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摘要
众所周知，过量胆固醇在动脉内膜巨噬细胞上的积累导致了动脉粥样硬化，进而引起心血管疾病。而巨噬细胞胆固醇逆转运(m-RCT）则能逆转动脉粥样硬化。巨噬细胞中的胆固醇首先通过高密度脂蛋白（high-density lipoprotein，HDL）转运至肝脏，随后被分泌到胆汁中，最终经肠道从粪便排出体外，此即为巨噬细胞的胆固醇逆转运过程。小肠在胆固醇逆转运过程中发挥了巨大作用:小肠上皮细胞能通过一系列转运蛋白调节胆固醇在肠腔内的吸收；肠道能生成HDL；肠道菌群的效应同样能调节胆固醇吸收。本综述描述了通过肠上皮细胞的胆固醇转运的途径，并定义了肠道在胆固醇逆转运中的角色。研究肠道的这些作用近年来备受关注，成为防治动脉粥样硬化研究的新方向。
关键词:胆固醇逆转运; 动脉粥样硬化； 肠上皮细胞。
在外周组织（包括巨噬细胞）中，胆固醇运送到肝脏、小肠，最终由粪便排出的途径，被称为胆固醇逆转运( reverse cholesterol transport，RCT)。其中发生在动脉内膜上的巨噬细胞胆固醇逆转运（Macrophage-specific reverse cholesterol transport m-RCT）最为重要，因为其与防治动脉粥样硬化息息相关。
在动脉内膜上，过量的胆固醇通过低密度脂蛋白（Low Density Lipoprotein,LDL）被巨噬细胞摄取，从而在细胞质脂滴上积累了大量胆固醇酯，形成巨噬泡沫细胞，动脉粥样硬化由此产生。而胆固醇酯水解成游离胆固醇后可通过ATP结合盒转运子（ATP-binding cassette transporter）从巨噬泡沫细胞转运到高密度脂蛋白，被肝脏摄取，最终到达小肠[1]。在这里，大约一半的胆固醇被小肠重吸收，其余随粪便排出体外，这就是m-RCT过程。可见小肠在m-RCT中扮演着重要角色，那么小肠是通过哪些途径影响m-RCT，进而影响动脉粥样硬化的呢？
1.肠上皮细胞的胆固醇吸收
肠腔内的胆固醇颗粒在转运蛋白作用下穿过肠上皮细胞的刷状缘进入肠上皮细胞，继而进入小肠间质液体，流入血液，此即为肠上皮细胞的胆固醇吸收。此过程涉及到几种位于肠上皮细胞的胆固醇转运蛋白。在他们当中，位于肠上皮细胞膜顶部（靠近小肠腔一侧）的NPC1L1蛋白，则是其中的关键。肠腔内的胆固醇通过NPC1L1及相关转运蛋白Flotillin-1和Flotillin-2作用在肠上皮细胞刷状缘吸收，继而内吞进入内质网，并通过脂肪酰转移酶2 acetyl-CoA acetyltransferase 2 (ACAT2)酯化，接着胆固醇与其他脂类随载脂蛋白48（apoB-48）组成乳糜颗粒，并进入淋巴液。在以NPC1L1基因敲除的小鼠进行的实验上，我们观察到胆固醇吸收是显著延缓的。[2]NPC1L1的基因表达受许多转录因子调控。在Caco-2细胞（注：Caco-2细胞模型是一种人克隆结肠腺癌细胞，结构和功能类似于分化的小肠上皮细胞）及小鼠小肠上，我们发现肝脏X受体α/β（Liver X Receptorα/β,LXRα/β）的激活能下调NPC1L1的表达。此外，过氧化物酶体增殖物激活受体 α( peroxisome proliferators activated receptor α，PPARα)和PPARδ的激活同样能下调NPC1L1的表达，从而影响胆固醇吸收[3]。
2.肠上皮细胞中胆固醇再次分泌至肠腔
如上文所言，肠腔内胆固醇被肠上皮细胞吸收后，一部分经ACAT2 、apoB-48作用生成了乳糜颗粒，流入淋巴液。但此外还有两条胆固醇运输路径:一部分肠上皮细胞内胆固醇再次流入肠腔，随粪便排出体外；一部分胆固醇在ATP结合盒转运子A1（ABCA1）的作用下转运至HDL（将在第三部分讲到）。位于肠上皮细胞膜顶部的ATP结合盒转运子G5/G8(ABCG5/ABCG8)异质二聚体介导了由肠腔内转运至肠上皮细胞的胆固醇再次向肠腔的流出[4]。ABCG5与ABCG8二者之一发生突变均可导致β-谷固醇血症，这些患者的血浆胆固醇水平是升高的。在过表达ABCG5/ABCG8的转基因小鼠上，胆固醇吸收减低[5]。这些都说明了ABCG5/ABCG8与胆固醇平衡相关。小肠腔和肠上皮细胞之间的胆固醇流入流出平衡主要就决定于NPC1L1介导的胆固醇流入及ABCG5/ABCG8介导的胆固醇流出。LXR是影响ABCG5/ABCG8基因表达的主要因素。一些研究表明LXR激动剂通过影响小肠ABCG5/ABCG8基因表达增强了m-RCT，从而起到抗动脉粥样硬化的作用[6]。
3.小肠能合成HDL颗粒
肝脏和小肠都能大量合成载脂蛋白A-I（apoA-I），继而apoA-I在细胞外与磷脂结合成前β高密度脂蛋白（preβ-HDL），ABCA1将巨噬细胞中的游离胆固醇（free cholesterol，FC）转运至preβ-HDL，在卵磷脂胆固醇酯酰转移酶（LCAT）作用下，preβ-HDL中的胆固醇被酯化为胆固醇酯（CE)，促使preβ-HDL转变成富含CE的球状成熟HDL，成熟的HDL也可以继续摄取FC。由此启动了mRCT。此外，ABCA1也能将肠上皮细胞吸收的游离胆固醇转运至preβ-HDL中[7]。
4.胆固醇由血液直接经肠道排泄
传统的胆固醇逆转运(RCT)是指胆固醇从外周组织细胞转运到肝脏并通过胆汁释放到小肠,此通路一直被认为是胆固醇排泌的唯一途径[8]。然而最近的研究发现了一个非胆道的胆固醇排泄途径——胆固醇经肠道直接排泄(transintestinal cholesterol efflux，TICE)。目前调节TICE的机制尚不明确。有人提出极低密度脂蛋白（very low density lipoprotein，VLDL）可能参与了胆固醇直接向肠道运输[9]。此外，以 ACAT2（注：催化游离胆固醇合成胆固醇酯的酶）基因敲除的小鼠进行的研究发现，肝脏产生的大量非酯化胆固醇优先经血液直接流向近端小肠，而经胆道胆固醇排泄不变，提示肝脏参与了TICE过程。TICE在ABCG5基因敲除的小鼠上是减缓的，在ABCG8敲除的小鼠上TICE却无明显变化[8]。因此ABCG5/ABCG8与TICE的关系还有待更多研究。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外向ABCA1/SR-BI双敲除的小鼠灌流[3H]CO标记的HDL发现，TICE并没有改变，提示HDL与TICE的关系不大[10]。此外，LXR和PPARδ的激活能加速TICE[8]。肠道内的胆盐，尤其是其与磷脂相结合以后，能很大程度地激发TICE途径。以小鼠分三组分别喂食1份标准西式套餐(0.25% 胆固醇; 16%脂肪)，1份高脂肪套餐(无胆固醇; 24% 脂肪)，1份高胆固醇套餐(2% 胆固醇)，行肠道灌注监测TICE的研究表明,西式套餐和高脂肪套餐增加了TICE达50-100%，但高胆固醇饮食并未对TICE造成影响[11]。
5.肠道菌群对胆固醇代谢的作用
磷脂酰胆碱通过肠道菌群代谢成为氧化三甲胺，从而可促进动脉粥样硬化的发展。在高胆碱饮食的小鼠上，可观察到巨噬泡沫细胞的产生显著增加，而应用广谱抗生素后再次则被抑制。此外，肠道菌群也有有利的影响。肝脏以胆固醇为原料合成初级胆汁酸，初级胆汁酸随胆汁流入肠道，在小肠下段和大肠，大部分初级胆汁酸被肠道重吸收，少部分初级胆汁酸则在肠道菌群的作用下变为次级胆汁酸，次级胆汁酸不易被重吸收，大部分随粪便排出体外。小鼠肠道微生物群促进矢车菊素-3-O-葡萄糖苷向原儿茶酸代谢，从而抑制miRNA-10b和增强ABCA1 、ABCG1转运子的活动，促进胆固醇逆转运并逆转动脉粥样硬化[12]。
6.总结
M-RCT是逆转动脉粥样硬化的重要途径，而大量研究证明m-RCT是受肠道调节的。肠上皮细胞的胆固醇转运蛋白 NPC1L1 和ABCG5/G8均能通过调节胆固醇吸收起到调节机体胆固醇平衡的作用。肠上皮细胞还能产生大量幼稚HDL微粒，继而调节了mRCT的启动。胆固醇也可直接经肠道排泌出体外，但目前机制尚不明确，亟待明确参与其中的转运蛋白及微粒，从而为逆转动脉粥样硬化提供新的治疗靶点。此外，肠道菌群在胆固醇逆转运上也发挥着特殊的作用。
肠道在调节胆固醇平衡上有如此多的作用，故针对肠道的研究为我们加强胆固醇逆转运、继而阻止甚至逆转动脉粥样硬化提供了新的方向。我们相信，随着研究的深入，更多与胆固醇逆转运相关的分子靶点将被发现，且能运用到针对动脉粥样硬化性心血管疾病的治疗策略中。
参考文献
[1]Favari E, Chroni A, Tietge U J F, et al. Cholesterol Efflux and Reverse Cholesterol Transport[M]//High Density Lipoproteins. Springer International Publishing, 2015: 181-206.
[2]方沐潮, 曹乐, 贝伟剑. 胆固醇吸收靶点 NPC1L1 研究进展 Research Progress of Niemann-Pick-C1-Like 1, a Key Target Related to Cholesterol Absorption[J]. Pharmacy Information, 2013, 2: 19.
[3]Iwayanagi Y, Takada T, Tomura F, et al. Human NPC1L1 expression is positively regulated by PPARα[J]. Pharmaceutical research, 2011, 28(2): 405-412.
[4]Jia L, Betters J L, Yu L. Niemann-pick C1-like 1 (NPC1L1) protein in intestinal and hepatic cholesterol transport[J]. Annual review of physiology, 2011, 73: 239.
[5]Yu X H, Qian K, Jiang N, et al. ABCG5/ABCG8 in cholesterol excretion and atherosclerosis[J]. Clinica Chimica Acta, 2014, 428: 82-88.
[6]Back S S, Choi D H, Choi S Y. Cooperative transcriptional activation of ATP-binding cassette sterol transporters ABCG5 and ABCG8 genes by nuclear receptors including Liver-X-Receptor[J]. Biochemistry and Molecurar Biology Reports, 2013, 46(6): 322-327.
[7]路倩, 陈五军, 尹凯, 等. 动脉粥样硬化中胆固醇外流的研究进展[J]. Progress in Biochemistry and Biophysics, 2012, 39(4): 319-326.
[8]司艳红, 商战平, 秦树存. 胆固醇逆转运的新途径: 胆固醇经肠道直接排出体外?[J]. 中国生物化学与分子生物学报, 2011, 27(11): 1007-1012.
[9]Temel RE, Brown JM. Biliary and nonbiliary contributions to reverse cholesterol transport. Curr Opin Lipidol 2012;23(2):85–90.
[10] Vrins CL, Ottenhoff R, van den Oever K, de Waart DR, Kruyt JK, Zhao Y, et al.Trans-intestinal cholesterol efflux is not mediated through high density lipoprotein. J Lipid Res 2012;53(10):2017–23.
[11]van der Velde A E, Vrins C L J, van den Oever K, et al. Regulation of direct transintestinal cholesterol excretion in mice[J]. American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology, 2008, 295(1): G203-G208.
[12]Kockx M, Jessup W, Kritharides L. Getting to the ‘guts’ of the matter: intestinal control of lipid metabolism[J]. Current opinion in lipidology, 2013, 24(1): 105-106.
论文作者:李云龙 李刚
论文发表刊物:《健康世界》2015年5期
论文发表时间:2015/9/25
标签：胆固醇论文; 肠道论文; 小肠论文; 动脉论文; 小鼠论文; 上皮细胞论文; 粥样论文; 《健康世界》2015年5期论文;