从脂噬角度探讨补肾中药复方防治动脉粥样硬化的新策略

2019-01-06 06:06贾庆玲申定珠
中国医药导报 2019年30期
关键词:溶酶体脂质靶点

闫 黎 贾庆玲 申定珠

上海中医药大学 上海市中医老年医学研究所,上海 200031

动脉粥样硬化(AS)是以胆固醇蓄积于血管壁、泡沫细胞生成为主要特征的复杂性疾病。脂噬作为自噬的重要亚进程,可选择性地将脂滴(LDs)递送至溶酶体进行降解,减少脂质沉积,在AS 病理进程中发挥关键作用[1]。补肾法为临床治疗AS 行之有效的中医治则[2],结合补肾中药复方有效干预AS 的课题组前期研究结果[3-5],本文拟从脂噬角度进一步探讨补肾中药复方防治AS 的可行性思路。

1 脂噬的关键机制

自噬选择性吞噬LDs,促进脂质降解。自噬是一种存在于真核细胞中自我降解的保守过程,可通过清除胞内受损或功能失调的细胞器和蛋白质以维持自身稳态[6]。自噬的主要特征在于自噬过程中可形成具有双膜细胞器的自噬体,进而将部分胞内物质包裹,随后运送至溶酶体进行降解和循环利用以维持细胞能量平衡[7]。当受到外界信号刺激,细胞内形成的双膜囊泡可包被吞噬的微生物病毒、线粒体、内质网、核糖体等,形成隔离膜、自噬体、自噬溶酶体,最终降解吞噬物[8]。

脂噬是自噬选择性降解脂质的特殊形式,最早由Singh 等[9]发现肝细胞自噬有助于LDs 降解。在降解胞内吞噬物的过程中,脂质也可作为其底物之一,经过结合、吞噬及降解,从而达到平衡胞内脂质代谢的目的。LDs 是真核细胞贮存中性脂质的细胞结构,其核心主要为三酰甘油(TG)和甾醇酯(SE)[10]。作为TG 的主要储存场所,LDs 不仅参与了多种细胞器的形成、扩展、收缩,还可将其中的TG 水解为脂肪酸,经β-氧化产生ATP,满足机体的能量需求[11]。典型的LDs 分解途径主要涉及脂肪甘油三酯脂酶(ATGL)、激素敏感性脂肪酶(HSL)和单酰基甘油脂肪酶(MAGL)的催化及下游代谢物的水解[12]。LDs 也可与自噬相关(Atg)蛋白结合,激活自噬体的形成,随后自噬溶酶体通过释放脂酶降解脂质[9]。微管相关蛋白1 轻链3(LC3)为自噬体形成所必需的物质,镜下观察到其与Atg2共定位于LDs 表面,提示自噬与LDs 的形成密切相关[13]。通过对自噬与LDs 之间可能存在机制进一步研究发现,Atg2A 和Atg14L 共定位于LDs 表面的同时可调控LDs 的大小与分布,揭示了自噬对脂质具有调控作用[14]。还有研究表明,mTOR 抑制剂雷帕霉素可诱导自噬以及激活胆固醇流出,促进脂质降解,进一步证实自噬对脂质具有降解功能[15]。此外,在脂噬形成过程中,小GTP 酶Rab7 的激活可形成脂噬突触,高度活化的Rab7 有助于溶酶体和LDs 之间的直接作用[16]。ATGL还可在sirtuin1(SIRT1)的介导下促进脂噬,增加LDs、LC3 与溶酶体的共定位,从而调控LDs 的分解代谢[17]。

2 脂噬研究AS 的新靶点

脂质代谢紊乱是贯穿于AS 进程的重要病理因素,脂噬为一种新型的选择性自噬,在AS 形成与发展中扮演重要角色。AS 病程与血管内皮细胞的脂质沉积密切相关,氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)可损害血管内皮细胞、促进泡沫细胞生成促进AS 的发生、发展[18]。通过对ox-LDL 诱导人脐静脉内皮细胞复制AS 细胞模型的实验发现,促进血管内皮细胞自噬可靶向治疗AS[19]。ox-LDL 聚积可诱导血管内皮细胞凋亡及内皮功能损伤,进而加速AS 进展,此过程与自噬减弱存在相关性[20]。敲除Atg7 的血管平滑肌细胞(VSMCs)自噬水平明显减弱,ox-LDL 可诱导LDs蓄积以及胆固醇增加[21]。因此,机体可通过脂噬途径,清除因自噬受损所沉积的胆固醇及TG,进而成为治疗AS 的新靶点。脂噬为LDs 中胆固醇酯释放游离胆固醇的必需途径,是自噬促进脂质从LDs 动员至溶酶体分解的过程,随后运送至高密度脂蛋白(HDL)中,促进胆固醇外流以维持机体脂质代谢平衡[22-23]。巨噬细胞在AS 斑块稳定及破裂中具有关键作用,其对ox-LDL 的摄取及吞噬在AS 病理进程中至关重要[24]。有研究表明,经ox-LDL 诱导的巨噬细胞中自噬关键蛋白Atg5 表达显著降低,泡沫细胞明显增加[25]。巨噬细胞源性泡沫细胞经自噬-溶酶体途径动员其LDs 中的胆固醇,有助于降解AS 斑块中过量脂质,减少其形成与发展[26]。此外,脂噬功能失调亦可加剧AS 的病程发展。既往有研究报道,Toll-interacting 蛋白(Tollip)缺乏可破坏脂噬途径,过量脂质蓄积导致AS 斑块增大,进而加速AS 病变进程[27]。

3 基于脂噬探讨补肾中药复方防治AS 的研究思路

3.1 AS 中医病因病机的阐述

尽管“AS”一词在中医学中并未直接提及,但据其临床特征可归属于“眩晕”“胸痹”“真心痛”“中风”“痴呆”等范畴。AS 是一种与衰老密切相关的自身退行性病变,本虚标实作为AS 中医病机之根一直乃业界共识。本虚可概括为五脏气血阴阳亏虚,标实多以痰浊、瘀血为主。就本虚而言,肾虚致AS 的理论受到业界关注。肾藏精,乃先天之本,肾脏精气亏虚为致衰之主因。《黄帝内经·上古天真论》曰:“八八天癸竭,精少,肾脏衰,形体皆极”。《医学正传·医学或问》云:“肾气盛则寿延,肾气衰则寿夭”。从标实而论,诱发AS 的病理因素多集中于“痰”“瘀”。肾主水,在肾气之蒸化作用下促进脏腑津液代谢。肾元亏虚则肾之蒸腾气化功能减退,津液失于蒸化而生痰浊。如《医贯·痰论》所云:“肾虚不能制水,则水不归源,如水逆行,洪水泛滥而为痰”。肾者,精之处也,肾精不足可致气化无源,元气无力鼓动气血运行,脉道涩滞导致瘀血内生。《医林改错·论抽风不是风》记载:“元气既虚,必不能达于血管,血管无气,必停留而瘀”。

3.2 从自噬-脂质代谢角度补肾论治AS 的可行性策略

脂噬作为一种特殊的选择性自噬,可促进机体内脂质的降解,调节脂质平衡以达机体阴阳自和[28]。自噬是脏腑气血功能失调下自我清除内生实邪的维稳机制,可从微观角度选择性降解LDs[29]。“痰瘀”作为AS 斑块形成的主要病理因素,被视为脂质代谢紊乱的微观体现[30]。既往有研究表明,高脂饮食可致C57/BL 小鼠肝细胞p-AMPK 蛋白表达下降、p-mTOR 蛋白活性增加,从而下调自噬水平,提示自噬功能下降与过量脂质蓄积有关[31]。还有研究立足于自噬与脂质代谢的相互关系,发现中药复方可通过改善自噬不足状态,进而有效干预AS 的病理进程。具有搜风祛痰之效的稳斑汤可通过增加高脂喂饲的apoE-/-小鼠腹主动脉组织中Beclin-1、LC3 蛋白表达,提高自噬水平,进而减少AS 斑块脂质浸润,增强斑块的稳定性[32]。益气活血之补阳还五汤还可增加高脂喂饲的apoE-/-小鼠AS 斑块中Beclin1、ULK1 蛋白表达及LC3Ⅱ/Ⅰ比值,降低P62 蛋白表达,有效调控AS 斑块内巨噬细胞的自噬功能[33]。另有研究表明,补肾抗衰片可上调AS 模型兔主动脉组织及ox-LDL 诱导的RAW264.7巨噬细胞自噬水平,从而在AS 进程中起重要作用[34]。

本课题组在国内较早将AS 与肾虚理论进行有机联系。动物实验研究结果揭示,补肾中药复方可显著下调ApoE-/-小鼠主动脉血清TC、LDL-C 含量及Toll 样受体4(TLR4)、单核细胞趋化因子-1(MCP-1)、细胞间黏附分子-1(ICAM-1)表达[35]。临床研究结果表明,补肾中药复方亦可降低颈动脉粥样硬化(CAS)患者外周血TC、TG 含量及炎性因子C 反应蛋白(CRP)、白细胞介素-6(IL-6)表达,显著上调CAS 患者ApoE 表达[4,36]。

综上所述,在系统开展补肾中药复方防治AS 系列研究的基础上,本课题组已明确提出补肾中药复方可能通过调控细胞自噬进而有效防治AS 的研究思路[37]。自噬可视为精化气的动态过程,肾脏气化功能可随增龄明显减退,自噬水平亦随之降低[38]。肾阴肾阳为脏腑阴阳之本,益肾填精、扶正助元之补肾法可改善五脏气血阴阳不足状态以增强自噬水平。脂噬是自噬的一种特殊形式,其通过自噬选择性摄取LDs 减少脂质蓄积,进而成为有效调控AS 的新靶点。基于此,补肾中药复方可能具有有效调控脂噬的作用,进而为实现其有效干预治疗AS 的调控机制开启新视角。因此,课题组后续将以脂噬为切入点严密开展体内、体外实验,结合AS 形成过程中涉及可能与脂噬相关的ATG5、ATG7、LAMP1、LC3、Beclin1、P62 等生物标志物及相关信号通路的关键靶点,紧密联系课题组补肾中药复方有效干预AS 的前期研究结果,从而为探究脂噬深层次的分子机制以及补肾中药复方有效干预AS 提供多层次、多靶点的科学依据。

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