氧化低密度脂蛋白损伤血管内皮细胞的机制及雌激素保护作用

中华老年心脑血管病杂志２０１　４年２月第１　６卷第２期Ｃｈｉｎ　Ｊ　ＧｅｒｉａｔｒＨｅａｒｔＢｒａｉｎＶｅｓｓｅｌＤｉｓ，Ｆｅｂ　２０１　４，Ｖｏｌ１６，Ｎｏ．２　

．综述．　

氧化低密度脂蛋白损伤血管内皮细胞的机制及雌激素保护作用　

潘玉婷，郭春雨，马晓娟，刘欣，孙明月，殷惠军　

关键词：脂蛋白类，ＬＤＬ；内皮细胞；雌激素类；一氧化氮；细胞凋亡　

血管内皮细胞是血管壁的主要屏障，其功能失调和损　

伤是动脉粥样硬化的始动环节　。氧化低密度脂蛋白（ｏｘｉ—　

ｄｉｚｅｄ—ｌｏｗ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｌｉｐｏｐｒｏｔｅｉｎ，ｏｘ－ＬＤＩ　）对内皮细胞的损伤是　

动脉粥样硬化发生和发展的重要因素［１］。内皮细胞作为雌　

激素的靶点，大量动物和体外实验证明，雌激素对内皮细胞　

起保护作用ｌ２］。然而，心脏与雌孕激素替代研究和妇女健康　

行动研究２个多中心临床试验的数据显示，雌孕激素替代治　

疗增加绝经后妇女冠心病、静脉血栓栓塞及乳腺癌的发　生Ⅲ３］。鉴于雌激素对心血管系统作用的复杂性，人们一方面　

继续寻找雌激素可能的心血管保护作用，另一方面具有类雌　

激素作用且无雌激素不良反应或不良反应少的植物雌激素　

成为研究热点，这些探索都离不开雌激素的体外实验研究，　

我们就ｏｘ－ＬＤＬ对血管内皮细胞的损伤机制和雌激素对其　

保护作用的体外研究进展进行综述。　

１　ｏｘ－ＬＤＬ损伤血管内皮细胞的机制　１．１　ｏｘ－ＬＤＬ的产生及受体　在体内，ＬＤＬ的氧化修饰主要　

发生在动脉管壁，ＬＤＬ可以被过渡金属离子（如Ｃｕ　、Ｆｅ　

等）、髓过氧化物酶、１５一脂氧化酶及过氧亚硝酸盐等氧化修　

饰，同时，氧自由基、超氧化物阴离子以及硫醇等可介导和促　

进其反应。体外建立ＣｕＳＯ　ｏｘ－Ｉ　ＤＩ　的方法被广泛应用于　

ｏｘ－ＬＤＬ的实验研究中。ＬＤＬ被氧化修饰后，所形成的　

ｏｘ－Ｉ　ＤＩ　不能被ＬＤＬ受体识别，被修饰的ＬＤＩ　能与多种跨　

膜蛋白结合，这些蛋白被统称为清道夫受体（ｓｃａｖｅｎｇｅｒ　ｒｅ—　

ｃｅｐｔｏｒ，ＳＲ），能识别ｏｘ－ＬＤＬ的ＳＲ有ＳＲ—Ａ　Ｉ／１Ｉ、ＳＲ　Ｂ　Ｉ、　

ＣＤ３６、ＣＤ６８、凝集素样氧化低密度脂蛋白受体１（１ｅｃｔｉｎ—ｌｉｋｅ　

ｏｘｉｄｉｚｅｄ　ＬＤＬ　ｒｅｃｅｐｔｏｒ　１，ＬＯＸ一１）等，但在血管内皮细胞上识　

别ｏｘ－ＬＤＬ的最主要受体为ＬＯＸ一１［４　］。ＬＯＸ－１是日本学者　

１９９７年利用培养的牛主动脉内皮细胞ｃＤＮＡ文库识别出的　

ｏｘ－Ｉ　ＤＬ特异受体，其主要表达于血管内皮细胞及血管丰富　

组织，现被归为ＳＲＥ类的惟一成员。ＬＯＸ　１在正常内皮低　

浓度表达，当受到ｏｘ－ＬＤＬ、氧化应激、炎性因子、流体剪切应　

力、血管紧张素Ⅱ和内皮素１等刺激时表达量迅速增高。　

ｏ　Ｉ　ＤＬ可以呈浓度时间依赖性的上调其自身受体在人类血　

管内皮细胞的表达水平。　

ＤＯｌ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９　０１２６．２０１４．０２．０２６　基金项目：国家自然科学基金（８¨７３５８４）；北京市自然科学基金　

（７１２２１５７）　作者单位：７３００００兰州，甘肃中医学院（潘玉婷）；中国中医科学院西　苑医院（郭春雨，马晓娟，刘欣，孙明月，殷惠军）　通信作者：殷惠军，Ｅ—ｍａｉｌ：ｈｕｉｊｕｎｙｉｎ＠ｙｅａｈ．ｎｅｔ　１．２　ｏｘ－ＬＤＬ对细胞黏附及炎性反应的影响　白细胞向血　

管内皮的滚动、黏附、迁移和积聚，是血管内皮炎性反应的标　

志，是动脉粥样硬化的早期事件。大量研究证明，血管内皮　

经ｏｗＬＤＬ刺激后，引起细胞氧化应激损伤，并且活化的内　

皮细胞释放出多种黏附分子、炎性因子，促进白细胞向内皮　

细胞黏附及炎性反应。Ｃｏｍｉｎａｃｉｎｉ等研究显示，５Ｏ～１５０　

／，ｇ／ｍｌ　ｏｘ－ＬＤＬ干预牛主动脉内皮细胞３０　Ｓ，细胞内的活性　

氧簇含量即开始升高，且与ｏｘ－ＬＤＬ浓度呈正相关，而用抗　

Ｉ　０Ｘ一１单克隆抗体预处理细胞４０　ｍｉｎ后，再加入ｏｘ－ＬＤＬ，　

细胞内活性氧簇的含量明显减少，提示ｏｘ－ＬＤＬ与受体　

ＬＯＸ　１的结合在诱导活性氧簇的产生中发挥重要作用。同　

时，干预５　ｍｉｎ后用电泳迁移率实验技术检测到细胞核内的　

ＮＦ—ＫＢ活性明显升高，抗ＬＯＸ－１单克隆抗体可以阻止这一　

作用。Ｃｈｅｎ等ｌ６　用ｏｘ－ＬＤＬ（６Ｏ　ｕｇ／ｍ１）干预人冠状动脉内　

皮细胞２４　ｈ后，ＬＯＸ一１受体的表达明显增加，对细胞总ｐ３８　

丝裂原活化蛋白激酶（ｐ３８ＭＡＰＫ）的表达无明显影响，但明　

显增高其磷酸化水平，同时ＮＦ一　Ｂ活性明显升高，单核细胞　

趋化蛋白１和细胞间黏附分子１的表达升高，进一步与人外　

周血单核细胞共培养，细胞黏附率增高。Ｊｉａｎｇ等　研究显　

示，ｏｘ－ＬＤＬ（１００“ｇ／ｍ１）干预人脐静脉内皮细胞２４　ｈ后，细　

胞培养上清液中白细胞介素６、ＴＮＦ—ａ、可溶性细胞间黏附　

分子１的含量明显升高，同时运用流式细胞术检测到细胞表　

面细胞间黏附分子１和Ｅ选择素的表达水平明显升高。　

１．３　ｏｘ－ＬＤＬ对ＮＯ的影响　Ｎ０是最主要的内皮源性血管　

舒张因子，ＮＯ合成、释放及活性受损是内皮功能障碍的一　

个重要特征＿８］。血管内皮细胞分布有内皮型ＮＯ合酶　

（ｅＮ０ｓ）和诱导型Ｎ０合酶（ｉＮＯＳ）。生理条件下，ｅＮＯＳ产　

生低浓度的ＮＯ，有多重抗动脉粥样硬化的作用，如促进血　

管舒张、抑制血小板和自细胞黏附及血管平滑肌细胞增殖　

等。当ｏｘ－Ｉ　ＤＩ　或炎性因子等刺激时，ｉＮ０ｓ表达升高，产生　

高浓度的ＮＯ，ＮＯ与超氧化物反应生成过氧亚硝基阴离子，　

损伤细胞。同时，过氧亚硝基阴离子可氧化ＮＯＳ的辅助因　

子四氢生物蝶呤，使其不足而促进ｅＮｏｓ解偶联，解偶联的　

ｅＮＯＳ产生超氧化物而不是ＮＯ，而存在超氧化物时，又可使　

ＮＯ迅速失活生成过氧亚硝基阴离子，形成恶性循环加重细　

胞损伤［８　］。Ｌｅｅ等［“　用ｏｘ－ＬＤＬ（１５０／，ｇ／ｍ１）干预人脐静　

脉内皮细胞２４　ｈ后，与正常组比较，细胞培养上清液的ＮＯ　

含量明显升高，细胞内ｅＮＯＳ含量明显降低，ｉＮＯＳ含量明显　

升高，同时数据显示，ＮＯ的含量高低与ｉＮＯＳ的表达水平相　

一致，提示ｏｘ－ＬＤＩ　干预细胞后产生大量的ＮＯ主要有ｉＮ（ｋ

Ｓ合　・２１Ｏ・　中华老年心脑血管病杂志２０１４年２月第１６卷第２期Ｃｈｉｎ　Ｊ　Ｇｅｒｉａｔｒ　Ｈｅａｒｔ　ＢｒａｉｎＶｅｓｓｅｌ　Ｄｉｓ，Ｆｅｂ　２０１　４，Ｖｏｌ１６，Ｎｏ．２　

成。Ｏｕ等　用ｏｘ－ＬＤＬ（１３０／，ｇ／ｍ１）刺激人脐静脉内皮细　

胞１　ｈ后，与正常组比较，细胞内磷酸化的丝氨酸／苏氨酸蛋　

白激酶（Ａｋｔ）和ｅＮＯＳ蛋白表达水平均明显下降，同时，加入　

腺苷酸活化蛋白激酶（ＡＭＰＫ）激活剂５，＿氨基咪唑一４一甲酰胺　

核糖核苷组与正常组比较，差异无统计学意义，提示ｏｘ－ＬＤＬ　

通过细胞ＡＭＰＫ／Ａｋｔ／ｅＮＯＳ信号通路损伤内皮细胞；同时，’　

刺激２４　ｈ时，检测细胞培养上清液的ＮＯ含量及细胞内的　

ｉＮＯＳ蛋白含量均明显升高，并且细胞内硝基酪氨酸含量明　

显升高，硝基酪氨酸的生成是过氧亚硝基阴离子介导的细胞　

损伤的标志，显示高浓度的ＮＯ加重内皮细胞的损伤。另　

外，Ｂ６ｇｅｒ等研究证明，ｏｘ－ＬＤＬ可增加内皮细胞释放内源性　

ＮＯＳ抑制剂非对称性二甲基精氨酸（ＡＤＭＡ），进而减少ＮＯ　

合成。　

１．４　ｏｘ－ＬＤＬ对内皮细胞凋亡的影响　细胞凋亡也被称为　

细胞程序性死亡，在动脉粥样硬化斑块内广泛存在，ｏｘ－ＬＤＬ　

在斑块形成中诱导细胞凋亡。大量研究证实，ｏＸ－Ｉ　ＤＩ　的促　

血管内皮细胞凋亡作用是通过ＬＯＸ　１调节的Ｉ１。　。并且　

ｏｘ－ＬＤＬ对细胞的增殖或凋亡的影响与其浓度和作用时间有　

关。Ｇａｌｌｅ等用ｏｘ－ＬＤＬ干预脐静脉内皮细胞，结果显示，低　

浓度的ｏｘ－Ｉ　ＤＩ　（５～１０／￣ｇ／ｍ１）对细胞有促增殖作用，高浓度　

的ｏｘ－ＬＤＬ（５０～３００“ｇ／ｍ１）对细胞有促凋亡作用。Ｃｈｅｎ　

等　用ｏ　Ｉ　ＤＬ干预人冠状动脉内皮细胞，研究表明，ｏｘ－Ｉ　ＤＩ　

与其受体ＬＯＸ一１结合后，降低抑凋亡基因Ｂｃｌ－１和凋亡抑制　

因子ｃ－凋亡抑制因子一１的表达水平，并且激活凋亡信号通　

路，通过增加线粒体释放细胞色素ｃ和Ｓｍａｃ，激活ｃａｓｐａｓｅ一９　

和ｃａｓｐａｓｅ一３，最终导致细胞凋亡。Ｆａｒｂｅｒ等也研究证明，　

ｃａｓｐａｓｅ抑制剂可以明显减少ｏｘ－Ｉ　ＤＩ　诱导的内皮细胞凋亡。　

Ｎｉｈｅｉ等　研究显示，ｏｘ－ＬＤＩ　诱导人脐静脉内皮细胞凋亡，　

并且细胞ｐ３８ＭＡＰＫ活化水平增高，给予ｐ３８ＭＡＰＫ抑制剂　

ＳＢ２０３５８０后可以抑制ｏｘ　Ｉ　ＤＩ　诱导的细胞凋亡，提示　

。　Ｉ　ＤＩ　诱导的细胞凋亡与ｐ３８ＭＡＰＫ的活化相关。Ｂａｏ　

等　】的研究也表明，ｏｘ－Ｉ　ＤＩ　诱导的内皮细胞凋亡与ｐ３８　

ＭＡＰＫ的磷酸化水平升高相关。Ｉｍａｎｉｓｈｉ等研究显示，　

ｏｘ－ＬＤＬ呈浓度依赖性的上调内皮细胞表面死亡受体Ｆａｓ的　

表达进而诱导凋亡，给予抗Ｆａｓ抗体或ＬＯＸ一１单克隆抗体　

可明显减少细胞凋亡，提示ｏｘ－Ｉ　ＤＩ　与血管内皮细胞Ｌ０ｘ一１　

受体结合后在调节Ｆａｓ诱导的细胞凋亡方面起重要作用。　

Ｍｉｔｒａ等　研究显示，ｏｘ－ＬＤＬ可通过上调促凋亡分子ＬＯＸ　１、　

Ａｎｔｒａ５、Ｂａｘ及ｃａｓｐａｓｅ－３和下调抑凋亡分子Ｂｃｂ２和ｃ１Ａｐ－１基　

因表达而诱导人脐静脉内皮细胞凋亡，伴随着这些基因启动　

子甲基化水平的改变，并且对其传代细胞再次用ｏｘ－ＬＤＩ　干　

预时，ｏＸ－Ｉ　ＤＩ　诱导内皮细胞凋亡的作用减弱，ＬＯＸ　１、　

Ａｎｘａ５、Ｂａｘ及ｃａｓｐａｓｅ一３的基因表达水平较首次干预时降　

低，启动子甲基化程度较首次干预时升高。在首次ｏｘ－ＬＤＩ　

干预前给予ＬＯＸ一１抗体组无启动子甲基化和基因表达水平　

的改变，对其传代细胞用ｏ￣ＬＤＬ干预时。　Ｉ　ＤＬ的促凋亡　

作用未减弱。结果提示，ｏ　Ｉ　ＤＩ　可能是通过ＬＯＸ－１对　

ＤＮＡ甲基化水平的调节诱导人脐静脉内皮细胞的改变，这　

种改变可以使后代细胞抵抗ｏｘ－ＬＤＩ　的促凋亡作用，在动脉　粥样硬化斑块中随着ｏ　Ｉ　ＤＩ　对血管内皮细胞长期刺激，　

ｏｘ－ＬＤＬ的促凋亡作用减弱，与体内试验中随着动脉粥样硬　

化斑块的发展细胞凋亡的比重减少相一致。　

１．５　ｏｘ－ＬＤＬ对内皮细胞生物力学和形态的影响　Ｂｙｆｉｅｌｄ　

等ｌ１　研究表明，内皮细胞生物力学特性在内皮细胞网状结　

构的形成、损伤修复及机械力传导等方面发挥重要作用，内　

皮细胞生物力学特性改变后可诱导毛细血管网状结构的形　

成，而动脉粥样硬化斑块内的血管新生可导致斑块破裂出　

血，诱发急性冠状动脉综合征。Ｂｙｆｉｅｌｄ等　还研究了ｏｗＬＤＩ　

对人主动脉内皮细胞在三维凝胶环境中的生物力学特性的　

影响，结果显示，ｏｘ－Ｉ　ＤＩ　（１０／￣ｇ／ｍ１）干预人主动脉内皮细胞　

１　ｈ或６　ｈ后细胞硬度增加，细胞膜的可变形性明显降低，脂　

筏分裂或重新分布，进一步诱导内皮细胞原张力增大、形态　

拉长及网状结构的形成。研究者还发现，患高脂血症的猪与　

正常猪比较，新分离的主动脉内皮细胞的硬度增加，与体外　

实验研究结果一致。Ｃｈｏｕｉｎａｒｄ等　运用原子力显微镜技　

术检测ｏｘ－ＬＤＬ对人脐静脉内皮细胞生物力学特性的影响，