張莉 楊永健

過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferatoractivated receptors，PPARs)屬于核受體家族成員，有3種亞型即 PPARα、PPARβ/δ 和 PPARγ，其中以 PPARγ 與動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)的關(guān)系最為密切。最近研究表明，PPARγ在AS和炎癥細(xì)胞中均有表達(dá)，其通過調(diào)節(jié)糖脂代謝、抑制血管平滑肌細(xì)胞(VSMC)增殖和遷移、抑制泡沫細(xì)胞形成、減輕血管炎癥反應(yīng)及穩(wěn)定粥樣硬化斑塊等多個環(huán)節(jié)來影響AS的發(fā)生發(fā)展。我們就PPARγ參與抗AS的機(jī)制綜述如下。

1 PPARγ的生物學(xué)特性

PPARγ是由配體激活的核受體家族成員，有PPARγ1和PPARγ2兩個亞型。PPARγ具有核受體家族的典型結(jié)構(gòu)，包含N端的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域(DNA-binding domain，DBD)和C端的配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域(ligand-binding domain，LBD)以及連接這2個結(jié)構(gòu)域的中間鉸鏈區(qū)。PPARγ通過與其配體結(jié)合來調(diào)節(jié)多種靶基因的轉(zhuǎn)錄水平。PPARγ的配體分為天然配體和合成配體，天然配體包括脂肪酸及其代謝衍生物(如亞油酸、亞麻酸、白三烯等)和前列腺素衍生物，合成配體主要是噻唑烷二酮(TZD)類藥物，目前臨床上常用的是吡格列酮和羅格列酮兩種胰島素增敏劑。當(dāng)特異性的配體與PPARγ的LBD部位結(jié)合后，會促使PPARγ與肝X受體形成異二聚體，并通過DBD部位結(jié)合到靶基因特定的啟動子序列，即PPAR反應(yīng)元件(PPAR response element，PPRE)，從而激活靶基因的轉(zhuǎn)錄而發(fā)揮調(diào)控作用，參與體內(nèi)多種生理及病理過程，主要與脂類代謝、糖代謝及炎癥反應(yīng)等密切相關(guān)。

2 PPARγ對血脂譜的影響

血脂異常是致AS的重要原因。關(guān)于PPARγ參與血脂代謝的研究較多，PPARγ的配體TZD是臨床常用的抗AS藥物，主要有吡格列酮和羅格列酮。吡格列酮能提高血HDL水平，降低TG及游離脂肪酸(FFA)濃度，但羅格列酮對TG的作用不夠確切。LDL在特定的水平下，小而密的顆粒較大的顆粒致AS的風(fēng)險更大。雖然吡格列酮對LDL水平的影響不確切，但吡格列酮可改變大小LDL粒子的濃度，增加其平均粒度(即粉末的平均粒徑)［1］。由此可知，TZD抗AS的作用部分基于其對血脂的影響。近來有研究報道，PPARγ的基因多態(tài)性能影響脂代謝及 AS過程。PPARγ基因C161T與 AS低風(fēng)險密切相關(guān)。Wan等［2］研究表明，PPARγC161T在冠心病、糖尿病、冠心病合并糖尿病患者中的檢出率顯著低于健康人，在冠心病合并糖尿病患者中冠狀動脈中度狹窄者較重度狹窄者PPARγC161T檢出率更高，并且在這些患者中無C161T基因者的TG及載脂蛋白B(ApoB)的水平顯著高于有此基因的患者。表明PPARγ的基因多態(tài)性可能通過調(diào)控血脂譜來影響AS的進(jìn)展。

3 PPARγ對糖代謝和胰島素敏感性的影響

高血糖和胰島素抵抗均能促進(jìn)AS的形成和發(fā)展。PPARγ可通過影響糖代謝和胰島素敏感性間接影響AS發(fā)展。Moffett等［3］報道在白人女性中PPARγ基因C161T與胰島素抵抗有關(guān)，并認(rèn)為C161T較Pro12Ala(轉(zhuǎn)錄PPARγ基因形成的一種較長的異型——PPARγ2的密碼子12存在脯氨酸→丙氨酸變異)能更好地預(yù)測胰島素水平的升高及胰島素抵抗的發(fā)生。Schaffler等［4］研究證實，在肥胖、2型糖尿病及與之相關(guān)的代謝紊亂中，PPARγ另一種變異基因Pro115Gln(PPARγ2的密碼子115存在谷氨酸變異)對脂代謝及糖代謝的影響是相同的［4］。PPARγ的激活物，如TZD，可顯著提高胰島素敏感性，然而這類化合物的作用機(jī)制仍然令人困惑。PPARγ在脂肪組織高表達(dá)，而在肝及骨骼肌中低表達(dá)，故PPARγ通過增強(qiáng)骨骼肌對胰島素的敏感性，增加骨骼肌對糖的攝取的作用是有限的。近年的研究表明，TZD治療胰島素抵抗的機(jī)制涉及很多細(xì)胞因子，如與葡萄糖攝取相關(guān)的因子［c-Cb1相關(guān)蛋白(CAP)，葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體 4(GLUT4)］，脂質(zhì)攝取及儲存的相關(guān)因子［清道夫受體CD36，脂蛋白脂酶(LPL)，脂肪酸轉(zhuǎn)移蛋白(FATP)，酯酰輔酶A合成酶(acy1-COAsynthetase)］，能量消耗相關(guān)因子［甘油激酶(GyK)，解偶聯(lián)蛋白2/3(UCP2/3)］。TZD會引起葡萄糖攝取相關(guān)因子和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體增加，減輕高血糖狀態(tài)，但是脂肪組織對血糖攝取很少，故該作用機(jī)制不可能完全解釋TZD能明顯提高胰島素敏感性的原因［5］;另一方面，TZD通過脂質(zhì)攝取及儲存的相關(guān)因子(CD36，LPL)促進(jìn)脂質(zhì)儲存于脂肪組織，減輕肝臟及骨骼肌的代謝負(fù)擔(dān)，從而增加其對葡萄糖的利用［6］。游離脂肪酸水平的上升與胰島素抵抗程度呈正相關(guān)，PPARγ激動劑會減少游離脂肪酸的釋放，游離脂肪酸早期下降預(yù)示著隨后血糖水平的下降，然而游離脂肪酸易受飲食影響，故不能以此評估TZD的藥效作用。

4 PPARγ抑制VSMC的增殖及遷移

血管平滑肌細(xì)胞(VSMC)增殖、遷移是動脈壁損傷的早期反應(yīng)，是AS發(fā)生發(fā)展中血管重構(gòu)的主要事件。PPARγ激活物TZD在體外實驗中可抑制VSMC增殖及細(xì)胞周期的進(jìn)程，在活體動物中可抑制內(nèi)膜的增生肥大。Lim等［7］報道，PPARγ可抑制VSMC的增殖，并降低損傷血管壁的修復(fù)反應(yīng)。Halabi等［8］認(rèn)為，PPARγ對VSMC的這種作用會引起血管功能紊亂及高血壓，由此加劇了AS的進(jìn)程。目前對PPARγ抑制VSMC增殖機(jī)制的研究較多，多數(shù)觀點認(rèn)為與調(diào)控細(xì)胞周期的時相有關(guān)，抑制了細(xì)胞周期的時相轉(zhuǎn)化。Gizard等［9］認(rèn)為，PPARγ阻止了腫瘤抑制蛋白 pRB/細(xì)胞周期相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子E2F/微小染色體維持蛋白MCM(pRB/E2F/MCM)途徑，使細(xì)胞周期不能由G1期向S期轉(zhuǎn)化。

隨著研究的深入，特別是顯性負(fù)性調(diào)節(jié) PPARγ(DN-PPARγ)的人工合成，使得人們對PPARγ的認(rèn)識發(fā)生了大的轉(zhuǎn)折。Meredith等［10］報道DN-PPARγ的作用與傳統(tǒng)意義的PPARγ完全相反，它能加強(qiáng)VSMC的增殖、遷移及血管壁的重建。Joey等［11］則進(jìn)一步探討了DN-PPARγ作用于VSMC的機(jī)制，檢測DN-PPARγ轉(zhuǎn)染的小鼠及野生型PPARγ(WT-PPARγ)轉(zhuǎn)染的小鼠VSMC內(nèi)的周期素及Rb等促細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)周期素等因子的表達(dá)明顯增高，推測DN-PPARγ可對抗WT-PPARγ對VSMC生長的抑制作用，促進(jìn)細(xì)胞周期正向調(diào)節(jié)因子的表達(dá)及促分裂素原活化蛋白激酶(MAPK)有絲分裂信號通路的活化。

5 PPARγ對泡沫細(xì)胞形成的影響

泡沫細(xì)胞的形成是AS發(fā)生的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。PPARγ對泡沫細(xì)胞形成的影響可能是通過小窩蛋白(caveolin-1，Cav-1)、CD36、三磷酸腺苷結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體 A1(ATP binding cassette transporter A1，ABCA1)等細(xì)胞因子及酶的介導(dǎo)。Cav-1存在于正常血管壁細(xì)胞，涉及幾個基本過程，包括胞吞胞飲、細(xì)胞信號傳遞及膽固醇的代謝平衡等，在巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞及VSMC中對AS的進(jìn)展發(fā)揮關(guān)鍵作用，Hua等［12］選擇使用小RNA干擾Cav-1在Raw264.7細(xì)胞中的表達(dá)，導(dǎo)致Raw264.7細(xì)胞內(nèi)膽固醇外流顯著降低，應(yīng)用PPARγ1治療后膽固醇外流明顯增加，得出PPARγ可能通過誘導(dǎo)Cav-1的表達(dá)影響泡沫細(xì)胞形成的結(jié)論。載脂蛋白E(apolipoprotein E，ApoE)是清除乳糜微粒和極低密度脂蛋白受體的配體，缺乏ApoE則會導(dǎo)致血液中膽固醇含量的增加，從而誘發(fā)AS。應(yīng)用PPARγ1轉(zhuǎn)染40周大小高脂飲食喂養(yǎng)的ApoE缺陷小鼠，檢測其AS程度較轉(zhuǎn)染前明顯減輕。CD36是巨噬細(xì)胞表面識別氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)的受體，巨噬細(xì)胞通過CD36吞噬ox-LDL形成泡沫細(xì)胞，造成脂質(zhì)在血管壁堆積，促使AS形成。先前的研究認(rèn)為CD36是泡沫細(xì)胞形成的關(guān)鍵調(diào)控因子。PPARγ激動劑如15-脫氧前列腺素J2(15d-PGJ2)和TZD類藥物，激活PPARγ后可使CD36表達(dá)增高，從而導(dǎo)致更多的ox-LDL被攝入，由此認(rèn)為PPARγ有致AS作用。這一結(jié)論與最近發(fā)現(xiàn)的PPARγ抑制AS的研究結(jié)果相矛盾。近年來，通過對抗AS的藥物機(jī)理研究，發(fā)現(xiàn)大蒜素等抗AS的作用部分是通過PPARγ降低CD36的表達(dá)來實現(xiàn)的［13］。上述研究表明，CD36對泡沫細(xì)胞形成及AS的影響是明確的，但是PPARγ對CD36的調(diào)節(jié)機(jī)制尚不明確。三磷酸腺苷結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體A1(ABCA1)蛋白的主要功能是將細(xì)胞內(nèi)的膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞外與HDL結(jié)合，從而降低細(xì)胞內(nèi)的膽固醇負(fù)荷，這對于調(diào)節(jié)泡沫細(xì)胞形成和防止AS的發(fā)生均具有重要意義。若ABCA1功能障礙或表達(dá)不足，會導(dǎo)致HDL生成嚴(yán)重下降，而致VSMC中膽固醇沉積，就會促進(jìn)AS的形成與發(fā)展。如家族性Tangier病的主要病因是ABCA1基因缺乏，膽固醇外流的功能完全廢止，其中40%患者發(fā)展成為AS。有研究顯示，用PPARγ配體Y14643或羅格列酮刺激人和鼠的巨噬細(xì)胞，均能上調(diào) ABCA1的 mRNA水平。Andrew等［14］從野生型小鼠及LDL受體缺乏型小鼠中分離出腹膜巨噬細(xì)胞，觀察發(fā)現(xiàn)PPARγ配體可誘導(dǎo)ABCA1在兩種巨噬細(xì)胞中表達(dá)，給予LDL受體缺陷的小鼠PPARγ配體治療后，也能顯著增加ABCA1在廣泛AS的主動脈中的表達(dá)。研究表明，PPARγ通過誘導(dǎo)ABCA1基因的表達(dá)介導(dǎo)巨噬細(xì)胞和巨噬細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞中的膽固醇流出，抑制泡沫細(xì)胞的形成。然而，大量的實驗也證實，PPARγ并不直接作用于ABCA1，可能是通過與之形成二聚體的肝X受體α(LXRα)發(fā)揮上調(diào)ABCA1的作用。Chawla等［15］研究顯示，在缺乏PPARγ的巨噬細(xì)胞中，LXRα仍能顯著誘導(dǎo)ABCA1的表達(dá)，表明PPARγ在發(fā)揮上調(diào)ABCA1水平的作用上并不是必需的。

6 PPARγ對血管炎癥反應(yīng)及粥樣斑塊穩(wěn)定性的影響

傳統(tǒng)的觀點將AS定義為脂質(zhì)及纖維素在血管壁沉積的慢性進(jìn)展過程，但是隨著研究的深入，越來越多的人傾向于將AS歸為一種炎癥性疾病，因為其發(fā)展的每一階段，炎癥反應(yīng)均發(fā)揮了重要作用。炎癥細(xì)胞如單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞在AS的發(fā)展中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。臨床及實驗室研究均證實，PPARγ有抑制血管炎癥反應(yīng)的作用。其作用機(jī)制涉及兩個方面，一方面，PPARγ通過阻斷ox-LDL-NF-κB通路來抗血管炎癥反應(yīng)。ox-LDL不僅通過促進(jìn)泡沫細(xì)胞形成影響AS，還可以通過血管炎癥反應(yīng)促進(jìn)AS的發(fā)展。有研究證實，巨噬細(xì)胞吞噬ox-LDL后可促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生促炎癥因子，進(jìn)而激活NF-κB通路產(chǎn)生血管炎癥。ox-LDL同時也激活PPARγ，PPARγ能與NF-κB的亞基相互作用，共價修飾亞基，使NF-κB失活。PPARγ激活劑能加強(qiáng)MAPK的活性，引起更多PPARγ磷酸化，磷酸化后的PPARγ能更高效地抑制NF-κB。另一方面，單核細(xì)胞在血管壁的吸附受內(nèi)皮細(xì)胞表面表達(dá)的黏附分子的調(diào)節(jié)，表明細(xì)胞間黏附分子1(ICAM-1)、血管細(xì)胞黏附分子1(VCAM-1)等黏附分子的表達(dá)與AS的發(fā)生發(fā)展有密切關(guān)系。黏附分子是內(nèi)皮活化的表面標(biāo)志，在促炎癥反應(yīng)過程中起關(guān)鍵作用。而PPARγ在內(nèi)皮細(xì)胞中的作用是抑制VCAM-1和ICAM-1的表達(dá)，從而阻止血管炎癥反應(yīng)的發(fā)生。Welchet等［16］認(rèn)為，PPARγ激動劑發(fā)揮抗炎癥反應(yīng)作用涉及兩種機(jī)制，一種是PPARγ1依賴性機(jī)制，一種是非 PPARγ1依賴性機(jī)制。當(dāng)PPARγ激動劑濃度較低時，抗炎作用依賴于PPARγ1的存在，當(dāng) PPARγ激動劑濃度較高時，抗炎效果可不依賴PPARγ1，可能涉及 PPARβ/δ 的作用。

在AS形成后期，斑塊表面由大量VSMC和細(xì)胞外基質(zhì)形成厚薄不一的纖維帽，對斑塊起保護(hù)作用。纖維帽一旦破裂，粥樣物自裂口流入血管引起栓塞及血栓形成，造成嚴(yán)重的心腦血管事件?；|(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)是鋅離子依賴的蛋白酶超家族成員，主要功能為降解多糖以外的細(xì)胞外基質(zhì)，同時也包括斑塊的纖維帽。研究發(fā)現(xiàn)，AS的血管壁內(nèi)皮細(xì)胞、VSMC以及巨噬細(xì)胞均可分泌MMPs，其中MMP-3和MMP-9可降解纖維帽中的細(xì)胞外基質(zhì)，從而使纖維帽變薄、破裂，最后導(dǎo)致斑塊的破裂和血栓形成。相反，組織金屬蛋白酶抑制劑1(TIMP-1)對粥樣斑塊起保護(hù)作用。臨床觀察發(fā)現(xiàn)，急性冠脈綜合征時患者血清中MMP-3和MMP-9的水平明顯高于對照組，表明粥樣斑塊的急性破裂過程中伴有 MMP-3、MMP-9的過度釋放。阿司匹林為一種抗炎藥，現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于心腦血管疾病的預(yù)防，除了其明確的抗血小板作用外，可能還與其穩(wěn)定粥樣斑塊的作用有關(guān)。Yiqin等［17］觀察在培養(yǎng)的小鼠巨噬細(xì)胞中阿司匹林對MMP-2和MMP-9的影響，結(jié)果顯示給予阿司匹林處理后，巨噬細(xì)胞中MMP-2/9 mRNA表達(dá)及釋放顯著降低，而 TIMP-1 mRNA及 PPARγ mRNA表達(dá)增加，并且在預(yù)先加入PPARγ抑制劑后阿司匹林對MMP-2/9的下調(diào)作用被明顯減弱，表明阿司匹林可能通過上調(diào)PPARγ來阻止MMP-2/9 mRNA的表達(dá)及釋放。因此，PPARγ激活后可能通過降低MMP的表達(dá)，導(dǎo)致MMP和TIMP-1之間的平衡關(guān)系改變，使基質(zhì)分解作用降低，進(jìn)而穩(wěn)定粥樣斑塊，預(yù)防心血管事件的發(fā)生。

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