傅為武 歐陽雅蓉 黃景偉 盧 帥 黃冬歡 羅麗瓊 王慶高

(1 廣西中醫(yī)藥大學(xué)研究生學(xué)院，南寧市 530001，電子郵箱：407536408@qq.com；2 廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院心血管科，南寧市 530023)

【提要】 動(dòng)脈粥樣硬化是一種慢性進(jìn)展性血管疾病，是許多心腦血管疾病的主要病因。隨著人們生活水平的提高及人口老齡化等，動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生率逐年升高，并有低齡化趨勢(shì)。哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，參與細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、自噬及凋亡等多種生物學(xué)過程，是自噬的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。有研究發(fā)現(xiàn)，mTOR通路調(diào)控自噬不僅參與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生、發(fā)展進(jìn)程，還影響動(dòng)脈粥樣硬化的治療效果。本文就近年來基于mTOR通路調(diào)控自噬在動(dòng)脈粥樣硬化中作用的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，旨在為臨床防治動(dòng)脈粥樣硬化提供新的思路和方向。

動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)是一種具有高發(fā)病率和高死亡率的血管疾病，是一系列心腦血管疾病發(fā)病的主要原因。但目前對(duì)其致病機(jī)制尚未完全認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致AS的防治仍存在較大困難[1-2]。有研究顯示，自噬在AS的發(fā)生和發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用[3]，而哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信號(hào)通路又可以調(diào)控自噬。本文基于mTOR信號(hào)通路調(diào)控自噬在 AS中作用的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 mTOR信號(hào)通路概述

mTOR是一種非典型的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，它作為磷酸肌醇-3-激酶(phosphatidylinositide-3-kinase，PI3K)相關(guān)激酶家族成員，通過與相當(dāng)數(shù)量的伴侶蛋白結(jié)合形成mTOR復(fù)合物1(mTOR complex 1，mTORC1)和mTOR復(fù)合物2(mTOR complex 2，mTORC2)[4]。mTORC1主要通過促進(jìn)合成代謝過程(包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和細(xì)胞器的生物合成)和限制分解代謝過程(例如自噬)來調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖，而mTORC2則主要維持細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)和細(xì)胞生長(zhǎng)[5-6]。在多種因素作用下mTOR被活化后參與細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、自噬及凋亡等生物學(xué)過程[7]。mTOR信號(hào)通路可整合細(xì)胞內(nèi)外信號(hào)，調(diào)節(jié)心血管系統(tǒng)各種生理和病理過程[8]。

2 mTOR信號(hào)通路調(diào)控自噬機(jī)制

自噬是細(xì)胞降解大分子物質(zhì)的一種新陳代謝過程，該過程可以降解細(xì)胞內(nèi)受損的細(xì)胞器、特定大分子物質(zhì)以及入侵的病毒和細(xì)菌等[9]。自噬受到多種信號(hào)通路調(diào)節(jié)，其中mTOR是影響自噬的主要蛋白質(zhì)之一[10]。UNC-51樣激酶1(UNC-51-like kinase 1，ULK1)蛋白激酶復(fù)合體是自噬的始動(dòng)分子，正常情況下被mTOR磷酸化而處于失活狀態(tài)，因此mTOR是細(xì)胞自噬的一個(gè)重要負(fù)調(diào)控因子，其在細(xì)胞自噬中處于中心調(diào)控地位[11-12]。

mTOR調(diào)控自噬的信號(hào)傳導(dǎo)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通路誘導(dǎo)自噬[13]。mTORC1是細(xì)胞分解代謝的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑，上游調(diào)節(jié)mTORC1活性最重要的蛋白質(zhì)是結(jié)節(jié)性硬化復(fù)合物。結(jié)節(jié)性硬化復(fù)合物通過將Ras同源蛋白(Rheb)從有活性的鳥嘌呤三核苷酸磷酸形式轉(zhuǎn)變?yōu)闊o活性的鳥嘌呤二核苷酸磷酸形式來抑制mTORC1活性，誘導(dǎo)自噬；也可以通過阻斷鳥苷三磷酸酶提高mTOR信號(hào)傳導(dǎo)的能力，從而抑制自噬[14]。mTORC1下游可以通過直接磷酸化核糖體蛋白S6激酶1和真核翻譯起始因子4E結(jié)合蛋白兩個(gè)關(guān)鍵底物來促進(jìn)蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等合成，調(diào)節(jié)自噬[15]。

3 mTOR通路在AS中的作用

3.1 mTOR信號(hào)通路對(duì)早期AS的影響 血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷是AS的初始機(jī)制，保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性，可以防止AS的發(fā)生。相關(guān)研究證實(shí)在AS早期，mTOR信號(hào)通路被激活后可以抑制內(nèi)皮細(xì)胞自噬，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖，從而促進(jìn)損傷內(nèi)皮細(xì)胞的修復(fù)。Zhu 等[16]發(fā)現(xiàn)一些長(zhǎng)鏈非編碼RNA相關(guān)基因組通過激活mTOR信號(hào)通路，抑制冠心病血管內(nèi)皮細(xì)胞自噬，修復(fù)內(nèi)皮細(xì)胞損傷，增加內(nèi)皮細(xì)胞活力。mTOR激活劑可以抑制氧化低密度脂蛋白誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞自噬和凋亡，保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞，抑制載脂蛋白基因敲除小鼠AS的發(fā)生和發(fā)展[17]。

3.2 mTOR信號(hào)通路對(duì)中晚期AS的影響 在AS的中晚期階段，多種因素共同作用可以引起血管平滑肌細(xì)胞的增殖、遷移，破壞血管壁結(jié)構(gòu)，同時(shí)合成、分泌相關(guān)物質(zhì)，構(gòu)成斑塊基質(zhì)[18]。有研究發(fā)現(xiàn)，多種長(zhǎng)鏈非編碼RNA通過抑制mTOR信號(hào)，促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞增殖等，促進(jìn)AS[19-20]。在AS中后期，巨噬細(xì)胞通過誘發(fā)血管炎癥反應(yīng)，合成并分泌大量生長(zhǎng)因子和促炎介質(zhì)，促進(jìn)AS進(jìn)展[18]。Guo等[21]發(fā)現(xiàn)相關(guān)長(zhǎng)鏈非編碼RNA通過激活mTOR信號(hào)通路，抑制自噬，導(dǎo)致巨噬細(xì)胞增多，從而激活炎癥因子，如血管細(xì)胞黏附分子1、單核細(xì)胞趨化蛋白1和白細(xì)胞介素6，促進(jìn)AS。

4 基于mTOR信號(hào)通路治療AS的研究進(jìn)展

4.1 控制血脂 低密度脂蛋白通過一系列病理過程,加重內(nèi)皮細(xì)胞損傷，加速AS。目前主要采用他汀類降脂藥配合依折麥布[22]降低低密度脂蛋白水平，但該療法對(duì)肝腎功能影響較大。前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草桿菌蛋白酶kexin 9抑制劑不良反應(yīng)少，但價(jià)格過于昂貴。mTOR抑制劑(雷帕霉素、依維莫司等)可以逆轉(zhuǎn)血脂異常，阻止AS的進(jìn)展，但mTOR抑制劑又可減少脂質(zhì)存儲(chǔ)，并促進(jìn)脂肪分解，增加了血液中低密度脂蛋白水平?？紤]到血脂異常對(duì)心血管疾病發(fā)病的影響，將mTOR抑制劑與他汀類藥物和/或枯草桿菌蛋白酶kexin 9抑制劑聯(lián)合應(yīng)用治療AS似乎是一種合理的方法[23-24]。Gao等[25]基于氧化鈰納米線的RNA干擾寡核苷酸遞送納米平臺(tái)，有效沉默mTOR和噬斑穿透性，從而治療AS。Zhong等[26]發(fā)現(xiàn)厄貝沙坦通過促進(jìn)AMPK/Akt/mTOR信號(hào)傳導(dǎo)和自噬，改善2型糖尿病合并AS小鼠的血脂水平。Zhou等[27]證實(shí)腎元丹膠囊通過抑制PI3K/Akt/mTORC1信號(hào)通路，增強(qiáng)自噬，降低了AS小鼠主動(dòng)脈根的AS指數(shù)和斑塊面積，減輕AS和泡沫細(xì)胞形成，改善其血脂水平。

4.2 抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖 血管平滑肌細(xì)胞可吞噬脂質(zhì)，成為泡沫細(xì)胞的重要來源，也可從中膜遷移至內(nèi)膜，促進(jìn)斑塊基質(zhì)形成，影響斑塊的穩(wěn)定性，其是AS進(jìn)程中不可或缺的一部分[28-29]。You等[30]采用二甲雙胍喂食AS大鼠，發(fā)現(xiàn)二甲雙胍通過調(diào)節(jié)長(zhǎng)鏈非編碼RNA 上的?；撬嵘险{(diào)基因1，激活A(yù)MPK/mTOR途徑，誘導(dǎo)自噬，保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞，抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖，改善AS。Lü等[31]發(fā)現(xiàn)羅布麻葉提取物可以通過激活A(yù)MPK/mTOR信號(hào)通路，激活自噬，抑制膠原蛋白過度合成和平滑肌細(xì)胞過度增殖，有效降低AS大鼠的血脂水平，延緩AS的進(jìn)展。Li等[32]發(fā)現(xiàn)敲低血管平滑肌細(xì)胞中的裂解激活蛋白表達(dá)，可以激活A(yù)MPK/mTOR通路，上調(diào)AS小鼠的自噬水平，抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖和AS斑塊的形成。

4.3 保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞、減輕血管炎癥 血管內(nèi)皮細(xì)胞受損是AS的早期病變，巨噬細(xì)胞已被認(rèn)為是AS起始和進(jìn)展的關(guān)鍵因素，調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞自噬水平，抑制泡沫細(xì)胞形成，對(duì)延緩AS斑塊的進(jìn)展具有重大意義[33-34]。Xie等[35]以補(bǔ)腎康帥片治療AS大鼠，發(fā)現(xiàn)其可以抑制PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路，促進(jìn)小鼠巨噬細(xì)胞自噬，抑制AS的發(fā)展。Xu等[36]通過干預(yù)Akt/mTOR信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)干擾尼古丁誘導(dǎo)的小鼠AS，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該干預(yù)措施可以使巨噬細(xì)胞釋放的炎癥因子減少，從而明確了戒煙或避免吸入二手煙可以防治AS。Cao等[37]發(fā)現(xiàn)青蒿素通過激活A(yù)MPK/mTOR/ULK1途徑，促進(jìn)高脂飲食AS小鼠巨噬細(xì)胞自噬，減少巨噬細(xì)胞分泌的炎癥因子，改善AS。肌原纖維生成調(diào)節(jié)因子1是一種參與細(xì)胞增殖、遷移、炎癥反應(yīng)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的新型蛋白質(zhì)。Chen等[38]證實(shí)沉默肌原纖維生成調(diào)節(jié)因子1可通過激活A(yù)kt/mTOR/NF-κB信號(hào)通路減弱血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的AS小鼠的巨噬細(xì)胞積聚及促炎因子的表達(dá)。Tian等[39]發(fā)現(xiàn)銀杏葉提取物通過抑制mTOR信號(hào)通路激活自噬，抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，從而減輕鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病小鼠的AS，降低血脂、血糖和炎性細(xì)胞因子水平。

4.4 抑制血小板聚集和血栓形成 內(nèi)皮細(xì)胞受損、甚至是斑塊不穩(wěn)定或破裂，以及炎癥反應(yīng)加劇，均可引起血小板活化因子和促凝物質(zhì)水平上調(diào)，導(dǎo)致血小板聚集甚至血栓形成[40]。環(huán)氧化酶抑制劑和P2Y12受體拮抗劑作為最常用的抗血小板藥物,對(duì)AS及其引起的一系列心血管事件具有良好的治療效果[41]。Hemshekhar等[42]調(diào)節(jié)mTOR納米粒子靶標(biāo)抑制mTOR活化，從而抑制血小板活化和血栓形成。Pi等[43]發(fā)現(xiàn)抑制P2RY12受體，可以促進(jìn)載脂蛋白E基因敲除小鼠晚期AS的自噬水平，減少泡沫細(xì)胞形成，從而抑制粥樣斑塊血小板聚集，其機(jī)制與PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路有關(guān)。Li等[44]發(fā)現(xiàn)，與單純金屬支架相比,載有mTOR抑制劑西羅莫司的納米多孔藥物洗脫支架在促進(jìn)血管內(nèi)皮再形成和抗血栓方面更具有優(yōu)勢(shì)。Adriaenssens等[45]對(duì)使用支架的患者進(jìn)行為期一年的隨訪發(fā)現(xiàn)，與紫杉醇洗脫球囊和洗脫支架相比，使用mTOR抑制劑依維莫司洗脫支架的患者血栓形成更少。但近年來有研究顯示，植入mTOR抑制劑西羅莫司洗脫支架會(huì)損害冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮功能[46]。因此mTOR抑制劑支架的應(yīng)用還需更進(jìn)一步的研究。

5 小 結(jié)

目前，有關(guān)基于mTOR信號(hào)通路調(diào)控自噬，從控制血脂、抑制血管平滑肌增殖、保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞及改善炎癥反應(yīng)等方面治療AS的研究取得了一定的進(jìn)展，但AS致病機(jī)制復(fù)雜，mTOR信號(hào)通路調(diào)控自噬如何參與AS的發(fā)生發(fā)展，以及對(duì)疾病不同階段的影響如何，尚未完全清楚。將來可根據(jù)AS發(fā)展的不同階段和不同階段的作用靶點(diǎn)，展開更廣泛深入的研究，以期為臨床防治AS、減少心血管疾病的發(fā)生提供研究思路。