中国循环杂志 2020年3月 第35卷 第3期（总第261期）Chinese Circulation Journal，March，2020，Vol. 35 No.3（Serial No.261）305综述同型半胱氨酸影响对氧磷酶相关的高密度脂蛋白抗氧化作用的进展 张秦风、秦卫伟、李虹、冯高洁、高宏伟、肖传实综述， 高奋审校摘要 既往研究发现，对氧磷酶在冠心病患者中具有保护作用，是维持HDL抗氧化能力的关键酶之一。对氧磷酶包含PON1、PON2、PON3三个基因家族成员，它们在维持高密度脂蛋白（HDL）抗氧化活性方面的作用大同小异。同型半胱氨酸是心血管疾病发生重要而独立的危险因素。对氧磷酶是否在高同型半胱氨酸冠心病患者中仍具有保护作用有待探讨。本文就对氧磷酶的生物学特性以及在HDL抗氧化中的作用进行了综述。关键词 对氧磷酶；同型半胱氨酸；高密度脂蛋白；抗氧化对氧磷酶是维持高密度脂蛋白（HDL）抗氧化能延缓血小板聚集和缩小病变斑块抑制动脉粥样硬化力的关键酶，在动脉粥样硬化发生发展过程中起重发生的作用。PON1在预防LDL氧化，最小化氧化要保护作用。近年来，随着饮食结构的改变，高同修饰的低密度脂蛋白（ox-LDL）方面起重要作用[7]。型半胱氨酸（Hcy）患者日趋增多。既往研究发现，PON1在结构上有两个Ca2+结合位点，其中一个有在冠心病患者中Hcy与HDL呈负相关[1]，Hcy作为高度亲和性并维持该酶稳定性，另一个起水解作用。冠心病发生的重要危险因素[2]，是否通过影响对氧PON2能减少来自线粒体超氧化物的释放，但并没磷酶活性减弱HDL的抗氧化功能、加重冠心病的发有影响其他自由基的水平，如过氧化氢（H2O2）及生有待探讨。本文就对氧磷酶的生物学作用从病理过氧亚硝基水平[8]。PON3对保护LDL免受由Cu2+生理机制到临床研究进展做一综述。诱发的氧化修饰作用是PON1的100倍。因此，尽1 对氧磷酶的生物学特性管血浆中的PON3含量比PON1低两倍，但对保护在动脉粥样硬化发生、发展过程中，对氧磷LDL免受氧化修饰的作用更强。对氧磷酶生理条件酶是一种与氧化应激有关的酶[3]。对氧磷酶家族下就能降解不饱和脂肪酸及Hcy硫代内酯毒性作包括PON1、PON2、PON3，它们彼此相邻排列用。氧化应激条件下，PON2活动度明显上调，而于7q21-22。PON1及PON3存在机体许多组织及PON3的表达无明显改变。但另有学者发现PON3血液循环中，而PON2仅存在于细胞内。PON1和生理情况下细胞内并不存在，只是在病理条件下分PON3由肝脏产生后，借助于极端疏水的N端和包泌到血清中发挥抗氧化作用。含载脂蛋白A1及clasterin的HDL紧密结合释放入2 对氧磷酶在冠心病氧化应激中的影响血[4]。PON1和PON3作为HDL的一个主要成分，随着有关torcetrapib等多种针对升高高密度脂具有防止Hcy对低密度脂蛋白（LDL）的氧化作用。蛋白胆固醇（HDL-C）水平药物的临床试验的相继人血清对氧磷酶水解氧化的磷脂保护LDL免受氧失败，人们发现HDL-C的抗氧化和抗动脉硬化作化，抑制单核细胞向巨噬细胞分化。在动脉粥样硬用，可能与其结合的各种蛋白有关，特别是对氧磷化过程中，对氧磷酶有抗氧化、抗炎、保护HDL酶。流行病学调查发现，心肌梗死及糖尿病患者血功能、促进胆固醇流出、抗凋亡、抗血栓及抗粘连清对氧磷酶活性明显低于正常水平，故其活性高低作用[5]。对氧磷酶可以水解为三种活性形式，包括可作为评估动脉粥样硬化可能性的一项指标。当血乳酸酶活性、芳香酶活性及有机磷酸酶活性。对氧清PON1活性降低时，巨噬细胞和血清中氧化应激磷酶均有乳酸酶活性，能够水解细胞内的脂质酸酯、水平升高，HDL抗氧化能力及抑制LDL过氧化能降低脂蛋白中的氧化脂质[6]。另外，对氧磷酶还有力减弱，导致粥样斑块形成;当PON1活性升高时，作者单位： 712000 陕西省咸阳市，咸阳市中心医院 心内科（张秦风）；山西医科大学第二医院 心内科（秦卫伟、李虹、冯高洁、高宏伟、肖传实、高奋）通信作者：高奋 Email:gao55555@sina.com 中图分类号：R541 文献标识码：A 文章编号：1000-3614（2020）03-0305-04 DOI: 10.3969/j.issn.1000-3614.2020. 03.014306中国循环杂志 2020年3月 第35卷 第3期（总第261期）Chinese Circulation Journal，March，2020，Vol. 35 No.3（Serial No.261）巨噬细胞和血清中氧化应激水平降低，可抑制LDL3 对氧磷酶抗氧化的内在机制氧化、逆转ox-LDL的生物活性、保护卵磷脂胆固HDL的抗氧化能力归因于与HDL相关的蛋白，醇酰基转移酶（LCAT）活性、抑制HDL脂质过氧化如对氧磷酶、载脂蛋白A1（apoA1）及LCAT等[11]。并增加其抗氧化能力，从而抑制泡沫细胞及粥样PON1的过度表达抑制了HDL的脂过氧化功能，维斑块形成。当细胞内PON2活性增加时，即使受到持其活性及稳定性的关键，apoA-1的过度表达会增H2O2、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）或氧化型磷脂加对氧磷酶活动度。如果脂蛋白缺失，对氧磷酶分的刺激，细胞内氧化应激水平仍显著降低，脂质过泌减少，加入磷脂胶团和HDL会促进其分泌。绑定氧化水平明显下降，单核细胞向内皮细胞移行减少，到HDL上是PON1维持HDL抗氧化功能的关键[13]。ox-LDL-C氧化延迟。此外，纯化的PON2能改善载PON1无独立的抗氧化能力，但呈剂量依赖性对小脂蛋白E基因敲除（ApoE-/-）。鼠的保护作用发生在动脉粥样硬化全过程。PON1小鼠腹腔巨噬细胞的氧化应激状态，抑制其动使致动脉粥样硬化基因Hcy化来调节LDL和HDL脉粥样硬化病变形成。PON2基因敲除、ApoE-/-小鼠，对氧化应激的易感性保护了HDL的完整性和功能。给予高脂蛋白饮食后，尽管LDL和极低密度脂蛋白对氧磷酶及髓过氧化物酶（MPO）相互影响，HDL调（VLDL）处于极低水平，但与野生型相比，冠状动脉节这两种酶的相互作用[14]，二者的平衡取决于HDL病变程度较重[9]。与PON1和PON2相似，当细胞的抗氧化和抗炎能力。PON3表达增加时，可通过延缓ox-LDL形成、减少PON1以及对氧磷酶家族的另外两个成员PON2脂质过氧化物产生、降低LDL对单核细胞趋化活性和PON3，均可通过降低细胞内氧化应激水平，水的诱导能力，抑制泡沫细胞形成，减缓动脉粥样硬解氧化型脂质，减少细胞内脂质过氧化物含量来发化病变进展。挥抗动脉粥样硬化作用。尽管对氧磷酶具有抗氧化应激作用，但当氧化 PON1直接降低巨噬细胞氧化应激水平的机应激水平过高时对氧磷酶将失活。这一组基因不仅制包括：（1）减少巨噬细胞内胆固醇合成并促进其抑制动脉粥样硬化的发生，还促进动脉粥样斑块的流出，水解脂质过氧化物[15]（；2）减少巨噬细胞还稳定性。PON1目前研究最透彻的是192位和55位原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）氧化酶基因型，而基因型很大程度上是由血浆中PON1活p47phox向细胞膜易位，抑制NADPH氧化酶活性，动度及氧化应激水平决定。研究发现，PON1在糖减弱巨噬细胞释放O2-和ox-LDL的能力；（3）减少巨尿病合并冠心病患者中仍有保护作用，其283位巯噬细胞摄取ox-LDL形成泡沫细胞[16]（；4）清除动脉基具有抗LDL氧化作用，无水解作用，且保护作用粥样硬化形成早期及进展过程中的炎症因子，如丙Q型＞R型。PON1192QQ基因型在动脉粥样硬化形二醛、肿瘤坏死因子（TNF）-α；（5）刺激一氧化氮成中起保护作用，而RR基因型则是冠心病发生的活性，促进血管内皮细胞一氧化氮生成及生物利用危险因素。另有研究发现，PON1192RR型可以降低度[11]（；6）与apoA1相互作用和保护LCAT酶活性避HDL水平、升高LDL水平，而PON155LL型降低免失活来降低LDL的氧化[17]（；7）使ox-LDL的毒性LDL浓度[10]。但有学者发现血浆中PON1活动度比产物失去活性，抑制ox-LDL积累，并通过HDL促其基因型是冠心病更好的预测因子[11]。向动脉粥样进巨噬细胞胆固醇流出[18]（；8）可以调节LDL-C向硬化敏感大鼠注射轻度氧化的LDL，可以减少肝脏HDL-C的转化；（9）减弱血清、脂蛋白、巨噬细胞及信使RNA（mRNA）的合成而使PON活性下降59%。动脉粥样病变对氧化应激的反应性[19]。此外，PON1对氧磷酶活性的减少总伴随着载脂蛋白J（apoJ）的还作用于巨噬细胞磷脂，生成溶血磷脂胆碱（LPC），增加，而apoJ则是HDL变成亲炎症性的先兆，不激活HDL相关胆固醇外流，延缓动脉粥样硬化病变能减少ox-LDL对动脉壁的损伤。另外，在PON1的发展。缺陷小鼠发现有氧化应激、血管炎性及血栓形成倾PON2在细胞水平抗氧化应激可能机制是：水向，进一步验证了PON1的抗动脉粥样硬化作用。解氧化型脂质，逆转轻度氧化的ox-LDL，减弱对单在ApoE-/-小鼠，对氧磷酶通过降低炎性介质而不是核细胞趋化性的诱导，增强HDL抗动脉粥样硬化能影响血脂水平发挥抗动脉粥样硬化作用[12]。对于冠力，抑制泡沫细胞形成。此外，还能通过c-JunNH2-心病的治疗，最好提高对氧磷酶的芳香酶活性，而末端激酶（JNK）途径磷酸化转录因子激活蛋白1不是乳酸酶活性[5]。（AP-1）亚单位c-Jun，激活AP-1，活化并上调细胞中国循环杂志 2020年3月 第35卷 第3期（总第261期）Chinese Circulation Journal，March，2020，Vol. 35 No.3（Serial No.261）307PON2表达；在给予JNK抑制剂后，PON2 mRNA表究少之又少。另外，对氧磷酶在高Hcy冠心病患者达呈剂量依赖性下降。此外，PON2还能调节内质中仍能发挥HDL的抗氧化作用，但主要研究对象为网压力、改变线粒体功能发挥抗动脉粥样硬化作用。PON1，其他两个基因家族成员研究相对较少。因此，研究发现，小鼠PON2启动区存在过氧化物酶体增对氧磷酶在高Hcy冠心病患者中的病理生理及基因殖物激活受体（PPAR）γ识别位点，给予PPARγ学上的研究将是今后进展的方向。激动剂罗格列酮后，PON2 mRNA和蛋白表达上调。利益冲突:所有作者均声明不存在利益冲突PON3降低巨噬细胞氧化应激水平的可能机制参考文献是，结合于细胞膜上的PON3通过水解细胞膜上氧[1] Gowda M, Alvarado A, Ahmed W, et al. 113: Within the broad range 化型磷脂，减少细胞内脂质过氧化物含量，抑制泡of renal function as assessed by serum creatinine, the higher 沫细胞形成；或通过在动脉血管壁细胞表达，直接the creatinine, higher the homocysteine and the lower is HDL 影响动脉粥样硬化形成。由于人类巨噬细胞中缺乏cholesterol, with resultant higher risk for cardiovascular disease[J]. Am J Kidney Dis, 2010, 55(4): B60-B60. DOI: 10. 1053/j. ajkd. PON3，提示PON3可能仅在人类血液循环中发挥2010. 02. 120. 作用。[2] 张志世, 王凌燕. 同型半胱氨酸与冠心病[J]. 中国循环杂志, Hcy可能通过抑制PON活性加重氧化应激致动2016, 31(4): 405-407. DOI: 10. 3969/j. issn. 1000-3614. 2016. 04. 脉粥样硬化，Hcy可以促进血管内皮细胞、平滑肌022. [3] Ernstsen A, Wheeler CT. Exploring the role of paraoxonases in the 细胞动脉粥样硬化或直接细胞毒性作用导致动脉粥pathogenesis of coronary artery disease: a systematic review[J]. Int J 样硬化发生，而PON1将同型半胱氨酸降解为半胱Mol Sci, 2014, 15(11): 20997. DOI: 10. 3390/ijms151120997. 氨酸起解毒功能[20]。研究发现，高Hcy患者丙二醛[4] Hine D, Mackness B, Mackness M. Coincubation of PON1, APO A1, and LCAT increases the time HDL is able to prevent LDL oxidation[J]. 含量明显升高，这与HDL相关的PON活性降低结IUBMB Life, 2012, 64(2): 157-161. DOI: 10. 1002/iub. 588. 果一致，均会导致内皮功能的丧失[21]，说明Hcy可[5] Chistiakov DA, Melnichenko AA, Orekhov AN, et al. Paraoxonase 能通过影响PON活性发挥作用。与对照组相比，给and atherosclerosis-related cardiovascular diseases[J]. Biochimie, 予动脉粥样硬化饮食的小鼠Hcy水平明显升高。孔2016, 132: 19-27. 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M110. 118604. 抗毒性等心血管保护作用。PON1缺乏会使HDL失[9] Aq She ZG, Chen HZ, Yan Y, et al. The human paraoxonase gene 功能，这与Hcy升高有关，同时一氧化氮活性降低[21]。cluster as a target in the treatment of atherosclerosis[J]. Antioxid Redox Signal, 2012, 16(6): 597. DOI: 10. 1089/ars. 2010. 3774. 高水平Hcy通过核因子（NF）-κB途径下调apoE[10] Eren E, Ylmaz N, Aydin O, et al. Anticipatory role of 的表达[24]，而PON2可以调节ApoE-/-小鼠的氧化high density lipoprotein and endothelial dysfunction: an 应激状态。Paoli等[25]提出，血浆中Hcy硫代内酯overview[J]. Open Biochem J, 2014, 8(1): 100-106. DOI: 10. 2174/1874091X01408010100. 水平较Hcy水平能更好预测冠心病风险。Hcy硫代[11] Eren E, Yilmaz N, Aydin O. Functionally defective high-density 内酯活性是PON生理活性基质。血浆中N型Hcylipoprotein and paraoxonase: a couple for endothelial dysfunction in 蛋白水平主要由PON的Hcy硫代内酯活性决定，而atherosclerosis[J]. Cholesterol, 2013, 2013(2013): 792090. DOI: 10. 且该酶能抑制N型Hcy蛋白的积累。1155/2013/792090. [12] Cao J, Xu Y, Shang L, et al. Effect of the apolipoprotein E mimetic 4 结语与展望peptide EpK on atherosclerosis in apoE-/-mice [J]. Prog Biochem 目前关于对氧磷酶的研究尚处于初步阶段，多Biophys, 2015, 42(9): 833-842. DOI: 10. 16476/j. pibb. 2015. 0117. 为动物及细胞实验阶段，且主要研究对象为冠心病[13] Yilmaz N. Relationship between paraoxonase and homocysteine: crossroads of oxidative diseases[J]. Arch Med Sci, 2012, 8(1): 138-模型，而以高Hcy冠心病模型为研究对象及临床研153. DOI: 10. 5114/aoms. 2012. 27294.
同型半胱氨酸影响对氧磷酶相关的高密度脂蛋白抗氧化作用的进展
