| 单词 | 肝脏脂蛋白受体 |
| 释义 | 【肝脏脂蛋白受体】 血浆脂蛋白是运输血脂的形式，由脂质和蛋白质组成，可分为高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)、极低密度脂蛋白(VLDL)及乳糜微粒(CM)四类。流行病学调查表明，血浆脂蛋白的异常改变与动脉粥样硬化性疾病有关，如血浆HDL降低及LDL升高可导致冠心病。大量研究资料表明，血浆脂蛋白含量由其代谢决定。1988年J．Breslow将血浆脂蛋白代谢归纳为3条代谢途径。第一，外源性甘油三脂(TG)及胆固醇(Ch)转运途径：食入的脂肪及Ch在小肠中被消化吸收，并在小肠粘膜细胞中重新组装成富含TG及Ch的颗粒，即CM。CM进入血循环，在脂蛋白脂酶(LPL)作用下，其TG被逐步水解，CM转变为富含Ch的CM残粒后被肝脏摄取清除。第二，内源性TG及Ch转运途径：即由肝脏制造分泌入血浆的LDL代谢途径。VLDL富含TG，也含有Ch，进入血浆后，其TG被LPL水解转变为中密度脂蛋白(IDL)，IDL部分被肝脏清除，部分IDL的TG被肝脏甘油三酯酶(HLP)进一步水解形成LDL。 LDL为富含Ch的脂蛋白，约70%被肝脏清除，其余被肝外组织清除。第三，胆固醇逆向转运(RCR)途径：肝外组织Ch必须运至肝脏，大部分转变为胆汁酸从胆道排出，这一过程主要由HDL参与完成。新生的圆盘状HDL由小肠及肝脏分泌入血，在肝外组织摄取Ch后，经卵磷脂胆固醇酯酰转移酶(LCAT)的作用，将摄取的Ch酯化，再加入CM及VLDL脂解时所转移的apoC Ⅲ、磷酯等转变为成熟的球状HDL。HDL通过胆固醇酯转移蛋白(CETP)将其内核的胆固醇酯(CE)转移到VLDL、IDL或LDL，最后被肝脏清除。肝脏HDL受体选择性地摄取HDL中的CE。 肝脏在血浆脂蛋白代谢中起重要作用，它不仅合成和分泌VLDL及HDL，还是摄取和降解血浆脂蛋白的主要器官，CM残粒、VLDL、HDL，及70%左右的LDL均在肝脏被摄取和降解。大量研究资料表明，肝脏摄取血浆脂蛋白主要通过肝细胞表面脂蛋白受体完成。LDL的摄取由LDL受体介导实现，CM残粒的摄取由apoE受体介导完成。还有HDL受体等多种脂蛋白受体参与肝脏的脂蛋的分解代谢及其调节，迄今已发现肝实质细胞及非实质细胞表面至少存在LDL受体、HDL受体及apoA Ⅳ受体、apoE受体、VLDL、结合位点和apoC Ⅲ受体等脂蛋白受体或结合位点。由于肝非实质细胞位于肝实质细胞与血液之间，浸浴在血液中，直接与血浆中各种脂蛋白接触，肝非实质细胞在脂蛋白降解中比肝实质细胞具有更重要的作用。自1974年Brown Goldslcin发现LDL受体以来，LDL受体的研究已取得重大进展。LDL受体分布于细胞膜，LDL通过apoB100的精氨酸和赖氨酸残基所带的正电荷与LDL受体结合，结合需要Ca2+，最适pH为7．5；受体被链霉蛋白体融合后被水解，完成LDL的降解。LDL受体蛋白质的一级结构已经阐明(J．Goldstein和M．Brown，1984)，它是由839个氨基酸组成的单链多肽，糖分子连接在丝氨酸及苏氨酸残基上。受体蛋白有五个结构域：结构域Ⅰ，由N端的322个氨基酸构成，含成簇带负电荷的氨基酸，可与apoB100分子中带正电荷的精氨酸及赖氨酸残基特异结合，是LDL受体的结合部位；结构域Ⅱ，由350个氨基酸构成，其部分组成与表皮生长因子的组成有同源性；结构域Ⅲ，由48个氨基酸组成，其中18个是苏氨酸及丝氨酸残基，与糖分子形成O糖苷键，此区紧靠膜外，使LDL受体结合部位固定伸出膜外，以完成结合配体的功能；结构域Ⅳ，由22个氨基酸构成，是跨细胞质膜的区域；结构域V，由C端50个氨基酸构成，可能与胞浆内的内包含素样蛋白结合。1977年R．Mahley的实验资料表明，LDL受体除了可以与含apoB100的脂蛋白(VLDL、IDL及LCL)特异结合外，还可与含apoE的脂蛋白(HDLc)结合。因此，LDL受体又被称为apoBE受体。LDL受体数目受Ch浓度向下调节及Ch需要量的影响，当胆固醇浓度升高或需要量减少时，LDL受体数目减少，反之，当胆固醇浓度降低或需要量增加时，LDL受体数目增加。Kovanen等发现，牛的许多组织都有高亲和的LDL受体，每克组织的结合活性以肾上腺和卵巢黄体最高，但就整个器官而言，肝脏的LDL受体数目远多于其它器官。他们用人胚胎进行实验也发现相同的结果。Spady等发现，静脉注射后，70%左右的标记LDL通过肝脏LDL受体途径摄取。LDL受体主要参与内源性Ch代谢。VLDL转变成IDL，小部分IDL通过apoB100及apoE与LDL受体结合，在肝脏被清除；大部分IDL转变成LDL，被各组织细胞(主要是肝脏)的LDL受体摄取降解，其中的apoB100被溶酶体中的蛋白酶水解成氨基酸，CE被酯酶水解或游离胆固醇(FC)。FC在一般细胞用于合成细胞膜；在肾上腺、卵巢及睾丸用于合成类固醇激素，在肝脏被转变为胆汁酸，是机体排出胆固醇的主要途径。同时，FC对细胞Ch代谢有重要的调节作用，它可以在多个水平抑制HMGCOA还原酶的活性，从而抑制的合成(M．Brown和J．Glodstein1986)，称之为抑制HMGCoA还原酶活性的第二信使，它抑制该酶基因的转录，并促进酶蛋白的分解；它可以通过降低LDL受体mRNA浓度，抑制LDL受体的合成，从而减少细胞对LDL的进一步摄取；它还可以激活ACAT，使过多的Ch酯化，并以CE的形式储存于胞浆。通过这些调节作用，维持细胞内FC的平衡。Sherrill等首先发现，用狗HDLc灌注鼠肝脏时，肝脏对HDL的摄取呈可饱和及高亲和特征，用HDLc和CM残粒进行竞争实验表明，肝脏对这两种大分子的摄取机制相同。1981年R．Mahley等用肝细胞膜进行的受体结合实验表明，HDLc与apoE受体的结合力比与apoBE受体的结合力强；apoE受体与HDLc的结合不被LDL抑制，而apoBE受体与HDLc的结合能被LDL抑制，说明肝脏apoE受体是有别于apoBE的另一种独立受体。Windler等也证实，apoE受体只与apoE或apoE的脂白蛋结合，不能与apoB结合，且只存在于肝脏。利用apoE受体的单克隆抗体研究资料显示，经HDLc亲和层析纯化的apoE受体含3种蛋白质，其中两种分子量为56kd，另一种分子量为59kd。1986年Hui等证实，分子量为56kd的蛋白质是肝细胞线粒体F1－ATP酶的α亚基和β亚基。纯化的F1aATP酶与含apoE的脂蛋白也有高亲和力结合，而分子量为59kd。蛋白质可能是一种独立的蛋白质，位于细胞内质网膜。尽管肝细胞这3种蛋白质与apoE均有高亲和结合能力，Hui等推测，它们可能在细胞内不同细胞器之间或细胞器内的apoE或含apoE的脂蛋白运转中发挥作用。肝脏apoE受体主要在外源性Ch及TG的代谢中发挥作用。CM降解成富含Ch的残粒，被肝脏apoE受体识别摄取而从血浆中清除。虽然CM残粒中含有多种载脂蛋白，但apoE是CM残粒被肝脏识别清除的决定因素。apoE也确能与肝脏及外周组织LDL受体结合，所以含外源性脂质的CM残粒也有部分经LDL受体途径清除。1976年，Gwynne等首先在大鼠肾上腺皮质细胞膜上发现特异的、高亲和可饱和的HDL结合部位，提示细胞膜上可能存在着HDL受体。1990年M．Fernandez等用豚鼠肝细胞膜进行的实验表明，肝细胞膜上存在着特异的HDL受体，并发现HDL与受体的结合有温度依赖性，他们分别用同种的和异种的HDL进行受体结合实验，发现同种HDL和异种HDL结合的动力学性质明显不同。1989年张林华等用大鼠肝细胞膜进行的实验也证实，肝细胞膜上存在特异的HDL受体，并可特异结合人及大鼠HDL，不依赖Ca2+激活，对胰蛋白酶不敏感，apoC Ⅲ对HDL与HDL受体结合有重要的调节作用。他们还发现，新分离的大鼠肝实质细胞与肝非实质细胞均存在高亲的和的及可饱和的HDL受体，且非实质细胞HDL受体活性比实质细胞受体活性高4～10倍，可能肝非实质细胞在肝脏清除HDL过程中起着比肝实质细胞更重要的作用。1991年J．Oram等纯化出一种分子量为110kd的膜蛋白，它具有很多完整细胞膜上高亲和HDL结合位点的特性，能与含apoA Ⅰ或apoA Ⅱ的脂质体结合，不能与LDL、修饰LDL或含apoE的脂质体结合。HDL参与RCT各个环节。Ch从肝外细胞的清除及进入肝细胞是RCT的关键环节，均与HDL受体介导有关(J．Oram等．1991)。在外周细胞，HDL受体介导细胞内Ch的清除。将HDL与负荷标记Ch的成纤维细胞一起孵育，能促使标记Ch从细胞浆转移到细胞膜，进而外流至培养基中。HDL3的这种作用受TNM(四硝基甲烷)的抑制，TNM不仅能使HDL3与细胞的结合消失，也能使细胞内Ch的转移及外流减少。将TNM处理的HDL3进行氨基酸分析发现，特异的修饰部位是酪氨酸残基，表明HDL3中的酪氨酸残基参与受体识别。将HDL3用蛋白酶处理后，与110kd膜蛋白的结合消失，但并不能使其与完整细胞的结合减少。说明HDL与细胞表面的结合由脂质而不是由蛋白质介导，但与细胞膜蛋白受体分子的结合确是由蛋白质介导。蛋白酶处理后的HDL3虽能增加细胞质膜上Ch的外流，但选择性地从胞浆移出Ch的能力显著降低，表明细胞质膜Ch的外流由HDL脂质介导，而细胞内多余Ch的移出则由HDL的载脂蛋白介导。HDL载脂蛋白与受体的结合，使细胞内Ch转移到细胞表面，再由HDL或其它富含脂质的接受体从细胞表面移走，是较为流行的一种关于Ch从外周细胞清除的假说。在肝脏，HDL受体介导Ch的摄取降解和LDL受体介导的LDL胆固醇摄取降解不同。肝脏摄取HDL后，HDL并不迅速转移至溶酶体降解，经选择性摄取的HDL胆固醇酯可被质膜的酯酶水解，产生的FC用于合成胆汁酸，而其蛋白质则直接分泌入胆汁。肝细胞膜HDL受体介导的HDL在肝细胞内的降解可能不通过溶酶体系统完成，其详细机制尚待阐明。1986年S．Gustafson发现，肝内皮细胞与标记VLDL的结合为可饱和性的及高亲和性的，这种结合能被非标记的VLDL抑制。1989年张林华等也证实，大鼠肝实质细胞及非实质细胞均存在高亲的和可饱和的VLDL结合位点，且非实质细胞VLDL结合活性比实质细胞VLDL结合活性高10～30倍。Gustafson用标记VLDL静脉注射给大鼠，发现5min时51%在肝非实质细胞，30min时87%在肝实质细胞。VLDL中含有apoB及apoE，已观察到的VLDL结合位点是否就是LDL受体或apoE受体，目前尚无充分的证据加以否定。肝脏VLDL结合位点的配体特异性实验资料表明(S．Gustafson，1986；张林华，1989)，非标记的HDL及非标记的LDL均能抑制标记VLDL的特异结合，这一结果不支持肝脏存在独立的VLDL受体；但apoCⅢ能抑制标记VLDL与肝细胞VLDL受体结合，表明肝VLDL结合位点又不同于已知的LDL受体。Bradiey等发现，小鼠P338D1巨噬细胞存在不同于LDL受体的VLDL受体。1983年Z．C．Feng发现，巨噬细胞VLDL受体有一定的配体特异性，VLDL和β－VLDL可有效地与标记VLDL竞争并与巨噬细胞结合，而LDL、HDL的竞争作用很弱，甚至没有竞争作用。他们还发现，巨噬细胞内负荷TG或Ch后，对VLDL受体仅有轻微的向下调节作用，巨噬细胞可以不断地摄取VLDL，使细胞内堆积TG或Ch而转化为泡沫细胞，表明至少在巨噬细胞表面可能存在独立的VLDL受体，至于肝脏是否存在独立的VLDL受体则尚待进一步研究。许多迹象表明，肝脏可能存在apoA Ⅳ受体。1990年R．Winberg等证实，人肝细胞膜上存在着可饱和的、可逆的、高亲和特异结合apoA Ⅳ的位点，即apoAⅣ受体。apoA Ⅳ与人肝细胞膜的这种特异结合对温度敏感，部分依赖Ca2+。当apoAⅣ用盐酸胍处理或肝细胞膜蛋白用链霉蛋白酶处理后，apoAⅣ与肝细胞膜的结合消失；当apoA Ⅳ渗入磷脂／胆固醇蛋白脂质体后，与肝细胞膜结合增加。抑制实验资料表明，apoa Ⅳ、apoA Ⅰ及HDL均能有效地抑制标记apoAⅣ脂蛋白入细胞。由于apoA Ⅳ主要存在于CM及HDL中，因此，apo Ⅳ受体可能与肝脏清除这两种含apoA Ⅳ的脂蛋白有关。1990年GGHiselli等从大鼠肝细膜上增溶出分子量为95kd的apcA Ⅳ特异结合蛋白，它不仅能与含apoA Ⅳ脂质体特异结合，也能与含apo Ⅰ及不含apoEHDL脂质体的结合，不能与LDL及apoC Ⅲ结合。将这种膜蛋白用链霉蛋白酶处理后，与apoA Ⅳ的识别结合作用消失。游离apoA Ⅳ及不含apoEHDL与95kd膜蛋白的结合提示，该膜蛋白在含apoA ⅣHDL的摄取中发挥作用。根据上述特性，考虑到SDS－PAGE测定蛋白质表观分子量的某些不确定性，Ghiselli等认为，这种95kd的膜蛋白就是J．Oram等所纯化的110kdHDL受体蛋白，并把它们统称为apoA Ⅳ／apoA Ⅰ结合位点。虽然apoA Ⅳ与apoA Ⅰ在结构上有相当大的同源性，但它们与肝细胞的结合特性不相同，尤其是在与磷脂的竞争性作用，对链霉蛋白酶的敏感性以及与肝细胞结合后的内在化等方面。这可能是由于这两种载脂蛋白存在于脂蛋白表面所形成的特定构象对结合特性的影响，也可能是由于apoA Ⅳ和apoA Ⅳ Ⅰ与肝细胞表面的结合位点的亲和力不同。对肝细胞的95kd apoA／apoA Ⅰ结合位点的配体特性、理化性质尚有待进一步研究。apoC Ⅲ是VLDL中含量最多的一种载脂蛋白。有实验资料证明，apoC Ⅲ除可以抑制LPL活性外，还可以抑制肝细胞apoE受体的识别功能，在VLDL及HDL等脂蛋白的分解代谢中起重要调节作用。1979年Y．Chao等发现，apoCS能阻抑肝细胞识别结合VLDL。1983年T．Van Berkel等的实验资料表明，apoC Ⅲ可抑制CM与大鼠肝实质细胞及非实质细胞的结合。S．Gustafson 1986年的研究资料显示，标记apoC Ⅲ与肝内皮细胞的结合是可饱和的，Scatchard作图分析发现，这种结合具有受体结合的特征；抑制实验资料表明，标记apoC Ⅲ与肝内皮细胞的结合能被非标记apoC Ⅲ抑制。1989年张林华等的研究也证实，大鼠肝非实质细胞膜上存在特异的apoC Ⅲ受体；同时，他们还发现，apoC Ⅲ不仅可抑制标记VLDL与肝实质细胞的结合，还可以抑制不含apoE的标记HDL与纯化肝细胞膜的结合；人血浆VLDL中apoC Ⅲ含量升高可抑制VLDL清除，而HDL中apoC Ⅱ含量减少则使HDL清除加快。他们进行的动物实验表明，VLDL及HDL受体活性降低的同时，伴有apoC Ⅲ受体活性增高。1991年冯定志在人及小鼠肝细胞膜上亦证实存在apoC Ⅲ受体，它不同于已发现的LDL受体及apoE受体，也不同于HDL受体，apoC Ⅲ与受体的结合不依赖于Ca2+，不受EDTA抑制，对胰蛋白酶敏感。许多实验者发现，apoC Ⅲ抑制肝脏对富含TG脂蛋白的摄取(Y．Chao等，1979)apoC Ⅲ抑制肝脏对HDL的摄取。apoC Ⅲ受体活性增高的同时，伴有HDL及VLDL受体活的降低(张林华，1989)。体内实验资料也表明，apoC Ⅲ直接影响血浆HDL及VLDL的清除，当血浆中VLDL－apoB及TG升高时，VLDL中apoC Ⅲ含量大幅度升高。1991年方定志等的组织细胞定位研究资料表明，apoC Ⅲ受体仅分布在肝细胞质膜上，推测上述抑制作用可能是由于VLDL中apoC Ⅲ与肝细胞膜上apoC Ⅲ受体结合后，导致肝细胞膜上清除VLDL的受体功能发生改变，识别结合VLA的作用下降或／和内在化减少，引起血浆VLDL的清除减少，促成血浆VLDL增加。当HDL中apoC Ⅲ减少时，这种抑制作用减弱，HDL与肝细胞膜上HDL受体的识别结合或／和内在化加快，HDL清除加快，血浆HDL降低。对apoC Ⅲ受体的研究获得一些初步的结果，但是否存在独立的apoC Ⅲ受体，其结构、性质、功能等如何，均有待进一步阐明。(华西医科大学生物化学与分子生物学研究所方定志、刘秉文撰) |
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