楊瀅 譚秋曉 李荔 陳志靜

1廣東省婦幼保健院暨廣州醫(yī)科大學(xué)附屬廣東省婦兒醫(yī)院婦科（廣州510010）；2中山大學(xué)附屬第七醫(yī)院婦科（廣東深圳518107）

血清載脂蛋白C（apolipoprotein?C，ApoC）是載脂蛋白家族中的一員。APOC中，以ApoC3濃度最高，其對穩(wěn)定脂蛋白結(jié)構(gòu)、結(jié)合和轉(zhuǎn)運脂質(zhì)、調(diào)節(jié)脂蛋白代謝都有重要作用［1］。ApoC3是一種小分子糖蛋白，主要由肝臟合成，并進入血液循環(huán)。它是富含三酰甘油脂蛋白的主要成分，也是高密度脂蛋白的次要成分。胰島素抵抗（insulin resis?tance，IR）是指胰島素作用對的靶器官和靶組織（主要是肝臟、肌肉和脂肪組織）對胰島素生物作用的敏感性降低，是多種代謝異常的基礎(chǔ)［2］。目前，有關(guān)研究［3?7］表明，在IR狀態(tài)下，如部分多囊卵巢綜合征（polycystic ovary syndrome，PCOS）、2型糖尿?。╠iabetes mellitus type 2，T2DM）及動脈粥樣硬化（atherosclerosis，AS），肝臟和腸道表達和分泌的ApoC3增多，提示ApoC3與IR有密切關(guān)系，參與IR的發(fā)生與發(fā)展，并可作為新的治療靶點。ApoC3在IR相關(guān)疾病中的作用及機制也成為了當(dāng)今研究熱點之一，現(xiàn)對此作一綜述。

1 ApoC3與IR發(fā)病機制

1.1 ApoC3導(dǎo)致肝臟IR ApoC3水平的升高可導(dǎo)致肝臟IR的發(fā)生。高脂飲食干預(yù)的ApoC3過表達小鼠，肝臟二酰基甘油含量增加，蛋白激酶C?ε活化和胰島素刺激的絲氨酸?蘇氨酸蛋白激酶2活性降低，血漿胰島素升高，胰島素敏感性下降，最終發(fā)展為肝臟IR［3］。人群研究也顯示ApoC3高表達與IR發(fā)生密切相關(guān)，研究者發(fā)現(xiàn)與對照組比較，IR的患者血清ApoC3水平升高［8］。

1.2 ApoC3通過抑制脂蛋白脂肪酶導(dǎo)致IR脂蛋白脂肪酶（lipoprotein lipase，LPL）是溶酶體中的一種水解酶，在血管內(nèi)皮表面發(fā)生作用，幫助細胞攝取脂肪酸。在小鼠骨骼肌細胞中過表達LPL［9］，其葡萄糖耐量降低，血糖升高；且骨骼肌細胞對胰島素刺激不敏感，骨骼肌細胞葡萄糖攝取、糖酵解和糖原合成減少。相反，在小鼠骨骼肌細胞敲除LPL后，由于攝取游離脂肪酸功能受到抑制，其胰島素敏感性升高［10］。細胞內(nèi)磷脂酰肌醇3?激酶（phosphatidylinositol 3?kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，AKT）/過氧化物酶體增殖物激活受體通路激活，可導(dǎo)致LPL表達升高，進而影響脂質(zhì)積累過程［11］。

具有肌肉和肝臟特異性過表達LPL的轉(zhuǎn)基因小鼠的研究［12］發(fā)現(xiàn)，肝內(nèi)脂肪酸衍生代謝物的積累導(dǎo)致糖原合酶的胰島素活化受抑制，使得胰島素刺激的肝糖原合成減少和抑制肝臟中內(nèi)源性葡萄糖產(chǎn)生。且LPL基因具有多態(tài)性，有研究證明LPL等位基因缺陷的雜合子攜帶者由于葡萄糖儲存受損而降低了全身胰島素敏感性，這可能與血漿甘油三酯（triglyceride，TG）濃度增加和血漿中不同水平的改變有關(guān)［13］。

ApoC3是LPL的天然抑制劑，由于其對LPL和肝臟攝取殘余脂蛋白的雙重抑制活性，ApoC3已成為調(diào)節(jié)富含TG的脂蛋白血漿水平的目標(biāo)靶點之一［14?15］。因LPL的表達通過對抗磷脂酶A的作用，從而減少胰島素分泌；LPL還可以通過其?；D(zhuǎn)移活性，促進甘油二酯的生成，進一步調(diào)節(jié)胰島素分泌。在ApoC3基因缺陷的小鼠體內(nèi)，LPL活性增加，更易患肥胖，并形成嚴(yán)重的肝臟IR。ApoC3缺乏可導(dǎo)致脂肪組織增加TG衍生脂肪酸的攝入量，脂肪組織質(zhì)量增加，逐漸導(dǎo)致IR。例如，ApoC3缺乏可能影響脂肪組織的各種內(nèi)分泌因子（如瘦素、電阻素和脂肪素）的分泌，這些激素已知影響胰島素敏感性，與脂肪組織質(zhì)量相關(guān)［16］。

1.3 ApoC3可抑制胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路并激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和炎癥反應(yīng) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激（endoplas?mic reticulum stress，ERS）是指在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能的穩(wěn)態(tài)失調(diào)時出現(xiàn)錯誤折疊與未折疊蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)聚集的狀態(tài)。ERS和細胞內(nèi)炎癥反應(yīng)的激活被認為是IR的重要細胞生物學(xué)機制。對骨骼肌ApoC3過表達小鼠的研究顯示，ERS和炎癥標(biāo)志物水平升高最終導(dǎo)致核因子κB激酶抑制劑/核轉(zhuǎn)錄因子κΒ途徑的激活，通過使絲氨酸殘基中的胰島素受體底物?1磷酸化來減弱胰島素信號傳導(dǎo)途徑，并增加炎癥基因的轉(zhuǎn)錄。與此相符，還發(fā)現(xiàn)細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2抑制阻止了由ApoC3引起的ERS和炎癥的改變，以及胰島素信號通路的減弱［17］。ApoC3對ERS和炎癥反應(yīng)的激活是通過Toll樣受體2（toll?like receptor 2，TLR2）介導(dǎo)的，TLR2不僅識別許多含脂質(zhì)的分子，而且識別內(nèi)源性蛋白質(zhì)，它在骨骼肌細胞中表達，并參與脂肪酸誘導(dǎo)的IR。ApoC3在骨骼肌中還可以通過TRL2介導(dǎo)的細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2激活，抑制過氧化物酶體增殖物激活受體γ?1和AMP活化蛋白激酶的活性，從而減弱肌管中胰島素信號傳導(dǎo)并導(dǎo)致ERS的活化。ApoC3還可通過磷酸化絲氨酸殘基中的胰島素受體底物?1，抑制絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶磷酸化來減弱此胰島素信號傳導(dǎo)途徑，并下調(diào)脂肪細胞中的胰島素受體水平［18］。上述研究結(jié)果證實了ApoC3在IR發(fā)病機制中的作用，并且為IR的治療提供了可能的新靶點。

1.4 ApoC3可誘導(dǎo)胰腺β細胞凋亡 T2DM的IR與胰島β細胞衰竭聯(lián)系之中涉及ApoC3的作用［19］。除肝臟產(chǎn)生的ApoC3水平升高可導(dǎo)致IR外，ApoC3的局部表達升高亦可增強胰島局部的IR，并促進胰島β細胞的凋亡。糖尿病患者除了血清ApoC3水平升高外，胰島局部的IR使得胰島內(nèi)的ApoC3水平升高，進一步使得細胞質(zhì)內(nèi)Ca2+濃度增加，從而在胰島β細胞凋亡中發(fā)揮了不利作用［19?20］。ApoC3可通過SR?B1和酪氨酸激酶的激活，使得L型電壓門控Ca2+通道過度激活，進而影響胰島β細胞的凋亡。ApoC3通過增加L型電壓門控Ca2+通道的電導(dǎo)率和密度，進而增加細胞質(zhì)內(nèi)Ca2+的濃度，從而導(dǎo)致胰島β細胞凋亡；加入人抗ApoC3抗體后，細胞質(zhì)Ca2+濃度變化以及其對胰島β細胞凋亡的影響得到了逆轉(zhuǎn)［17］。此外，ApoC3水平升高可通過激活絲裂原活化蛋白激酶p38和細胞外信號調(diào)節(jié)蛋白激酶1和2，增加磷酸化水平，促進胰島β細胞的凋亡［21］。但ApoC3誘導(dǎo)的Ca2+通道上調(diào)的確切分子機制還有待進一步研究。

上述研究研究均表明，ApoC3水平的升高，可導(dǎo)致胰島β細胞的凋亡，并進一步引起IR，并可通過多種信號通路實現(xiàn)，但現(xiàn)無統(tǒng)一觀點，值得進一步探討。

1.5 ApoC3的基因多態(tài)性 基因多態(tài)性是指在一個生物群體中，同時和經(jīng)常存在兩種或多種不連續(xù)的變異型或基因型或等位基因。人類基因多態(tài)性在闡明人體對疾病、毒物的易感性與耐受性，疾病臨床表現(xiàn)的多樣性，以及對藥物治療的反應(yīng)性上都起著重要的作用。

ApoC3基因位于人第11號染色體長臂q23區(qū)，長約311 kb，由4個外顯子和3個內(nèi)含子組成，與載脂蛋白A1、A4基因緊密相連，共同組成一個基因家族。ApoC3的基因多態(tài)性與某些疾病的發(fā)病風(fēng)險相關(guān)，對于其基因多態(tài)性位點，也有較多的報道，但是不同的學(xué)者有不同的觀點，且所涉及的學(xué)科也較為廣泛。

ApoC3基因的啟動子區(qū)包括5個基因多態(tài)性位點，ApoC3?482C>T基因多態(tài)性位于ApoC3啟動子區(qū)胰島素抵抗反應(yīng)元件附件附近，它的多態(tài)性變化與部分血漿脂質(zhì)及載脂蛋白的水平相關(guān)，尤其是與IR密切相關(guān)。對胰島素調(diào)節(jié)的丟失定位于T?455C和C?482T，這兩者間存在相互作用；經(jīng)轉(zhuǎn)染發(fā)現(xiàn)，這兩個多態(tài)性位點中的任一位點單堿基改變便即可對任何濃度的胰島素缺乏反應(yīng)，使得ApoC3的過度表達，導(dǎo)致IR。ApoC3基因啟動子區(qū)的一個功能區(qū)?胰島素反應(yīng)元件內(nèi)的兩個基因多態(tài)性位點rs2854116和rs2854117的突變增加了肝臟對乳糜微粒的吸收進而促成了肝臟脂肪的儲積及IR。ApoC3基因中單倍型區(qū)塊1的A?T?C?C等位基因與1型糖尿病發(fā)病率顯著增加相關(guān)，其風(fēng)險隨著該等位基因拷貝數(shù)的增加而增加。在ApoC3啟動子中的?641c等位基因中，其同源性較高，與ApoC3水平明顯降低和胰島素敏感性增加相關(guān)［22］。

圖1 ApoC3與IR相關(guān)的機制Fig.1 Mechanism of the relation between ApoC3 and IR

2 ApoC3在IR相關(guān)疾病中的研究進展

ApoC3在各種IR相關(guān)疾病中的濃度有相似的變化，其升高見于多種疾病情況，如：PCOS、T2DM、AS。

2.1 ApoC3與PCOS PCOS是育齡期女性最常見的內(nèi)分泌疾病。IR在PCOS婦女中普遍存在，且IR型PCOS患者存在更為嚴(yán)重的糖脂代謝紊亂。有學(xué)者提出，PCOS的發(fā)生與血清ApoC3水平的升高有關(guān)［23?24］。李荔等［24］證實ApoC3在PCOS患者的血清中高表達。通過研究，發(fā)現(xiàn)多毛組血漿ApoC3較對照組表達水平顯著升高，其血清ApoC3表達水平亦顯著升高，并推測ApoC3可作為PCOS患者代謝異常的治療靶點［25］。

通過提取PCOS患者卵巢顆粒細胞研究發(fā)現(xiàn)PCOS與PI3K/AKT信號通路有關(guān)，而ApoC3是此信號通路的下游靶位點［26］。有學(xué)者［27］通過敲除肝細胞中上述信號通路中的叉頭轉(zhuǎn)錄因子1（forkhead box protein O1，F(xiàn)OXO1），發(fā)現(xiàn)與正常的肝細胞相比，其糖代謝和細胞生存都受到影響。FOXO1能夠促進糖異生基因葡萄糖-6-磷酸酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的表達，同時可結(jié)合到ApoC3的啟動子上，促進ApoC3的表達，加重代謝紊亂［28］。人類肝細胞中轉(zhuǎn)染FOXO1后ApoC3的表達升高；ApoC3負向調(diào)控FOXO1導(dǎo)致細胞胰島素敏感性下降，最終導(dǎo)致IR。在循環(huán)中，ApoC3抑制了LPL的活性，導(dǎo)致VLDL的TG成分水解和吸收減少，延長了VLDL在循環(huán)中的持久性。同時，在IR狀態(tài)時，F(xiàn)OXO1活性不能被抑制，從而導(dǎo)致血糖和TG升高。因此，ApoC3可通過PI3K/AKT/FOXO1信號通路影響PCOS患者IR的形成與發(fā)展，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的血糖血脂代謝紊亂，引起遠期并發(fā)癥。

2.2 ApoC3與T2DM IR和胰島β細胞功能障礙被認為是T2DM發(fā)展的關(guān)鍵因素；然而，將這兩個缺陷聯(lián)系起來的分子機制仍不清楚。越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，T2DM可能與調(diào)節(jié)失調(diào)的ApoC3的合成和分泌有關(guān)，血清ApoC3是代謝綜合征的獨立危險因子。

從人群研究［29］中發(fā)現(xiàn)，我國回族及漢族的T2DM患者血清ApoC3水平較正常人群高，且差異有統(tǒng)計學(xué)意義，這也證實了血清ApoC3對T2DM發(fā)病有促進的作用。同時，在前瞻性研究中，血清ApoC3水平的升高被認為是T2DM的獨立預(yù)測指標(biāo)［30?32］。從機制上而言，IR的發(fā)生與ERS啟動胰島β細胞的凋亡有關(guān)，ApoC3參與其中。在T2DM的發(fā)展過程中，胰島素可以由胰島β細胞分泌。一個新的證據(jù)支持在β細胞中線粒體自噬對T2DM的作用，在氧化應(yīng)激的持續(xù)狀態(tài)下，線粒體自噬作用和ER功能障礙逐漸損害β細胞功能，并促使凋亡途徑激活；β細胞質(zhì)量的下降加劇了β細胞改變對胰島素分泌的損害［33?34］，最終導(dǎo)致IR。當(dāng)體內(nèi)的胰島素需求量超過胰島β細胞的分泌能力時，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中未折疊蛋白的增加產(chǎn)生ERS，通過ApoC3介導(dǎo)TRL2激活細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/21/2，影響胰島素信號通路傳導(dǎo)，導(dǎo)致胰島β細胞的凋亡［17，35?36］。

此外，線粒體功能與胰島素敏感性之間存在相關(guān)性。在患有IR或T2DM者中以及在該疾病的小鼠模型中觀察到骨骼肌和白色脂肪組織中的線粒體基因表達和氧化能力受損，提出線粒體功能降低可能是IR發(fā)展的潛在原因。線粒體氧化脂質(zhì)的能力降低，將會導(dǎo)致脂質(zhì)中間體如二酰基甘油和神經(jīng)酰胺在細胞內(nèi)積累，并通過激活新型蛋白激酶C來抑制胰島素信號傳導(dǎo)［37］。線粒體損傷也會損害白色脂肪細胞的內(nèi)分泌和脂肪生成的功能，并促成全身IR的發(fā)展。同時，研究表明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與線粒體之間存在接觸位點，稱為線粒體相關(guān)的ER膜，以維持細胞穩(wěn)態(tài)。此膜允許線粒體和ER之間交換代謝物和離子，因此每個分子都受到另一個分子的氧化狀態(tài)的影響。ApoC3可通過B族1型清道夫受體和酪氨酸激酶的激活，使得L型電壓門控Ca2+通道過度激活。ER內(nèi)腔充當(dāng)Ca2+存儲的位點這是線粒體中活性氧信號的介體［38］。在ERS細胞中，Ca2+從ER釋放，并被線粒體吸收，從而間接增加線粒體中活性氧。在線粒體和ER之間氧化還原平衡的調(diào)節(jié)，Ca2+起著至關(guān)重要的作用［39?41］。

T2DM的特征在于IR，胰島素釋放主要是由高血糖刺激的。當(dāng)β細胞經(jīng)常暴露于高血糖癥時，葡萄糖代謝會增強，線粒體電子傳輸鏈衍生的線粒體中活性氧增加，并誘導(dǎo)、加重ERS。線粒體中產(chǎn)生的線粒體中活性氧誘導(dǎo)ERS，促進線粒體中活性氧生成，導(dǎo)致惡性循環(huán)，并在β細胞中建立了氧化應(yīng)激狀態(tài)，β細胞無法充分應(yīng)對高血糖癥。線粒體中活性氧破壞細胞成分，包括脂質(zhì)，蛋白質(zhì)和脫氧核糖核酸，并觸發(fā)促進IR的轉(zhuǎn)錄變化。氧化應(yīng)激改變分子和細胞成分會影響細胞機制，例如自噬或炎癥。這些過程被改變或破壞，這導(dǎo)致氧化應(yīng)激和IR的進一步增加。

血清中ApoC3水平的升高，可以抑制下丘腦中LPL的表達，進而影響糖脂代謝，導(dǎo)致肥胖和IR。中樞神經(jīng)系統(tǒng)可表達數(shù)種脂肪酶，以在局部水解TG。LPL是TG的水解酶，并在大鼠海馬體和下丘腦內(nèi)高度表達，并通過增強大腦脂質(zhì)來調(diào)節(jié)小鼠代謝穩(wěn)態(tài)的重要調(diào)節(jié)劑［42］。LPL促進下丘腦中脂肪酸的吸收，從而代謝脂肪酸，產(chǎn)生脂肪酸衍生的長鏈脂肪酸CoA的積累。在小鼠腦室內(nèi)注射ApoC3可以強烈抑制下丘腦LPL活性［43］。增強的LPL活性可能激活下丘腦脂質(zhì)敏感途徑，通過增加長鏈的神經(jīng)元攝取脂肪酸，調(diào)節(jié)能量平衡和體重；ApoC3能拮抗這些作用，表明ApoC3誘導(dǎo)肥胖的可能機制和碳水化合物體內(nèi)平衡的惡化有關(guān)。但需更多證據(jù)來確定ApoC3在中樞神經(jīng)系統(tǒng)上的豐度和活性。

綜上，ApoC3可通過參與線粒體的氧化應(yīng)激、ERS以及調(diào)節(jié)LPL表達過程，調(diào)節(jié)機體穩(wěn)態(tài)，促使T2DM患者IR的發(fā)生，并進一步影響預(yù)后。

2.3 ApoC3與AS AS是由于血管內(nèi)皮脂質(zhì)代謝紊亂和內(nèi)皮損傷，繼而引發(fā)血管壁的不同程度病變的一類慢性進行性病理生理過程。有學(xué)者［3］通過對20例冠狀動脈無狹窄的心臟病患者和195例冠狀動脈有狹窄的心臟病患者的血清ApoC3水平的比較分析發(fā)現(xiàn)，血清ApoC3濃度在冠脈狹窄患者中高表達；并推測ApoC3可以作為心血管疾病的潛在獨立風(fēng)險因子。

血管內(nèi)皮是胰島素作用的靶組織之一，胰島素與血管內(nèi)皮細胞胰島素受體結(jié)合后，通過胰島素受體底物?1和PI3K/AKT信號通路激活內(nèi)皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS），eNOS合成NO調(diào)節(jié)血管的正常生理功能。有學(xué)者［44?45］通過動物實驗發(fā)現(xiàn)，ApoC3可促進AS形成，其機制與整體氧化應(yīng)激水平升高及動脈壁氧化應(yīng)激和ERS水平增加有關(guān)。在內(nèi)皮型一氧化氮合酶eNOS信號通路中，ApoC3可抑制胰島素活性，抑制血管內(nèi)皮中NO的產(chǎn)生，而NO有舒張血管和抗AS作用。胰島素可活化eNOS，刺激產(chǎn)生NO，而血管內(nèi)皮的IR狀態(tài)使其功能失調(diào)。有研究發(fā)現(xiàn)［46?47］，ApoC3能在內(nèi)皮細胞內(nèi)抑制胰島素的信號傳導(dǎo)而發(fā)生IR，同時抑制NO釋放，使血管內(nèi)皮處于緊張狀態(tài)、難以舒張，導(dǎo)致血管內(nèi)皮細胞損傷。內(nèi)皮細胞受損、活化、募集白細胞進而發(fā)生粘附，這是AS發(fā)生的初始環(huán)節(jié)。血管內(nèi)皮細胞黏附分子的誘導(dǎo)產(chǎn)生以及對循環(huán)單核細胞的募集促使AS產(chǎn)生和斑塊不穩(wěn)定性，富含ApoC3的脂蛋白是心腦血管疾病的重要危險因素，ApoC3不僅抑制LPL的脂解活性，而且激活血管內(nèi)皮細胞，產(chǎn)生血管細胞黏附分子，促使單核細胞黏附和轉(zhuǎn)移，構(gòu)成AS的早期炎癥反應(yīng)。ApoC3誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細胞表達血管細胞黏附分子?1和細胞間黏附分子?1，募集循環(huán)中的單核細胞并發(fā)生黏附，可通過蛋白激酶Cβ和NF?κB激活血管內(nèi)皮細胞。

因此，ApoC3是一個獨立的且具有促進炎癥和AS發(fā)生發(fā)展作用的蛋白，不僅可通過調(diào)節(jié)脂代謝，而且可通過其直接致炎及致AS作用影響動脈粥樣硬化性心血管疾病的發(fā)展。

3 總結(jié)與展望

IR的發(fā)生機制錯綜復(fù)雜，涉及多因素的相互作用、相互影響，但其確切機制尚未闡明。種種研究及其現(xiàn)象表明血清ApoC3的升高可導(dǎo)致IR的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。已有研究表明，ApoC3在脂蛋白代謝中起著關(guān)鍵作用，但它也會通過多種機制影響碳水化合物的代謝，從而導(dǎo)致糖代謝異常，其機制包括胰島β細胞凋亡、IR增強及高血糖的發(fā)展等。在分子水平上，ApoC3的基因具有多態(tài)性，亦有研究表明相關(guān)位點突變與IR及糖脂代謝異常密切相關(guān)。ApoC3水平升高可通過激活絲裂原活化蛋白激酶p38和細胞外信號調(diào)節(jié)蛋白激酶1和2，使得Ca2+通道密度增多，促進胰島β細胞的凋亡，促進IR發(fā)生。且FOXO1是ApoC3的重要啟動子特定DNA區(qū)域，其表達的增強與ApoC3水平的增加有重要作用；但是其相關(guān)具體信號通路未明，更多的推測可能與胰島素信號傳導(dǎo)障礙有關(guān)，其中PI3K/AKT通路是最多研究者探討的通路。同時，氧化應(yīng)激和ERS也是ApoC3導(dǎo)致IR發(fā)生的新興熱點，也使得ApoC3成為治療IR的重要治療靶點之一，是治療IR的一個突破點，值得我們進一步探討和挖掘。