普罗布考虽使 HDL-C 下降,但 HDL 功能改善更加明显,为什么?
普罗布考虽使 HDL-C 下降,但 HDL 功能改善更加明显,为什么?
高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平升高与冠心病(CHD)风险降低相关。然而,HDL 与 CHD 之间的关系远不止依赖于 HDL-C 水平。某些人群 HDL-C 水平较低,但并不增加其患 CHD 的风险;而血浆胆固醇酯转移蛋白(CETP)抑制剂虽显著提高 HDL-C 水平,却伴随更高的心脏事件风险。这可能是因为 HDL 的胆固醇逆转运(RCT)、抗氧化和抗炎等功能对于心血管保护更为关键。
既往研究显示,普罗布考尽管降低 HDL-C,但可通过增强 HDL 功能来减少心血管事件风险。为进一步探索普罗布考增加 HDL 功能的机制,南方医科大学南方医院团队进行了一项动物实验和基础研究,其结果为普罗布考改善 HDL 功能、抗动脉粥样硬化的机制提供了新的见解。
研究方法
动物模型:实验使用 18 只新西兰白兔,分为对照组(常规饮食)、动脉粥样硬化组(高脂饮食)和普罗布考组(高脂饮食+普罗布考),喂养 12 周。
血清脂质与酶活性分析:测定血清脂质;测量 PON1 活性和 MPO 活性。
细胞分离与培养:通过灌注法和腹腔灌洗法分离肝细胞和腹膜巨噬细胞。
胆固醇流出率测定:在分离细胞中加入标记胆固醇和环磷酸腺苷(cAMP)等,测定胆固醇流出率。
基因与蛋白表达分析:检测肝组织中 ABCA1 和 SR-BI 的 mRNA 表达,以及腹膜巨噬细胞和肝细胞中的蛋白表达。
组织学与免疫组织化学:计算主动脉粥样硬化程度,使用免疫染色分析 ABCA1 和 SR-BI 表达。
初步实验结果
(1) 普罗布考降低血脂水平
基线时,三组家兔的血脂水平和体重均无显著差异(图 1)。因此,可以认为实验组间在初始条件上具有可比性。在实验结束时,动脉粥样硬化组的血脂水平均显著高于对照组,这一结果说明高胆固醇血症模型建立成功。
12 周后,普罗布考组的血脂水平虽然仍高于对照组,但总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和 HDL-C 水平显著低于动脉粥样硬化组。这表明普罗布考具有一定的降低胆固醇作用,尽管 HDL-C 水平也有所下降(图 1)。
图 1 三组家兔血脂及体重变化
(2) 普罗布考抑制主动脉粥样硬化
为了进一步验证普罗布考的作用,研究者对三组的内-中膜厚度(IMT)和斑块面积进行了测量。结果显示,动脉粥样硬化组和普罗布考组的 IMT 和斑块面积显著高于对照组,这一结果再次验证了动脉粥样硬化模型的成功构建(图 2)。
然而,与动脉粥样硬化组相比,普罗布考组的 IMT 和斑块面积显著降低(图 2)。这表明普罗布考能够有效抑制动脉粥样硬化的发展,进一步说明其在血管保护方面的潜在作用。
图 2 胸主动脉 IMT 和斑块面积百分比 (%)
(3) 普罗布考增加胆固醇流出率
为了深入探究普罗布考在胆固醇代谢中的具体作用,研究者测量了肝细胞和腹腔巨噬细胞中由 HDL 诱导的胆固醇流出率。结果发现,动脉粥样硬化组的胆固醇流出率仅为对照组的一半,这表明粥样硬化状态下胆固醇流出受限,可能进一步加速粥样硬化的发展(图 3)。
然而,在普罗布考组中,胆固醇流出率显著高于动脉粥样硬化组,几乎恢复到对照组的水平(图 3)。这一结果表明,普罗布考能够显著增强胆固醇清除能力,有助于缓解粥样硬化相关的代谢障碍。
图 3 肝细胞和腹腔巨噬细胞的胆固醇流出率
以上实验结果表明,普罗布考在降低血脂水平、抑制动脉粥样硬化发展以及增强胆固醇流出能力方面均表现出显著效果。那么,普罗布考为何会降低「好」胆固醇 HDL-C 水平呢?研究者通过分子实验探索了该表象背后的深入机制。
进一步机制探索
(1) 普罗布考上调 HDL 转运蛋白及受体
ATP 结合盒转运蛋白 A1(ABCA1)是胆固醇和磷脂转运的关键蛋白,通过介导胆固醇向 HDL 的转运来生成新生的 HDL 颗粒。结果显示,普罗布考显著上调了巨噬细胞中的 ABCA1 的 mRNA 及蛋白表达(图 4),有助于增强 HDL 的功能,提高胆固醇流出率,减少动脉壁中胆固醇的积累,从而抑制动脉粥样硬化的进展。
另外,B 类 I 型清道夫受体(SR-BI)是一种重要的 HDL 受体,能介导 HDL 向肝脏转运胆固醇,以进行代谢和清除。结果显示,普罗布考显著上调了肝细胞中 SR-BI 的 mRNA 及蛋白表达(图 4),使得 HDL 更有效地结合肝细胞,加速胆固醇清除过程。
图 4 普罗布考上调 ABCA1 和 SR-B1 的表达
(2) 普罗布考提升 HDL 转运蛋白及受体在斑块中的表达
为了验证普罗布考对病变区域中 ABCA1 和 SR-BI 表达的调控作用,实验对主动脉斑块区域进行了免疫组化染色分析。结果表明,对照组的主动脉壁中无动脉粥样硬化斑块,且未见 ABCA1 和 SR-BI 的免疫组化染色(图 5)。
在动脉粥样硬化组和普罗布考组的主动脉病变区域中,ABCA1(棕色)和 SR-BI(红色)的阳性表达面积显著增加(图 5)。而且,普罗布考组的阳性表达区域显著高于动脉粥样硬化组,表明普罗布考在病变区域中有效提升了 ABCA1 和 SR-BI 的表达,有助于增强 HDL 在动脉粥样硬化病变中的胆固醇清除能力。
图 5 主动脉斑块中 ABCA1 和 SR-BI 的免疫化学染色结果
(3) 普罗布考提升 HDL 的抗氧化和抗炎功能
在明确了普罗布考对 HDL 转运蛋白及受体表达的调节作用,及其在促进胆固醇清除中的重要性后,研究进一步分析聚焦于普罗布考对 HDL 功能的改变,尤其是抗氧化和抗炎能力方面。
其中对氧磷酶 1(PON1)是 HDL 抗氧化功能的重要酶,它的活性提升有助于 HDL 更有效地保护 LDL 免受氧化损伤,从而增强 HDL 的抗氧化作用。与对照组相比,动脉粥样硬化组的血清 PON1 活性显著降低(图 6),说明在动脉粥样硬化条件下,HDL 的抗氧化能力受损。普罗布考组的 PON1 活性显著高于动脉粥样硬化组,表明普罗布考能够提升 PON1 的活性。
而髓过氧化物酶(MPO)作为一种促炎和促氧化酶,降低其活性有助于保护 HDL 的抗氧化功能,防止其因氧化修饰而失去动脉粥样硬化保护作用。动脉粥样硬化组的血清 MPO 活性显著高于对照组(图 6),表明在动脉粥样硬化条件下,MPO 介导的 HDL 氧化修饰增强,可能导致 HDL 功能失调。普罗布考组的 MPO 活性显著低于动脉粥样硬化组(图 6),这表明普罗布考可以有效降低 MPO 活性,从而减少 HDL 的氧化修饰。
图 6 血清 PON1 和 MPO 水平
参考文献
[1]. Zhong, J.-K. et al. Probucol alleviates atherosclerosis and improves high density lipoprotein function. Lipids Health Dis 10, 210 (2011).