李佳珊 關(guān)秀茹，2

(1.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院，黑龍江 哈爾濱 150001； 2.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院檢驗科，黑龍江 哈爾濱 150001)

動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)是一種以脂質(zhì)沉積和炎癥反應(yīng)為特點的慢性炎癥性疾病。臨床研究指出高密度脂蛋白(high density lipoprotein，HDL)血清含量與AS發(fā)病率呈負相關(guān)[1]。HDL的主要功能是將膽固醇從外周組織運輸?shù)礁闻K，這一過程被稱為“反向膽固醇轉(zhuǎn)運”(reverse cholesterol transport，RCT)，它可清除動脈血管中多余的膽固醇，從而減少脂質(zhì)沉積，阻止泡沫細胞的形成并預(yù)防AS的發(fā)生。為了啟動RCT，三磷酸腺苷結(jié)合盒轉(zhuǎn)運體(ATP-binding cassette transporter，ABC)A1運輸磷脂和膽固醇，隨后將其裝載到載脂蛋白A-I(ApoA-I)形成HDL前體[2]。ABC轉(zhuǎn)運蛋白是一類整合膜蛋白家族，能夠利用ATP的水解作用，穿過細胞膜的磷脂雙分子層化學(xué)轉(zhuǎn)運不同的底物。目前已知有49種不同的基因編碼人類的ABC轉(zhuǎn)運蛋白，這些轉(zhuǎn)運蛋白廣泛參與細胞過程，能轉(zhuǎn)運大量不同的疏水化合物穿越細胞邊界。由于某些基因在轉(zhuǎn)錄的過程中被交替剪接，因此這49個基因中的每個基因不只編碼一種蛋白質(zhì)，而是編碼多種ABC蛋白變體。基于基因結(jié)構(gòu)的相似性以及核苷酸結(jié)合域和跨膜域的序列同源性，ABC轉(zhuǎn)運蛋白又分為7個亞科，被命名為ABCA～G。ABCA亞家族有12個成員，其中就包括ABCA1，其主要參與脂質(zhì)分子穿越細胞膜的運動[3]。但目前的研究認為ABCA1不僅能逆向轉(zhuǎn)運細胞內(nèi)的膽固醇，減少泡沫細胞的形成，而且在AS的慢性炎癥反應(yīng)過程中扮演著重要作用。ABCA1貫穿AS形成的整個過程，靶向ABCA1既可減少脂質(zhì)沉積又可減弱炎癥反應(yīng)，可作為治療和預(yù)防AS的關(guān)鍵靶點。根據(jù)最近的研究報道，以ABCA1為藥物靶點的治療已在動物實驗中取得很好的效果[4]，而相關(guān)藥物是否可用于臨床上治療人類心血管疾病還有待進一步研究?，F(xiàn)對ABCA1調(diào)控的膽固醇代謝與炎癥反應(yīng)之間關(guān)系的最新進展進行綜述。

1 ABCA1的結(jié)構(gòu)與功能

ABC轉(zhuǎn)運蛋白家族主要由四個核心結(jié)構(gòu)域組成，即兩個跨膜結(jié)構(gòu)域和兩個核苷酸結(jié)合結(jié)構(gòu)域。ABCA1是一個結(jié)構(gòu)完整的轉(zhuǎn)運蛋白，而這四個結(jié)構(gòu)域是由一條包含2 261個殘基的多肽鏈構(gòu)成。ABCA轉(zhuǎn)運蛋白亞型，特別是ABCA1具有兩個糖基化修飾的胞外結(jié)構(gòu)域，并含有一定數(shù)量的二硫鍵。這些附屬結(jié)構(gòu)域可調(diào)節(jié)蛋白與蛋白之間的相互作用。近年研究發(fā)現(xiàn)ABCA1在HDL的生物合成和維持膽固醇穩(wěn)態(tài)方面具有重要作用[5]。

ABCA1基因突變可導(dǎo)致常染色體隱性遺傳?。篐DL缺乏癥，以血清中較低的HDL含量以及組織巨噬細胞內(nèi)膽固醇沉積為特點，可引發(fā)AS的形成[6]。轉(zhuǎn)運蛋白可調(diào)控磷脂和游離膽固醇從細胞質(zhì)膜釋放并與細胞外基質(zhì)中的ApoA-I結(jié)合，從而產(chǎn)生HDL前體顆粒。ABCA1和其他ABC轉(zhuǎn)運蛋白的作用則是促進細胞內(nèi)游離膽固醇外流并結(jié)合ApoA-I，增強膽固醇從巨噬細胞逆向轉(zhuǎn)運到肝臟進行代謝，從而預(yù)防心血管疾病的發(fā)生[7]。

2 在AS中的ABCA1依賴性膽固醇轉(zhuǎn)運和炎癥反應(yīng)

膽固醇代謝阻礙和炎癥反應(yīng)是促進AS發(fā)展的兩個重要過程。近年，一些研究報道了在AS形成的兩個過程的病理性改變。椴樹素是一種典型的黃酮成分，研究表明它可通過下調(diào)巨噬細胞和平滑肌細胞內(nèi)的腫瘤壞死因子(TNF)-α/核因子(NF)-κB通路抑制炎癥反應(yīng)發(fā)生。此外椴樹素下調(diào)SR-A1 mRNA，阻止巨噬細胞樣泡沫細胞形成，同時上調(diào)B類清道夫受體和ABCA1基因的表達，進而增強RCT代謝過程[8]。有關(guān)RCT和炎癥反應(yīng)的病理變化在動物體內(nèi)實驗中也有相似的文獻報道。Ou等[9]發(fā)現(xiàn)在ApoE-/-小鼠體內(nèi)，血管生成素-1(Ang-1)調(diào)控Tie2/TFE3/LXRα通路，進而下調(diào)ABCA1和ABCG1的表達，引起小鼠RCT下降，同時血清中HDL膽固醇含量顯著減少。Ang-1增加TNF-α、白介素(IL)-6和IL-1β炎癥因子的表達，促進脂質(zhì)在斑塊細胞內(nèi)的積累，同時促進炎癥性M1亞型巨噬細胞生成，這些作用加速了炎癥反應(yīng)并加重了AS的發(fā)生。Zhang等[10]探究了Wnt5a/Ror2通路在致心血管疾病方面的作用機制，在ApoE-/-小鼠中Wnt5a高表達，敲除Wnt5a發(fā)現(xiàn)細胞內(nèi)膽固醇積累與炎癥反應(yīng)下降，而過表達Wnt5a能抑制ABCA1的合成與表達，同時促進NF-κB和促炎細胞因子的表達，敲除Ror2可逆轉(zhuǎn)過表達Wnt5a的作用。此外抑制ABCA1后膽固醇積累和炎癥反應(yīng)也相應(yīng)增多。上述研究提示W(wǎng)nt5a/Ror2通路對膽固醇轉(zhuǎn)運和炎癥反應(yīng)的重要作用。膽固醇受阻導(dǎo)致的脂質(zhì)沉積和炎癥反應(yīng)是AS早期的主要病理特征，進一步探索二者之間的關(guān)系將為預(yù)防和治療AS提供新思路。

3 ABCA1調(diào)節(jié)細胞內(nèi)的炎癥信號

3.1 ABCA1對內(nèi)皮細胞炎癥反應(yīng)的調(diào)控作用

清除內(nèi)皮內(nèi)膜下過量的脂質(zhì)沉積可有效地減少AS的發(fā)生?；蛑委熓且环N新方法，通過增加血管壁ApoA-I和ABCA1基因的表達，促進RCT，可有效地預(yù)防或逆轉(zhuǎn)AS。之前研究報道了利用輔助病毒依賴型腺病毒載體在高脂喂養(yǎng)兔子的內(nèi)皮細胞中表達ApoA-I，結(jié)果發(fā)現(xiàn)表達ApoA-I的內(nèi)皮細胞膽固醇流出能力增強，同時斑塊面積明顯縮小，脂質(zhì)以及炎癥細胞積累也相應(yīng)減少[11-12]。然而由于ApoA-I調(diào)控的膽固醇代謝依賴于ABCA1的表達，治療效果有局限性。其他研究者嘗試在內(nèi)皮細胞中過表達ABCA1，結(jié)果表明大動脈中AS的發(fā)生顯著減少。與此同時，血清中HDL膽固醇升高40%，排除了內(nèi)皮細胞中ABCA1過表達對減少AS的局部作用[13]。最近一項新的研究報道了在內(nèi)皮細胞中同時過表達ApoA-I和ABCA1，膽固醇外流增強，炎癥標志物表達減少。但單獨ABCA1過表達處理對內(nèi)皮細胞增殖、遷移、代謝以及炎癥標志物表達的影響很小，只有ApoA-I和ABCA1共同過表達的條件下，效果才比較顯著[14]。ABCA1促進ApoA-I轉(zhuǎn)運至內(nèi)皮內(nèi)膜下，加速細胞內(nèi)膽固醇的轉(zhuǎn)運和清除，因此ApoA-I/ABCA1可能作為治療AS新的靶點。

3.2 巨噬細胞內(nèi)炎癥反應(yīng)的調(diào)控與ABCA1

ABCA1能將過量的脂質(zhì)從細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運到ApoA-I，并參與HDL的合成。最近研究表明ABCA1與ApoA-I相互作用，通過激活Janus激酶2，進而激活信號轉(zhuǎn)守和轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)，可顯著減少巨噬細胞內(nèi)促炎細胞因子的表達。隨后的研究表明在缺乏膽固醇外流能力的情況下，ApoA-I與ABCA1共同作用激活STAT3，可顯著減少巨噬細胞內(nèi)促炎細胞因子的表達，證明ApoA-I/ABCA1/STAT3通路具有明顯的抑炎作用。在另一組對照實驗中，ApoA-I/ABCA1調(diào)控膽固醇外流正常但缺乏STAT3激活的能力，發(fā)現(xiàn)巨噬細胞內(nèi)炎癥反應(yīng)也減少。以上研究表明ApoA-I/ABCA1激活膽固醇外流和此通路，進一步激活STAT3，二者以協(xié)同的方式抑制巨噬細胞炎癥反應(yīng)的發(fā)生[15]，另一項研究也證明ABCA1對炎癥反應(yīng)的調(diào)控作用。巨噬細胞浸潤在肺氣腫和AS中都很常見，香煙煙霧可下調(diào)巨噬細胞內(nèi)膽固醇轉(zhuǎn)運子ABCA1的表達，導(dǎo)致巨噬細胞來源的泡沫細胞形成。在體內(nèi)和體外研究中，暴露于香煙煙霧的巨噬細胞都表現(xiàn)出對ABCA1依賴性RCT產(chǎn)生不利的影響，同時增強Toll樣受體4(TLR4)/髓系分化初級反應(yīng)基因88信號，并導(dǎo)致基質(zhì)金屬蛋白酶上調(diào)和炎癥加重。LXR激動劑可恢復(fù)短期煙霧導(dǎo)致的ABCA1表達異常，并明顯減少炎癥反應(yīng)，但LXR激動劑不能減弱ABCA1敲除的巨噬細胞以及小鼠體內(nèi)的炎癥反應(yīng)，證明LXR激動劑減弱巨噬細胞炎癥反應(yīng)依賴于ABCA1的作用機制[16]。Zhang等[17]探究參紅通絡(luò)配方對心血管保護作用的機制，參紅通絡(luò)處理氧化修飾低密度脂蛋白誘導(dǎo)的巨噬細胞，可減少巨噬細胞內(nèi)活性氧積累，減少炎癥因子TNF-α和IL-6的表達，同時巨噬細胞內(nèi)脂質(zhì)蓄積減少。進一步研究發(fā)現(xiàn)PPARγ/LXR-α/ABCA1信號通路作為參紅通絡(luò)的靶點，抑制下游炎癥信號以及細胞內(nèi)脂質(zhì)蓄積，對心血管具有保護作用。綜上所述，ABCA1轉(zhuǎn)運子對于巨噬細胞內(nèi)脂質(zhì)蓄積以及炎癥因子的釋放具有重要作用，靶向巨噬細胞內(nèi)的ABCA1可能有助于減少泡沫細胞形成，緩解血管炎癥環(huán)境，起到抑制AS發(fā)展的作用。

3.3 平滑肌細胞中ABCA1對炎癥激活的調(diào)控作用

平滑肌細胞(smooth muscle cell，SMC)內(nèi)膽固醇積累可誘導(dǎo)細胞分化為泡沫細胞表型。細胞內(nèi)沉積的膽固醇下調(diào)SMC標志物ACTA2和鈣調(diào)蛋白的表達，增加炎癥相關(guān)基因Mac-2、CD11b和MHCⅡ的表達。HDL3與ABCA1相互作用調(diào)節(jié)下游miR-153/145，恢復(fù)SMC標志物的表達，減少炎癥反應(yīng)，可有效地阻止SMC分化為泡沫細胞表型，抑制AS的發(fā)生[18]。靶向ABCA1可減少泡沫細胞形成，可能作為抑制SMC表型轉(zhuǎn)化的新靶點。

4 炎癥刺激對ABCA1介導(dǎo)膽固醇轉(zhuǎn)運的作用

最近一項研究報道了慢性溫和刺激(chronic unpredicted mild stress，CUMS)通過激活TLR4對AS發(fā)展的作用機制。AopE-/-小鼠給予CUMS，結(jié)果發(fā)現(xiàn)HMGB1、TLR4以及促炎細胞因子IL-1β和TNF-α表達均增高，而PPARγ、LXRα和ABCA1蛋白表達下調(diào)。進一步的分析表明在CUMS作用下，上調(diào)的HMGB1/TLR4炎癥信號通過抑制PPARγ/LXRα/ABCA1信號通路加速泡沫細胞形成以及AS的發(fā)展[19]。托法替尼可減少類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者的關(guān)節(jié)滑膜炎癥。報道稱托法替尼通過抑制JAK/STAT信號，增加細胞LXRα和ABCA1的表達，RCT增強，加速細胞內(nèi)脂質(zhì)釋放[20]。以上研究表明LXRα/ABCA1通路在炎癥損害RCT方面扮演著十分重要的作用。D’Amore等[21]的研究表明NF-κB靶向miR-9-5p可抑制ABCA1的表達，阻礙RCT。而在2019年的一項體外試驗研究中，利用TNF預(yù)處理兩種肺上皮細胞系(BEAS-2B和A549)，模擬炎癥環(huán)境，研究發(fā)現(xiàn)只有在BEAS-2B細胞中ABCA1表達上調(diào)，說明兩種細胞系應(yīng)對炎癥環(huán)境的反應(yīng)有差異性[22]。這些研究為炎癥反應(yīng)與ABCA1調(diào)控的膽固醇轉(zhuǎn)運之間的關(guān)系提供了新的靶點通路和視角，ABCA1作為炎癥反應(yīng)的下游靶點，對于以慢性炎癥為特點的AS的發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。

5 ABCA1調(diào)節(jié)的RCT與炎癥小體

CANTOS(Canakinumab Antiinflammatory Thrombosis Outcome Study)試驗證明拮抗IL-1β可減少既往患有心肌梗死和系統(tǒng)性炎癥疾病患者的冠心病風(fēng)險，這說明誘導(dǎo)IL-1β分泌的通路可能增加心血管疾病的患病風(fēng)險。膽固醇在細胞內(nèi)不斷積累可刺激骨髓細胞內(nèi)NLRP3炎癥小體激活，促進IL-1β和IL-18的成熟與分泌。但目前NLRP3炎癥小體的致動脈粥樣硬化形成的機制還不清楚。研究表明，骨髓細胞ABCA1/G1缺失誘導(dǎo)IL-1β和IL-18大量分泌，再同時抑制NLRP3或caspase-1/11表達，即可恢復(fù)IL-1β和IL-18的表達水平。同樣，在ABCA1/G1缺陷的LDLR-/-小鼠中，敲除NLRP3或caspase-1/11基因即可減少斑塊面積[23]。以上結(jié)果證明ABCA1/G1基因缺陷能通過上調(diào)NLRP3/caspase-1通路促進AS斑塊的形成，而抑制NLRP3/caspase-1通路可有效緩解AS的發(fā)生和發(fā)展。但NLRP3/caspase-1通路促進AS斑塊形成的機制還不明了。接下來的研究表明骨髓細胞ABCA1/G1基因缺失不僅可增加單核細胞和巨噬細胞內(nèi)caspase-1的裂解成熟，對中性粒細胞也會產(chǎn)生相同作用。研究表明炎癥小體激活可導(dǎo)致斑塊內(nèi)中性粒細胞的招募聚集以及中性粒細胞胞外陷阱的形成，引起斑塊內(nèi)中性粒細胞激活和積累。近些年的研究表明中性粒細胞胞外陷阱的形成過程能加快小鼠AS斑塊的發(fā)展[24]，并且與人類AS斑塊的不穩(wěn)定和侵蝕性有關(guān)[25-26]。家族性HDL缺乏癥患者，骨髓細胞內(nèi)膽固醇內(nèi)容物增加，同時炎癥小體相關(guān)標志物也相應(yīng)增加[23，27]，暗示了膽固醇積累誘導(dǎo)炎癥小體形成的人類相似性，有待進一步研究。

6 展望

動脈粥樣硬化性血管疾病的一個標志是脂質(zhì)和膽固醇在血管內(nèi)皮下間隙和內(nèi)膜的泡沫細胞內(nèi)不斷地累積。目前已識別了幾種ABC轉(zhuǎn)運蛋白在外排和運輸細胞內(nèi)脂質(zhì)以及膽固醇方面具有重要作用，而某種ABC轉(zhuǎn)運蛋白的缺失可能加重AS的發(fā)展。研究表明ABCA1、ABCA5、ABCG1、ABCG5、ABCG8和ABCB4都能通過作用于RCT，進而對心血管疾病的發(fā)展產(chǎn)生影響[28]。此外，內(nèi)皮細胞功能失調(diào)以及復(fù)雜的不穩(wěn)定斑塊可誘導(dǎo)血管緊張性收縮，管腔變窄，引起急性血栓并發(fā)癥如心肌梗死和卒中的發(fā)生，而血小板是決定血栓事件的關(guān)鍵效應(yīng)細胞。研究報道了ABC轉(zhuǎn)運蛋白如ABCB6、ABCC4或ABCG4參與了血小板的分化和功能，與心血管疾病的發(fā)病機制相關(guān)。同時大量研究表明在ABC轉(zhuǎn)運蛋白家族中，特別是ABCC亞科對于內(nèi)皮細胞功能和心肌細胞生理活動的調(diào)控具有重要作用[28]。ABCA1作為ABC轉(zhuǎn)運蛋白家族中的一員，在HDL的形成以及血管內(nèi)皮細胞和巨噬細胞內(nèi)膽固醇以及脂質(zhì)的外排中起關(guān)鍵作用。ABCA1調(diào)控細胞內(nèi)RCT，同時也激活炎癥反應(yīng)的發(fā)生。本文綜述了ABCA1與炎癥信號的交互作用機制以及ABCA1激活炎癥小體的致AS機制(見圖1)，通過對最新進展的分析發(fā)現(xiàn)，ABCA1在泡沫細胞形成以及炎癥反應(yīng)激活方面均扮演著重要角色，同時ABCA1通過激活炎癥小體從而誘導(dǎo)的中性粒細胞胞外陷阱形成對于斑塊的發(fā)展與穩(wěn)定具有重要意義。AS形成的兩個主要病理過程為脂質(zhì)沉積和炎癥反應(yīng)，但目前對于二者的相關(guān)性研究很少。而靶向調(diào)控ABCA1基因可同時調(diào)節(jié)膽固醇轉(zhuǎn)運以及炎癥反應(yīng)兩個過程，因此以ABCA1為切入點，可能對于臨床治療冠心病具有開創(chuàng)性的意義。

注：NETosis：中性粒細胞的尖性細胞死亡方式。