度上也由内膜下胆固醇沉积的程度决定。在动脉粥样硬化斑块形成的病理过程中，巨噬细胞、血管平滑肌细胞(VSMC)以及内皮细胞吞噬脂质，特别是过氧化修饰的ox-LDL形成泡沫细胞是动脉粥样硬化形成的重要环节。泡沫细胞释放大量的炎性细胞因子，同时炎症反应和过氧化损伤造成内皮功能紊乱，促进了动脉粥样硬化的进展。因此，在动脉粥样硬化形成的病理过程中，脂质代谢异常、炎症反应、过氧化损伤三者相互作用和关联。胆固醇代谢紊乱是动脉粥样硬化形成的必要条件，炎症反应和过氧化损伤是动脉粥样硬化形成的充分条件。动脉粥样硬化的防治基本策略应该在调脂的基础上同时积极抗炎和抗过氧化损伤。而CAV-1和SR-B1可能就是潜在的胆固醇逆向转运与炎症反应、过氧化损伤的耦联中心。随着研究的不断深入，通过调控Caveolin和SR不同亚型的表达和定位干扰Caveolae和SR的形成等途径有望成为防治疾病的新方法以及新药研究开发的新靶点。

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张云，E-mail：bingqian0711@sina.com

10.3969/j.issn.1008-8849.2015.02.043

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1008-8849(2015)02-0223-03

2014-04-10