白三烯在动脉粥样硬化形成中的作用

蔡 辉 刘春丽 (中国人民解放军南京军区南京总医院中西医结合科，江苏 南京 210002)

白三烯(LT)作为体内重要的炎性介质，已发现与哮喘发病密切相关。近年来动物和人体实验结果表明LT在动脉粥样硬化(AS)发生中发挥重要作用，主要包括增强炎性细胞黏附血管壁细胞，增加血管通透性，降解细胞外基质(ECM)、加剧血管炎性反应等多方面作用〔1〕。

1 LT物特性

LT是一种由脂质衍生的炎性介质，花生四烯酸在5-脂氧合酶(LOX)、5脂氧合酶激活蛋白(FLAP)作用下生成不稳定环氧化物LTA4，LTA4在LTA4水解酶作用下生成LTB4，主要见于单核细胞、肺泡巨噬细胞和中性粒细胞;在LTC4合成酶作用下，分别合成LTC4、LTD4和LTE4，多见于嗜酸粒细胞、巨噬细胞、肥大细胞中，也可见于血管平滑肌细胞、内皮细胞中，由于三者结构中均含有半胱氨酸，故又统称为半胱氨酸白三烯(CysLT)。5-LOX是合成LT的限速酶，因此该合成途径又称为5-LOX途径(5-LOX Pathway)。

LT生物学效应发挥是通过与细胞表面G蛋白耦联受体结合来进行的。已发现LT受体类型主要有两类:一类是与LTB4作用，包含BLT1受体和BLT2受体;另一类是与CysLT结合，包括CysLTR1和CysLTR2。研究发现，BLT受体在体内分布比较广，BLT1受体主要表达于白细胞，与LTB4具有高亲和力，对炎性细胞具有强烈趋化作用。BLT2受体与LTB4结合能力较BLT1受体弱，几乎表达于机体各个组织部分，较之BLT1受体生物学作用更广泛〔2〕。与CysLTs结合的CysLTR1和CysLTR2，在体内分布不尽相同，CysLTR1主要表达于外周血细胞，如嗜酸粒细胞、单核细胞、嗜碱粒细胞、肥大细胞及支气管平滑肌细胞，而CysLTR2主要表达于血管内皮细胞及大脑某些区域，在外周血细胞中表达则很少。不同细胞表面特异性受体与相应LTs结合后，发挥不同的生物学效应。Back〔3〕研究发现，LTs与分布于平滑肌细胞表面受体结合后，直接或间接介导血管收缩反应及内膜增生。

2 LT与AS

研究发现，LT在早期脂质沉积、血管中巨噬细胞聚集、内膜增生、斑块形成及斑块稳定性等方面发挥重要作用，动物实验结果〔4〕表明，AS斑块中含有大量5-LO、FLAP、LTA4水解酶，阻断这些物质作用，能够明显减少小鼠AS形成，在载脂蛋白(Apo)E和低密度脂蛋白受体(LDLR)双重基因敲除(ApoE-/-/LDLR-/-)小鼠动脉内，AS所致的血管损伤也明显减少，现就相关内容进行阐述。

2.1 LT促进内皮细胞功能紊乱 血管内皮细胞功能障碍是AS关键性的早期改变，且离不开炎症机制，而内皮依赖性舒张功能障碍是血管内皮细胞功能障碍的主要表现之一。血管内皮是存在于血液和血管平滑肌之间的一层保护性屏障，可分泌多种血管活性物质如内皮素、一氧化氮(NO)、von willebraad因子(vWF)，这些内皮细胞的分泌物和血管舒缩因子的平衡失调作为临床血管内皮功能状态的评价标准。研究发现，分布于血管内皮细胞的CysLTR2能够促进内皮细胞P-选择素、vWF合成，增加血管通透性，促使氧化性脂质迁移至内膜下〔5〕。在AS损伤内膜处，单核-巨噬细胞和T细胞等多种免疫细胞在AS斑块中激活后，通过表达黏附分子和细胞因子，引起炎症级联反应，增加血管炎性反应，影响内皮细胞功能。LTB4作为体内一种重要趋化物质，对单核-巨噬细胞和T细胞具有强趋化作用，Back〔6〕通过对 ApoE-/-高脂血症小鼠 AS斑块研究后发现，LTB4能够促进单核-巨噬细胞、T细胞聚集反应。当用LTD4干预人工培养的人脐静脉内皮细胞(HUVEC)，不仅促进P-选择素表达，还能上调CXC细胞因子配体(CXCL2)表达，LTD4与内皮细胞表达的 CysLTR2结合后，直接损伤内皮细胞。Luchtefeld等〔7〕发现，血管紧张素Ⅱ诱导LTB4产生，激活烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸(NADPH)氧化酶，导致大量活性氧产生，加剧氧化应激损伤内皮细胞，当利用MK886阻断5-LO作用后，能够明显抑制活性氧的表达释放。

2.2 介导血管舒缩反应 在血管壁LT与平滑肌细胞、内皮细胞表面LT受体结合，在炎性细胞因子调节下，直接或间接介导血管舒缩反应。LTB4通过与内皮细胞BLT1受体作用，介导内皮细胞依赖性血管收缩反应，最终导致内皮细胞功能紊乱。Back等〔8〕用LTB4作用于荷兰猪动脉标本后发现LTB4呈浓度依赖性收缩血管，当用类维生素A增加荷兰猪动脉内皮细胞BLT1受体表达后，血管收缩反应明显增强。离体动脉实验〔9〕结果发现，CysLTs对血管产生舒缩效应，主要取决于内皮细胞上CysLTR表达情况，人心脏或冠状动脉血管主要表达CysLTR2，Hui等〔10〕通过将人 CysLTR2基因转入小鼠 DNA 后，转基因小鼠内皮细胞CysLTR2表达明显增加，当LTC4与受体结合后，通过影响细胞内钙离子水平介导内皮细胞NO释放，影响血管舒缩反应，对内皮细胞功能产生影响。

2.3 增强炎性细胞趋化作用 单核细胞趋化蛋白(MCP)-1可促进单核细胞黏附并侵入到血管内膜下间隙，激活并分化成巨噬细胞。巨噬细胞并通过其表面的清道夫受体不断摄取OX-LDL变为富含胆固醇脂质的泡沫细胞，此过程在AS的发病机制中起着重要作用。颈动脉AS患者外周血单核细胞中LTs合成限速酶5-LO表达显著增加，血浆LTB4水平也显著增加。LTB4可与炎细胞上BLT受体结合，促进MCP-1分泌，进而促使单核细胞进入内皮下，转变成泡沫细胞。MCP-1基因缺失时，动脉硬化斑块中沉积的单核细胞将显著减少。动物实验〔11〕表明，LTB4能够促使单核细胞MCP-1蛋白表达增加达数百倍，LTB1特异性拮抗剂CP-105，696能够阻止MCP-1蛋白表达的增加。另外，当阻断细胞外信号调节酶1/2(ERK1/2)、Jun N端激酶/丝裂原活化蛋白激酶(JNK/MAPK)或核因子(NF)-κB信号途径时，也能抑制LTB4增加MCP-1表达作用，表明ERK1/2或 JNK/MAPK和 NF-κB信号途径参与 LTB4诱导MCP-1产生过程。

2.4 促进平滑肌细胞增殖及内膜增生 平滑肌细胞由血管中膜迁移至内膜后，表型改变并大量增殖，形成大量肌源性泡沫细胞，是AS重要病理学特征。人动脉斑块中平滑肌细胞主要表达BLTR，且BLT1R仅见于AS斑块平滑肌细胞中，在正常血管平滑肌细胞中则不表达。将BLTR-/-小鼠与ApoE-/-小鼠进行杂交后，产生的ApoE-/-/Blt1-/-小鼠与ApoE-/-小鼠同时给予高脂饮食，免疫组化结果显示前者斑块中平滑肌细胞数目显著降低。动物实验〔12〕证实BLTR拮抗剂能够明显减少高胆固醇兔经皮血管介入术后再狭窄。Back等〔13〕利用BLTR拮抗剂BIIL284作用于颈动脉泡沫化损伤的小鼠，14 d后免疫组化显示内膜平滑肌细胞中BLT1mRNA表达水平较之中膜明显升高。CysLTR1拮抗剂通过抑制哮喘患者气道平滑肌细胞增殖，表明CysLT/CysLTR参与气道平滑肌细胞增生和内膜迁移过程，但由于人动脉斑块中平滑肌细胞主要表达BLTR，因此，CysLT/CysLTR是否参与介导冠状动脉平滑肌细胞增殖作用，尚待进一步研究。血管内皮生长因子(VEGF)是分子量33～42 kD的糖蛋白，刺激内皮细胞增殖，参与内膜增生过程。LTR拮抗剂扎鲁司特能使豚鼠肺组织VEGF表达水平明显降低，血管增生及胶原纤维增生等病理改变均得到显著改善。

2.5 参与斑块形成及影响斑块稳定性 在早期AS斑块中，泡沫细胞沉积血管壁后，改变内皮细胞稳态，引起大量免疫细胞沉积于血管壁，血管壁通过平滑肌细胞聚集和增殖进行重构，有助于ECM包裹粥样物质，形成斑块。LTB4与单核细胞BLT1R和BLT2R结合，促进巨噬细胞沉积于泡沫细胞浸润处。沉积的巨噬细胞是心血管系统中5-LO主要来源，加快合成LTB4，促进斑块形成。LTB4具有强有力趋化及促炎作用，在人工培养的单核细胞中，颈动脉斑块中5-LO、LTA4水解酶表达明显增加，生成的LTB4通过与BLT1和BLT2R结合，诱导MAPKs ERK1/2和JNK1/2快速磷酸化，并增加NF-κB的DNA结合活性，此外，还能够诱导IL-6、MCP-1和TNF-αmRNA以促进血管炎症环境形成〔14〕。实验研究发现，FLAP抑制剂及LTR抑制剂均能够抑制ApoE-/-/LDL-/-小鼠AS发生〔15〕。

冠心病表现形式与斑块稳定性，破裂倾向性相关，抑制LT作用能够有效预防急性冠脉综合征发生〔16〕。在人类AS斑块中，主要存在基质金属蛋白酶(MMP)-2和MMP-9，这些酶的存在影响斑块稳定性。LT通过增加斑块中MMP-2和MMP-9活性水平及mRNA表达，影响ECM生成，进而降低斑块稳定性。Cipollone等〔17〕将对60例明确有AS的患者，按有无临床症状进行分组，通过对颈动脉损伤内膜分析后发现，LT合成限速酶5-LO在不稳定性斑块中表达明显增加，并与斑块MMP-2和MMP-9活性水平及mRNA表达增加明显相关。Hlawaty等〔12〕用0.3%胆固醇喂食行右侧颈动脉气囊扩张血管成形术后的新西兰兔，很快造成术后血管再狭窄，当给予BLTR拮抗剂BIIL284管饲2 w后，血管再狭窄明显减少，通过免疫组化发现，损伤动脉处MMP-2和MMP-9活性明显降低。免疫染色显示，腹主动脉瘤血管外膜和中膜富含大量5-LO，FLAP以及LTC4合成酶，将AA转化成CysLT及少量LTB4。外源性LTD4作用于腹主动脉瘤壁后，MMP-2和-9分泌增加，促进腹主动脉壁基质降解，当使用孟鲁司特选择性抑制CysLTR1后，能够阻止MMP-2和-9 的分泌〔18〕。

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