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载脂蛋白A5在调节三酰甘油代谢中的作用

2014-04-15谢羽飞赵水平

基础医学与临床 2014年2期
关键词:载脂蛋白甘油脂蛋白

谢羽飞,赵水平

(中南大学湘雅二医院心内科,湖南长沙410011)

载脂蛋白A5(apolipoprotein A5,ApoA5)与三酰甘油(triglycerides,TG)关系密切,是新发现的一种载脂蛋白超家族成员。大量研究均证实,血浆中ApoA5浓度与TG水平呈负相关,然而,在某些条件下血浆ApoA5与TG水平呈正相关,故其调节三酰甘油代谢的作用机制尚未完全阐明,本文主要围绕ApoA5与TG的关系进行综述。

1 载脂蛋白A5的结构和功能特点

ApoA5是由肝脏特异性表达,主要分布于乳糜微粒(chylomicrons,CM)、极低密度脂蛋白(very low density lipoprotein,VLDL)与高密度脂蛋白(high-density lipoprotein,HDL)中,其血浆浓度极低[1]。人APOA5基因由4个外显子和3个内含子组成,成熟的ApoA5蛋白由343个氨基酸组成。蛋白结构分析显示:ApoA5蛋白含有2个独立折叠结构域,N-末端和 C-末端[2],N-末端 1-146 残基形成一个螺旋束可以和HDL和VLDL相连,N-末端呈疏水α螺旋结构,这表明ApoA5具有高脂质亲和力和低弹性;C-末端186-227氨基酸残基包含1段含有大量正电荷的氨基酸序列,该序列可能具有促TG水解作用[3-4]。ApoA5的这些特性可能延迟富含TG脂蛋白微粒在肝细胞内的组装。

2 血浆载脂蛋白A5与TG的关系及其作用机制

2.1 血浆载脂蛋白A5与TG的关系复杂

血浆ApoA5与TG浓度之间的关系可能受到很多因素的影响。有学者推测其有可能与胰岛素和血糖之间的关系相似:缺乏胰岛素,血糖水平明显升高,给予胰岛素后,血糖水平降低;但当出现胰岛素抵抗时,血糖和胰岛素水平都升高,可呈正相关关系。故ApoA5与TG关系可能是:缺乏ApoA5,导致TG升高,ApoA5虽可使TG下降,而在病理条件下由于多方面综合因素的作用使其降低TG的作用减弱,而且血浆TG升高时可能使ApoA5代偿性升高,而呈现出正相关关系。在TG正常和高TG血症患者中血ApoA5平均水平没有明显差异,而且TG正常患者ApoA5与TG呈负相关,但在高TG血症患者中却呈正相关,这更加充分体现了ApoA5与TG之间复杂而又紧密的联系。

虽然ApoA5血浆浓度低,但对细胞内外TG代谢产生了深远的影响。血ApoA5浓度和TG呈负相关并且和性别有关。近年来,国内外学者对人类APOA5基因多态性与血脂代谢的关系进行了较为深入广泛的研究,在高三酰甘油血症中APOA5基因多态性和血浆HDL亚组分布联系表明:随TG升高,HDL微粒体积逐渐变小,血浆ApoA5水平下降可能导致HDL微粒变小但当小体积HDL亚组水平增加并不加快TG代谢,这可能是引起血TG升高的原因[5]。当ApoA5在转基因小鼠中过表达,可使血浆TG降低65%,然而APOA5基因失活可使血浆TG上升 4倍[6]。随后在动物实验中证实了在ApoA5(-/-)小鼠通过APOA5基因转移可改善严重高三酰甘油血症[7]。实验发现对照组和冠心病组血浆ApoA5浓度和TG水平正相关,可能因为随着血浆TG水解而使ApoA5水平代偿性增加[8]。最新研究表明,ApoA5可滞留在肝细胞内并调节其TG含量并且有学者在研究非酒精性脂肪肝中发现,随着质量的减轻和肝脂肪变性的改善,肝脏ApoA5 mRNA表达减少,提示ApoA5可正向调节肝细胞内的TG代谢[9]。由于脂肪细胞是体内最大的TG储存池,有专家已经证实,摄取ApoA5的脂肪细胞使细胞内TG含量显著下降[10]。

2.2 载脂蛋白A5调节TG的作用机制

TG在体内的代谢是以大分子脂蛋白颗粒的形式进行的,饮食摄入的TG在小肠中形成CM,而内源性合成的TG在肝脏中以VLDL的形式分泌入血,CM和VLDL合称为富含TG的脂蛋白微粒(TG-rich lipoprotein particles,TRL)。目前 ApoA5调节TG代谢机制尚未完全明确,其作用机制主要有以下三大假说:1)直接或间接的刺激脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase,LPL)介导的 TRL 脂解作用[6]。LPL是清除血浆脂蛋白中所含TG的限速酶,它广泛地分布在体内多种组织中,可使TRL能在特定的部位进行降解。ApoA5185G残基对于LPL介导的VLDL水解至关重要,而且在这个残基位置上任何突变将会减少LPL激活[11]。有研究表明,ApoA5可能是作为LPL的激活剂而起作用,并且证实了ApoA5通过促进TRL微粒连接到内皮细胞表面硫酸乙酰肝素蛋白多糖(heparan sulfate proteoglycan,HSPG)或糖基高密度脂蛋白结合蛋白1(glycosylphosphatidylinositol high-density lipoprotein binding protein 1,GPIHBP1)上,而加速 TRL 的水解[12]。ApoA5-1131T ﹥C基因变异可能导致ApoA5降低,同时LPL激活减少从而导致高TG水平。ApoA5和TG正相关关系可能受空腹血TG水平的影响,而这一影响部分因为在高TG患者中LPL激活ApoA5的能力不足[13]。2)抑制VLDL-TG的产生和分泌。这可能和ApoA5高脂质亲和力和低溶解度有关。TG的合成对成熟VLDL的形成和分泌至关重要,在肝细胞内,ApoA5主要是通过抑制成熟VLDL的分泌来降低血浆TG水平。通过对粒子大小的分析,ApoA5表达后VLDL1粒子直径显著地减小了[14]。转染肝癌细胞系ApoA5的表达可降低VLDL-TG产生的速度,提示ApoA5可减少肝细胞VLDL-TG的产生,这些结果提示了ApoA5的表达减少TG分泌主要是减弱富含TG的VLDL成熟关键步骤的形成。但国外有学者认为转基因鼠ApoA5的表达与VLDL的分泌无关。3)加速肝脏对TRL及其残粒的摄取。ApoA5作为脂蛋白受体或蛋白聚糖的配体,可以促进受体介导的脂蛋白内吞作用[2]。此外,ApoA5与肝细胞表面低密度脂蛋白受体的相互作用也是ApoA5降低TG效应的诱因。

总之,动物实验和人类研究均证明了ApoA5有调节血脂代谢的作用,尤其是对TG的调节,也提示了ApoA5在血脂代谢及其相关疾病的发展过程中可能起一定作用,还需进一步深入研究。

3 临床实践转化

目前认为ApoA5与脂质代谢尤其是TG代谢密切相关,而TG的代谢异常是心脑血管疾病的一个独立危险因素,以上对于ApoA5的各种研究成果很有可能转化为临床实践。

全基因组关联研究[15](genome-wide association studies,GWAS)已经确认了代谢综合征(metabolic syndrome,MetS)一些易感基因,人们已经发现APOA5基因与MetS的风险增加相关。APOA5基因多态性主要是单核苷酸多态性,多项关于APOA5基因多态性的荟萃分析表明[16-18]:亚洲人群中,APOA5-1131T﹥C基因多态性和MetS风险显著相关,且和缺血性脑卒中的风险以及高TG水平显著相关,但在中国汉族人群中APOA5-1131T﹥C与缺血性脑卒中不相关;APOA5-1131C等位基因携带者比T等位基因携带者总胆固醇、TG水平要高,CC纯合子可能对缺血性卒中的发生发展具有促进作用。这一结果与在1 840名中国人群中进行了一项病例对照研究和荟萃分析一致[15]。有学者已经证实了ApoE-/-小鼠中表达ApoA5和增加的胰岛素敏感性有关[19]。这些结果提示,采取ApoA5过表达技术,增加胰岛素敏感性,可加速TRL的清除。

ApoA5与动脉粥样硬化密切相关:糖尿病合并大血管病变患者血清ApoA5水平明显降低,其临床常见疾病是冠心病、脑卒中和下肢动脉粥样硬化等。把120例接受冠脉造影的患者根据造影结果分为冠心病组及对照组,对比研究发现冠心病组ApoA5水平明显高于对照组[20]。Framingham对2 273名志愿者研究发现,总人群中APOA5基因的56C﹥G突变型与动脉粥样硬化相关。在中国人群中,APOA5 S19﹥W多态性、APOA5-1131T﹥C多态性与C.553G﹥T多态性和冠心病发展明显相关,影响了TG和总胆固醇水平,增加具有高循环TG水平的冠心病的风险[21-23]。这些研究提示,校正导致心血管疾病的危险因素后,T等位基因可能成为高三酰甘油血症、冠心病的一个危险因素。

综上所述,ApoA5作为决定血浆TG水平的重要因子,参与血脂异常及其相关疾病的形成,但其作用机制还未完全阐明。近年来该基因单核苷酸多态性位点与血脂水平、心血管病等相关疾病的研究一直备受关注,广阔的应用前景还需科研人员进一步努力。

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