血清淀粉样蛋白A与动脉粥样硬化关系的研究进展

2020-01-08江洪霞王凤玲

山东化工 2020年18期

江洪霞,王凤玲

(1.佳木斯大学临床医学院,黑龙江哈尔滨 150000；2.佳木斯大学附属第一医院老年病科主任，黑龙江佳木斯 154000)

动脉粥样硬化 (atherosclerosis，AS) 为当今心脑血管疾病发生的主要病理基础。由细胞因子介导的炎症反应，在AS发生进展过程中扮演着重要的角色。血清淀粉样蛋白A (Serum amyloid A ，SAA) 是组织淀粉样蛋白A的前体物质,是急性时相反应蛋白之一。近年来,随着对SAA家族的基因调控、蛋白结构及生物学功能的深入研究，越来越多的研究显示SAA通过多种途径参与动脉粥样硬化的发生与发展。本文就SAA及其与动脉粥样硬化形成发展的关系进行综述。

1 SAA的生物学特性

1.1 SAA家族

SAA是一类差异表达的载脂蛋白，包括四个离散基因座，即SAA1、SAA2 、SAA3和SAA4。其中SAA1和SAA2被称为“急性相SAA”或“A-SAA”。SAA3最初被认为是人类的假基因[1]。SAA4被称为“组成型SAA”或“C-SAA”。SAA基因家族聚集在11号染色体(11p15.1)的短臂上，其中SAA1和SAA2相距大约17 kb。SAA3位于SAA4的下游110 kb，而位于SAA2的下游仅9 kb[2]。除外SAA3基因含有三个外显子-两个内含子结构，其他基因均包含四个外显子和三个内含子[3]。SAA1和SAA2的启动子区域包含核因子NF-kB(GGGACTTTCC)和NF-IL6(AGGTTACACAACTG)转录因子识别序列，允许被IL-1，IL-6和TNF诱导，以及SAA激活序列(SAS)，它是SAS激活因子(SAF)的结合位点[4]，这些序列在炎症诱导AS病变中起重要作用。成熟的SAA1和SAA2蛋白为104个氨基酸长度，并且它们的序列> 90%相同。尽管肝脏同时合成了A-SAA和C-SAA，但流行病学数据的积累表明A-SAA与淀粉样变性和心血管疾病(Cardiovascular diseases，CVD)发生发展过程密切相关。尽管在A-SAA同种型之间的序列高度同一性(超过93%)，但SAA1已被证明具有更大致病特性的主要同种型。据报道成熟的SAA4蛋白由112个氨基酸组成，与 SAA1之间的氨基酸序列只有52%相同。

1.2 SAA的合成与功能

研究发现[5]SAA主要由肝脏生成，当机体受到炎症、感染等刺激时，由细胞因子IL-1β,IL-6和肿瘤坏死因子-α (TNF-α) 诱导SAA的合成，并且可以和糖皮质激素协同作用促进SAA生成。除肝脏外，SAA可以在周围组织中合成。据相关报道SAA在乳腺、肾脏、皮肤和肠道等各种正常组织中和动脉粥样硬化斑、阿尔茨海默氏病患者的脑组织、类风湿性关节炎患者的滑膜组织等患病组织中均可检测到[6]。C-SAA在各种肝外组织中合成，在炎症时的血浆浓度变化不大。

目前已知的SAA生物学功能主要有以下几个方面：(1)SAA参与脂质代谢和转运[7]，当机体处于急性炎症时，血清SAA水平急剧升高，A-SAA取代载脂蛋白A1(APoA-1)与HDL大量结合，改变了HDL的代谢和胆固醇运输，使得HDL抗动脉硬化的作用变成了致动脉硬化；(2) SAA可诱导表达基质降解酶能力[8]，如基质金属蛋白酶2或3(MMP2/3)；(3) SAA具有促炎活性,具有诱导趋化因子和趋化白细胞迁移的能力[9]；(4)SAA已被描述为血管生成蛋白,可以刺激内皮细胞增殖、黏附、侵袭和形成的毛细管样结构,刺激体内新血管形成[10]；(5)Derebe等人研究发现SAA1为视黄醇结合蛋白。视黄醇在宿主防御中起重要作用。因此，这一发现提示SAA可能会限制细菌繁殖[11]；(6) SAA具有抗病毒活性,然而这种活性可能限于丙型肝炎病毒[12]；(7) SAA在调节胆固醇转运中的作用的报道存在矛盾的描述:据报道SAA (10 mg/L) 可抑制胆固醇从细胞中流出,并减少胆固醇输送到损伤的细胞[13]。而另外有报道显示SAA (10 mg/L) 促进胆固醇流出[14]，SAA在调节胆固醇转运功能尚需进一步探讨与研究。

2 SAA与AS的关系

AS是一种炎性疾病,炎症反应在动脉粥样硬化的各阶段中起着关键作用。SAA作为一种急性时相反应蛋白，目前不仅被用作慢性炎症标反应的标志物，大量小鼠实验研究表明急性期SAA也参与早期AS的形成，其存在许多与AS形成相关的功能，包括促进血细胞趋化性和向病变中迁移，降低HDL的抗炎能力以及影响脂蛋白在血管壁中的滞留[15]。尽管有这些概括，但仍有许多未知需要探索。

3 SAA促进AS形成的机制

SAA促进AS形成的相关机制是多方面的。目前研究较多的是通过参与脂质转运和信号传导从而影响AS发生发展。

3.1 SAA与信号传导

信号传导在AS形成的各阶段起重要作用。SAA具有多种表面受体包括Toll样受体TLR2、TLR4、CD36，甲酰基肽受体FPR2、FPRL1，RAGE和P2X7，启动信号传导途径包括MAPK和NF-kB[16]，这些受体及传导途径在在诱发炎症形成AS过程中发挥重要作用。CCL2是单核细胞募集的重要媒介，相关报道称SAA通过依赖FPR2的方式增加CCL2的表达进而增加单核细胞的集聚，促进AS的形成[17]。LOX1是由内皮细胞表达的氧化低密度脂蛋白的特异性受体，据报道SAA通过FPR2诱导LOX1表达，导致泡沫细胞形成。对动脉粥样硬化的形成起正向调控作用[18]。SAA通过诱导转化生长因子-β (TGF-β)的生成，促进蛋白多糖的合成，并增加低密度脂蛋白(LDL) 对蛋白聚糖的结合亲和力，导致LDL滞留增加，促进AS 的形成与发展[19]。另外SAA还诱导单核细胞和巨噬细胞产生IL-1，IL-8(嗜中性粒细胞的化学吸引剂)，MCP-1(单核细胞的化学吸引剂)以及IL-10，GM-CSF，IL-23和TNF-α[20]，这些细胞因子及趋化因子在AS形成的多个阶段起作用。SAA通过激活P2X7受体导致NLRP3(点样受体吡啶结构域3)炎症小体被激活，同时NRLP3也被胆固醇激活[21]，表明在AS形成中胆固醇和炎症之间存在潜在的相互作用位点。

3.2 SAA与HDL重塑

HDL具有多种功能，最重要是其抗炎作用和促进胆固醇外流的能力。当机体处于急性期时，SAA与HDL结合形成急性期HDL(AP-HDL)时，其抗炎特性消失，并具有促炎性[22]。AP-HDL还具有降低棕榈酸酯刺激的3T3-L1脂肪细胞胆固醇外排的能力，并且不能抑制棕榈酸酯诱导的促炎细胞因子的表达[23]。在敲除SAA1和SAA2基因的动物实验中，AP-HDL具有与天然HDL相同的抗炎作用。进一步证实SAA通过影响细胞表面蛋白聚糖，干扰HDL充当胆固醇受体的能力，进而影响HDL的抗炎能力[22]。

3.3 SAA与胆固醇的关系

SAA是具有多功能型的蛋白质，在炎症反应期间参与胆固醇的代谢和转运并起调节作用。然而血浆SAA是否处于无脂质状态，部分解释了SAA在胆固醇外排中作用的差异报道。传统的胆固醇逆转运过程是胆固醇从外周细胞经细胞膜上的转运体流出至APoA-1或HDL上，经卵磷脂胆固醇酰基转移酶(LCAT)酯化，随血液循环到达肝脏，与肝细胞上特异性受体结合将胆固醇转运至肝脏参与多种代谢途径。胆固醇转运过程中受许多因子调控，ATP结合盒转运子A1( ATP-binding cassette transporter A1，ABCA1)作用于胆固醇逆向转运的开始，介导了胆固醇由巨噬细胞流向apoA-I 形成 HDL。B族Ⅰ型清道夫受体( scavenger receptor class B type I，SR-BI)主要在肝脏和生成类固醇的组织中表达，选择性摄取HDL中胆固醇酯，在胆固醇的逆向转运过程中起重要作用。Kisilevsky等[24]人研究表明，无脂SAA2和SAA2衍生的肽通过降低LCAT活性(由氨基酸1介导)和增加中性胆固醇酯酶(NCEH)活性(由氨基酸74-103介导的)促进J774巨噬细胞中胆固醇的外排，使更多的游离胆固醇可通过ABCA1流出。无脂质重组SAA(SAA1.1和SAA2.1的混合物)通过ABCA1依赖性和ABCA1依赖性途径刺激HEK细胞的胆固醇流出[25]。SAA还充当清除剂受体BI类(SR-BI)的配体以促进胆固醇外流，但也抑制HDL颗粒对胆固醇酯的选择性摄取[26]。尽管炎症削弱了胆固醇的逆向转运，但缺乏SAA1和SAA2的小鼠体内胆固醇从巨噬细胞到粪便的放射性胆固醇逆向运输过程未受损害[27]。最近研究对体内胆固醇的外流问题进行证实，实验使用了高密度脂蛋白作为受体分别对对照和低剂量内毒素治疗的人以及用硝酸银治疗的小鼠诱导急性期反应[28]。在诱发炎症后，HDL富含SAA，并且促进外排能力减弱，其原因与SAA含量有关。在比较五只近交小鼠的实验中，其HDL的SAA含量在组间存在差异，证实了SAA1与依赖ABCA1的胆固醇外流负相关，仅当HDL的SAA含量达到总HDL蛋白的50%左右时，SAA介导的胆固醇外流减少才被认为具有影响力[29]。这些研究关于SAA对胆固醇外流的影响的相反结论可能部分归因于方法和方法的差异。对于差异产生的原因，仍需要进一步研究。

3.4 SAA与动脉壁

O'Brien等人[30]证实SAA的水平与病灶面积和基底膜蛋白多糖含量高度相关。另有研究表明[31]含有AP-HDL与来自血管内皮的蛋白聚糖结合导致脂蛋白保留在血管壁内。最新研究发现[32]SAA可以诱导血管平滑肌细胞表型从静止和收缩形式转变为合成增生形式，后者在动脉粥样硬化的发展和传播中可能很重要。Thompson等人[33]在小鼠实验中发现突出的主动脉和头颅血管病变包含大量巨噬细胞。他们还指出，在诱发SAA早期，这种效应尤为突出。 SAA在病变处产生-特别是在病变内非常重要。