PCSK9D374Y突变通过抑制 PPARα 表达加重动脉粥样硬化：关键机制与潜在干预

为探究 PCSK9D374Y对动脉粥样硬化（AS）的影响，新疆医科大学研究人员开展相关研究，发现其可加重 AS，过表达 PPARα 可缓解，为 AS 防治提供新方向。

　　心血管疾病如同隐藏在人体内部的 “定时炸弹”，时刻威胁着人们的生命健康。其中，动脉粥样硬化（Atherosclerosis，AS）作为心血管疾病的主要 “肇事者”，在发达国家更是成为心血管疾病致死的首要原因。它就像血管里的 “顽固污垢”，使脂质和纤维沉积物在大动脉血管腔内大量堆积。高胆固醇血症、高血压和糖尿病等都是引发它的危险因素，而血管炎症和血脂异常更是在其发病过程中 “推波助澜”，显著增加了心血管疾病的发病风险。

前蛋白转化酶枯草杆菌蛋白酶 / 可欣 9 型丝氨酸蛋白酶（Proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 serine protease，PCSK9），在调节血脂方面起着关键作用，是潜在的降脂和治疗 AS 的药物靶点。而过氧化物酶体增殖物激活受体 α（Peroxisome proliferator-activated receptor alpha，PPARα）则在脂质代谢和炎症反应中扮演重要角色。然而，PCSK9 究竟如何通过调控 PPARα 影响 AS 的进展，这一问题一直困扰着科研人员。为了揭开这一谜团，新疆医科大学的研究人员展开了深入研究。

他们通过构建多种小鼠模型，包括全身性 PPARα 基因敲除小鼠（PPARα^-/-）和人源 PCSK9^D374Y转基因小鼠（hPCSK9^DY-Tg），并利用腺相关病毒（AAV）载体技术，将不同的基因导入小鼠体内。同时，运用生化分析、细胞培养、免疫印迹等多种实验技术，对小鼠的血脂水平、动脉粥样硬化斑块形成以及炎症反应等指标进行了详细检测。

研究结果显示，PCSK9^DY在 PPARα^-/-小鼠中的表达会显著加剧高胆固醇血症症状。通过对主动脉斑块的分析发现，PCSK9^DY转导的 PPARα^-/-小鼠主动脉斑块面积和炎症浸润明显增加，血浆中炎症细胞因子的分泌也有所升高。在体外实验中，重组人 PCSK9 蛋白能够促进 PPARα^-/-小鼠原代腹腔巨噬细胞（MPMs）形成泡沫细胞，并增加炎症细胞因子的分泌，这一过程与 SR-A（清道夫受体 A）表达增加以及 TLR4/NF-κB 通路激活有关。进一步研究还发现，将 AAV8.2-PPARα 病毒载体转导至 hPCSK9^DY-Tg 小鼠体内后，可以降低血浆脂质水平，减少动脉粥样硬化的形成。

该研究成果意义重大，首次明确了 PCSK9^DY通过抑制 PPARα 蛋白表达，导致血浆总胆固醇（TC）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平大幅上升，进而加剧动脉粥样硬化的发展进程。这一发现为深入理解动脉粥样硬化的发病机制提供了新的视角，也为开发针对动脉粥样硬化的治疗策略提供了重要的理论依据。

在研究过程中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，构建了多种基因修饰小鼠模型，包括 PPARα^-/-小鼠和 hPCSK9^DY-Tg 小鼠，为研究提供了重要的实验对象；其次，利用 AAV 载体技术，将目的基因导入小鼠体内，实现基因的过表达或沉默；此外，采用生化分析方法检测血浆脂质水平，通过细胞培养技术研究细胞功能变化，运用免疫印迹技术检测蛋白表达水平。

下面具体来看研究结果：

• PCSK9^DY转导降低野生型小鼠肝脏 PPARα 蛋白丰度：给野生型（WT）小鼠尾静脉注射 AAV-PCSK9^DY或 AAV-GFP 病毒载体，喂食普通饲料 6 周后发现，PCSK9^DY转导的 WT 小鼠血浆中 PCSK9 蛋白释放显著增加，血浆 TC 和 TG 水平分别比对照组高 1.69 倍和 1.19 倍。同时，PCSK9^DY表达使肝脏中 PPARα 蛋白和 mRNA 水平分别下降 0.30 倍和 0.33 倍。
• PCSK9^DY表达显著加剧 PPARα^-/-小鼠的高脂血症：WT 和 PPARα^-/-小鼠注射 AAV-GFP 或 AAV-PCSK9^DY病毒后，喂食西方饮食 6 个月。结果显示，PCSK9^DY注射使 WT 和 PPARα^-/-小鼠血浆 hPCSK9 蛋白水平显著增加，且 PPARα^-/-小鼠血浆 ApoB 水平比 PCSK9^DY注射的 WT 小鼠高 1.60 倍。血浆脂质浓度检测表明，PCSK9^DY表达使 WT 小鼠血浆 TC、TG 和 LDL-C 水平显著升高，在 PPARα^-/-小鼠中升高更明显。
• PCSK9^DY转导显著促进 PPARα^-/-小鼠的动脉粥样硬化形成和炎症浸润：对四组小鼠的主动脉和主动脉窦进行油红 O 染色分析，发现 PCSK9^DY感染的 WT 小鼠主动脉和主动脉根的斑块面积比 GFP 转导的更大，在 PPARα^-/-小鼠中，PCSK9^DY表达的动脉粥样硬化病变面积更大，且主动脉根的炎症浸润显著增加。
• PCSK9^DY表达通过激活 TLR4/NF-κB 通路调节炎症细胞因子分泌并增强 PPARα^-/-小鼠的 SR-A 蛋白表达：通过 ELISA 检测血浆炎症细胞因子水平，Western blot 分析主动脉相关蛋白表达，发现 PCSK9^DY转导的 WT 小鼠血浆 IL-1β 水平比 GFP 转导的高 3.34 倍，在 PPARα^-/-小鼠中更高。同时，PCSK9^DY表达使小鼠体内 TLR4、磷酸化 P65 蛋白和 IκBα 蛋白表达升高，SR-A 蛋白表达也显著增加。
• 重组人 PCSK9 蛋白促进 PPARα^-/-小鼠原代腹腔巨噬细胞泡沫细胞形成和 SR-A 表达：分离培养 WT 和 PPARα^-/-小鼠的 MPMs，用 ox-LDL 刺激后，再用重组人 PCSK9 蛋白或 PBS 处理。油红 O 染色和定量分析显示，重组人 PCSK9 蛋白促进 WT 和 PPARα^-/-小鼠 MPMs 形成泡沫细胞，且在 PPARα^-/-小鼠 MPMs 中作用更明显，同时增加了 SR-A 表达，对 ABCA1 和 ABCG1 表达无显著影响。
• 重组人 PCSK9 蛋白增强 ox-LDL 诱导的 PPARα^-/-小鼠 MPMs 的炎症反应：以 ox-LDL 刺激的 MPMs 为细胞模型，发现重组人 PCSK9 蛋白处理的 WT 小鼠 MPMs 细胞上清液中 IL-1β 水平比对照组高，在 PPARα^-/-小鼠 MPMs 中更高。同时，重组人 PCSK9 蛋白促进 ox-LDL 诱导的 TLR4 和 p-P65 蛋白上调，加速 IκBα 降解，且在 PPARα^-/-小鼠 MPMs 中这些作用更显著。
• AAV-PPARα 减轻 hPCSK9^DY-Tg 小鼠的血脂异常和动脉粥样硬化形成：将 AAV-PPARα 转导至 hPCSK9^DY-Tg 小鼠体内，与 AAV-GFP 组相比，AAV-PPARα 组小鼠循环 TC、TG、LDL-C、ApoB 和 IL-1β 水平分别降低 0.17、0.44、0.18、0.32 和 0.19 倍，肝脏 PPARα 和 LDLR 蛋白表达增加，ApoB 蛋白表达降低，主动脉和主动脉窦的斑块面积减小，巨噬细胞炎症浸润减少。

研究结论表明，PCSK9^DY转导会导致 PPARα^-/-小鼠血浆脂蛋白、动脉粥样硬化斑块面积和炎症浸润水平显著上升，其机制可能是通过增加血浆和肝脏 ApoB 表达提高血浆脂蛋白水平，通过上调主动脉和 MPMs 中的 SR-A 受体以及激活 Toll4/NF-κB 通路扩大动脉粥样硬化斑块面积和增加炎症浸润。而 PPARα 过表达可以降低 hPCSK9^DY-Tg 小鼠的血浆脂质水平和动脉粥样硬化形成。不过，该研究也存在一些局限性，如 PCSK9^DY转导后 PPARα^-/-小鼠血浆胆固醇和 TG 大幅升高的具体原因尚不明确，PCSK9^DY调节 PPARα 影响动脉粥样硬化的机制也有待进一步研究。但总体而言，这项研究为动脉粥样硬化的防治开辟了新的研究方向，有望推动相关治疗药物的研发，为心血管疾病患者带来新的希望。