以脂质代谢和氧化应激为靶点的动脉粥样硬化治疗研究进展

崔柳平，马迪，陈盈，邢英琦

动脉粥样硬化性疾病是老年人最常见的死亡原因之一。动脉粥样硬化通常被认为是一种慢性炎症性疾病[1]，炎症发生发展与脂质代谢异常和氧化应激反应密切相关，三者是动脉粥样硬化发生发展过程中病理生理变化的共同基础。目前临床应用的降脂药物多以降低胆固醇合成为主，不能阻止胆固醇的摄入和促进胆固醇外排，作用单一。抗氧化药物治疗动脉粥样硬化并未显示出积极效果。本文对调节脂质代谢和改善氧化应激治疗动脉粥样硬化的基础研究进行介绍，这些研究可能为治疗动脉粥样硬化提供新的思路和方法。

1 脂质代谢

血脂代谢异常是动脉粥样硬化的主要危险因素，降脂药物可有效改善脂质异常，目前可用的降脂药物主要包括他汀类药物、胆固醇吸收抑制剂、烟酸和贝特类药物等。他汀类药物是目前临床应用最广泛的调脂药物，具有很好的耐受性，但具有可能引发肌炎和肌痛等不良反应[2]，并且75岁以上老年人服用他汀类药物是否受益存在争议[3-4]。依折麦布是目前唯一可用的胆固醇吸收抑制剂，其在心血管疾病一级和二级预防中的临床益处尚未确定[5]。烟酸单独使用或者与他汀类药物联合使用能否降低心脑血管事件仍存在争议[6-7]。贝特类药物主要用于改善血清甘油三酯水平异常[5]。所以，学者们也在进行具有潜力的调节脂代谢的基础研究。

1.1 前蛋白转化酶枯草溶菌素9型抑制剂 对于服用最大耐受剂量的他汀类药物仍不能达到目标LDL-C水平的患者，前蛋白转化酶枯草溶菌素9型（proprotein convertase subtilisin/kexin type 9，PCSK9）抑制剂的发现为这些患者提供了新的选择。PCSK9是一种由肝细胞分泌的低密度脂蛋白受体（low density lipoprotein receptor，LDLR）调节蛋白，通过与LDLR的表皮生长因子样重复序列A结构域结合形成PCSK9-LDLR复合物，然后在溶酶体中降解，导致肝细胞表面LDLRs的减少，使得循环中LDL-C水平降低。目前使用的两种靶向PCSK9的单克隆抗体阿利库单抗和依伏库单抗，由于其价格昂贵且需要皮下给药，限制了它们的使用[8]。处于开发阶段的PCSK9抑制剂包括小干扰RNA、疫苗、反义寡核苷酸和小分子抑制剂。其中，价格低廉、可口服使用的小分子抑制剂成为最有希望的治疗方法。

Gustafsen等[9]以细胞实验证明肝细胞表面的硫酸乙酰肝素糖蛋白对于介导PCSK9的捕获及其与LDLR结合是必需的。经小鼠尾静脉注射肝素模拟物对肝脏LDLR具有明显的保护作用，但是现有的小分子肝素模拟物对PCSK9的特异性较差。Petersen等[10]用仓鼠卵巢细胞进行高通量筛选分析，筛选产生PCSK9小分子抑制剂（R）-N-（异喹啉-1-基）-3-（4-甲氧基苯基）-N-（哌啶-3-基）丙酰胺（R-IMPP），R-IMPP可能通过与人类80S核糖体结合阻止PCSK9蛋白翻译，从而减少PCSK9的产生。随后，Londregan等[11]报道了可口服的PCSK9活性小分子抑制剂，并在动物实验中证实该抑制剂具有安全性。PCSK9小分子抑制剂治疗动脉粥样硬化疾病是非常有希望的，尽管寻找具有药物性质的小分子抑制剂仍然是一个巨大的挑战。但是，存在可用于调节PCSK9生物学活性的小分子和模拟肽这一事实表明，小分子PCSK9抑制剂可能成为降脂调脂的方法。

1.2 纳米颗粒miR-chNPs（miR206-chNPs和miR223-chNPs） 微小RNA（miRNA）已经成为心血管疾病有潜力的治疗方法。miRNA可通过降解或抑制靶mRNA翻译来调节转录后基因表达。已发现许多miRNA可以调节动脉粥样硬化的不同阶段[12-15]，其中miR-206和miR-223被证明可正向调节ATP结合盒A1表达和促进胆固醇外排。

Vickers等[16]通过细胞实验证明miR-223可下调肝细胞中清除剂受体B类I表达，降低对HDL-C的摄取（与对照组相比，给予miR-223的实验组HDL-C降低约60%，P=0.0017），促进肝细胞中ATP结合盒A1表达和胆固醇外排。此外抑制miR-223可增加肝细胞中β-羟基-β-甲基戊二酸单酰辅酶A的mRNA水平。动物实验表明，与对照组相比，miR-223-/-小鼠的清除剂受体B类I蛋白水平显著降低（降低约16%，P=0.01），血浆胆固醇水平显著增加。上述研究提示，miR-223可直接或间接调控细胞内和全身胆固醇水平摄取、合成和排出。但是，需要进一步的研究来确定miR-223缺乏是否使小鼠更易患动脉粥样硬化。在巨噬细胞中，肝X受体（liver X receptor，LXR）信号调节胆固醇代谢是动脉粥样硬化的途径之一[17]。Vinod等[17]的研究表明，miR-206过表达可上LXRα，增强巨噬细胞胆固醇外排。从miR-206-/-小鼠和对照组小鼠获得腹膜巨噬细胞和骨髓巨噬细胞进行基因表达分析，与对照组腹膜巨噬细胞相比，miR-206-/-小鼠腹膜巨噬细胞中LXRα靶基因ATP结合盒A1和G1、载脂蛋白E和固醇调节元件结合蛋白1c的表达降低40%～80%（P＜0.05），在骨髓巨噬细胞中也得到了类似结果。Zhong等[18]同样报道，miR-206可抑制LXRα诱导的肝细胞脂质积累。

基于miRNA治疗方法的主要挑战是实现组织特异性，有效且安全地递送miRNA。Nguyen等开发了一种纳米颗粒miR-chNPs，已证实其可被细胞摄取和细胞内递送。用miR206-chNPs或miR223-chNPs处理的巨噬细胞ATP结合盒A1表达增加。在动物实验中，与对照组相比，用miR206-chNPs或miR223-chNPs预处理的实验组，小鼠血浆3H-胆固醇水平显著增加（在24 h和48 h内，miR223-chNPs分别升高27%和31%；miR206-chNPs分别升高35%和46%）[19]。

2 氧化应激

2.1 硒纳米颗粒 氧化应激促进动脉粥样硬化发生，心血管危险因素如高胆固醇血症、高血压、糖尿病和吸烟，都会增加活性氧（reactive oxygen species，ROS）产生[20]。目前，各种类型的抗氧化剂，例如维生素E和C，普罗布考及其衍生物和NADPH氧化酶的研究虽然比较多，但其在临床应用中并未显示积极作用[21-22]。越来越多的证据表明，基于纳米粒子的靶向策略对于动脉粥样硬化是有前途且有效的治疗方法，纳米颗粒可以通过受损的血管内皮或外膜功能失调的新生血管直接进入动脉粥样硬化斑块[23-25]。

硒元素（Se）通过抗氧化剂硒酶或硒蛋白如谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GPx）、硫氧还原蛋白还原酶（TrxR）、硒蛋白P（SelP）等维持体内的氧化还原稳态。硒纳米颗粒（selenium nanoparticle，SeNPs）是硒的独特形式。据Guo等[26]报道，利用人脐静脉内皮细胞进行细胞实验，预先用SeNPs处理的实验组超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）（P＜0.05）和GPx（P＜0.001）的活性均高于对照组。在动物实验中，与对照组相比，SeNPs组小鼠的血清丙二醛（MDA，氧化应激的重要标志）水平明显降低，SOD（P＜0.01）和GPx（P＜0.001）活性增加，在肝脏中结果类似。此外，SeNP组抗氧化硒酶（TrxR1，TrxR2和SelR）或抗氧化硒蛋白（SelP，SelS和Sep15）的表达上调。体外实验表明，与对照组相比，用SeNPs处理的细胞中Se的转运和摄取均较高[27]。硒摄入的安全窗口很小，SeNPs可作为其他形式如硒盐，氨基酸或富硒酵母的替代[28]。不过，纳米疗法的开发通常需要制备具有复杂化学结构的聚合物，其结构定制、合成以及质量控制方面仍存在挑战，需要更深入的研究。

2.2 硫氧还原蛋白1模拟肽 硫氧还原蛋白（thioxoreductins，Trx）系统（Trx还原酶、Trx抑制剂、Trx相互作用蛋白、Trx、截短的Trx-80和NADPH）不仅调节细胞氧化还原状态，对神经保护、炎症调节、抗凋亡、免疫功能也至关重要。Trx、Trx还原酶、Trx相互作用蛋白等已作为心血管疾病、卒中、炎症性疾病和肿瘤等疾病的新兴治疗方法[29]。

Trx-1通过其抗氧化和蛋白质信号转导来发挥功能。Canesi等[30]研发了具有良好稳定性的Trx-1模拟肽CB3。利用小鼠巨噬细胞实验证明CB3无细胞毒性，并能抑制细胞内ROS产生（最大抑制率可达68%，P＜0.001）。动物实验表明，与对照组小鼠相比，CB3处理的实验组的血浆抗oxLDL抗体浓度降低了约36%（P＜0.01）。体内产生的Trx-1分解产物Trx-8具有促炎作用，而Trx-1模拟肽的使用，可以避免Trx-8的产生[31]。

2.3 组蛋白脱乙酰酶抑制剂 与不可修饰的遗传变异不同，表观遗传的可塑性为重新编程基因表达提供了方法。染色质中组蛋白的转录后修饰失调被认为与包括心血管事件在内的许多疾病的病理有关[32]。动物实验结果表明，组蛋白脱乙酰酶（histone deacetylase，HDAC）是治疗许多心脏代谢疾病的有希望的新靶点[33-35]，在各种实验模型中使用HDAC抑制剂的基本原理是基于HDAC表达上调会促进表观遗传不稳定性和基因表达改变。

Manea等[36]发现，HDAC在人动脉粥样硬化性颈动脉和高胆固醇血症小鼠的主动脉中表达上调。与对照组小鼠相比，实验组中小鼠主动脉氮氧化合物（oxynitride，Nox）表达升高（Nox1：约4.6倍，Nox2：约2.5倍，Nox4：约2.7倍），而SAHA（HDAC抑制剂）治疗可下调NADPH刺激的ROS生成、Nox1和Nox4亚型的蛋白表达水平，但对Nox2无显著影响。HDAC抑制剂会降低小鼠主动脉中Nox亚型表达和ROS产生，延缓动脉粥样硬化病变形成。

与动脉粥样硬化形成有关的基因表达改变通常是由与特定转录因子有协同作用的表观遗传机制失调所驱动的[37]。因此，基于对患者疾病的表观遗传学认识的动脉粥样硬化治疗可能成为降低心脑血管不良事件的重要治疗策略。

3 展望

动脉粥样硬化发病机制的复杂性决定了其治疗的难度，针对其机制的研究有助于发现潜在的新临床治疗方法，脂质代谢失调和氧化应激都可以促进炎症反应，加速动脉粥样硬化的发展，本文所介绍的调节脂质代谢的治疗靶点能调节胆固醇的摄取、合成和排除，作用广泛；调节氧化应激的靶点对动脉粥样硬化有更好的针对性。大部分的治疗靶点已在动物模型上得到验证，基于这些新靶点而开发的药物可能在不久的将来会应用于临床实践。

【点睛】目前基础研究中针对动脉粥样硬化病理过程中氧化应激和调节脂质代谢为靶点的治疗方法取得了一定进展，是未来具有潜力的治疗动脉粥样硬化疾病的新兴方法。