肖濱，黃小波

(首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院中醫(yī)科，北京 100053)

動(dòng)脈粥樣硬化是一種慢性炎癥性疾病，是血管壁對(duì)各種損傷的一種異常反應(yīng)，具有經(jīng)典炎癥變性、滲出及增生的特點(diǎn)，其特征是包含脂質(zhì)池和纖維帽的粥樣硬化斑塊形成。斑塊本身可以機(jī)械性堵塞血管腔,但更多情況下是突然破裂,誘發(fā)血栓栓塞而導(dǎo)致急性心腦血管事件，這嚴(yán)重威脅著患者的健康和生命。衰老可抑制正常細(xì)胞的增殖，同時(shí)衰老細(xì)胞所表達(dá)的異常蛋白及分泌物會(huì)促發(fā)炎癥反應(yīng)或氧化應(yīng)激，這是造成人體許多慢性疾病的原因[1]。近年來(lái)有關(guān)衰老影響動(dòng)脈粥樣硬化病變的研究受到廣泛關(guān)注， 而針對(duì)衰老機(jī)制進(jìn)行的抗衰老研究亦有較多報(bào)道，本文就衰老對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化病變的影響及抗衰老研究進(jìn)行綜述以供參考。

1 衰老影響動(dòng)脈粥樣硬化病變的機(jī)制

1.1 血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷

血管內(nèi)皮細(xì)胞以連續(xù)單細(xì)胞連接覆蓋于血管腔最內(nèi)層，對(duì)于維持血管系統(tǒng)正常的生理功能至關(guān)重要。血管內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)或功能受損是動(dòng)脈粥樣硬化的始動(dòng)環(huán)節(jié)，而衰老可從以下多個(gè)環(huán)節(jié)起致病作用。(1)衰老引起內(nèi)皮源性一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)表達(dá)減少，一氧化氮合成不足，同時(shí)細(xì)胞對(duì)一氧化氮的生物利用率減低，從而發(fā)生血管內(nèi)皮依賴性舒張功能障礙；另一方面，細(xì)胞環(huán)氧化酶表達(dá)上升，合成內(nèi)皮素-1和血栓烷A2增加，并提升與相應(yīng)受體結(jié)合的親和力。eNOS與環(huán)氧化酶的不平衡表達(dá)使細(xì)胞不僅受到血管病理性收縮損傷，還增強(qiáng)了其他傳統(tǒng)危險(xiǎn)因素如高血壓、高血脂、高血糖等對(duì)內(nèi)皮的損傷作用[2，3]。(2)衰老機(jī)體內(nèi)合成超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶等活力不足，造成內(nèi)在抗氧化能力下降，引起活性氧(reactive oxygen species,ROS)在體內(nèi)積累，導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞長(zhǎng)期處于慢性氧化應(yīng)激狀態(tài)，使得質(zhì)膜和核酸等成份均遭到氧自由基的攻擊而受損傷[4]。(3)有研究表明,衰老能使內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)核因子κB(nuclear factor κB,NF-κB)活性升高，上調(diào)炎性因子如白細(xì)胞介素-6、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α,TNF-α)及黏附分子的表達(dá)，使細(xì)胞本身受到炎性損傷[5，6]。(4)衰老還可增加DNA遭到破壞的概率、引起染色體端粒頂端開(kāi)放，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞基因組不穩(wěn)定；同時(shí)，還介導(dǎo)抑癌基因p53和pRb的激活和表達(dá)，終止細(xì)胞增殖周期，誘導(dǎo)衰亡或凋亡，導(dǎo)致細(xì)胞數(shù)量下降，使受損內(nèi)皮不能及時(shí)修復(fù)而影響血管內(nèi)膜的完整性[7]。此外，Rauscher等[8]研究證實(shí)，衰老可導(dǎo)致小鼠骨髓來(lái)源內(nèi)皮祖細(xì)胞數(shù)量絕對(duì)值下降，外周受損或死亡后被清除的內(nèi)皮細(xì)胞不能得到及時(shí)更新和補(bǔ)充，而在受損部位出現(xiàn)明顯的動(dòng)脈粥樣硬化病變，但動(dòng)物在接受年輕健康供體的骨髓細(xì)胞移植后，受損的血管內(nèi)皮層結(jié)構(gòu)可得到明顯的修復(fù)。

1.2 脂質(zhì)代謝紊亂

首先，脂質(zhì)代謝紊亂如低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein cholesterol, LDL-C)、尤其氧化型低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein, OX-LDL)升高是導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生的主要危險(xiǎn)因素。且隨著年齡增加，機(jī)體內(nèi)血漿LDL-C呈增齡性升高。大鼠模型研究顯示[9]，衰老可影響小腸黏膜上皮細(xì)胞膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá)，上調(diào)轉(zhuǎn)入受體即尼曼-匹克C1樣受體1(Niemann-Pick C1-like 1 receptor,Npc1l1)而抑制轉(zhuǎn)出載體三磷酸腺苷結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(ATP-binding cassette,Abc)g5 和g8，增加膽固醇的吸收。另外，衰老又可導(dǎo)致膽固醇代謝途徑中關(guān)鍵酶-7α羥化酶的表達(dá)下降，膽固醇體內(nèi)代謝合成膽汁酸受阻而滯留，致使肝細(xì)胞下調(diào)LDL受體的表達(dá)；最后，衰老還可增加血液中Kexin樣前轉(zhuǎn)化酶枯草桿菌蛋白酶-9(proprotein convertase subtilisin/kexin type 9,PCSK9)濃度，后者與LDL受體結(jié)合后進(jìn)入肝細(xì)胞被溶酶體內(nèi)吞破壞，使細(xì)胞表面LDL受體數(shù)量進(jìn)一步下降。這些病理過(guò)程均可導(dǎo)致LDL-C清除減少，從而增加其血液濃度[10，11]。

另一方面，衰老導(dǎo)致的慢性氧化應(yīng)激狀態(tài)可直接損傷血管內(nèi)皮，使之對(duì)脂質(zhì)等物質(zhì)的通透性增加；同時(shí)ROS可將LDL氧化成OX-LDL，增加細(xì)胞毒性和免疫原性，使ROS容易穿壁沉積于內(nèi)皮下，吸引巨噬細(xì)胞吞噬脂質(zhì)形成泡沫細(xì)胞等[12]。除此之外，氧化應(yīng)激還可將具有抗動(dòng)脈粥樣硬化保護(hù)作用的高密度脂蛋白(high-density lipoprotein，HDL)氧化成為OX-HDL，后者通過(guò)還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH)氧化酶途徑又促進(jìn)ROS產(chǎn)生，并刺激血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth muscle cell,VSMC)的增殖和遷徙，引起病變進(jìn)展[13]。

1.3 血管平滑肌變化

血管平滑肌構(gòu)成動(dòng)脈管壁的中層結(jié)構(gòu)，主要起調(diào)節(jié)血管張力的作用，但在某些病理情況下通過(guò)細(xì)胞增殖、遷徙可導(dǎo)致管壁重構(gòu)，亦分泌基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloprotease,MMPs)及胞外分子等，重塑細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)，影響動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展。研究表明[14]，衰老血管細(xì)胞合成釋放TNF-ɑ可通過(guò)絲裂原活化蛋白激酶依賴的方式以及磷酸化失活Rb蛋白促使VSMC增殖與遷徙。VSMC從血管中層遷徙至內(nèi)膜下、沉積于細(xì)胞外基質(zhì)中，包繞吞噬了脂質(zhì)巨噬細(xì)胞及其他炎癥細(xì)胞，形成纖維斑塊。進(jìn)一步研究顯示[15]，在VSMC增殖或遷徙過(guò)程中，有部分細(xì)胞主要通過(guò)核內(nèi)鋅指轉(zhuǎn)錄因子(Kruppel-like factor 4,KLF4)依賴的方式發(fā)生表型的轉(zhuǎn)變，表達(dá)間質(zhì)干細(xì)胞和吞噬細(xì)胞的分子標(biāo)志物，在功能上表現(xiàn)出吞噬能力，參與脂質(zhì)吞噬并使斑塊脂質(zhì)池逐漸增大。而在敲除KLF4基因的小鼠動(dòng)物模型中，明顯可見(jiàn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊脂質(zhì)池體積變小，而纖維帽則更厚。

2 衰老與動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的穩(wěn)定性

動(dòng)脈粥樣硬化斑塊纖維帽的組織成分和狀態(tài)直接決定了病變的穩(wěn)定性。纖維帽中平滑肌細(xì)胞數(shù)量越多、基質(zhì)膠原越完整則越不易破裂。但衰老可從多方面影響纖維帽的性狀，增加斑塊的易損性。研究顯示[16，17]，衰老可使斑塊處平滑肌細(xì)胞端粒酶表達(dá)下降、端粒長(zhǎng)度縮短，引起染色體頂端開(kāi)帽以及DNA的破壞，同時(shí)抑制轉(zhuǎn)錄因子Gata4的自噬、活化NF-κB并激發(fā)炎癥反應(yīng)放大損傷效應(yīng)。正常生理情況下，線粒體為細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、增殖和遷徙等行為提供能量，但衰老細(xì)胞內(nèi)抗氧化物質(zhì)水平減低，使得通過(guò)氧化磷酸化過(guò)程產(chǎn)生線粒體活性氧(mitochondria ROS，mtROS)積聚，一方面可直接損傷線粒體DNA和細(xì)胞DNA的結(jié)構(gòu)，促進(jìn)細(xì)胞衰亡或凋亡，另一方面因能量障礙影響平滑肌細(xì)胞增殖并遷徙至斑塊表面，從而減小纖維帽的厚度[4,18]。另有研究表明，在人體中，遷徙至內(nèi)膜的VSMC隨動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成時(shí)間的增長(zhǎng)逐漸上調(diào)表達(dá)衰老相關(guān)-β-半乳糖苷酶，引起細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制因子(cyclin-dependent protein kinase inhibitor,CDKI)的過(guò)表達(dá)、并對(duì)生長(zhǎng)因子的反應(yīng)性受損，出現(xiàn)自身增殖率下降、衰亡加速[19]。此外，Gardner等[20]研究顯示，衰老的VSMC可通過(guò)白細(xì)胞介素-1α自分泌方式促進(jìn)致炎趨化因子的釋放，同時(shí)增加MMPs的合成、減少膠原分泌，從而增加纖維帽的消蝕，導(dǎo)致斑塊容易破裂。

3 延緩衰老防治動(dòng)脈粥樣硬化

目前，干預(yù)細(xì)胞衰老本身以防治動(dòng)脈粥樣硬化的研究主要集中在以下幾方面。(1)端粒的修復(fù)。端粒的長(zhǎng)短及其完整性關(guān)系到細(xì)胞生命的長(zhǎng)短，其中端粒酶在維持端粒完整性中起重要作用。研究證明[21]，體外重組表達(dá)端粒酶反轉(zhuǎn)錄酶(telomerase reverse transcriptase，TERT)可以延長(zhǎng)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊纖維帽處平滑肌細(xì)胞的生存時(shí)間，而抑制TERT的功能則可使VSMC增殖周期終止于G1期，亦使得受損血管內(nèi)膜再生減少。另外，啟動(dòng)端粒重復(fù)序列結(jié)合因子2(telomeric-repeat binding factor 2,TRF2)即端粒保護(hù)蛋白的表達(dá)可抑制血管內(nèi)皮和VSMC的衰老過(guò)程，增強(qiáng)受損DNA的修復(fù)能力，保護(hù)血管內(nèi)膜并增加斑塊的穩(wěn)定性[22]。(2)線粒體功能的矯正。衰老過(guò)程中，線粒體功能障礙主要由氧化應(yīng)激引起，轉(zhuǎn)基因小鼠線粒體高表達(dá)過(guò)氧化氫酶后可減低MMPs活性，減少VSMC凋亡，減輕炎癥反應(yīng)，同時(shí)減小動(dòng)脈粥樣硬化斑塊體積，增加纖維帽的厚度和病變的穩(wěn)定性，而在此期間動(dòng)物體內(nèi)血清過(guò)氧化氫酶和超氧化物歧化酶活性水平均無(wú)明顯改變，提示其修復(fù)靶標(biāo)在于mtROS[23]。(3)受損DNA的修復(fù)。在血管細(xì)胞衰老導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，存在DNA損傷。Gray等[24]將核小體結(jié)合蛋白1(nucleosomal binding protein 1,NSB1)的轉(zhuǎn)錄基因轉(zhuǎn)入ApoE基因敲除的小鼠模型，結(jié)果顯示NSB1可誘導(dǎo)VSMC肌動(dòng)蛋白ɑ2(actin alpha 2,ACTA2)表達(dá)升高，增加纖維帽的厚度；同期體外實(shí)驗(yàn)亦證明，在氧化應(yīng)激等刺激下，NSB1蛋白增強(qiáng)了DNA修復(fù)能力，抑制了細(xì)胞凋亡，增強(qiáng)了細(xì)胞的生存能力。(4)抗衰老蛋白的表達(dá)。近期研究證明[25]，一種來(lái)源于腎臟的膜結(jié)合蛋白——Klotho蛋白可通過(guò)調(diào)控細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激狀態(tài)、生長(zhǎng)因子信號(hào)傳導(dǎo)通路以及調(diào)節(jié)離子穩(wěn)態(tài)等途徑發(fā)揮心血管保護(hù)作用；在Klotho基因轉(zhuǎn)錄水平低下或該蛋白先天缺乏時(shí)，動(dòng)脈粥樣硬化過(guò)程加速，新生內(nèi)膜增生和血管壁鈣化更加嚴(yán)重。而予以補(bǔ)充外源性Klotho蛋白或轉(zhuǎn)入Klotho基因表達(dá)后，血管細(xì)胞正常生存時(shí)間又明顯延長(zhǎng)，上述病理生理過(guò)程明顯改善。

總之，目前衰老相關(guān)的器官系統(tǒng)疾病逐漸成為嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問(wèn)題，其中動(dòng)脈粥樣硬化性疾病占據(jù)了很大比例，因此探尋有效的干預(yù)措施顯得尤為重要。從細(xì)胞本身研究調(diào)控衰老分子，尤其是早衰的關(guān)鍵分子及其作用途徑，并加以干預(yù)，從源頭延緩衰老過(guò)程等有望為防控動(dòng)脈粥樣硬化病變的發(fā)生發(fā)展帶來(lái)新的思路。