脂蛋白脂肪酶缺陷导致非残余甘油三酯富集脂蛋白直接促进小鼠动脉粥样硬化

《Nature Communications》：Non-remnant triglyceride-rich lipoproteins due to lipoprotein lipase deficiency increase atherosclerosis in mice

本研究针对"仅脂蛋白残余而非完整TRL具有致动脉粥样硬化性"的传统观点，通过构建诱导性LpL缺陷联合LDLR缺陷小鼠模型，发现非脂解TRL（包括乳糜微粒和新生VLDL）能显著增加动脉粥样硬化病变，并通过单细胞测序揭示其通过SR-BI介导的内皮细胞转胞作用引发血管炎症的新机制，为高甘油三酯血症与心血管疾病关联提供了直接实验证据。

　　

在心血管疾病研究领域，低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）的致病作用已获公认，但关于甘油三酯富集脂蛋白（TRL）是否直接导致动脉粥样硬化却争议不断。五十多年来，科学界普遍接受的观点是：只有经过部分代谢的TRL"残余"颗粒才具有致动脉粥样硬化性，而新生的乳糜微粒和极低密度脂蛋白（VLDL）由于体积过大，被认为无法穿过动脉内皮屏障。这一假说的主要实验依据来源于上世纪80年代对糖尿病兔的研究，显示巨大的脂蛋白颗粒无法进入动脉壁。

然而，这种传统认知与临床观察存在矛盾：餐后脂血症和非空腹高甘油三酯血症始终与心血管疾病风险密切相关。更重要的是，近年研究发现低密度脂蛋白（LDL）并非被动通过内皮屏障，而是通过清道夫受体BI（SR-BI）和激活素样激酶1（ALK1）等受体介导的转胞作用穿越内皮细胞。那么，TRL是否也可能通过类似机制进入动脉壁？如果完整TRL本身就具有致动脉粥样硬化性，将彻底改变我们对高甘油三酯血症致病机制的理解。

为了解答这一关键科学问题，由纽约大学格罗斯曼医学院Ira J. Goldberg教授领导的研究团队在《Nature Communications》上发表了重要研究成果。研究人员设计了一项巧妙的实验：通过构建诱导性全身脂蛋白脂肪酶（LpL）缺陷结合LDL受体（LDLR）缺陷的小鼠模型，创造了一种主要积累非脂解TRL（即完整乳糜微粒和大型VLDL）而非残余颗粒的独特高脂血症状态。

研究采用的主要技术方法包括：利用他莫昔芬诱导的Cre-loxP系统实现成年小鼠LpL基因条件性敲除；通过反义寡核苷酸（ASO）或PCSK9腺相关病毒（AAV）介导LDLR敲低；采用密度梯度超速离心和快速蛋白液相色谱（FPLC）进行脂蛋白组分分析；对主动脉弓细胞进行单细胞RNA测序；使用共聚焦显微镜和全内反射荧光（TIRF）显微镜观察脂蛋白内皮转胞作用；以及通过组织学染色和免疫荧光分析动脉粥样硬化病变。

LpL和LDLR双重缺陷导致以完整TRL为主的高脂血症

研究人员首先发现，在普通饲料喂养下，诱导性LpL缺陷（iLpl^-/-）小鼠表现为严重高甘油三酯血症（400-500 mg/dL），但LDL-C水平降低。当与LDLR敲低（Ldlr^kd）结合时，出乎意料的是，尽管LpL缺陷理论上应减少VLDL向LDL的转化，但iLpl^-/-/Ldlr^kd小鼠的LDL-C水平并未显著降低，可能与LDLR缺陷导致肝脏直接分泌LDL有关。 Western饮食喂养12周后，这些小鼠出现极度高甘油三酯血症（>10,000 mg/dL），胆固醇升高主要存在于乳糜微粒和大型VLDL中。

非残余TRL显著加重动脉粥样硬化病变

动脉粥样硬化分析显示，与对照组相比，iLpl^-/-/Ldlr^kd雄性小鼠的主动脉根部病变面积显著增加（p=0.0002），病变内巨噬细胞浸润（CD68+）和脂质含量（油红O染色）均明显增多。更重要的是，在brachiocephalic动脉（BCA）这一更晚期病变部位，LpL缺陷导致病变更大、更复杂，表现为较少单纯巨噬细胞浸润的脂肪条纹（1型病变）和更多含胶原蛋白及细胞外基质的复杂病变（3型病变）。雌性小鼠也显示主动脉根部病变加重，但BCA病变增加不显著，可能与雌性血脂升高程度较低有关。

单细胞测序揭示TRL引发的血管炎症信号

为阐明机制，研究人员对主动脉弓细胞进行单细胞RNA测序。结果显示，虽然细胞组成比例无显著差异，但LpL缺陷引起内皮细胞、巨噬细胞和平滑肌细胞的转录组显著改变。内皮细胞中721个基因上调，涉及MAPK信号、趋化因子信号和TGF-β信号通路，炎症标志物如Icam1、Vcam1、Nfkb1表达增加；巨噬细胞中938个基因上调，涉及氧化磷酸化、脂质代谢和内吞作用；平滑肌细胞中1311个基因上调，激活TGF-β、TNF和IL-17等炎症通路。这些变化共同创造了促动脉粥样硬化的血管炎症环境。

巨大脂蛋白无法穿越内皮的机制阐释

为解释与传统认知的矛盾，研究团队重复了经典的糖尿病兔实验。发现糖尿病高胆固醇饮食兔产生的巨大TRL直径远超正常，且其内皮细胞摄取不依赖SR-BI，而是通过细胞表面蛋白聚糖结合。更重要的是，这些巨大颗粒无法完成内皮转胞作用，这解释了为何它们不具致动脉粥样硬化性。相反，正常大小的TRL通过SR-BI介导的内皮转胞作用进入动脉壁。

研究结论明确挑战了"仅残余TRL致动脉粥样硬化"的传统观点，证明完整TRL（乳糜微粒和新生VLDL）通过SR-BI介导的内皮转胞作用进入动脉壁，引发血管炎症，直接促进动脉粥样硬化发生发展。这一发现为理解高甘油三酯血症与心血管疾病关联提供了新机制，解释了为何餐后脂血症是独立危险因素，并对针对TRL残余的降脂治疗策略提出了重要补充。

该研究的重大意义在于将TRL致动脉粥样硬化性的焦点从"残余状态"转向"颗粒本身"，为开发针对高甘油三酯血症的心血管保护策略提供了新靶点。同时，研究澄清了长期存在的科学争议，为临床实践中对高甘油三酯血症的管理提供了重要理论依据。