高載脂蛋白β脂蛋白血癥(hyperapo beta lipoproteinemia ,HyperApoB)屬遺傳性脂代謝紊亂性疾病,以小而致密的低密度脂蛋白(LDL)微粒升高為主要特征,后者是冠心病的重要危險(xiǎn)因素之一。HyperAopB的代謝缺陷為:①肝組織大量合成VLDL,致使小而致密的LDL水平升高;②餐后TG水解延遲,大量游離脂肪酸堆積在血液中。到目前為止,用ApoB基因缺陷或突變無法解釋HyperAopB的各種表型,已發(fā)現(xiàn)來源于該病患者的脂肪細(xì)胞和成纖維細(xì)胞對游離脂肪酸的吸收和代謝存在明顯障礙。Kwiterovich等正常人血清中分離出三種堿性蛋白質(zhì)分子(basicproteins,BPs)-BPⅠ(Mr14.0kD,pI9.10),BPⅡ(Mr 27.5kD,pI8.48),BPⅢ(Mr55.0kD,pI8.73),并認(rèn)為BPⅠ同Cianflone等人分離純化的;饔秘菁さ鞍祝╝cylation-stimulating protein,ASP)系 同一種蛋白質(zhì)。同正常人成纖維細(xì)胞相比,BPⅠ使HyperApoB患者成纖維細(xì)胞合成甘油三酯和膽固醇酯的能力下降約50%,而BPⅡ則明顯促進(jìn)患者成纖維細(xì)胞合成膽固醇酯,BPⅢ對這兩種不同來源的成纖維細(xì)胞的代謝沒有影響。然而,與BPⅠ和BPⅡ不同的是,BPⅢ能顯著促進(jìn)正常人單核源性巨噬細(xì)胞合成膽固醇酯。BPⅠ和BPⅡ主要通過蛋白激酶C(PKC)和酪氨酸蛋白激酶(TPK)途徑傳遞信息和發(fā)揮生物效應(yīng)。由于BPs與正常人脂質(zhì)、脂蛋白和游離脂肪酸的代謝以及HyperAopB的病理生理變化密切相關(guān),受到人們的普遍關(guān)注,尤其是血漿脂質(zhì)代謝與補(bǔ)體系統(tǒng)之間的關(guān)系已成為許多實(shí)驗(yàn)室研究的熱點(diǎn)。
最初在培養(yǎng)離體成纖維細(xì)胞和脂肪細(xì)胞時(shí),偶然發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基中加入血清可使細(xì)胞甘油三酯(TG)的合成量增加,后來證明這是因?yàn)檠逯泻幸环N呈堿性的蛋白質(zhì)分子,根據(jù)這一特性,1988年,Cianflone采用層析法將這種蛋白質(zhì)分離出來,并依據(jù)其生理功能命名為;饔秘菁さ鞍祝摰鞍踪|(zhì)分子量為14.0kD,等電點(diǎn)為9.10。1989年Kwiterovich采用IEF和SDS/PAGE技術(shù)從人血漿中分離純化三種堿性蛋白質(zhì)分子,并測得其分子量和等電點(diǎn)分別為:堿性蛋白Ⅰ(BPⅠ)14.0kD,9.10;堿性蛋白Ⅱ(BPⅡ)27.5kD,8.48;堿性蛋白Ⅲ(BPⅢ)55.0kD.8.73。分析這三種堿性蛋白質(zhì),發(fā)現(xiàn)他們分別由不同的氨基酸組成:BPⅠ精氨酸的含m.zxtf.net.cn/rencai/量約為BPⅡ、BPⅢ的兩倍,半胱氨酸含量為BPⅢ的三倍;BPⅡ不含半胱氨酸而富含脯氨酸;BPⅢ蛋氨酸的含量是BPⅠ、BPⅡ的2~3倍,而組氨酸的含量只有BPⅠ、BPⅡ的一半,BPⅢ還富含絲氨酸。另外,這三種蛋白質(zhì)都含有較豐富的非極性氨基酸,因此當(dāng)用葡聚糖或聚丙烯酰胺對其進(jìn)行層析法分離時(shí),觀察到的相反的現(xiàn)象可能是這些氨基酸在水相中相互作用的結(jié)果。而組成該蛋白質(zhì)分子的Asn/Asp和Gln/Glu都以酰胺基團(tuán)形式存在,保證了這些蛋白質(zhì)分子的等電點(diǎn)呈堿性。
Kwiterovich采用免疫印跡分析表明:BPⅠ只能同抗ASP免疫血清發(fā)生特異性反應(yīng),與免疫前血清無反應(yīng)。而BPⅡ和BPⅢ都能與抗ASP免疫血清和免疫前血清發(fā)生反應(yīng),因此沒有理由相信BPⅡ和BPⅢ與ASP是同一種物質(zhì),但Kwiterovich認(rèn)為BPⅠ和ASP為同一種物質(zhì),因?yàn)樵S多實(shí)驗(yàn)結(jié)果也顯示BPⅠ和ASP具有相似的等電點(diǎn)、分子量和氨基酸組成,而且都具有;饔眉せ钚裕壳斑沒有BPⅠ和ASP分子克隆的結(jié)果證實(shí)這一結(jié)論,見表7-1所示。
表7-1 堿性蛋白Ⅰ和酰化作用剌激蛋白氨基酸組成分析
殘 基 | 堿性蛋白Ⅰ | ;饔秘菁さ鞍 | ||
摩爾組分 | 整 數(shù) | 摩爾組分 | 整 數(shù) | |
Asp/Asn | 9.47 | 12 | 10.3 | 14 |
Clu/Gln | 11.76 | 15 | 14.1 | 19 |
Ser | 5.75 | 7 | 6.6 | 9 |
Gly | 9.11 | 12 | 11.7 | 16 |
Arg | 8.25 | 10 | 5.8 | 8 |
Cys | 3.01 | 4 | 5.4 | 7 |
Thr | 5.16 | 7 | 4.9 | 7 |
Ala | 7.54 | 10 | 8.2 | 11 |
Val | 5.23 | 7 | 4.8 | 6 |
Met | 1.59 | 2 | 1.5 | 2 |
Ile | 3.61 | 5 | 2.7 | 4 |
Leu | 8.03 | 10 | 6.2 | 8 |
Phe | 3.61 | 5 | 3.2 | 4 |
His | 2.95 | 4 | 1.4 | 2 |
Lys | 6.75 | 9 | 5.2 | 7 |
Pro | 5.02 | 6 | 5.2 | 7 |
Trp | ND | ND | ||
殘基總數(shù) | 129 | 135 | ||
分子量 | 14335Da | 14514Da | ||
等電點(diǎn) | 9.10 | 9.10 |
氨基酸組成分析也證實(shí)BPⅠ和ASP都含有豐富的半胱氨酸,可以憑借其形成二硫鍵產(chǎn)生廣泛的生物學(xué)效應(yīng),一般這些半胱氨酸殘基都以氧化的形式存在,當(dāng)采用含β-巰基乙醇的緩沖液來純化ASP時(shí),其生物活性會(huì)完全喪失,可見半胱氨酸的存在對維持其;饔秘菁せ钚院苡斜匾.現(xiàn)已證明,BPⅠ、BPⅡ、BPⅢ的生理功能不同于膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(sterol carrier protein ,SCP)和脂肪酸連結(jié)蛋白(fatty-acidbinding protein ,FABP),也不同于其他堿性蛋白如髓鞘堿性蛋白(MBP)。
堿性蛋白Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都具有;菁せ钚,能剌激成纖維細(xì)胞合成TG,膽固醇酯(ChE)和磷脂(PL)。1994年,Peter分別采集了6個(gè)健康成人和6個(gè)家族性高載脂蛋白β脂蛋白血癥患者的成纖維細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞脂質(zhì)代謝的研究:在正常人培養(yǎng)的成纖維細(xì)胞中,BPⅠ、BPⅡ和BPⅢ分別使其細(xì)胞內(nèi)甘油三酯(TG)的含量增加2、1.5和1.4倍;但在HyperApoB患者成纖維細(xì)胞中,BPⅠ的作用下降了50%,而BPⅡ和BPⅢ仍能發(fā)揮其有效的;饔秘菁せ钚。
在正常成纖維細(xì)胞,BPⅠ也有剌激膽固醇酯合成的能力,而在HyperApoB患者成纖維細(xì)胞,BPⅠ的這種作用基本上消失了。但BPⅡ能使HyperApoB患者成纖維細(xì)胞內(nèi)膽固醇酯的含量異常升高至正常細(xì)胞含量的六倍,而且BPⅡ?qū)δ懝檀减ズ涂偰懝檀嫉挠绊懯瞧叫械,游離膽固醇未發(fā)現(xiàn)有何變化。BPⅠ還可使正常細(xì)胞總磷脂含量升高約兩倍,而在HyperApoB患者成纖維細(xì)胞,BPⅠ對磷脂的合成代謝影響甚微,只相當(dāng)于正常細(xì)胞約三分之一的能力。
已有研究表明,未用堿性蛋白(BPs)處理的正常細(xì)胞和HyperApoB患者細(xì)胞,其脂質(zhì)代謝無顯著性差異,表明堿性蛋白(BPs)的作用機(jī)制可能是加速細(xì)胞合成脂質(zhì)或抑制細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)的水解。Teng等發(fā)現(xiàn)在正常人脂肪細(xì)胞,ASP(或BPⅠ)的作用是促使甘油三酯(TG)合成增加而不是抑制了細(xì)胞內(nèi)甘油三酯的水解,同樣,在HyperApoB患者脂肪細(xì)胞內(nèi)甘油三酯的減少不是由于(BPⅠ)使甘油三酯水解增加而是使其合成減少。因此Kwiterovich認(rèn)為BPⅠ促進(jìn)正常細(xì)胞合成甘油三酯,而HyperApoB由于存在某些缺陷限制了BPⅠ的;菁せ钚浴
Kwiterovich 選擇正常人和家族性高載脂蛋白β脂蛋白血癥患者成纖維細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),分別觀察堿性蛋白Ⅰ、Ⅱ在不同脂質(zhì)、脂蛋白和LDL-ApoB濃度下對細(xì)胞油酸代謝的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)BPⅠ剌激油酸轉(zhuǎn)化為甘油三酯的比率與血漿總膽固醇、甘油三酯、LDL-C和LDL-ApoB水平呈顯著性相關(guān)(P<0.01),同血漿高密度脂蛋白濃度正相關(guān)(P<0.05),相似的關(guān)系也見于油酸轉(zhuǎn)化為膽固醇酯的過程中。因此認(rèn)為BPⅠ可能影響HyperApoB的病理生理過程,對各種表型的形成起重要作用。如總膽固醇、甘油三酯、LDL-ApoB濃度越高,則高密度脂蛋白濃度越低。而Cianflone則認(rèn)為,除了家族性高膽固醇血癥,;饔秘菁さ鞍祝ˋSP)誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞合成甘油三酯的量與血漿低密度脂蛋白水平呈負(fù)相關(guān),與血漿高密度脂蛋白和極低密度脂蛋白水平無關(guān)。
同BPⅠ相反,BPⅡ誘導(dǎo)膽固醇酯合成的量同血漿總膽固醇、LDL-C和LDL-ApoB的濃度呈顯著性正相關(guān)(P<0.01),同血漿高密度脂蛋白水平呈負(fù)相關(guān)(P=0.06),同血漿甘油三酯的濃度有正相關(guān)趨勢(P=0.01)。同樣,BPⅡ剌激高載脂蛋白β脂蛋白血癥患者成纖維細(xì)胞合成膽固醇酯的能力與血漿高水平的LDL-C和LDL-ApoB密切相關(guān),血漿高水平的LDL-C和LDLApoB為BPⅡ促進(jìn)膽固醇的大量酯化創(chuàng)造了良好的條件。堿性蛋白Ⅱ(BPⅡ)可能以不同于堿性蛋白Ⅰ(BPⅠ)的方式影響血漿LDL濃度:BPⅠ主要通過影響外周細(xì)胞(如脂肪細(xì)胞)而發(fā)揮生物效應(yīng),因?yàn)樵贖yperApoB患者外周細(xì)胞對游離脂肪酸的轉(zhuǎn)化降低;而BPⅡ則促進(jìn)肝組織對游離脂肪酸的吸收并剌激肝細(xì)胞合成分泌載脂蛋白B。
堿性蛋白Ⅲ(BPⅢ)能顯著剌激單核細(xì)胞源性巨噬細(xì)胞合成膽固醇酯,而對甘油三酯的代謝無影響。BPⅠ和BPⅡ?qū)魏嗽葱跃奘杉?xì)胞的甘油三酯和膽固醇的代謝沒有影響,表明堿性蛋白生物效應(yīng)可能具有細(xì)胞特異性。
同正常人成纖維細(xì)胞一樣,;饔秘菁さ鞍祝ˋSP)能明顯促進(jìn)家族性高膽固醇血癥和LDL-ApoB水平正常的IV型高脂蛋白血癥患者的成纖維細(xì)胞合成甘油三酯,并且ASP與成纖維細(xì)胞結(jié)合具有一定的特異性,結(jié)合曲線可呈飽和狀態(tài),表明家族性高膽固醇血癥和LDLApoB水平正常的IV型高脂蛋白血癥患者,同正常細(xì)胞一樣具有同一類ASP受體,而且該受體的最大親和力與正常對照組基本一致。
研究表明,ASP與正常細(xì)胞和HyperApoB細(xì)胞連結(jié)的典型曲線為矩形雙曲線。Scatcharel線性回歸分析表明,正常細(xì)胞的斜率為-0.068±0.01(μg/ml)-1而HyperApoB患者細(xì)胞的斜率為-0.08±0.02(μg/ml)-1統(tǒng)計(jì)學(xué)無顯著性差異,而HyperApoB細(xì)胞x軸截距只相當(dāng)于正常細(xì)胞的一半這些結(jié)果表明,ASP與正常細(xì)胞和HyperApoB患者細(xì)胞表面受體的連結(jié)都呈單級式,kD值為1.05×10-6M,只是HyperApoB細(xì)胞表面受體下降了一半。但有研究表明,只有約50%的HyperApoB患者細(xì)胞存在這種缺陷,且此種缺陷與高脂血癥的嚴(yán)重程度無關(guān)。Babirak則認(rèn)為脂蛋白脂肪酶的活性缺失也可能導(dǎo)致高載脂蛋白β脂蛋白血癥,而并未發(fā)現(xiàn)該患者的外周細(xì)胞表面的酰化剌激蛋白受體有所減少。
同胰島素相比,ASP可能更有促進(jìn)脂肪組織合成甘油三酯的潛力,對餐后脂肪酸的分布發(fā)揮其重要作用。ASP調(diào)節(jié)外周脂肪組織吸收脂肪酸合成甘油三酯,迅速解除游離脂肪酸對脂蛋白脂肪酶(LPL)活性的抑制,促使LPL更有效地水解餐后升高的甘油三酯,并改善LPL對富含甘油三酯的脂蛋白的清除,而HyperApoB患者由于細(xì)胞膜ASP受體數(shù)目降低,外周組織不能有效地利用血漿中的脂肪酸和葡萄糖,致使大量脂肪酸重新分布到肝組織,剌激肝細(xì)胞合成并分泌大量ApoB,裝配VLDL和LDL。
堿性蛋白Ⅰ和堿性蛋白Ⅱ可能是通過第二信使系統(tǒng)介導(dǎo)而影響細(xì)胞甘油三酯和膽固醇酯的代謝。Peter選擇蛋白激酶C(PKC)的激活劑和抑制劑來研究BPⅠ、BPⅡ的作用途徑,H-7是PKC較為有效的抑制劑,其作用是參與ATP競爭而不是與Ca2+或磷脂相互作用,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,H-7抵消了HyperApoB患者細(xì)胞對BPⅠ的反應(yīng)性,而且HyperApoB患者細(xì)胞對BPⅡ異常反應(yīng)也被高濃度的H-7所遏制。在缺乏BPs時(shí),PKC的激活劑C:8能同樣有效地剌激正常細(xì)胞和HyperApoB患者細(xì)胞,表明在HyperApoB細(xì)胞,經(jīng)甘油二酯(DG)途徑激活PKC的過程無異常。但當(dāng)BPs存在時(shí),HyperApoB細(xì)胞的代謝缺陷并不因?yàn)镻KC的激活劑C:8的出現(xiàn)而有所改善,所以HyperApoB的代謝缺陷不是在DG-PKC途徑,而在第二信使系統(tǒng)的其他環(huán)節(jié)上。
Baldo也認(rèn)為ASP是通過蛋白激酶C(PKC)途徑介導(dǎo)而發(fā)揮生物效應(yīng)的,因?yàn)镻KC的激活劑豆寇酰fo波乙酯(PMA)和1-油;-2-乙酰-rar-甘油(OAG)能模擬ASP的生物效應(yīng),當(dāng)成纖維細(xì)胞對PMA和OAG的反應(yīng)性處于飽和狀態(tài)時(shí),改變培養(yǎng)基中的ASP濃度,并不能使甘油三酯的合成增加;PKC特異性抑制劑星形孢菌素Cal-phostinC和GF109203x也可完全抑制ASP的生物活性;ASP可使細(xì)胞內(nèi)DG合成增加,而DG是PKC的有效激活劑;ASP激活PKC從胞漿轉(zhuǎn)位到細(xì)胞膜,使細(xì)胞膜對脂肪酸的吸收和葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)增加。
為了進(jìn)一步明確HyperApoB患者的細(xì)胞變異環(huán)節(jié),1995年,Kwiterovich采用染料木黃酮(genistein)作為探針來研究正常細(xì)胞和HyperApoB患者細(xì)胞對BPⅠ的反應(yīng)性。結(jié)果顯示木黃酮存在時(shí)正常細(xì)胞和HyperApoB患者成纖維細(xì)胞的脂質(zhì)代謝存在明顯差異,可以推測酪氨酸蛋白激酶(TPK)的磷酸化在HyperApoB病理生理過程中扮演重要角色,且這一現(xiàn)象也被其他兩種TPK抑制作用所證實(shí)(herbimycwww.med126.cominA和tryphostinA47)。
在缺乏BPⅠ的F-12培養(yǎng)基中補(bǔ)充木黃酮(92.5nmol/ml),正常細(xì)胞甘油三酯含量下降10%,而HyperApoB患者成纖維細(xì)胞中總膽固醇和非酯化膽固醇含量下降25%。正常成纖維細(xì)胞和HyperApoB患者成纖維細(xì)胞中總膽固醇和非酯化膽固醇的量都顯著減少,且HyperApoB患者成纖維細(xì)胞這兩種脂質(zhì)下降更顯著,還沒有發(fā)現(xiàn)成纖維細(xì)胞內(nèi)膽固醇酯有何變化。當(dāng)用BPⅠ和木黃酮(或者h(yuǎn)erbimycinA、tryphostinA47)處理培養(yǎng)基后,正常細(xì)胞合成甘油三酯的量與只用BPⅠ處理HyperApoB細(xì)胞合成甘油合成甘油三酯的量一致。這些現(xiàn)象表明,BPⅠ的生物活性,是通過位于細(xì)胞膜上TPK所介導(dǎo)的HyperApoB細(xì)胞,對BPⅠ反應(yīng)性缺失,由于TPK的磷酸化為一些TPK的抑制劑所阻斷,經(jīng)木黃酮處理的正常細(xì)胞和HyperApoB細(xì)胞仍對BPⅠ有一些殘余反應(yīng),其機(jī)理有待進(jìn)一步探討。
非受體型TPK包括SH2和SH3兩個(gè)功能域,通過磷酸化作用,激活跨膜受體TPK,實(shí)際上SH2和(或)SH3蛋白是磷脂酶C-r(PLC-r)、ras-GTP酶活化蛋白(ras GAP)和磷脂酰肌醇3激酶(pI-3K)的同系物,其功能是裂解4,5二磷脂酰肌醇為DG和三磷酸肌醇(IP3),因此這些SH2和SH3蛋白也具有TPK活性,并放大TPK的信號,最終將其傳到核內(nèi)的轉(zhuǎn)錄機(jī)構(gòu),以調(diào)節(jié)特定基因的表達(dá)或通過改變細(xì)胞內(nèi)蛋白的功能狀態(tài),使細(xì)胞的代謝水平發(fā)生變化,已證實(shí)HerbimycinA直接抑制PLC-r。因此,HyperApoB的細(xì)胞缺陷可能存在于跨膜受體TPK,也可能存在于原型細(xì)胞質(zhì)信號蛋白的識(shí)別和結(jié)合方式。
從目前的資料來看,木黃酮對BPⅠ生物活性的抑制不是通過降低HMGCoA還原酶的活性而實(shí)現(xiàn)的,因?yàn)槟军S酮能抑制甲羥戊酸內(nèi)酯轉(zhuǎn)變成非酯化膽固醇,而不能抑制HMGCoA還原酶的磷酸化。Sato已經(jīng)闡明HMGCoA還原酶的磷酸化可降低其催化能力,如果木黃酮抑制了HMGCoA還原酶的磷酸化,那么將使膽固醇的生物合成增加而不是降低,但是這樣無法解釋經(jīng)木黃酮處理的正常成纖維細(xì)胞和HyperApoB細(xì)胞內(nèi)總膽固醇和非酯化膽固醇的量顯著減少而膽固醇酯的變化不大的現(xiàn)象。
1983年,Spiegelman用梯度凝膠電泳和Northern雜交技術(shù)檢測培養(yǎng)的鼠3T3脂肪細(xì)胞和前脂肪細(xì)胞總mRNA水平時(shí),發(fā)現(xiàn)脂肪細(xì)胞較前脂肪細(xì)胞多三條特異的mRNA帶,其中adipsin mRNA是分化的脂肪細(xì)胞所特有的,尤其在鼠的白色和褐色脂肪組織adipsinmRNA水平分別下降75%和68%,在胰島素缺失的實(shí)驗(yàn)?zāi)P椭,adipsin mRNA水平增加2~3倍,而在遺傳性肥胖實(shí)驗(yàn)?zāi)P椭,脂肪組織adipsin mRNA水平降低96%~99%。許多研究表明,adipsin是一種絲氨酸蛋白酶,由脂肪組織和坐骨神經(jīng)產(chǎn)生,存在于循環(huán)血液中。Rosen用酶分析認(rèn)為adipsin具有補(bǔ)體因子D的活性,而抗體中和試驗(yàn)也強(qiáng)烈提示鼠adipsin是人補(bǔ)體因子D僅有的同系物,White采用氨基酸序列分析表明adipsin同絲氨酸蛋白酶家族中主要成員有30%同源性,而與人補(bǔ)體因子D有60%同源性,而且經(jīng)重組的adipsin可能替代補(bǔ)體因子D激活補(bǔ)體旁路途徑。另外還發(fā)現(xiàn),在肥胖型老鼠的血液中,補(bǔ)體因子D的活性也隨著adipsin mRNA的水平下降而降低。最近White對人adipsin mRNA的成功克隆最終證實(shí)了adipsin和補(bǔ)體因子D為同一種物質(zhì)。
在脊椎動(dòng)物,補(bǔ)體系統(tǒng)是主要免疫防御體系之一。外來微生物的溶解是通過激活了抗體依賴性補(bǔ)體激活途徑或抗體非依賴性補(bǔ)體激活途徑來實(shí)現(xiàn)的,這兩種激活途徑都可形成裂解成孔復(fù)合體(lytic pore complex),破壞感染的細(xì)胞膜成分,導(dǎo)致細(xì)胞的裂解。我們知道,大多數(shù)補(bǔ)體蛋白都是由肝細(xì)胞和免疫細(xì)胞合成的,而脂肪組織特異性蛋白酶adipsin是人補(bǔ)體因子D的同系物,說明補(bǔ)體旁路激活與脂肪細(xì)胞的生物學(xué)行為間存在某種聯(lián)系,受這一結(jié)果的啟發(fā),Lisa終于取得令人滿意的結(jié)果:脂肪細(xì)胞和脂肪組織,還可合成補(bǔ)體旁路激活途徑中的另外兩個(gè)關(guān)鍵補(bǔ)體因子C3和B,表明脂肪組織在局部的免疫防御反應(yīng)中起有重要的作用。SDSPAGE分析表明,補(bǔ)體因子B和D由一條多肽鏈組成,而C3由兩條鏈組成,C3α(110kD)和C3β(70kD)之間由二硫鍵相連。將因子C3、B和adipsin/D放在一起孵育發(fā)現(xiàn),adipsin/D將因子B酶解為Ba和Bb,因子Bb與C3相連形成C3轉(zhuǎn)化酶,將C3裂解為C3α(110kD)和C3α(9kD)。過敏毒素C3α可能改變血管的通透性和收縮性,是一種趨化性細(xì)胞因子,能誘導(dǎo)單核細(xì)胞釋放IL-1,Ba和Bb,調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞的生長,Bb還誘導(dǎo)人單核細(xì)胞的擴(kuò)展,抑制單核細(xì)胞的遷移。
ASP是一個(gè)更具潛力的脂肪酸;菁ひ蜃樱T導(dǎo)TG合成具有雙重效應(yīng):其一,ASP誘導(dǎo)葡萄糖經(jīng)細(xì)胞器運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞表面,使細(xì)胞膜對葡萄糖特異性轉(zhuǎn)運(yùn)增加,盡管細(xì)胞膜對脂肪酸的轉(zhuǎn)運(yùn)是由ASP間接引起的,但細(xì)胞對脂肪酸凈吸收量的增加激活了甘油三酯合成的限速酶-甘油二酯;D(zhuǎn)移酶:其二,ASP實(shí)際上是補(bǔ)體C3的一個(gè)片段,命名為C3αdesArg,他具有調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)甘油三酯合成的功能。
1993年,Baldo對ASP進(jìn)行了氨基酸組成、分子量和N-端氨基酸序列分析發(fā)現(xiàn),ASP和C3α的氨基酸組成非常接近,只是C3α比ASP多一個(gè)精氨酸,且N-端氨基酸序列均為N-Ser-Val-Gln-Leu-Thr-Glu-Lys-Arg-Met-ASP,離子噴射電離技術(shù)也證實(shí)ASP的質(zhì)量單位(8933±0.3)與C3αdesArg(8932.5)一致,而不同于C3α(9088.7).
在血漿羧肽酶的作用下,C3α羧基未端Arg很容易被水解掉而形成C3αdesArg,盡管C3αdesArg曾被認(rèn)為是C3的非活性產(chǎn)物,只有過敏毒素的作用,然而目前的資料已顯示C3αdesArg確實(shí)能夠促進(jìn)細(xì)胞甘油三酯的合成。
已經(jīng)明確,ASP能剌激成纖維細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和HepG2細(xì)胞合成TG,且對分化的脂肪細(xì)胞影響最大,膽仍沒有證據(jù)表明ASP對脂質(zhì)水解有何影響,因?yàn)镠yperApoB細(xì)胞TG的含量下降是由于該細(xì)胞對ASP的反應(yīng)性下降而非細(xì)胞內(nèi)TG的水解增加所致。但Cianflone在分子水平利用RT-PCR技術(shù)檢測了甘油醛-3-磷酸脫氫酶(GAP)、脂蛋白脂肪酶、adipsin、因子C3和因子b mRNA水平與ASP(C3α-desArg)之間的關(guān)系后發(fā)現(xiàn),成纖維細(xì)胞和未分化的前脂肪細(xì)胞只能合成微量ASP,而分化的脂肪細(xì)胞在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量ASP(是前者的8倍);成纖維細(xì)胞和分化的脂肪細(xì)胞內(nèi)GAp mRNA水平無差異,而LDL mRNA在分化的脂肪細(xì)胞內(nèi)明顯增加,其意義有待進(jìn)一步探索。另外,分化的脂肪細(xì)胞內(nèi)因子C3和adipsin mRNA水平異常升高,因子B mRNA水平只略有升高,這些變化與ASP(C3α-desArg)大量增加平行。
因此,adipsin/D-ASP/C3α-desArg系統(tǒng)可能具有非常重要的生理意義。當(dāng)脂肪組織對脂肪酸的攝取能力下降時(shí),大量脂肪酸滯留于血漿中,LPL的活性則受到嚴(yán)重抑制,不能有效水解血漿中的TG,而Adipisn-ASP系統(tǒng)可以上調(diào)脂肪組織對血漿游離脂肪酸的吸收率,使血漿中游離脂肪酸的水平不致于上升到有害的程度,LPL也能充分發(fā)揮其有效的生物活性,水解血漿中的TG和富含TG的脂蛋白,有效地調(diào)節(jié)甘油三酯的水解和合成。
HyperApoB是Sniderman分析了大量臨床資料后于1980年首先提出的,該患者脂代謝紊亂的主要表現(xiàn)是血ApoB和LDL水平升高,LDL-C同LDL-ApoB之比明顯降低。據(jù)Montreal心臟研究中心對100例HyperApoB合并冠狀動(dòng)脈粥樣硬化患者實(shí)施主動(dòng)脈-冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)后,十年隨訪結(jié)果顯示:血清LDL-ApoB水平升高和HDL-ch水平降低是冠狀動(dòng)脈粥樣硬化病變進(jìn)展的兩個(gè)最有價(jià)值的指標(biāo),不管是發(fā)生在原位冠狀血管,還是在隱靜脈旁路移植塊。Brown等對血清LDL≥72.5μmol/L、有冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)史和早發(fā)冠心病的遺傳背景的患者采用控制飲食和降低脂質(zhì)相結(jié)合的治療方案。結(jié)果表明:當(dāng)血清LDL-ApoB的濃度下降時(shí),冠狀動(dòng)脈內(nèi)的粥樣斑塊也隨之消退。
正常人的LDL是一類非均質(zhì)的大分子物質(zhì),密度為1.019~1.063kg/L,HyperApoB患者LDL的分子量小于2.0×106D,直徑僅有23nm,Sf值也小于5.0,而密度則高達(dá)1.055kg/L,該患者LDL組成分析表明,膽固醇酯的含量明顯降低,ApoB含量明顯升高,而甘油三酯、磷脂和非酯化膽固醇含量基本不變。另外,HyperApoB患者往往合并血清Lp(α)水平升高,而PROCAM研究中心則認(rèn)為血清Lp(α)水平與ApoB或ApoA-Ⅰ的濃度變化無關(guān)。
大量研究顯示HyperApoB患者體內(nèi)LDL受體活性是正常的,并認(rèn)為LDL-ApoB的增加是大量VLDL-ApoB的繼發(fā)性改變。于是,許多實(shí)驗(yàn)室開始研究HyperApoB患者ApoB的分子或基因變異情況,Gavish應(yīng)用ApoB的單克隆抗體封閉ApoB的某種抗原點(diǎn)位,發(fā)現(xiàn)LDL-ApoB的濃度。但大規(guī)模遺傳連鎖分析還沒有確認(rèn)HyperApoB患者同ApoB基因所在染色單體之間的關(guān)系,而且Johns Hopkins冠心病研究小組也沒有發(fā)現(xiàn)ApoB的影響變異與HyperApoB之間存在某種密切關(guān)系。
從目前資料來看,ApoB的基因變異或缺失似乎對HyperApoB的影響甚微,無法解釋HyperApoB的各種表型。已發(fā)現(xiàn)HyperApoB每一種表型都存在于兩種代謝障礙。其一,肝組織大量合成VLDL,致使致密的LDL水平升高,Teng用ApoB的單克隆抗體分別封閉致密和疏松的LDL微粒,發(fā)現(xiàn)致密的LDL與LDL之間向乎無反應(yīng),而疏松的LDL微粒與LDL受體之間的高親和力下降,致使LDL表面的ApoB重新分布。來自動(dòng)物體內(nèi)和體外的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)疏松的LDL很容易從血液循環(huán)中清除,而致密LDL常需要很長時(shí)間。Kwiterovich認(rèn)為致密LDL可能通過清道夫受體途徑從血液中清除,這種代謝方式將促成動(dòng)脈粥樣硬化的形成和膽固醇酯在血管壁的沉積,但研究結(jié)果出乎意料,來源于HyperApoB患者體內(nèi)的LDL并不能促進(jìn)正常人或HyperApoB患者單核源性巨噬細(xì)胞大量合成膽固醇酯。而且Knight等也沒有發(fā)現(xiàn)單核源性巨噬細(xì)胞優(yōu)先吸收和降解HyperApoB患者的致密LDL。其二,從飲食中攝入的脂肪經(jīng)乳糜途徑延遲,血中游離脂肪酸的濃度明顯升高。Sniderman等的研究表明脂肪細(xì)胞和成纖維細(xì)胞攝取游離脂肪酸合成甘油三酯的能力下降,可能是血中游離脂肪酸水平升高的主要原因,而游離脂肪酸則誘導(dǎo)肝細(xì)胞合成和分泌裝配VLDL的載脂蛋白B。
由于血清堿性蛋白與脂代謝密切相關(guān),而HyperApoB的發(fā)病機(jī)制又無法從ApoB的基因變異、LDL受體和清道夫受體水平上找到合理的解釋,許多實(shí)驗(yàn)室已將目光轉(zhuǎn)入血清堿性蛋白質(zhì)的研究上,并試圖解開HyperApoB的發(fā)病機(jī)制。盡管目前的研究水平仍停留在對堿性蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的探討上,但Kwiterovich已根據(jù)現(xiàn)有的研究成果,對HyperApoB的生化特征從堿性蛋白質(zhì)及其受體的角度作出了大膽的假設(shè),如圖7-3所示。
圖7-3 HyperApoB病理假說圖解
綜上所述,三種血清堿性蛋白質(zhì)所具有酰化剌激活性確實(shí)為我們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)血漿脂質(zhì)、脂蛋白和游離脂肪酸的代謝及HyperApoB的致病機(jī)制提供了新的視野,但其確切的生化機(jī)制有待進(jìn)一步闡明。血清堿性蛋白質(zhì)與補(bǔ)體系統(tǒng)之間的關(guān)系。以及堿性蛋白的組織特異性仍將是今后研究的重點(diǎn)。