陳荷丹 林曉慶 薛紀極 朱堅勝

溶血磷脂酸（lysophosphatidic acid,LPA）是一種小分子甘油磷酸，分子量在430～480 D[1]。它廣泛存在于人體內，可與多種已知的G蛋白偶聯受體結合，從而發(fā)揮廣泛生物學功能，如促進細胞生長、分化、遷移、存活以及細胞骨架形態(tài)改變等[2]。研究表明，LPA及其受體與諸多疾病有關，如纖維化、腫瘤、神經系統(tǒng)紊亂、骨代謝異常等[3]。LPA主要由自分泌運動因子水解溶血磷脂（主要為溶血磷脂酰膽堿）生成[4]。研究表明，LPA與器官纖維化密切相關，主要通過溶血磷脂酸受體（lysophosphatidic acid receptor,LPAR）1介導[5]，目前自分泌運動因子/LPA通路已成為纖維化的研究熱點[6]。血清中自分泌運動因子活性和LPA水平與肝纖維化的嚴重程度有關，且有成為肝纖維化生物學標志物的潛質[7]。但LPA檢測對組織樣本的要求較高，檢測全程需要嚴格控制溫度，否則樣本中LPA水平會在準備過程中迅速升高[7]。目前已發(fā)現6種LPAR，即LPAR1～LPAR6[8]，其中LPAR1的功能是近年來研究的熱點。臨床研究證實，LPAR拮抗劑對特發(fā)性肺纖維化具有治療作用[8]；還發(fā)現LPAR1拮抗劑BMS-986020可有效改善特發(fā)性肺纖維化患者的肺功能[9]。因此，本文從LPAR1結構和生物學功能以及其與腎、肺、肝等器官纖維化關系的研究進展作一綜述。

1 LPAR1結構和生物學功能

LPAR1是最早被發(fā)現的LPAR亞型[10]，廣泛存在于人體各個組織，在腦、肺、小腸、腎、胎盤等組織中表達較高，而在其他器官相對較低[11]。在小鼠中，LPAR1基因編碼5個外顯子，內含子為LPAR1～LPAR3所共有，LPAR1與LPAR2、LPAR3中50%～60%的氨基酸序列具有同一性[12]。哺乳動物LPAR1基因編碼約41 kD的蛋白質，由364個氨基酸組成，和其他LPAR（LPAR2～LPAR6）一樣具有7個跨膜結構域，其中跨膜Ⅲ區(qū)、Ⅴ區(qū)和Ⅶ區(qū)是LPA結合的關鍵區(qū)域[2]。LPAR1在細胞膜兩側分別形成3個細胞內環(huán)（intracellular loop,ICL）和 3個細胞外環(huán)（extracellular loop,ECL），其中ICL2與細胞內信號的激活有關，而ICL1負責介導細胞器正確處理受體并確保其在細胞表面表達，ICL3是LPAR1信號轉導和衰減的關鍵區(qū)域[13]。LPAR1可以偶聯 Gαi/o、Gαq/11和 Gα12/13等 3 種不同 G 蛋白亞單位，通過Gα12/13激活Rho途徑蛋白來調節(jié)細胞骨架重塑、細胞遷移和侵襲[14]，而Gαq/11蛋白主要激活磷酸肌醇信號通路來調節(jié)Ca2+穩(wěn)態(tài)[15]。Gαi/o亞單位介導磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K）的激活，通過下游mTOR通路可導致蛋白質翻譯增加。PI3K也可以介導Rac的活性和JNK信號調節(jié)，前者負責細胞遷移，后者可上調促炎基因表達[16-17]。通過不同G蛋白，LPAR1可啟動一系列細胞反應，包括細胞增殖、遷移以及細胞骨架變化[17-18]，參與器官纖維化、心肌缺血、動脈硬化、癌癥、神經病變、肥胖等多種疾病的發(fā)生、發(fā)展[19-20]。

2 LPAR1與器官纖維化的關系

纖維化是機體常見的損傷-修復過程，當損傷持續(xù)存在時，慢性炎癥和反復的損傷-修復過程會導致細胞外基質（膠原蛋白、蛋白聚糖、纖連蛋白、透明質酸等）過度累積，導致纖維化形成，最終導致器官衰竭[21]。然而，目前只有吡非尼酮和尼達尼布獲批用于特發(fā)性肺纖維化治療，尚無特異性治療腎、肝纖維化的藥物上市[22]。近年來研究表明，LPAR1在器官纖維化的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用，LPA可通過LPAR1介導上皮細胞凋亡、內皮細胞屏障功能喪失以及成纖維細胞遷移等過程，從而促進多種器官纖維化，因此LPAR1具有成為治療器官纖維化新靶點的潛力[23]。

2.1 LPAR1與腎纖維化 腎纖維化是慢性腎臟疾病發(fā)展為終末期腎臟病的主要過程，包括腎小球硬化、腎小管間質纖維化和腎血管系統(tǒng)的變化，其特征是腎小球和腎間質細胞外基質的過度累積[24-25]。LPA-LPAR1軸在腎纖維化的發(fā)病機制中起重要作用。在輸尿管梗阻誘導的腎纖維化小鼠模型中，腎臟中LPAR1表達上調，LPAR3表達下調，而LPAR2、LPAR4表達無明顯變化[26-27]。在腎毒性血清誘導的小鼠腎纖維化模型中，腎臟中LPAR1表達較正常組增加6倍[26]，而其他LPAR無明顯變化。Chanda等[28]研究表明，LPAR1信號有助于近端腎小管上皮細胞分泌促纖維化細胞因子，在再生的腎小管上皮細胞中，LPAR1表達明顯增加，且通過Gαi/o和EGFR-ERK1/2-AP1通路觸發(fā)下游信號，增加血小板源性生長因子、結締組織生長因子的表達。在慢性腎病患者中，尿LPA水平明顯升高，而血漿LPA水平變化不明顯或降低，這表明LPA與LPAR1的局部表達水平可能對慢性腎病的發(fā)生、發(fā)展具有重要作用[29-31]。

多項研究發(fā)現，下調LPAR1或使用LPAR1拮抗劑可減輕腎纖維化?；蚯贸齃PAR1的小鼠經輸尿管梗阻誘導后，其腎纖維化程度明顯減輕[27]。有學者提出，敲除LPAR1基因可以減少腎臟巨噬細胞浸潤，從而減輕間質纖維化[26，32]。構建腎纖維化模型前使用非特異性LPAR拮抗劑Ki16425也可減輕小鼠腎纖維化[27]，而LPAR1選擇性拮抗劑AM095也有類似的抗纖維化效果[33]。相關機制研究發(fā)現，LPAR1通過Gα12/13介導激活Rho/ROCK信號通路，從而誘導近端腎小管產生促纖維化細胞因子表達，包括結締組織生長因子、轉化生長因子-β等[32]。在糖尿病腎病小鼠模型中，LPA合成和LPAR1表達均明顯增加，LPA/LPAR1信號通過激活糖原合酶激酶-3β和甾醇調節(jié)元件結合蛋白途徑誘導轉化生長因子-β生成增加，從而促進小鼠腎小球損傷；而使用LPAR1/3拮抗劑可減少轉化生長因子-β的產生，從而改善腎纖維化和腎損害，提示LPAR1可能作為糖尿病腎病潛在的治療靶點[34]。

2.2 LPAR1與肺纖維化 在肺纖維化過程中，成纖維細胞在趨化作用下遷移至富含纖維蛋白的滲出液中，而抑制成纖維細胞遷移可減輕肺纖維化進展[35]。研究表明，LPA是博萊霉素誘導的肺纖維化小鼠模型中成纖維細胞趨化活性的介質，LPA通過LPAR1介導肺成纖維細胞遷移[5]。此外，特發(fā)性肺纖維化患者的肺泡灌洗液LPA水平升高，且成纖維細胞趨化活性依賴于成纖維細胞表面的LPAR1，表明LPAR1是肺纖維化的重要環(huán)節(jié)[5]。

多項研究表明，下調LPAR1表達或使用LPAR1拮抗劑可減輕肺纖維化。使用博來霉素攻擊LPAR1基因缺陷小鼠，肺組織中成纖維細胞募集和血管滲漏均明顯減少，膠原蛋白水平呈下降趨勢，這證實LPAR1基因缺陷小鼠對博來霉素誘導的肺纖維化明顯減輕[5]?？诜﨤PAR1受體拮抗劑AM966可減少小鼠博來霉素誘導的肺損傷、血管滲漏、炎癥和纖維化[36]。Tang等[37]研究表明，LPAR1受體除了對局部成纖維細胞有刺激作用外，還可以誘導骨髓間充質干細胞分化以及介導骨髓間充質干細胞在肺組織中分泌細胞外基質，使用LPAR1拮抗劑Anta LPAR1可減弱博來霉素誘導的骨髓間充質干細胞轉分化以及細胞外基質的分泌，從而減輕肺纖維化。

在臨床上，肺纖維化是肺癌放療的常見并發(fā)癥。Gan等[38]研究表明，使用VPC12249抑制LPAR1/3信號通路，可以減弱輻射引起的肺纖維化發(fā)展；同時使用VPC12249的小鼠轉化生長因子-β1、結締組織生長因子表達均明顯下調，有利于改善小鼠肺結構并延長生存期。Cao等[39]用LPAR1拮抗劑AM095飼養(yǎng)同種異體肺移植小鼠，發(fā)現給藥小鼠的肺纖維化程度較對照組輕；Masson染色可見支氣管及血管周圍膠原蛋白表達減少，且隨著AM095治療時間的延長，抗纖維化效果越明顯。在LPAR1拮抗劑BMS-986020的Ⅱ期隨機雙盲對照試驗中，服用BMS-986020的特發(fā)性肺纖維化患者肺活量降低更緩慢，纖維化或炎癥的生物標志物水平也較對照組低，提示靶向LPAR1抑制纖維化的應用潛力[9]。Natarajan小組最近一項研究表明，LPAR2缺乏也可保護小鼠免受博萊霉素誘導的肺損傷和纖維化[40]。該研究在培養(yǎng)的人肺成纖維細胞中敲低LPAR2而不是LPAR1，同樣能降低轉化生長因子-β1、α平滑肌肌動蛋白、細胞外基質蛋白表達，提示LPAR1、LPAR2可能通過不同的信號通路在肺纖維化發(fā)病機制中發(fā)揮協同作用。

2.3 LPAR1與肝纖維化 肝纖維化的病理機制包括肝細胞氧化應激和炎癥反應、肝星狀細胞活化與增殖、細胞外基質過度沉積等，目前普遍認為肝星狀細胞活化是引起肝纖維化的關鍵環(huán)節(jié)[41]。LPAR1與肝纖維化密切相關。研究發(fā)現，在活化的肝星狀細胞中LPAR1呈高表達[42]，且LPAR1拮抗作用被證明可減輕肝纖維化[43-44]。在四氯化碳誘導的小鼠肝纖維化或丙型肝炎病毒誘導的人類肝纖維化過程中，血漿LPA水平呈升高趨勢[45-46]。在硫代乙酰胺誘導的肝纖維化大鼠中，肝臟LPAR1表達較對照組明顯增加，同時發(fā)現LPAR1表達與血清ALT、AST、TBil水平呈正相關，與肝纖維化及炎癥壞死程度也呈正相關，LPAR1 mRNA和蛋白表達水平與轉化生長因子-β1、結締組織生長因子、α平滑肌肌動蛋白mRNA表達水平均呈正相關[47]。

抑制LPAR1可有效減輕肝纖維化。有研究對肝纖維化/肝硬化患者肝組織的全基因轉錄組譜進行調控基因網絡建模，結果發(fā)現LPAR1是肝細胞肝癌高度相關的上游調節(jié)基因之一，在二乙基亞硝胺誘導的肝纖維化和肝細胞肝癌大鼠模型中，使用LPAR1拮抗劑AM095可減輕肝纖維化，同時減少肝細胞肝癌的發(fā)生，提示LPAR1可能是肝纖維化和肝癌發(fā)生過程的關鍵物質[42]。Bollong等[43]通過單細胞RNA測序揭示了肝星狀細胞在肝小葉中的空間和功能分區(qū)，肝纖維化小鼠肝組織肝星狀細胞被分成門靜脈相關肝星狀細胞和中央靜脈相關肝星狀細胞兩個區(qū)域，發(fā)現肝纖維組織的膠原主要來源于中央靜脈相關肝星狀細胞，而使用LPAR1阻斷劑可以明顯抑制靜脈相關肝星狀細胞產生膠原，因此將LPAR1確定為靜脈相關肝星狀細胞的治療靶點。

3 小結

LPAR1在腎、肺、肝等器官纖維化過程中起重要作用，LPAR1表達與纖維化標志物呈正相關。將LPAR1基因敲除或使用LPAR1拮抗劑后，組織纖維化程度會相應減輕，提示LPAR1在器官纖維化的治療中具有潛在的應用價值。目前，LPAR1拮抗劑BMS-986020已進入Ⅱ期臨床試驗，期待進一步靶向LPAR1的研究為器官纖維化治療帶來新的希望。