马 林，陈 旭，邵明燕，张雪峰，王晓平，李伟利，张 倩，李 春，王 勇

世界卫生组织调查数据显示，冠心病引起的慢性心血管疾病已成为全球的头号死因[1]。冠心病是由于冠状动脉粥样硬化使管腔狭窄或闭塞，导致心肌缺血、缺氧或坏死而引发的心脏病，是临床常见的心血管疾病。有研究表明，引起冠心病发生的危险因素很多，包括高血压、血脂代谢异常、糖尿病、肥胖、年龄及家族遗传等[2]。血脂代谢异常是导致冠心病的主要因素，不仅可促进动脉粥样硬化发展，加快斑块形成，同时还可增加急性冠脉综合征的发生，因此，调控脂质代谢成为冠心病临床治疗重要的干预环节[3]。最新研究发现，脂联素是机体脂质代谢调控网络中重要的调节因子，也是脂代谢紊乱的标志物之一，可通过腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)等通路发挥调节脂质代谢、抗动脉粥样硬化等作用，也被称为心脏保护因子[4]。有研究表明，冠心病病人的脂联素水平与正常人体水平相比显著降低，其冠状动脉狭窄也同时加剧[5]。因此，临床中低脂联素血症作为引起冠心病的重要诱因，越来越受到重视。若能提高病人血浆脂联素水平或增强其受体活性，则能显著降低冠心病的发病率[6]。本研究系统梳理脂联素介导的AMPK通路调控脂代谢的分子机制以及中医药通过作用于AMPK通路防治冠心病的研究进展，以期为冠心病临床防治提供新的思路和干预靶点。

1 脂联素概述

1.1 脂联素及其受体

1.1.1 脂联素 脂联素在1995年被首次公开报道，其结构与补体因子C1q相似，由ADIPOQ基因编码，其相对分子质量为30 000 Da，又被称作Acrp30、apM1、AdipoQ、GBP28。脂联素由4个结构域构成，分别是N端的信号肽、小的非螺旋区、胶原样结构域和C端的球形结构域，其中球形结构域是主要发挥脂联素活性的关键部位[7]。由于人体内绝大多数的脂联素是由白色脂肪组织产生，所以学术界一直认为脂联素是由脂肪细胞分泌的，最新研究表明，脂联素基因在其他类型细胞中也有不同程度的表达，包括心肌细胞、骨骼肌细胞和成骨细胞[8]。最近研究发现，来自心肌细胞内的脂联素具有很强的生物活性，且发挥重要的生理功能[9]。

1.1.2 脂联素受体 迄今为止发现的脂联素受体有3种，分别是脂联素受体1(AdipoR1)、脂联素受体2(AdipoR2)和T-钙黏蛋白(T-cadherin)。AdipoR1和AdipoR2在细胞膜上表达，具有7个跨膜结构域，N端位于细胞内膜，C端位于细胞膜外部。AdipoR1主要在骨骼肌中表达并激活AMPK，而AdipoR2主要在肝脏中表达并激活过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)[10]。AdipoR1和AdipoR2在心肌细胞中均有表达，其与脂联素心肌保护信号传导及相应调控蛋白是目前研究的热点。T-cadherin是一种独特的糖基磷脂酰肌醇锚定(GPI锚定)钙黏蛋白，通过结合心血管组织中的高分子脂联素，从而发挥脂联素的心脏保护作用。最近研究发现，脂联素通过T-cadherin抑制心内膜和动脉粥样硬化斑块的形成[11]。动物实验证明，在急性心肌缺血小鼠模型中，T-cadherin的缺失会导致心肌梗死面积增加，脂联素基因敲除小鼠与缺失T-cadherin小鼠的心肌损害程度相似，而给予外源性的脂联素治疗，可以修复脂联素基因敲除小鼠，但对缺失T-cadherin的小鼠没有作用[12]。这些证据表明脂联素/T-cadherin结合在心血管保护中的重要性。此外，T-cadherin基因附近的单核苷酸多态性与人类受试者的血浆脂联素水平和心血管疾病密切相关[13]。然而，T-cadherin缺乏跨膜区，没有细胞内信号传导所需跨膜结构域，分子机制尚待进一步研究。脂联素多种生物效应的发挥，主要依赖于与其相应受体结合。因此，增加脂联素受体表达会降低冠心病的发生发展。

1.2 脂联素的生物活性 脂联素作为一种独特的脂肪因子，具有抗炎、抗氧化、抗动脉粥样硬化等治疗性作用。在心脏中，脂联素通过调节细胞代谢等途径，缓解心肌缺血再灌注损伤，还能抑制心脏肥厚性重构[14]。另外，脂联素可以促进一氧化氮(NO)生成，生成的NO可介导内皮组织依赖的舒张血管作用，清除氧自由基，从而发挥保护心肌细胞等作用[15]。

研究发现，由于冠心病病人体内脂联素减少，心血管疾病风险显著增加[16]。在心血管系统中，心外膜脂肪组织(epicardial adipose tissue，EAT)是位于心肌外层和内脏心包之间的内脏脂肪，能与心肌和冠状动脉局部相互作用，分泌大量炎症性脂肪因子，其与心血管疾病风险增加密切相关。已有报道显示，脂联素的产生减少与心外膜脂肪组织中促炎性脂肪因子的分泌有关[17]。脂联素作为一种抗炎和抗动脉粥样硬化的脂肪因子，其产生减少会促进动脉粥样硬化的发生，从而导致心血管疾病。

还有实验研究表明，当血管内皮受到损伤时，会刺激动脉壁中层平滑肌细胞和纤维细胞过度增生，同时血小板黏附、聚集于受损内膜上，释放多种促进内皮细胞进一步损伤和增生的物质，使动脉粥样斑块逐渐增多并坏死，导致动脉壁增厚变硬，管腔缩小，血流减少。脂联素通过与血管内膜中的胶原相互作用，在动脉壁的内膜下累积，进而抑制肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导的单核细胞在内皮组织上的黏附，降低多种黏附分子在内皮细胞中的表达[18]。因此，血浆脂联素升高可抑制体内动脉粥样硬化的发展。同时，脂联素也被认为是心血管疾病、动脉粥样硬化潜在预后生物标志物和治疗靶点。

1.3 脂联素基因的多态性 脂联素基因由APMl编码，不同种属其基因位点不同。人体中脂联素基因定位于3q27染色体，全长约16 kb，编码244个氨基酸。脂联素基因内存在14个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms，SNPs)。有Meta分析显示，对中国汉族人群脂联素基因多态性与冠心病的关系进行研究，结果发现脂联素基因SNP+45多态性与冠心病无关，SNP+276T等位基因可能与中国汉族人群冠心病风险降低有关[19]。另有研究发现，脂联素基因rs266729多态位点与血浆脂联素水平相关，推测rs266729位点可能通过影响血浆脂联素水平进而影响冠心病的发展[20]。

1.4 脂联素受体激动剂 脂联素血症在血脂异常、高血压和动脉粥样硬化等代谢紊乱中都有发生，并且与疾病的严重程度成反比[21]。由于脂联素可以调控代谢、改善代谢综合征及相关疾病，因此，研究激动剂刺激脂联素受体成为药物研发的热点。已有研究证明，小分子脂联素受体激动剂AdipoRon在治疗肥胖导致的血脂代谢紊乱的动物模型中效果显著[22]。

2 脂联素通过介导AMPK通路调控脂类代谢

研究发现，对于脂联素介导的AMPK分子通路主要有以下两条：一条是衔接蛋白PL1(APPL1)/肝脏激酶B1(LKB1)/AMPK通路，通过促进LKB1的胞浆定位，进而激活AMPK；另一条是磷脂酶C(PLC)/钙(Ca2+)/钙调蛋白依赖性蛋白激酶(CaMKK)/AMPK介导的通路，则通过从细胞内释放Ca2+激活CaMKK蛋白，从而激活AMPK[23]。活化的AMPK通过影响下游脂肪酸合成的关键酶乙酰CoA羧化酶(ACC)及脂肪酸转运限速酶肉碱棕榈基转移酶1(CPT-1)的表达，进而减少血脂合成来源，增加血脂中脂肪酸的氧化，从而降低血脂水平，调节脂质代谢紊乱，预防冠状动脉粥样硬化发生和发展。

2.1 脂联素/APPL1/LKB1通路 LKB1是AMPK的上游激酶，在正常生理条件下主要定位于细胞核中。研究表明，脂联素可通过APPL1/LKB1介导的途径促使LKB1从细胞核转移到细胞质，引起AMPK的活化。当给予外源性脂联素时，其与细胞外AdipoR1的羧基端结合，随后胞浆中的APPL1与胞内AdipoR1的氨基端结合，从而使细胞核中的LKB1由核转移到胞浆中，并与APPL1相互作用，激活下游AMPK[24]。虽然APPL1/LKB1介导的通路在脂联素刺激的AMPK活化中发挥重要作用，是激活AMPK的主要通路，但最近研究证实APPL1/LKB1介导的信号通路并不是脂联素唯一激活AMPK的方式[25]。

2.2 脂联素/PLC/Ca2+/CaMKK通路 据报道，脂联素可通过CaMKK在细胞中激活AMPK，其主要通过诱导细胞内Ca2+释放来激活细胞中的CaMKK和AMPK[26]。该过程首先是通过脂联素激活PLC，PLC在脂联素刺激下产生大量的三磷酸肌醇(IP3)，IP3作为可溶性结构释放到胞质溶胶中，然后再通过胞质溶胶扩散结合IP3受体，进而诱发内质网中Ca2+释放，从而激活CaMKK和AMPK。另外，脂联素受体还可以与G蛋白偶联，并以类似于G蛋白偶联受体的方式激活PLC。

2.3 脂联素调控脂代谢的分子机制 脂联素通过APPL1/LKB1/AMPK和PLC/Ca2+/CaMKK/AMPK两条通路，从而激活AMPK，AMPK的活化使其下游脂肪酸合成的ACC磷酸化失活，ACC失去活性进一步导致脂肪酸合成被抑制，脂肪来源减少。同时，CPT-1负责将脂肪酸转运到线粒体中进行氧化，是脂肪酸氧化的关键限速酶，而ACC可将乙酰辅酶A转化为CPT-1的抑制剂丙二酰辅酶A，因此ACC的失活减少了对CPT-1的抑制，增加了脂肪酸转运和氧化的速率。有报道显示，心肌细胞AMPK被激活后，有助于脂肪酸β氧化，防止脂质堆积，维持三磷酸腺苷(ATP)水平[27]。此外，有研究提示，在结扎冠状动脉左前降支所致心肌缺血的小鼠模型中，脂联素通过与靶器官上AdipoR1结合后促进AMPK磷酸化，进而活化其下游信号分子ACC和脂类代谢的重要调节因子过氧化物酶体增殖物激活型受体α(PPARα)，促进心肌葡萄糖摄取和脂肪酸氧化，从而发挥抗动脉粥样硬化的作用[28]。

3 中药对脂联素/AMPK通路的调节作用

中医药对冠心病具有确切的临床疗效[29]。中医学认为冠心病属于中医学“胸痹、真心痛、厥心痛”范畴，根据中医病因病理的认识，大多是由于气血不足、阴阳寒热失调、气机逆乱，导致气血瘀滞、心脉痹阻、不通则痛。目前临床治疗原则为：急则治其标，多采用祛寒、豁痰、活血等法；缓则治其本，则采用温阳益气、滋阴养血之法；或标本兼治，使心胸之阳舒展，血脉运行畅通。目前临床表现多见气血不足和虚损的证候[30]。因此，中医治疗时多用补益气血、滋阴补阳之法。

治本之法，当以补虚为主，补虚包括补阴、补阳、补气、补血、补肝肾等。其中补气药以黄芪为代表药，其又被称为“补药之长”。有报道显示，黄芪及其小分子化合物具有潜在的调控脂联素/AMPK通路的作用，进而改善冠心病导致的心肌缺血损伤。研究发现，黄芪可以促进AMPK的磷酸化，减少脂肪堆积[31]。含有黄芪的金芪降糖片也可以作用于AMPK进而发挥降脂的作用[32]。进一步研究发现，黄芪中的提取物黄芪甲苷具有显著的抗心肌缺血损伤作用，其机制可能是通过上调脂联素/AdipoR1/AMPK途径中AdipoR1的蛋白表达，发挥改善缺血心肌血管舒缩功能等作用，进而改善异丙肾上腺素(isoproterenol， ISO)诱导的大鼠缺血性心肌损伤[33]。治标之法多采用活血化瘀药物，如田七、丹参、红花、川芎等。课题组前期研究发现，由丹参和三七组成的丹七片在临床上广泛使用，疗效确切，其主要通过激活FAT/CD36-CPT1通路改善心肌缺血导致的血脂代谢紊乱，降低血脂，治疗心肌梗死引发的心力衰竭[34]。丹七片中单味药丹参的提取物丹参酮ⅡA能够增加大鼠心肌缺血模型中血浆脂联素水平的表达，同时，对缺血心肌具有保护作用[35]。

4 小结与展望

血脂代谢异常是冠心病的主要危险因素之一。脂联素作为目前发现的唯一保护性脂肪因子，已成为研究热点。脂联素通过介导的APPL1/LKB1和PLC/Ca2+/CaMKK两条通路激活能量感受器AMPK，从而促进游离脂肪酸的氧化，降低血液中血脂浓度，进而调控脂质代谢，改善冠心病症状。最近研究发现，来自心肌细胞内的脂联素具有生物活性，并发挥重要的生理功能，但对于在心肌细胞中的表达模式还有待进一步研究。中药复方对于脂联素调控的AMPK通路已发现具有明显的调控作用，但具体的作用靶点和起效分子还有待进一步研究。本研究通过综述脂联素介导的AMPK通路对于冠心病脂质代谢紊乱的调控，以期为临床防治冠心病提供新的思路。