高密度脂蛋白促胆固醇逆转运作用与冠心病发病的关系

滕胜男++杨军

【摘要】高密度脂蛋白（HDL-C）水平为心血管病发生的独立预测因素，但近年来发现升高HDL-C的相关药物未能显著降低心血管病的风险。HDL-C的促进胆固醇逆转运作用是其最重要的功能，通过此作用，HDL-C从外周组织和细胞中将胆固醇逆向转运至肝脏，进而发挥其抗动脉粥样硬化作用。本文就HDL-C促进胆固醇逆转运作用与冠心病发病的关系做一综述。

【关键词】胆固醇逆转运；高密度脂蛋白；冠心病

【中图分类号】R541.4 【文献标识码】A 【文章编号】ISSN.2095-6681.2017.23..02

The relationship between the effect that reverse cholesterol transport of high density lipoprotein cholesterol and the pathogenesis of coronary heart disease

TENG Sheng-nan1-2，YANG Jun2

（1.Graduate student of Qingdao university，Shandong Qingdao 266000，China；2.Yantai yuhuangding hospital affiliated to Qingdao university，Yantai Shandong 264000，China）

【Abstract】The level of high density lipoprotein cholesterol（HDL-C） is independent predictor with incident cardiovascular events，but in recent years，some researchers found that the drugs which aim to raise the level of HDL-C did not reduce the cardiovascular risk.Reverse cholesterol transport is the most important effect of HDL-C，by this effect，HDL-C can transport cholesterol from peripheral tissue and cells to the hepar reversely and can resist the atherosclerosis. This article briefly reviews the relationship between the reverse cholesterol transport of HDL-C and the pathogenesis of coronary heart disease.

【Key words】Reverse cholesterol transport；High density lipoprotein cholesterol；Coronary heart disease

冠状动脉粥样硬化性心脏病（简称冠心病）是目前危害人类健康最重要的心血管病之一。过多的脂质（如胆固醇等）在冠状动脉血管壁中沉积，成为粥样斑块，从而使血管腔堵塞、狭窄，心肌由此出现缺血、缺氧甚至坏死，通过此过程引起的心脏病称之为冠心病[1]。近年来，冠心病的死亡率呈上升态势，最新数据显示，2015年中国城市居民冠心病死亡率为110.67/10万，农村居民冠心病死亡率在为110.91/10万，与上一年的110.5/10万、105.37/10万相比略有上升[2]。

Framingham Heart Study研究证实，动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）的发生与血浆高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）的水平呈负相关，是独立于血浆低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）以外的危险因素[3]。

然而，旨在研究提高患者的血浆HDL-C水平，观察HDL-C的升高对心血管事件预后影响的大型临床试验研究（AIM-HIGH研究[4]、DAL-OUTCOMES研究[5]及HPS2-THRIVE研究[6]）表明，通过药物使HDL-C水平升高并不能减少心血管事件。因此，近年来，研究人员将焦点由升高HDL-C水平转移至增强其功能上来。HDL-C的促进胆固醇逆转运（reverse cholesterol transport，RCT）作用是HDL-C最重要的作用，通过RCT，HDL-C将肝脏之外的组织、细胞里的胆固醇转运至肝脏，从而发挥其抗动脉粥样硬化作用。

1 高密度脂蛋白的结构特点

HDL-C颗粒的外层由磷脂及脂蛋白组成，内核由甘油三酯（Triglyceride，TG）及胆固醇酯组成。区带离心技术可利用组成HDL-C的颗粒大小的不同将其分为HDL2-C（大颗粒）和HDL3-C（小颗粒）两种亚类，电泳-免疫印迹技术可利用HDL-C的密度差异将其分为富脂球状的成熟α-HDL和贫脂圆盘状preβ-HDL[7]。

2 高密度脂蛋白促膽固醇逆转运作用

胆固醇除提供正常的生理需要外，多余的部分需通过血浆HDL转运回肝脏代谢，这一过程称为RCT。机体通过RCT可减少含有胆固醇的巨噬细胞在动脉血管壁的进一步沉积，从而使AS的发生、发展得以减慢，这是HDL-C抗AS最具意义的功能体现[8]。HDL-C主要通过以下步骤促进RCT。

（1）胆固醇外流

现在已知的胆固醇外流途径有：载脂蛋白AⅠ（apolipoprotein AⅠ，ApoAⅠ）/ATP结合盒转运子A1（ATP-binding cassette transporter A1，ABCA1）途径，B类Ⅰ型清道夫受体（Scavenger receptor class B typeⅠ，SR-BⅠ）途径，三磷酸腺苷结合盒转运子G1（ATP binding cassette G1，ABCG1）途径和水溶性扩散途径。endprint

ApoAⅠ/ABCA1途径

ApoAⅠ是组成HDL-C重要的结构蛋白，也是HDL-C生理功能承载蛋白，主要在肝脏、小肠中合成，由243个氨基酸组成。ABCA1是由2261个氨基酸组成的转运蛋白，由左右两部分构成。每部分包括1个跨膜域和1个ATP结合区。6个跨膜α螺旋构成1个跨膜域，2个跨膜域组合形成一个跨膜通道，ATP与ATP结合区结合为ABCA1的物质转运提供能量。寡脂状态下的ApoAⅠ是ABCA1所介导的巨噬细胞内胆固醇流出的主要接受者。巨噬细胞吞噬侵入至血管内皮的氧化型低密度脂蛋白（oxidized low density lipoprotein，oxLDL）从而形成泡沫细胞，为AS的起始阶段。OxLDL通过oxLDL受体进入巨噬细胞，其携带的胆固醇酯通过中性胆固醇酯水解酶（neutral CE hydrolase，CEH）的水解为游离胆固醇（free cholesterol，FC）片段，这些胆固醇及磷脂经过ABCA1转运到贫脂的ApoAⅠ，形成新生盘状HDL，即preβ-HDL。由此可见，高密度脂蛋白可通过ApoAⅠ-/ABCA1途径，将泡沫细胞中的胆固醇转运至细胞外，从而抑制AS的进一步发生。ApoAⅠ基因存在缺陷的人患AS和心血管疾病的风险均高于无此基因缺陷的人。这一结论在动物实验中亦得到证实，注射了ApoAⅠ的啮齿类动物的动脉粥样硬化病变可以得以减轻。Tangier病（tangier disease，TD），是由于ABCA1中一个基因发生突变引起的疾病，主要表现为血浆HDL、ApoA-Ⅰ水平显著降低，伴有甘油三酯正常或升高，细胞内游离胆固醇外流障碍，与早期As有关的基因表达增多，导致As的危险性增加，并且可表现为早发冠心病[9]。但ABCA1相关基因发生突变究竟能否使心血管疾病的风险增加并不确定。

ABCG1途径

ABCG1蛋白是ABCG家族的成员，与ABCA1不同，它是一种半跨膜转运蛋白，由678个氨基酸组成。ABCG1的N端和C端都伸向细胞胶质内。ABCG1蛋白包含一个跨膜结构域和一个ATP结合域，其中6个跨膜片段组成跨膜结构域，在细胞外，它们通过细胞外环及同型半胱氨酸带串联。ATP结合域能水解 ATP为物质跨膜转运提供所需要的能量。有功能的ABC转运蛋白需含有2个跨膜结构域和2个ATP结合域，因此ABCG1被认为是半个跨膜转运蛋白，需要形成异源二聚体或者同源二聚体才能产生生物活性。胆固醇经ABCG1转运至成熟的HDL微粒，即α-HDL，发挥抑制AS的作用。研究表明[10]，如果小鼠缺少ABCA1 和ABCG1将会导致泡沫细胞在肺、肝、脾等多种组织中慢慢积累，最终导致慢性炎症，而对ABCG1-/-基因敲除骨髓移植小鼠進行高脂喂养引起动脉粥样硬化模型的研究表明，ABCG1-/-基因缺失小鼠的动脉粥样硬化斑块面积更大并且炎症及巨噬细胞浸润损伤程度更强。

SR-BⅠ途径

SR-BⅠ是CD36超家族中的一员。成熟的SR-BⅠ含509个氨基酸残基。其拓扑结构类似马蹄形，N端和C端位于细胞质内，称为胞质域，紧接着N端和C端的是两个跨膜域。在细胞膜外，一个大的胞外域将两个跨膜域连接起来。与上文所述的ABCA1及ABCG1两种转运蛋白不同，SR-BⅠ为HDL的受体，除了与HDL高亲和性结合，SR-BⅠ作为受体，还可识别LDL-C、oxLDL、极低密度脂蛋白、磷脂等配体。与大鼠相似，SR-BⅠ在肝脏及能够产生类甾体的组织细胞中表达较多，如肾上腺等。泡沫细胞内的胆固醇经巨噬细胞上表达的SR-BⅠ介导，流出至成熟的HDL微粒，发挥抗AS的作用。而关于依赖巨噬细胞SR-BⅠ的胆固醇转运在AS中作用的研究存在着不同的结果。如家族性SR-BⅠ基因突变，血浆HDL-C的水平增加，但动脉粥样硬化相关的心血管疾病风险并没有增加[11]，而对于载脂蛋白E与LDL受体基因敲除小鼠来说，巨噬细胞过表达SR-BⅠ却可减轻其AS程度[12]。

④水溶性扩散途径

胆固醇的水溶性扩散途径是指，FC从细胞解吸附后，通过水相扩散与富磷脂受体结合，HDL-C、酯化的载脂蛋白为常见的富磷脂受体，这一途径依赖细胞内外胆固醇浓度梯度的改变，其在胆固醇逆转运过程中的作用比较弱。

（2）胆固醇酯化

胆固醇酯化是指进入HDL-C内的FC经卵磷脂-胆固醇酰基转移酶（lecithin-cholesterol acyl transferase，LCAT）酯化，生成胆固醇酯的过程。在这一过程中，LCAT可促进胆固醇的转运，促进新生的盘状HDL-C转化为成熟HDL-C，已成为调节胆固醇转运、进一步升高HDL-C的一个新的治疗方向[13]。

LACT主要由肝脏产生，人成熟LCAT是一种分泌蛋白，由416个氨基酸残基构成，是糖蛋白的一种，在它的分子中，约24%为糖链。其酶分子组成富含多种氨基酸，如谷氨酸、脯氨酸等。LCAT将卵磷脂的脂肪酰基（位于第2脂肪酸）转运到HDL-C所携带的FC，使FC发生酯化成为胆固醇酯，胆固醇酯被逐渐转运至HDL-C的核心，通过这一过程，LCAT发挥作用的部位可以进一步与新的游离胆固醇结合。在这一过程中，ApoAⅠ是LCAT的激活剂，是其发挥活性的必要辅助因子。通过此过程，ApoAⅠ的二级空间结构进一步发生变化，HDL-C的直径渐渐变大，成为大颗粒球形HDL3-C。随着胆固醇酯的逐渐累积，HDL3-C的密度逐渐下降，最终成为成熟的HDL-C，即HDL2-C。虽然LCAT在胆固醇逆转运中起重要作用，但LCAT与AS的关系依然存在争议。如在不表达胆固醇脂转运蛋白的小鼠中，当 LCAT过表达时，HDL-C和LDL-C含量升高时，AS的风险将增加[14]，而表达CETP的兔子如果过表达LCAT，则HDL-C升高，LDL-C降低，从而体现出其对AS的保护作用[15]。如果给兔子多次重复静脉应用人重组 LCAT，则可减轻AS。多项研究表明[16-18]，在人类，遗传性LCAT缺乏患者并没有明显的早发动脉粥样硬化表现。较早的研究发现，冠心病患者LCAT活性的高低无明显差异[19]。endprint

（3）胆固醇清除

胆固醇清除有直接与间接两种方式。肝脏表达的SR-BⅠ介导HDL中酯化或未酯化的胆固醇穿过细胞膜进入胆汁，从而实现胆固醇的清除，此为直接途径。HDL-C中酯化或未酯化的胆固醇经胆固醇酯转运蛋白（cholesteryl ester transfer protein，CETP）转移到含载脂蛋白B的脂蛋白，如极低密度脂蛋白（very low density lipoprotein，VLDL）、乳糜微粒，此为间接途径。476个氨基酸构成了CETP，这些氨基酸中，疏水氨基酸较多，因此CETP是一种疏水性很强的糖蛋白。其主体形状呈香蕉形，C-端和N-端是β折叠桶，中央的区域为β折叠结构，并且它有一个疏水腔，这个疏水腔可以容纳2个胆固醇酯分子和2磷脂分子[20]。CETP将尚未运到肝脏的胆固醇及胆固醇酯从HDL转移到VLDL中，增加了患心血管疾病的危险性。如果CETP基因发生缺陷，血浆中CETP的活性将会降低，心血管疾病的患病风险也会降低[21]，如果在CETP基因先天缺失的C57BL/6小鼠中植入CETP基因，可诱发AS[22]。因此，CETP抑制类药物的研发成为近年研究热点，而多项CEPT抑制剂开发的失败让人们对于CEPT的结构与功能机理进行了更深入的研究。我国学者提出CETP存在通道模型，通过这一模型实现在脂蛋白间脂质分子的转运[23]，CETP的N-端插入HDL-C的酯核，C-端插入LDL-C或VLDL-C表面，CETP與脂蛋白互相作用，从而驱使CETP两端的结构不断变化，由于CETP的两端比较柔软，使这一过程得以完成，通过这一变化，CETP的两端逐渐打开，其内部的疏水腔与两端贯通，成为贯穿其中的通道。脂分子经这一通道从HDL转移至LDL或VLDL。

3 胆固醇逆转运作用与冠心病发病关系的临床研究

胆固醇逆转运作用的各个环节通过不同方式影响冠心病。近期，Danish Saleheen等[24]的一项前瞻性病例对照研究，对1745例冠心病患者与1749名正常对照者进行了HDL-C胆固醇流出能力检测，研究证明HDL-C的胆固醇流出能力与HDL-C及ApoA-1的浓度呈正相关，与2型糖尿病、饮酒量呈负相关，明显与冠心病事件呈负相关，这种相关性是独立于年龄、性别、糖尿病、高血压、吸烟、饮酒、腰臀比、BMI、低密度脂蛋白浓度、甘油三酯及HDL-C或apoA-1浓度存在的，校准HDL-C含量后，每增加一个胆固醇流出能力的标准差，CHD的比值比为0.80（95%置信区间为0.70～0.90）。针对普通人群的LCAT活性与AS相关性的研究很少，现在只有少量的现况研究，他们的结论也各不相同。Sethi等[25]的研究，将缺血性心脏病患者与非缺血性心脏病患者的LCAT的活性进行了比较，两者性别、年龄及HDL-C含量均进行了匹配，得出结论前者的LCAT活性降低，认为LCAT的低活性是缺血性心脏病的危险因子。

综上所述，RCT是HDL-C的重要作用之一，有抗动脉粥样硬化、保护心血管的作用。通过调节、干预RCT的不同步骤，实现降低动脉粥样硬化负荷，将成为将来血脂研究领域的重点。

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本文編辑：李 豆endprint