1-磷酸鞘氨醇及其受体与动脉粥样硬化研究进展

彭 晖 闾宏伟

(中南大学湘雅三医院医学实验中心，湖南 长沙 410013)

1-磷酸鞘氨醇及其受体与动脉粥样硬化研究进展

彭 晖 闾宏伟1

(中南大学湘雅三医院医学实验中心，湖南 长沙 410013)

1-磷酸鞘氨醇；动脉粥样硬化；1-磷酸鞘氨醇受体

动脉粥样硬化(AS)的发病机制尚未完全清楚,研究表明,AS是一种慢性免疫-炎症性疾病,是血管壁对各种损伤的一种异常反应〔1〕。大量流行病学数据表明高密度脂蛋白(HDL)具有抗AS作用，近些年发现与HDL结合的1-磷酸鞘氨醇(S1P)在抗AS中发挥着重要作用〔1〕。S1P影响着不同细胞的增殖、迁移、黏附、炎症等，在心血管、神经、免疫、呼吸等多个系统有着重要的作用，S1PR激动剂FTY720已经应用于临床治疗多发性硬化。本文就S1P及其受体在AS斑块形成的发生发展及相关疾病中的作用作一综述。

1 S1P概述

体内S1P主要通过鞘氨醇激酶(SphK)催化鞘氨醇(Sph)进一步磷酸化而产生〔2〕，鞘氨醇可以通过神经酰胺酶作用于神经酰胺脱去酰胺键而生成。SphK有两种亚型，鞘氨醇激酶1(SphK1)和SphK2。SphK1广泛存在于红细胞质酶，主要影响血浆中S1P的合成；SphK2有核内定位信号，主要负责细胞内S1P的合成〔3〕。S1P的分解主要通过S1P 磷酸酶及S1P 裂解酶，S1P 磷酸酶将S1P降解为鞘氨醇,S1P 裂解酶可将S1P降解为软脂醛和磷酸胆碱。

血浆中S1P浓度高达200～900 nmol/L，主要来源于血小板、红细胞及内皮细胞〔1〕。血浆中S1P主要以结合形式存在，HDL和白蛋白是其主要载体，分别结合约55%和35%的S1P，而其余约10%S1P与低密度脂蛋白等其他脂蛋白结合〔2〕。Wilkerson等〔4〕发现，与HDL结合的S1P (HDL-S1P)比与白蛋白结合的S1P(白蛋白-S1P)有更持续的内皮屏障功能，因为HDL-S1P能抑制S1PR1蛋白降解，延长S1PR1蛋白在内皮的循环，通过S1PR1通路持续激活Akt及eNOS，且HDL-S1P的半衰期是白蛋白-S1P的4倍，因此在结合型S1P中，HDL-S1P能发挥更显著的作用。此外，进一步研究发现在HDL中，载脂蛋白(Apo)M为S1P的载体,这在动物实验中得到了证实〔5〕。

S1P存在于细胞内和细胞外，在胞内直接产生生物学效应，在胞外通过与其特异性受体——S1P受体结合，S1P受体是一种G蛋白耦联受体，包括5种亚型(S1PR1-5)，它们分别结合不同的G蛋白，进一步激活细胞内信号转导通路从而产生不同的生物学效应〔6〕。

2 S1P水平在冠状动脉病变中的变化

近年来研究发现血浆S1P水平与冠脉疾病严重程度、冠脉病变数目、冠脉支架植入术后血管再狭窄等均相关。心肌梗死及稳定型冠心病患者中血浆HDL-S1P浓度低于健康对照组，血浆HDL-S1P水平与冠脉病变数量相关，与冠脉疾病(CAD)的严重程度负相关〔7〕。连续监测心肌梗死患者的S1P 水平，发现从起病至发病后2年，血浆S1P均维持在低水平〔8〕。观察冠心病经皮冠状动脉介入治疗(PCI)后的患者，发现术后HDL-S1P水平越低，发生冠脉支架内再狭窄的可能性越大〔9〕。因此说明，S1P尤其是HDL-S1P与AS密切相关，HDL-S1P为冠脉疾病的潜在保护因素，在未来可能作为冠脉支架内再狭窄的预测因子应用于临床。

3 S1P及其受体与AS相关机制

在不同细胞不同的S1P受体表达量不同，如血管内皮细胞及平滑肌细胞上S1PR1、S1PR2、S1PR3均表达，在内皮细胞上S1PR1表达最丰富，在平滑肌细胞上以S1PR2表达为主。在生理及病理状态下同一受体表达亦有差异，在AS时，内皮细胞上S1PR2呈现高表达〔10〕。S1PR1/S1PR3与S1PR2表达的均衡对血管的稳态起着重要作用。在体内的不同细胞，S1P通过结合不同受体影响细胞功能，从而影响AS的发生发展。下面分别从S1P结合其受体对内皮细胞、平滑肌细胞及巨噬细胞结构功能的影响阐述S1P在AS过程中的作用。

3.1 S1P及其受体对内皮功能影响 目前认为，内皮损伤是AS发生的始动因素，内皮损伤后可出现多种内皮功能紊乱，如内膜的屏障功能受损导致渗透性增加，内皮释放炎性细胞因子，内膜来源的血管收缩因子或舒张因子的释放发生改变，这都在AS的形成中发挥着重要作用。

血浆中的S1P通过结合内皮细胞表面不同的S1P受体,激活细胞内信号途径，调节内皮细胞功能，包括促进细胞增殖、诱导迁移、细胞骨架的重排、调节炎症及血管形成等〔11〕。在内皮细胞，S1P通过与S1PR1结合对血管内皮具有重要的保护作用，与S1PR2结合对血管内皮具有不利的影响。

S1P作用于S1PR1通过Gi/PI3K/Tiam1激活细胞内Rac1信号蛋白，诱导肌动蛋白结合蛋白的异位如皮层蛋白(cortactin)及肌球蛋白轻链蛋白激酶(MLCK)重新分布至细胞周边，促进细胞骨架重排，形成牢固的肌动蛋白环及促进钙黏蛋白-VE-内皮钙黏素及血小板内皮细胞黏附分子的表达等加强细胞间的连接，降低通透性，增强内皮屏障〔12〕；经 PI3K/Akt/eNOS信号通路,促进血管舒张因子NO释放〔13〕及抑制NF-κB通路激活，减少黏附分子VCAM-1及ICAM-1 的表达，抑制内皮细胞的活化，介导抑炎反应信号通路，减轻血管炎症，发挥抗动AS作用〔14〕。S1P作用于S1P3受体,经Gq,G13蛋白激活细胞内Rho蛋白介导细胞间的黏附及激活细胞内PLD和PLC/Ca2+/PKC信号，加强内皮屏障〔15〕。S1P作用于S1P2受体,通过激活Rho/ROCK/PTEN信号通路,抑制Rac蛋白活性,抑制内皮细胞迁移，破坏黏着连接点，同时引起细胞内钙离子浓度升高，促进血管通透性增加，破坏内皮屏障〔16〕；通过激活G12/13 蛋白，经NF-κB途径刺激VCAM-1 和ICAM-1 表达，介导促炎反应信号通路，促进AS的发展〔13〕。

3.2 S1P及其受体对血管平滑肌影响 在AS斑块形成过程中，从粥样斑块期至纤维斑块期，病变处内皮细胞下平滑肌细胞(SMC)明显增多，血管平滑肌细胞(VSMC)的迁移和过度增殖可促进AS的发展，VSMCs的增殖与平滑肌表型转变密切相关。S1P通过结合VSMC表面不同的受体激活下游通路，调节平滑肌细胞功能，包括平滑肌表型转变、增殖、迁移以及调节血管紧张度等。在正常的平滑肌细胞中，S1PR2表达为主，但在增殖的平滑肌细胞中S1PR1过度表达。S1P通过结合S1PR1诱导P70S6激酶合成增加，抑制AMPK通路的激活；增加平滑肌肌动蛋白(SMA)表达，使平滑肌表型由正常的收缩型转变为幼稚的合成型，诱导血管平滑肌细胞增殖和迁移〔17〕。S1P结合S1PR2通过激活RhoA蛋白，调节细胞内钙离子的移动，抑制SMA表达；经G12/13和Gq，激活小GTP 酶Rho，抑制平滑肌表型转变及增生〔18〕。在S1PR3-/-ApoE-/-双基因敲除小鼠中，小鼠动脉粥样斑块中平滑肌细胞含量较ApoE-/-基因敲除小鼠增加，将小鼠颈动脉结扎后，S1PR3-/-ApoE-/-小鼠损伤的颈动脉中SMC增生和新生内膜形成更显著，说明S1PR3通过抑制平滑肌细胞的迁移增殖，影响AS的发生发展〔19〕。S1P可同时激活S1PR2、S1PR3及其下游的P38MAPK信号通路，促进COX2的激活及PGI2的释放，舒张血管，从而起血管保护作用〔20〕。此外，S1P可以通过结合非S1P受体，如介导表皮生长因子受体(EGFR)表达激活Akt/NF-κB和ERK/AP-1通路,促进平滑肌的增殖〔21〕。

3.3 S1P及其受体对巨噬细胞的影响 AS是由脂质引发的炎症性疾病,单核/巨噬细胞在AS发生发展过程中发挥极其重要的作用，巨噬细胞吞噬脂质后成为泡沫细胞,构成AS的脂质条纹和粥样斑块。巨噬细胞具有很强的可塑性，可根据其不同的表现和功能分为M1 型和M2 型2 种表型，分别具有促炎和抗感染促修复能力〔22〕。S1P通过活化ERK,抑制p38/MAPK及JNK信号通路的激活，同时促进IL-4分泌，激活M2型巨噬细胞〔23〕。将FTY720(S1P类似物)注入LDL-/-小鼠后，血浆中的促炎因子TNF-α、IL-6、IL-12减少，M1型巨噬细胞的活化受到抑制，M2型巨噬细胞被激活，能减慢AS的进程〔24〕。巨噬细胞的聚集迁移及炎性因子的释放在动脉粥样斑块的形成中具有重要作用。ApoE-/-S1PR2-/-小鼠的AS斑块面积和脂质沉积量明显小于ApoE-/-S1PR2+/ +小鼠，且坏死核心明显减少，血管壁中的巨噬细胞及泡沫细胞明显减少，炎性因子如IL-6、TNF-α、IFN-γ、MCP-1以及黏附分子如VCAM-1表达减少〔25〕，S1PR3-/-ApoE-/-小鼠动脉粥样斑块内巨噬细胞数量明显减少，TNF-α和MCP-1表达降低。由此说明，S1PR2及S1PR3均可通过促进巨噬细胞聚集，调节巨噬细胞的趋化活性，释放炎症因子，影响AS的发生发展。此外，Michaud等〔26〕发现S1P能通过S1PR2/G12/13/cAMP/PKA信号通路抑制体内巨噬细胞的迁移，但对迁移的方向无影响。

4 相关心血管药物与S1P

不同剂量的阿司匹林对体内S1P的浓度影响不同。给予低剂量的阿司匹林(75 mg/d )能增加红细胞中S1P水平，对血浆及血小板的S1P水平影响不大；给予高剂量的阿司匹林(300 mg/d)能减少血浆中的S1P浓度。目前研究表明，S1P是潜在的血管保护剂，因此对于负荷剂量的阿司匹林来说，若能不影响血浆S1P浓度能起更好的心血管保护作用〔27〕。

他汀类药物对心血管的保护作用也通过作用S1PRs实现。他汀类药物如辛伐他汀及匹伐他汀通过增加内皮细胞S1PR1 表达，激活eNOS，提高内皮细胞NO 产生水平，保护血管内皮细胞功能〔28〕。研究〔20〕证实辛伐他汀能上调平滑肌细胞S1PR3表达，激活COX-2，增加PGI2的表达，从而起血管保护作用。

5 小 结

S1P及其受体在AS中的作用机制相当复杂，大量的S1PRs功能需要进一步研究探讨才能阐明和应用。但目前的研究表明，S1P水平在AS相关疾病中均有明显变化，如何提高HDL-S1P水平以及如何提高疾病后血浆S1P水平，为心脏疾病的预防治疗提供新的思路和方法。

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〔2016-06-01修回〕

(编辑 曲 莉)

国家973项目(2014CB542400)；国家自然科学基金项目(81470593)

闾宏伟(1972-)，男，博士，副研究员，主要从事肿瘤与心血管疾病的分子机制研究。

彭 晖(1983-)，女，硕士，主要从事心血管疾病发病机制研究。

R54

A

1005-9202(2017)02-0502-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.02.109

1 中南大学湘雅三医院医学实验中心