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高密度脂蛋白的研究进展

来源:未知 编辑:admin 时间:2019-08-19

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  高密度脂蛋白(highdensitylipoprotein,HDL)具有抗动脉粥样硬化的作用[,血浆高密度脂蛋白胆固醇浓度降低是冠心病的危险因素。因此,有关HDL的研究日益成为人们关注的一个热点。应用序列免疫亲合层析技术,根据载脂蛋白的不同,可将正常人血浆HDL分为仅含载脂蛋白AI的HDL(称为脂蛋白AI,LipoproteinAI,LPAI)及同时含载脂蛋白AI和载脂蛋白AII的HDL(脂蛋白AI:AII,LipoproteinAI:AII,LPAI:AII)两个主要类别(后来又分离出脂蛋白AIV及脂蛋白AI:AIV)。非变性梯度凝胶电泳结果表明:LPAI和LPAI:AII都包括小、中和大HDL颗粒。这些亚类具有各自的代谢、功能和临床意义。对HDL的代谢进行了深入的研究,并取得了新的认识。

  1、大、小高密度脂蛋白颗粒代谢Colvin等[4-5]在非人灵长类猴实验中第一次揭示HDL代谢过程中大颗粒HDL并没有转变为中或小颗粒HDL(包括β极低密度脂蛋白),小颗粒HDL仅单向转化为较大的颗粒HDL(中、大颗粒HDL),所有中、大颗粒HDL均来源于小颗粒HDL。研究显示:在成熟过程中较大颗粒HDL中的载脂蛋白AI除来源于小颗粒HDL外,还可以通过肝脏合成获得。大颗粒HDL中载脂蛋白AI的浓度主要取决于载脂蛋白AI产生速率而非分解速率。这些结果提示,HDL是代谢稳定的成熟颗粒,较大的HDL是HDL亚类代谢通路的终产物,它可直接从血浆中移除。另外研究还提示小颗粒HDL的转化发生在非循环池内(外周血管边缘,血管内皮孔隙通路和动脉内膜下等)。在这里,小HDL与细胞膜脂质或膜蛋白(如清道夫受体BI)相互作用,由此通过液相扩散或与膜受体的直接结合,从细胞表面直接获得游离胆固醇。无或贫脂质的载脂蛋白AI也可以与外周细胞膜脂质或受体相互作用,使细胞膜脂质发生微溶解并形成可与小HDL融合的新生HDL。这些发生在循环外的过程导致小HDL向较大HDL转化,然后返回血循环内。另外,离体孵育研究显示[8]:HDL亚类之间没有观察到有意义的载脂蛋白AI交换。表明体内参与转化的一些基本组分在仅仅模拟血清的体外孵育研究中是缺乏的,进一步支持前述体内转化并非在循环血浆内。小颗粒HDL单向转化为较大HDL有利于组织细胞脂质的输出。小颗粒HDL在血管内外的穿梭,一方面完成了自身的转变,另一方面启动了胆固醇的逆转运。

  2、含载脂蛋白AI或/和载脂蛋白AII的高密度脂蛋白代谢一般认为LPAI比LPAI:AII具有更强的抗动脉粥样硬化作用,而其中大LPAI对冠心病发生的危险更具预测价值[9-10]。早年,Rader[11]等报道,LPAI中的载脂蛋白AI分解速率快于LPAI:AII的载脂蛋白AI,但实验过程中示踪子经受了超速离心处理,不能区分HDL亚类。Lamarche[等对健康禁食者和经过5小时静滴合成甘油三酯乳剂的个体进行研究,结果发现静注乳剂造成血浆HDL中甘油三酯增加2倍,磷脂增加25%,而HDL颗粒大小没有变化。富含甘油三酯的HDL比禁食者HDL清除更迅速。进一步研究显示:富含甘油三酯的LPAI部分分解速率快于禁食者LPAI。富含甘油三酯的LPAI:AII部分分解速率与禁食者相比,没有统计学差异。实验首次表明富含甘油三酯的HDL促进了血浆载脂蛋白AI的代谢清除。临床上观察到高甘油三酯血症患者往往伴有低血浆高密度脂蛋白胆固醇,可能与此有关。有学者在猕猴体内通过脂蛋白脂酶抑制剂诱导富含甘油三酯的HDL,同样发现其载脂蛋白的部分分解速率成倍增加。在Lamanche研究中,静滴乳剂后使HDL颗粒表面富含多不饱和脂肪酸磷脂(来自甘油三酯乳剂中的大豆油磷脂)引起HDL载脂蛋白AI不稳定和构形变化。这为上述部分分解速率的差异提供了一种解释。已证实含有多不饱和脂肪酸的重组HDL颗粒中载脂蛋白AI对盐酸胍变性稳定性较差,且apoAI构形发生变化。Tilly-Kiesi等观察到LPAI和LPAI:AII中载脂蛋白AI存留时间相近。绝经后妇女血浆中总载脂蛋白AI分泌率较高,LPAI及LPAI:AII的载脂蛋白AI分泌率之间的差异接近统计学意义,而其清除率基本相似。很显然,血浆HDL-C浓度增加是由于载脂蛋白AI产生的增多。这与Colvin[5]等的结果相符合。前已述及,小颗粒HDL单向转变为较大颗粒HDL。但在HDL动力学研究还显示,注入体内放射性标记的小或大LPAI有40%转变为LPAI:LPAII,尚不清楚这是否为LPAI获得了载脂蛋白AII分子的结果。不过却提示HDL亚类在另一个水平的代谢复杂性,有待于进一步探讨。

  3、高密度脂蛋白胆固醇的转运,通常认为HDL保护心血管的作用在于维持肝外组织的胆固醇平衡。通过胆固醇的逆转运,防止外周组织过多脂质的蓄积。现在还没有实验方法能直接追踪多余胆固醇从外周组织特别是从血管内膜到肝的转运过程。近来,Jolley在载脂蛋白AI敲除鼠的研究中发现无论胆固醇的合成、LDL的摄取或外周组织胆固醇浓度实验组与对照组没有差异。作者推论逆向胆固醇转运也没有差别。这些结果表明外周组织细胞胆固醇净平衡并非由血浆高密度脂蛋白胆固醇和载脂蛋白AI浓度调节,很可能由细胞内的过程控制。通过转基因鼠过度表达胆固醇酯转运蛋白降低血浆高密度脂蛋白胆固醇(59mg/dl到15mg/dl),结果也显示胆固醇的逆转运并不依赖于其浓度(至少在鼠)。相似地,在兔体内卵磷脂-胆固醇酰基转移酶的过表达使血血浆高密度脂蛋白胆固醇的浓度增加四倍(28mg/dl到121mg/dl),但通过血浆的载脂蛋白AI净流出基本保持不变(8.1±0.6mg/天/公斤体重比10.8±1.4mg/天/公斤体重)。可见血浆高密度脂蛋白胆固醇浓度对胆固醇的逆转运似乎没有影响。这是否可以推测是其他的机制代替了降低的HDL作用?抑或HDL抗动脉粥样硬化益处更在于它的抗氧化等其他作用?Spady等应用载脂蛋白AI-/-鼠观察到即使HDL异常低下,在任何组织高密度脂蛋白胆固醇酯转运活性和清道夫受体BI的mRNA都没有发生上调。已知到清道夫受体BI可介导高密度脂蛋白胆固醇酯的选择性摄取和流出。这表明高密度脂蛋白胆固醇酯的某些代谢调节机制并不受血浆HDL降低的影响。在另一实验中,Plump等认为载脂蛋白AI敲除鼠并无外周组织胆固醇积聚和动脉粥样硬化很可能由于高密度脂蛋白胆固醇酯输送到组织的减少与极低密度脂蛋白、中间密度脂蛋白等血浆非高密度脂蛋白胆固醇的减低。而Morrtti等发现:胆固醇酯转移蛋白过度表达降低高密度脂蛋白胆固醇,将导致高胆固醇饮食鼠更严重的动脉粥样硬化。可以认为,这些结果的差异不仅与HDL有关,而且与包括血浆非高密度脂蛋白胆固醇的变化等因素有关。另有学者认为血浆高密度脂蛋白胆固醇改善动脉粥样斑块的分子机制不同于肝外组织细胞内维持生理性胆固醇平衡的那些特殊步骤。把这两个过程联系起来统称为“胆固醇逆转运”是不适当的。人和鼠脂蛋白存在一些差异:小鼠缺乏胆固醇脂转移蛋白,鼠和人载脂蛋白AII生理特性亦不同,造成载脂蛋白AI缺陷鼠比载脂蛋白AI缺陷的人具有更高的血浆高密度脂蛋白胆固醇水平。载脂蛋白AI缺陷鼠血浆极低密度脂蛋白、中间密度脂蛋白胆固醇等减少,很可能是由于胆固醇以高密度脂蛋白胆固醇酯形式输送至肝脏减少有关。对于人体来说,血浆高密度脂蛋白胆固醇与甘油三酯水平呈强负相关。因此在载脂蛋白AI缺陷鼠模型,低高密度脂蛋白胆固醇创造了一个已被减少的胆固醇转运至外周组织和肝脏的新平衡。

  4、影响高密度脂蛋白代谢的酶和蛋白类,已知卵磷脂-胆固醇酰基转移酶促进胆固醇的酯化并转入HDL颗粒的核心,胆固醇脂转移蛋白促进极低密度脂蛋白的甘油三酯转移到HDL,因而加速了HDL的成熟和代谢。肝脏甘油三酯脂酶(肝脂酶)可催化水解富甘油三酯的脂蛋白。近来发现在清道夫受体BI介导的高密度脂蛋白胆固醇酯选择性摄取过程中,肝脂酶是主要的调节因素。正常男性个体HDL亚组份分布的特异性差异与肝脂酶活性正常变异有关,高肝脂酶活性导致HDL2b和HDL2a浓度减少,而肝脂酶活性的变异对最小HDL(HDL3b和HDL3c)浓度没有影响。Ehnholm等报道磷脂转移蛋白促进HDL重塑形成大的颗粒和载脂蛋白AI-磷脂复合物,大HDL可被肝脏直接清除,小载脂蛋白AI-磷脂复合物可渗透到间质作为胆固醇逆转运过程中外周细胞膜胆固醇接受体。因此,磷脂转移蛋白在HDL代谢中处于中心角色。还有学者发现它能引起HDL载脂蛋白AI的蛋白水解清除。小鼠磷脂转移蛋白是HDL水平和大小的决定因素。在体和离体实验证据表明调节HDL颗粒大小和浓度是磷脂转移蛋白关键的生理功能[27]。最近Jay等[28]报道了一种内皮源性脂酶(内皮脂酶),属于甘油三酯脂酶家族,在肝、肺、肾和胎盘中表达。内皮脂酶具有很高的磷脂酶活性和较低甘油三酯脂酶活性。小鼠体内内皮脂酶过量表达减少血浆HDL-C和载脂蛋白AI浓度,在脂蛋白代谢和血管生物学方面具有独特作用。

  综上所述,HDL亚类之间的相互关系、复杂的代谢机制及其在胆固醇逆转运过程的整和尚待确定。血浆HDL-C浓度的差异源于载脂蛋白A-I的生产,而对调节载脂蛋白A-I产生的遗传和环境因素(如富集甘油三酯)了解较少。关于增加HDL分解速率的因素还未阐明。LPAI和LPAI:AII代谢相关性仍不清楚。在组织胆固醇蓄积变化的情况下,多余胆固醇的转运与HDL亚类代谢的相关性仍需要进一步研究。

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