《Journal of Cellular and Molecular Medicine》：Lipoprotein(a), Endothelial Dysfunction and Cardiovascular Disease
编辑推荐：
脂蛋白(a)（Lp(a)）是一种与低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）相似的颗粒，并与载脂蛋白(a)（apo(a)）相关联。高Lp(a)水平是动脉粥样硬化性心血管疾病（ASCVD）的遗传性独立危险因素。内皮细胞构成心血管系统的连续内衬，对血管功能至关重要，且是Lp
脂蛋白(a)（Lp(a)）是一种与低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）相似的颗粒，并与载脂蛋白(a)（apo(a)）相关联。高Lp(a)水平是动脉粥样硬化性心血管疾病（ASCVD）的遗传性独立危险因素。内皮细胞构成心血管系统的连续内衬，对血管功能至关重要，且是Lp(a)介导损伤的首要靶点。Lp(a)穿透内皮屏障并经历氧化修饰，触发以内皮炎症、氧化应激和一氧化氮（NO）生物利用度受损为特征的内皮功能障碍。这些紊乱促进单核细胞募集、泡沫细胞形成及动脉粥样硬化发展。目前，多种可降低Lp(a)水平的药物亦参与调节内皮细胞功能，最终降低ASCVD风险。然而，Lp(a)介导内皮损伤的分子机制以及降低Lp(a)在多大程度上改善内皮功能仍未完全明确。阐明这些问题可为心血管风险分层及Lp(a)靶向治疗的临床开发提供依据。本综述旨在整合Lp(a)水平与内皮功能障碍之间联系的认识，强调其在心血管疾病进展中的关键作用。
论文主体内容总结
1 引言
心血管疾病的发病率和死亡率在全球范围内居高不下。世界卫生组织2019年数据显示，心脑血管疾病导致约1790万人死亡，占总死亡率的32%，预计到2030年这一数字将增至近2400万。动脉粥样硬化是心血管疾病发生和进展的重要基础，脂质在血管壁内蓄积触发炎症反应，导致脂质代谢失衡和免疫应答，引起动脉壁慢性炎症。自1963年研究人员在血浆中发现脂蛋白(a)（Lp(a)）以来，已明确其是一种类似低密度脂蛋白（LDL）的独特脂蛋白，可穿透内皮、蓄积于内膜下间隙并促进动脉粥样硬化发展。临床研究表明，Lp(a)水平升高是心血管疾病（CVD）的独立遗传性危险因素，高血浆Lp(a)水平加速CVD进展并增加心血管死亡率。在动脉粥样硬化中，内皮细胞功能障碍是最早可检测的变化。正常内皮细胞构成血液与周围组织的屏障，通过其结构和多种功能维持血管通透性、凝血、代谢和免疫等重要生理过程。在动脉粥样硬化初期，内皮细胞在前炎性细胞因子和湍流血流影响下由静息状态转变为激活状态，中性粒细胞和单核细胞被募集至内膜，单核细胞随后分化为巨噬细胞，多种细胞相互作用加剧局部炎症并推动斑块持续进展。本综述聚焦于血管内皮作为连接循环Lp(a)与动脉壁损伤的界面，阐述Lp(a)的合成与代谢，整合内皮转胞吞与内膜下滞留、炎症信号、eNOS功能障碍、氧化应激、焦亡及代谢重编程等方面的证据。
2 脂蛋白(a)：结构、合成与代谢概述
在结构上，Lp(a)与LDL-C相似但存在差异。其由胆固醇酯和甘油三酯构成的脂质核心组成，外层包裹磷脂、游离胆固醇和载脂蛋白B-100（apoB-100）颗粒。与LDL-C不同，Lp(a)包含一个额外的糖蛋白即载脂蛋白(a)。apo(a)通过二硫键与apoB-100结构连接，改变了其分子量和密度。apo(a)由位于6号染色体长臂26和27位点（6q26–27）的LPA基因编码，具有高度多态性，包含一个独特的富含半胱氨酸的“kringle”蛋白结构域。apo(a)与纤溶酶原基因具有高达70%的同源性。纤溶酶原由五个kringle结构域（KI–KV）和一个蛋白酶结构域组成，而apo(a)包含一个KV结构域、10个不同的KIV结构域（KIV1–KIV10）和一个无活性的蛋白酶结构域。KIV2结构域的拷贝数从2到超过40不等，影响apo(a)的大小。LPA基因的单核苷酸多态性（SNPs）影响apo(a)的大小变异。
Lp(a)主要由肝细胞合成和分泌。其合成涉及apo(a)基因转录、翻译及必要的翻译后修饰三个环节。在内质网中经历二硫键形成和N-及O-连接聚糖添加等翻译后修饰。较大apo(a)亚型在内质网中停留时间更长，更易通过内质网相关途径降解，这也解释了循环Lp(a)水平与apo(a)亚型大小大致成比例的现象。Lp(a)的形成可能涉及LDL与apo(a)结合的两步过程：首先apo(a)通过KIV7和KIV8结构域的弱赖氨酸结合位点与apoB-100氨基末端的特定赖氨酸残基结合，随后形成二硫键稳定成熟的Lp(a)。Lp(a)的组装位置尚不明确，肝细胞研究支持细胞表面或Disse间隙的细胞外组装，而人体动力学研究则与分泌前细胞内组装相容。
Lp(a)分子主要由肝脏清除，脾脏和肾脏贡献较小。去唾液酸糖蛋白受体被认为参与一小部分Lp(a)的清除。多种细胞表面受体如清道夫受体、碳水化合物受体、纤溶酶原受体、Toll样受体（TLRs）及多种LDL受体（LDL-Rs）可能参与Lp(a)清除。PCSK9通过LDL-R调节肝细胞对Lp(a)的内化。纤溶酶原受体KT（Plg-RKT）对Lp(a)摄取至关重要，降低Plg-RKT表达可减少Lp(a)摄取，而过表达则增加摄取。
3 内皮细胞功能与心血管疾病
内皮细胞构成所有血管的内衬，对维持心血管稳态至关重要。健康状态下，血管内皮作为机械屏障和自分泌/旁分泌器官，支持血管弹性、向组织供氧和营养、防止血小板聚集，并在抗凝、促纤溶及抑制平滑肌细胞增殖和迁移中发挥作用。内皮细胞功能稳态在动脉粥样硬化中发挥重要保护作用，限制炎症、抑制白细胞黏附与转运、降低血管通透性。当内皮细胞与其他组织细胞之间的调节稳态失衡时，即发生内皮功能障碍，导致血管系统呈现促炎、促血栓和促动脉粥样硬化表型，最终导致心血管疾病发生。
3.1 内皮屏障与动脉粥样硬化
血管内皮作为半透膜屏障，调节液体、离子、分子和白细胞在管腔与外部环境之间的运动。细胞间连接通过黏附连接、间隙连接和紧密连接中的蛋白复合物以及CD31/PECAM-1等黏附受体维持内皮完整性，防止血管渗漏。然而，长期炎症、氧化应激、缺血和创伤等诱导因素导致屏障功能异常，血管内白细胞可浸润血管壁，加重炎症状态并促进动脉粥样硬化。
3.2 内皮促炎状态与动脉粥样硬化
动脉粥样硬化是一种慢性炎症性疾病，内皮细胞在其中发挥关键作用。在健康静息血管中，内皮细胞通过最小化炎症、血栓形成和通透性来维持血管稳态。受到刺激后，内皮细胞通过表达对免疫细胞募集和新血管形成至关重要的效应蛋白来改变其功能表型。内皮促炎表型可分为两类：I型内皮激活由某些炎症配体诱导快速短暂的内皮细胞反应；II型内皮激活由其他炎症配体介导涉及新基因诱导的持续性内皮细胞反应。
3.3 血流介导的内皮功能与动脉粥样硬化
血流引起的血流动力学力变化影响内皮表型并调节血管过程。在动脉直行段，层流血流和高壁面剪切应力产生动脉粥样硬化保护效应，支持内皮细胞功能。相反，在动脉分支和弯曲处，血流紊乱且壁面剪切应力不均匀且不规则地降低，可能促进动脉粥样硬化形成。层流剪切应力通过eNOS激活或KLF2表达限制促炎基因表达并维持内皮细胞静息状态。振荡剪切应力促进白细胞募集至炎症部位，通过黏附分子相互作用黏附于血管壁。血流湍流可诱导内皮细胞重塑并增加纤连蛋白表达，导致细胞骨架重排和内皮屏障功能障碍。
4 Lp(a)对内皮功能的影响
4.1 内皮穿透与内膜下滞留
Lp(a)介导动脉粥样硬化形成的初始且必需步骤是其穿越内皮屏障进入内膜下间隙，随后滞留于细胞外基质（ECM）中。Lp(a)通过主动受体介导的转胞吞作用而非被动渗漏穿越内皮屏障。研究表明，Lp(a)在人冠状动脉内皮细胞（HCAECs）中经历激活素受体样激酶1（ALK1）和窖蛋白-1（CAV1）依赖性转胞吞。ALK1或CAV1敲低显著减弱该过程，而LDL-R或SR-BI敲低无影响。此外，Lp(a)的apo(a)部分可导致肌球蛋白轻链（MLC）磷酸化增加，触发肌动蛋白细胞骨架重组，诱导F-肌动蛋白应力纤维形成，破坏内皮细胞间接触，增加内皮通透性并促进脂蛋白内化。其机制通过Rho/Rho激酶依赖性途径介导，导致MYPT1磷酸化增加，降低MLC磷酸酶活性，从而增加MLC磷酸化、应力纤维形成、细胞收缩和内皮通透性。
一旦进入内膜下间隙，Lp(a)通过与内膜下ECM的高亲和力相互作用而滞留。纤连蛋白是HSPG去除后暴露的关键结合伙伴。PLA2修饰使Lp(a)在内膜下基质中的滞留增强四倍，并增强与纤连蛋白、层粘连蛋白和胶原的结合。富含硫酸软骨素的蛋白聚糖对Lp(a)具有高亲和力。滞留的Lp(a)极易发生氧化修饰。Lp(a)是氧化磷脂（ox-PL）的主要血浆载体，ox-PL与apo(a)-Lp(a)在动脉病变中共定位，直接促进内皮功能障碍、脂质沉积和炎症。氧化型Lp(a)（ox-Lp(a)）促进单核细胞与内皮细胞黏附，诱导人脐静脉内皮细胞（HUVECs）中P-选择素表达。这种氧化修饰形成自我延续的循环：滞留的Lp(a)被氧化，介导促炎介质释放募集炎症细胞，进而产生更多氧化剂，放大局部炎症。
4.2 Lp(a)诱导的内皮细胞炎症激活
Lp(a)诱导的内皮细胞炎症激活是其启动和加速动脉粥样硬化的核心机制。人体研究通过[18F]FDG PET/CT成像证实，Lp(a)升高的受试者颈动脉和升主动脉的动脉壁炎症显著增加。Lp(a)在内皮细胞中触发的炎症级联主要通过两条信号通路调节：核因子κB（NF-κB）通路和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路。Lp(a)通过Toll样受体2（TLR2）和TLR4及其协同受体CD14和CD36的相互作用激活这些信号级联。Lp(a)的apo(a)成分通过整合素αVβ3信号激活内皮细胞，导致黏着斑激酶（FAK）和MAPKs如细胞外信号调节激酶（ERK）、p38和c-Jun N末端激酶（JNK）磷酸化增加。NF-κB和MAPK通路的汇聚确保强健且持续的促炎信号。
NF-κB和MAPK信号激活后，Lp(a)增强两类主要促炎介质的表达：黏附分子和炎性细胞因子。Lp(a)增加内皮细胞中ICAM-1的mRNA和细胞表面表达水平，增加HCAECs中血管细胞黏附分子1（VCAM-1）和E-选择素的表达。动脉粥样硬化患者主动脉壁组织的生化分析显示，血浆Lp(a)水平与主动脉壁组织中VCAM-1表达呈正相关。同时，Lp(a)诱导炎性细胞因子包括白细胞介素（IL）-1β、IL-6、IL-8和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的表达，增加单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）的表达，诱导HUVECs分泌单核细胞趋化活性（MCA），促进单核细胞募集至血管壁。Lp(a)刺激的人血管内皮细胞单核细胞趋化活性可能与趋化因子I-309密切相关。
4.3 Lp(a)诱导的eNOS功能障碍与氧化应激
内皮型一氧化氮合酶（eNOS）功能障碍和氧化应激是紧密关联的病理过程，构成Lp(a)诱导血管损伤的核心机制。Lp(a)刺激显著降低HCAECs中eNOS的蛋白表达水平。人体研究显示，Lp(a)与冠状动脉血管反应呈显著负相关，血浆Lp(a)水平与肱动脉血流介导的扩张（FMD）呈负相关，Lp(a)升高组冠状动脉血流储备（CFR）显著降低。
Lp(a)损害eNOS功能的最重要机制是eNOS解偶联，即酶产生超氧化物（O2?）的病理状态。人体证据表明，Lp(a)遗传性升高导致血管氧化还原/亚硝基化信号失调，血浆Lp(a)水平升高与动脉超氧化物水平升高相关，主要通过血管四氢生物蝶呤（BH4）生物利用度降低导致的eNOS解偶联介导。氧化应激特别是过氧亚硝酸盐形成促进BH4氧化并降低BH4:BH2比值，而GTPCH1活性降低或DHFR依赖性再循环受损进一步限制BH4可用性。eNOS解偶联减少NO产生并增加超氧化物生成，放大氧化应激并进一步促进BH4氧化。
除eNOS解偶联机制外，Lp(a)通过额外机制触发氧化应激。Lp(a)刺激内皮细胞产生活性氧（ROS），携带ox-PL的Lp(a)负责内皮细胞的促炎反应。ox-Lp(a)可能通过增加ROS生成增强内皮细胞单层通透性，机制涉及抑制desmoglein-1（DSG1）和desmocollin-2（DSC2）表达。Lp(a)通过上调p53和p21表达加速人主动脉内皮细胞衰老，诱导过量ROS生成。ox-Lp(a)通过ROS生成触发HUVECs自噬，涉及LKB1-AMPK-mTOR和PARP-1–LKB1–AMPK–mTOR通路。
4.4 新兴机制：焦亡与代谢重编程
焦亡是一种固有的促炎性裂解性细胞死亡形式，以细胞肿胀、膜破裂和细胞内含物释放为特征。ox-Lp(a)显著增加HUVECs中焦亡相关蛋白（NLRP3、pro-caspase-1、caspase-1、GSDMD和GSDMD-N）的表达。其机制涉及通过细胞色素b（CYTB）下调导致的线粒体功能障碍，伴随线粒体ROS水平增加、Ca2+超载、ATP水平降低和线粒体形态异常。CYTB过表达可部分逆转这些效应。
Lp(a)还可通过上调关键糖酵解因子如葡萄糖转运蛋白1和己糖激酶诱导内皮细胞促炎状态。6-磷酸果糖-2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酶（PFKFB3）在Lp(a)诱导的内皮细胞炎症中发挥重要作用。PFKFB3抑制不仅缓解Lp(a)诱导的内皮细胞糖酵解增加，还抑制炎症反应并减少IL-6和MCP-1分泌。Lp(a)主要通过其ox-PL活性促进内皮细胞糖酵解，驱动促炎过程并影响内皮细胞稳态。
4.5 内皮纤溶受损与潜在血栓形成意义
Lp(a)的apo(a)成分与纤溶酶原具有结构同源性但缺乏其蛋白水解活性。实验研究表明，Lp(a)可抑制纤溶酶原与内皮细胞结合并减少纤溶酶生成，可能损害局部纤溶。内皮表面受体组织纤溶酶原激活，受体操作研究提示尿激酶型纤溶酶原激活受体（uPAR）及部分整合素参与apo(a)介导的抑制过程。然而，一项小型随机研究发现，反义介导的Lp(a)大幅降低并未显著改变离体血浆凝块溶解，表明受损的内皮纤溶是动脉粥样硬化血栓形成的合理贡献因素，但其在人体中的重要性和Lp(a)靶向治疗的可逆性仍需进一步研究。
5 Lp(a)降低策略与内皮细胞的关联
目前有多种方法可降低血浆Lp(a)水平。雌激素相关药物可显著降低Lp(a)水平，主要通过减少其产生而非加速清除。在培养的内皮细胞中，雌激素预处理减弱Lp(a)诱导的ICAM-1、VCAM-1、E-选择素和MCP-1 mRNA表达增加。烟酸可降低血浆Lp(a)水平约20%–30%，可能通过抑制肝脏LPA转录和减少apo(a)产生或分泌介导，增加膳食烟酸摄入与改善血管内皮功能和降低氧化应激相关。二十碳五烯酸（EPA）可抑制所有脂蛋白成分的氧化，显著预防Lp(a)诱导的内皮细胞氧化应激反应，并通过促进内皮NO产生增强内皮依赖性舒张。PCSK9抑制剂如evolocumab和alirocumab可降低LDL和Lp(a)水平约20%，研究显示其降低Lp(a)诱导的HCAECs中ICAM-1和E-选择素蛋白表达，高浓度时增加eNOS表达，降低单核细胞与内皮细胞的黏附。脂蛋白分离可急性降低Lp(a)水平70%–80%，增强严重高胆固醇血症患者的内皮功能，可能通过增强eNOS表达或活性增加NO产生，同时降低LOX-1和VCAM-1表达。
6 Lp(a)–内皮细胞研究的未来方向
内皮细胞是动脉粥样硬化进展的主要调节者，可诱导促炎状态、产生黏附蛋白和分泌信号分子以促进细胞相互作用。大规模遗传流行病学研究已确立Lp(a)水平升高与冠心病、主动脉瓣狭窄和心力衰竭等心血管疾病之间的因果关系。未来研究应阐明Lp(a)在心血管疾病中的调控机制及内皮细胞的作用。应开展大规模临床试验以确定Lp(a)是否可作为内皮功能障碍的标志物和心血管疾病的预测因子。目前Lp(a)中位浓度差异较大，检测方法标准化和参考物质建立面临重大挑战，研究者已提出将Lp(a)测量转换为摩尔浓度。内皮生物标志物如血流介导的扩张、NO依赖性血管反应性、循环黏附分子、内皮微粒和血管炎症成像可能补充血浆Lp(a)测量。此外，应进一步探索Lp(a)如何调节内皮细胞功能变化，目前此类研究极为匮乏。体内外实验应调查Lp(a)对内皮细胞的影响以识别新治疗靶点。目前尚无专门针对Lp(a)的药物治疗获批，生活方式干预和他汀类、依折麦布等常用降脂药物不能有效降低Lp(a)水平。靶向LPA基因的核酸疗法如反义寡核苷酸（ASO）和小干扰RNA（siRNA）药物的临床试验正在进行中。
7 结论
高Lp(a)水平和内皮功能障碍显著促进心血管疾病发生。本综述探讨了Lp(a)的产生和代谢，以及Lp(a)如何穿透内皮屏障、诱导氧化应激、介导慢性促炎状态并触发内皮功能障碍。然而，涉及的分子机制仍有待探索。鉴于目前缺乏安全有效的降低Lp(a)水平的治疗方法，应开展更多体外和体内研究。
