雌激素通过性别特异性调控鞘脂影响人类微血管内皮功能

《JACC: Basic to Translational Science》：Estrogen Influences Human Microvascular Endothelial Function Via Sex-Specific Regulation of Sphingolipids

本研究针对长期雌激素治疗增加心血管疾病风险的临床矛盾，揭示了雌激素通过中性鞘磷脂酶(NSmase)/神经酰胺/S1P通路调控微血管内皮功能的双相作用机制。研究人员发现急性雌激素暴露促进NO介导的血管舒张，而慢性暴露导致神经酰胺累积引发H2O2依赖性内皮功能障碍，且存在显著性别差异。该研究为雌激素相关心血管风险提供了全新机制解释，为靶向鞘脂通路保护血管功能提供了理论依据。

　　

雌激素对心血管系统的影响一直存在争议——传统观点认为它具有心脏保护作用，但近年研究发现长期使用雌激素避孕药、管理更年期症状或进行性别肯定疗法的女性，心血管疾病风险反而增加。这种矛盾现象背后的机制至今未明，成为临床实践中的重要科学问题。

为此，威斯康星医学院麻醉学系的Gopika SenthilKumar等研究人员在《JACC: Basic to Translational Science》上发表了一项突破性研究，首次揭示了鞘脂代谢在雌激素微血管效应中的核心作用。他们发现雌激素对人类微血管内皮功能的影响具有时间和性别双重依赖性，这一发现为理解雌激素与心血管风险之间的复杂关系提供了关键机制见解。

研究人员采用多种关键技术方法开展此项转化医学研究：利用来自43名患者（9名男性，34名女性）的丢弃手术脂肪组织分离人类微动脉，通过压力肌动描记术评估血管功能；使用按生物性别汇集的人脐静脉内皮细胞(HUVEC)进行细胞实验；采用高效液相色谱-串联质谱法精确测量鞘脂水平；通过PY1荧光探针定量检测H₂O₂生成。

雌激素通过NSmase/神经酰胺/S1P信号通路急性促进人类微动脉的NO介导的舒张

研究人员首先评估了递增浓度E2（10^?11至10^?5 mol/L）对健康成微动脉的急性影响。结果显示，只有来自女性的微动脉对雌激素产生显著舒张反应，而男性血管反应较弱。这种舒张作用可被一氧化氮合酶抑制剂L-NAME和一氧化氮清除剂CPTIO阻断，证实其由NO介导。进一步机制研究发现，NSmase抑制剂GW4869、鞘氨醇激酶抑制剂SpK-I、过氧化氢酶(catalase)和NADPH氧化酶2抑制剂GSK2795039均能抑制雌激素诱导的血管舒张，表明该过程依赖NSmase/神经酰胺/S1P通路，且需要H₂O₂参与。

慢性雌激素通过NSmase/神经酰胺/H₂O₂信号通路促进人类微动脉功能障碍

长期雌激素暴露（100 nmol/L，16-20小时）导致微血管功能发生重要改变。在部分健康女性中，虽然血管仍能维持对血流的舒张反应，但介导物质从保护性的NO转换为促炎性的H₂O₂。另一部分女性和所有男性的微动脉则出现严重的舒张功能受损。重要的是，同时给予NSmase抑制剂GW4869可预防这种功能障碍，表明慢性雌激素的有害效应通过NSmase介导的神经酰胺形成实现。

慢性雌激素给药通过NSmase损害急性雌激素信号并促进急性神经酰胺诱导的H₂O₂介导的舒张

慢性雌激素暴露还破坏了急性雌激素信号通路。经过长期E2处理的血管对急性雌激素的舒张反应显著减弱，且GW4869处理无法恢复该反应，表明慢性暴露导致NSmase通路脱敏。有趣的是，这些血管对神经酰胺仍能产生舒张反应，但介导物质从NO转变为H₂O₂，这一转变可被NSmase抑制所阻止。

慢性雌激素诱导的内皮功能障碍与细胞内神经酰胺积累相关

在细胞水平上，48小时100 nmol/L E2处理导致男女内皮细胞H₂O₂生成增加，女性细胞反应更为显著。NSmase抑制可阻止这一效应，外源性神经酰胺处理也能模拟E2的效应。质谱分析显示，男性内皮细胞基线神经酰胺水平较高，而女性细胞在E2处理后神经酰胺含量显著增加，特别是超长链神经酰胺。

内皮神经酰胺与S1P比率的性别差异及雌激素处理后的变化

神经酰胺向S1P的转化对NO生成至关重要。研究发现，男性内皮细胞基线神经酰胺/S1P比率高于女性，S1P水平较低。雌激素处理后，女性细胞神经酰胺/S1P比率增加，而男性细胞该比率下降，表明两性在鞘脂代谢方面存在本质差异。

抑制线粒体氧化应激可预防慢性雌激素诱导的内皮功能障碍

鉴于慢性神经酰胺暴露已知会引起线粒体功能障碍，研究人员测试了线粒体靶向抗氧化剂MitoTempol的保护作用。结果显示，MitoTempol处理可恢复慢性E2暴露导致的血管舒张功能障碍，并减少内皮细胞H₂O₂生成，特别是在女性细胞中效果更为明显。

本研究的主要发现包括：雌激素通过NSmase/神经酰胺/S1P通路急性促进NO介导的血管舒张；慢性暴露导致神经酰胺积累和微血管功能障碍；雌激素效应存在显著性别差异；抑制NSmase或线粒体氧化应激可预防雌激素诱导的内皮功能障碍。

这些发现对理解雌激素与心血管风险之间的复杂关系具有重要意义。研究表明，雌激素的血管效应高度依赖于暴露时间和个体性别，这解释了为何短期与长期雌激素治疗会产生截然不同的心血管结局。更重要的是，研究确定了NSmase/神经酰胺通路作为潜在治疗靶点，为保护接受雌激素治疗患者的血管健康提供了新策略。

该研究的局限性包括使用HUVEC而非真正的微血管内皮细胞、患者种族多样性有限以及缺乏详细的激素使用和月经周期信息。然而，其在多样化人类微动脉中识别出保守的雌激素信号机制，突显了该通路在影响微血管内皮健康中的关键作用。

总之，这项研究首次提出了一个统一机制，解释雌激素如何在人类微血管中同时发挥有益（急性NO信号）和有害（内皮功能障碍）作用，为解决雌激素与心血管风险关系的长期争议提供了重要科学依据，对临床雌激素治疗的优化具有重要指导意义。