基于哺乳动物雷帕霉素靶蛋白通路调控自噬治疗动脉粥样硬化的研究进展▲

傅为武 欧阳雅蓉 黄景伟 卢 帅 黄冬欢 罗丽琼 王庆高

(1 广西中医药大学研究生学院，南宁市 530001，电子邮箱：407536408@qq.com；2 广西中医药大学第一附属医院心血管科，南宁市 530023)

【提要】 动脉粥样硬化是一种慢性进展性血管疾病，是许多心脑血管疾病的主要病因。随着人们生活水平的提高及人口老龄化等，动脉粥样硬化发生率逐年升高，并有低龄化趋势。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，参与细胞生长、增殖、自噬及凋亡等多种生物学过程，是自噬的关键调节因子。有研究发现，mTOR通路调控自噬不仅参与动脉粥样硬化的发生、发展进程，还影响动脉粥样硬化的治疗效果。本文就近年来基于mTOR通路调控自噬在动脉粥样硬化中作用的研究进展进行综述，旨在为临床防治动脉粥样硬化提供新的思路和方向。

动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)是一种具有高发病率和高死亡率的血管疾病，是一系列心脑血管疾病发病的主要原因。但目前对其致病机制尚未完全认识，导致AS的防治仍存在较大困难[1-2]。有研究显示，自噬在AS的发生和发展中起着至关重要的作用[3]，而哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信号通路又可以调控自噬。本文基于mTOR信号通路调控自噬在 AS中作用的研究进展进行综述。

1 mTOR信号通路概述

mTOR是一种非典型的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，它作为磷酸肌醇-3-激酶(phosphatidylinositide-3-kinase，PI3K)相关激酶家族成员，通过与相当数量的伴侣蛋白结合形成mTOR复合物1(mTOR complex 1，mTORC1)和mTOR复合物2(mTOR complex 2，mTORC2)[4]。mTORC1主要通过促进合成代谢过程(包括蛋白质、脂质和细胞器的生物合成)和限制分解代谢过程(例如自噬)来调节细胞的生长和增殖，而mTORC2则主要维持细胞骨架结构和细胞生长[5-6]。在多种因素作用下mTOR被活化后参与细胞生长、增殖、自噬及凋亡等生物学过程[7]。mTOR信号通路可整合细胞内外信号，调节心血管系统各种生理和病理过程[8]。

2 mTOR信号通路调控自噬机制

自噬是细胞降解大分子物质的一种新陈代谢过程，该过程可以降解细胞内受损的细胞器、特定大分子物质以及入侵的病毒和细菌等[9]。自噬受到多种信号通路调节，其中mTOR是影响自噬的主要蛋白质之一[10]。UNC-51样激酶1(UNC-51-like kinase 1，ULK1)蛋白激酶复合体是自噬的始动分子，正常情况下被mTOR磷酸化而处于失活状态，因此mTOR是细胞自噬的一个重要负调控因子，其在细胞自噬中处于中心调控地位[11-12]。

mTOR调控自噬的信号传导通路主要有PI3K/蛋白激酶B(protein kinase B，Akt)/mTOR通路和腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate-activated protein kinase，AMPK)/mTOR通路，其中PI3K/Akt/mTOR通路抑制自噬，AMPK/mTOR通路诱导自噬[13]。mTORC1是细胞分解代谢的关键调节剂，上游调节mTORC1活性最重要的蛋白质是结节性硬化复合物。结节性硬化复合物通过将Ras同源蛋白(Rheb)从有活性的鸟嘌呤三核苷酸磷酸形式转变为无活性的鸟嘌呤二核苷酸磷酸形式来抑制mTORC1活性，诱导自噬；也可以通过阻断鸟苷三磷酸酶提高mTOR信号传导的能力，从而抑制自噬[14]。mTORC1下游可以通过直接磷酸化核糖体蛋白S6激酶1和真核翻译起始因子4E结合蛋白两个关键底物来促进蛋白质、脂质等合成，调节自噬[15]。

3 mTOR通路在AS中的作用

3.1 mTOR信号通路对早期AS的影响 血管内皮细胞损伤是AS的初始机制，保护内皮细胞结构的完整性，可以防止AS的发生。相关研究证实在AS早期，mTOR信号通路被激活后可以抑制内皮细胞自噬，促进内皮细胞的增殖，从而促进损伤内皮细胞的修复。Zhu 等[16]发现一些长链非编码RNA相关基因组通过激活mTOR信号通路，抑制冠心病血管内皮细胞自噬，修复内皮细胞损伤，增加内皮细胞活力。mTOR激活剂可以抑制氧化低密度脂蛋白诱导的血管内皮细胞自噬和凋亡，保护内皮细胞，抑制载脂蛋白基因敲除小鼠AS的发生和发展[17]。

3.2 mTOR信号通路对中晚期AS的影响 在AS的中晚期阶段，多种因素共同作用可以引起血管平滑肌细胞的增殖、迁移，破坏血管壁结构，同时合成、分泌相关物质，构成斑块基质[18]。有研究发现，多种长链非编码RNA通过抑制mTOR信号，促进血管平滑肌细胞增殖等，促进AS[19-20]。在AS中后期，巨噬细胞通过诱发血管炎症反应，合成并分泌大量生长因子和促炎介质，促进AS进展[18]。Guo等[21]发现相关长链非编码RNA通过激活mTOR信号通路，抑制自噬，导致巨噬细胞增多，从而激活炎症因子，如血管细胞黏附分子1、单核细胞趋化蛋白1和白细胞介素6，促进AS。

4 基于mTOR信号通路治疗AS的研究进展

4.1 控制血脂 低密度脂蛋白通过一系列病理过程,加重内皮细胞损伤，加速AS。目前主要采用他汀类降脂药配合依折麦布[22]降低低密度脂蛋白水平，但该疗法对肝肾功能影响较大。前蛋白转化酶枯草杆菌蛋白酶kexin 9抑制剂不良反应少，但价格过于昂贵。mTOR抑制剂(雷帕霉素、依维莫司等)可以逆转血脂异常，阻止AS的进展，但mTOR抑制剂又可减少脂质存储，并促进脂肪分解，增加了血液中低密度脂蛋白水平。考虑到血脂异常对心血管疾病发病的影响，将mTOR抑制剂与他汀类药物和/或枯草杆菌蛋白酶kexin 9抑制剂联合应用治疗AS似乎是一种合理的方法[23-24]。Gao等[25]基于氧化铈纳米线的RNA干扰寡核苷酸递送纳米平台，有效沉默mTOR和噬斑穿透性，从而治疗AS。Zhong等[26]发现厄贝沙坦通过促进AMPK/Akt/mTOR信号传导和自噬，改善2型糖尿病合并AS小鼠的血脂水平。Zhou等[27]证实肾元丹胶囊通过抑制PI3K/Akt/mTORC1信号通路，增强自噬，降低了AS小鼠主动脉根的AS指数和斑块面积，减轻AS和泡沫细胞形成，改善其血脂水平。

4.2 抑制血管平滑肌细胞增殖 血管平滑肌细胞可吞噬脂质，成为泡沫细胞的重要来源，也可从中膜迁移至内膜，促进斑块基质形成，影响斑块的稳定性，其是AS进程中不可或缺的一部分[28-29]。You等[30]采用二甲双胍喂食AS大鼠，发现二甲双胍通过调节长链非编码RNA 上的牛磺酸上调基因1，激活AMPK/mTOR途径，诱导自噬，保护内皮细胞，抑制血管平滑肌细胞增殖，改善AS。Lü等[31]发现罗布麻叶提取物可以通过激活AMPK/mTOR信号通路，激活自噬，抑制胶原蛋白过度合成和平滑肌细胞过度增殖，有效降低AS大鼠的血脂水平，延缓AS的进展。Li等[32]发现敲低血管平滑肌细胞中的裂解激活蛋白表达，可以激活AMPK/mTOR通路，上调AS小鼠的自噬水平，抑制血管平滑肌细胞增殖和AS斑块的形成。

4.3 保护内皮细胞、减轻血管炎症 血管内皮细胞受损是AS的早期病变，巨噬细胞已被认为是AS起始和进展的关键因素，调节巨噬细胞自噬水平，抑制泡沫细胞形成，对延缓AS斑块的进展具有重大意义[33-34]。Xie等[35]以补肾康帅片治疗AS大鼠，发现其可以抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路，促进小鼠巨噬细胞自噬，抑制AS的发展。Xu等[36]通过干预Akt/mTOR信号级联反应干扰尼古丁诱导的小鼠AS，结果发现该干预措施可以使巨噬细胞释放的炎症因子减少，从而明确了戒烟或避免吸入二手烟可以防治AS。Cao等[37]发现青蒿素通过激活AMPK/mTOR/ULK1途径，促进高脂饮食AS小鼠巨噬细胞自噬，减少巨噬细胞分泌的炎症因子，改善AS。肌原纤维生成调节因子1是一种参与细胞增殖、迁移、炎症反应和信号转导的新型蛋白质。Chen等[38]证实沉默肌原纤维生成调节因子1可通过激活Akt/mTOR/NF-κB信号通路减弱血管紧张素Ⅱ诱导的AS小鼠的巨噬细胞积聚及促炎因子的表达。Tian等[39]发现银杏叶提取物通过抑制mTOR信号通路激活自噬，抑制内质网应激，从而减轻链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠的AS，降低血脂、血糖和炎性细胞因子水平。

4.4 抑制血小板聚集和血栓形成 内皮细胞受损、甚至是斑块不稳定或破裂，以及炎症反应加剧，均可引起血小板活化因子和促凝物质水平上调，导致血小板聚集甚至血栓形成[40]。环氧化酶抑制剂和P2Y12受体拮抗剂作为最常用的抗血小板药物,对AS及其引起的一系列心血管事件具有良好的治疗效果[41]。Hemshekhar等[42]调节mTOR纳米粒子靶标抑制mTOR活化，从而抑制血小板活化和血栓形成。Pi等[43]发现抑制P2RY12受体，可以促进载脂蛋白E基因敲除小鼠晚期AS的自噬水平，减少泡沫细胞形成，从而抑制粥样斑块血小板聚集，其机制与PI3K/Akt/mTOR信号通路有关。Li等[44]发现，与单纯金属支架相比,载有mTOR抑制剂西罗莫司的纳米多孔药物洗脱支架在促进血管内皮再形成和抗血栓方面更具有优势。Adriaenssens等[45]对使用支架的患者进行为期一年的随访发现，与紫杉醇洗脱球囊和洗脱支架相比，使用mTOR抑制剂依维莫司洗脱支架的患者血栓形成更少。但近年来有研究显示，植入mTOR抑制剂西罗莫司洗脱支架会损害冠状动脉内皮功能[46]。因此mTOR抑制剂支架的应用还需更进一步的研究。

5 小 结

目前，有关基于mTOR信号通路调控自噬，从控制血脂、抑制血管平滑肌增殖、保护内皮细胞及改善炎症反应等方面治疗AS的研究取得了一定的进展，但AS致病机制复杂，mTOR信号通路调控自噬如何参与AS的发生发展，以及对疾病不同阶段的影响如何，尚未完全清楚。将来可根据AS发展的不同阶段和不同阶段的作用靶点，展开更广泛深入的研究，以期为临床防治AS、减少心血管疾病的发生提供研究思路。