综述：内皮细胞在动脉粥样硬化与代谢功能障碍相关脂肪性肝病交汇中的作用

《JACC: Basic to Translational Science》：Endothelial Cells at the Crossroad of Atherosclerosis and Metabolic Dysfunction–Associated Steatotic Liver Disease

　　

动脉粥样硬化与代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）是两种高患病率疾病，常共存并相互加重临床负担。MASLD不仅升高心血管疾病发病率，还可独立于肥胖、糖尿病及血脂异常等传统危险因素促进动脉粥样硬化进展。尽管二者存在明确临床关联，其生物学关联机制仍未完全阐明。现有证据提示内皮功能障碍是介导二者交互的核心致病轴。动脉粥样硬化中，血管内皮功能障碍促进脂蛋白滞留、白细胞募集及斑块形成；MASLD中，肝窦内皮细胞（LSEC）丧失脂质转运、免疫耐受及肝脏稳态调控能力，进而驱动脂肪变性、炎症及纤维化。本综述强调内皮功能障碍是两种疾病的共同病理基础，重点阐述一氧化氮（NO）生成受损、氧化应激及细胞因子驱动的炎症等共享分子机制。研究人员进一步讨论胰岛素抵抗与血脂异常等代谢紊乱如何加剧血管床与肝床的内皮活化、脂质蓄积及免疫细胞应答。通过解析MASLD与动脉粥样硬化在内皮层面的交互作用，研究人员提出内皮细胞是两种疾病极具前景的治疗靶点。靶向细胞治疗与纳米医学等新兴策略有望同时改善肝脏与血管的内皮功能障碍。未来研究应聚焦于针对这一共享内皮轴的疗法开发，以降低这两种互联疾病的发病率与死亡率。

General Overview of Endothelial Cells

血管内皮是人体最大的自分泌、旁分泌及内分泌器官，构成循环血液与周围组织间的动态界面。内皮细胞已从被动屏障的认知转变为血管张力、炎症、免疫监视及血栓形成的关键调控者。作为免疫哨兵，内皮细胞可感知炎症刺激、向循环白细胞呈递信号并协调组织特异性免疫细胞迁移。内皮细胞的结构与功能具有显著异质性，取决于所在血管床及器官微环境，从而实现组织特异性的血管稳态调控。早期电镜研究将毛细血管分为连续型、有窗型及窦状隙型三类：连续型内皮分布于动脉、静脉及脑、肺、心脏等器官，基底膜完整，限制大分子物质通过；有窗型内皮见于肾、肠黏膜等高交换需求组织，膜孔结构促进水及小分子溶质快速转运；窦状隙型内皮位于肝、脾及骨髓，细胞间隙宽大且基底膜不连续，允许大分子物质通过。肝窦内皮细胞（LSEC）是适应肝脏微环境的特化亚群，无基底膜且窗孔呈筛板样排列，促进脂蛋白、激素及代谢产物在血液与肝细胞间的高效交换。此外，LSEC兼具清道夫受体及抗原呈递功能，参与肝脏免疫耐受与炎症调控。通过与肝细胞、库普弗细胞及肝星状细胞的协同作用，LSEC维持肝脏稳态，其功能异常则直接驱动病理进程。除结构异质性外，内皮细胞代谢程序也具有组织特异性：虽主要依赖糖酵解生成ATP，但线粒体代谢、脂肪酸处理及氧化还原平衡同样调控血管生成、屏障完整性及炎症活化。动脉粥样硬化中，动脉内皮细胞受扰流及脂质过载影响发生氧化与炎症性代谢应激；MASLD中，LSEC受营养丰富的肝脏微环境、脂毒性及窦状隙氧梯度改变调控。内皮代谢是连接血管与肝脏疾病的又一共享但具环境依赖性的调控层面。

Link Between Atherosclerosis and MASLD: The Role of Endothelial Cells

当动脉粥样硬化与MASLD共存时，血脂异常、慢性炎症、氧化应激及肝脏源性介质改变等系统性应激因素可同时损伤动脉与肝血管床的内皮功能。

Early endothelial activation

内皮活化概念源于1960年代对炎症过程中内皮细胞形态与功能动态变化的观察，确立了内皮细胞作为血管炎症主动参与者的地位。Pober于1980年代将其定义为内皮对肿瘤坏死因子-α及白细胞介素-1β（IL-1β）等促炎细胞因子的应答，特征为血管细胞黏附分子-1（VCAM-1）、细胞间黏附分子-1（ICAM-1）及E-选择素等白细胞黏附分子的上调。内皮功能障碍概念则源于Furchgott和Zawadzki对内皮源性舒张因子的发现，后被鉴定为一氧化氮（NO）。内皮型一氧化氮合酶（eNOS）生成的NO通过促进血管舒张、抑制白细胞黏附、血小板活化及炎症信号维持血管稳态。内皮功能障碍以NO生物利用度降低及内皮向促炎、促血栓表型转化为特征，是动脉粥样硬化、高血压、糖尿病、肥胖及MASLD等心脏代谢性疾病的标志，血流介导的血管舒张功能（FMD）降低是心血管风险的强预测因子。活性氧（ROS）通过清除NO进一步加剧NO生物利用度下降。动脉粥样硬化中，内皮活化与功能障碍是疾病启动与进展的早期持续驱动因素，促进白细胞募集、脂质蓄积及慢性动脉炎症。MASLD中，LSEC的结构与功能改变是最早出现的病理变化之一：生理状态下LSEC低表达经典血管黏附分子并维持免疫耐受微环境；慢性肝损伤时，LSEC上调VCAM-1与ICAM-1，促进促炎性单核细胞募集。内皮细胞还通过分泌细胞因子与趋化因子、抗原呈递及调控白细胞黏附与跨内皮迁移主动塑造免疫应答，而活化的免疫细胞释放的炎症介质与活性氧进一步放大内皮功能障碍，形成血管与肝组织的自我强化炎症环路。遗传或药物阻断VCAM-1可减少实验模型中的单核细胞浸润与纤维化发生，近期研究还显示脂毒性应激通过表观遗传激活LSEC中ICAM-1的表达，促进髓系细胞募集及代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）的纤维化炎症进展，ICAM-1中和或内皮特异性表观遗传抑制可减轻体内肝脏炎症与纤维化，提示内皮黏附通路是可干预的治疗靶点。

Lipid transport

动脉粥样硬化早期事件为低密度脂蛋白（LDL）进入内皮下间隙，其通过囊泡转胞吞而非细胞间隙途径穿越内皮，该过程主要由窖蛋白-1（Cav1）富集的窖介导。Cav1敲除小鼠动脉粥样硬化显著减轻，而过表达Cav1则加速病变进展。此外，内皮SCARB1/SR-BI促进LDL向内膜递送，其下游效应分子鸟苷酸交换因子细胞分裂素4（DOCK4）的基因或药物干扰可减少LDL转胞吞并减轻动脉粥样硬化脂质沉积；内皮肌球蛋白-9（MYH9）定位于脂筏，通过促进囊泡运输与基底侧胞吐支持LDL高效转胞吞，其缺失或抑制可减少小鼠模型内膜LDL沉积并延缓早期斑块形成。高密度脂蛋白（HDL）通过促进NO生物利用度、抑制LDL氧化及减少黏附分子表达发挥抗氧化、抗炎及内皮保护作用，MASLD与代谢综合征中HDL数量或功能异常进一步加剧内皮功能障碍与致动脉粥样硬化风险。MASLD中，LSEC毛细血管化是早期标志，其窗孔减少导致乳糜微粒残粒无法有效进入Disse间隙，阻碍肝细胞摄取用于极低密度脂蛋白（VLDL）合成，结合新生脂质合成增强，加重肝细胞脂质蓄积。浆膜囊泡相关蛋白（PLVAP）敲除小鼠因无法形成窗孔，在正常饮食下自发发生肝脂肪变性与高脂蛋白血症，提示LSEC毛细血管化可能通过阻碍乳糜微粒残粒通过间接促进VLDL合成，但其与循环中VLDL升高的矛盾现象提示可能存在替代脂蛋白输出途径或肝细胞代偿性过度合成。动物研究显示，胆碱缺乏氨基酸定义饮食喂养1周或高脂喂养3周即可诱导大鼠LSEC毛细血管化，而禁食48小时可恢复窗孔直径。衰老过程中内皮C-kit缺乏可破坏LSEC功能平衡，促进促纤维化与促炎标志物表达；肠道菌群失调也可通过内毒素减少LSEC窗孔数量与直径，而骨形态发生蛋白9（BMP9）通过上调GATA4与PLVAP维持LSEC分化表型。

LDL oxidation

动脉粥样硬化起始于内膜中LDL的氧化修饰（oxLDL）。oxLDL被内皮细胞识别为危险信号，触发VCAM-1、ICAM-1及E-选择素等黏附分子表达，促进循环单核细胞黏附于内皮表面并跨内膜迁移，分化为巨噬细胞后通过清道夫受体摄取oxLDL形成泡沫细胞与脂纹。MASLD中，系统性血脂异常与肝脏氧化应激促进LDL氧化，oxLDL可直接减少人原代LSEC窗孔直径与孔隙率，提示其通过损伤LSEC结构与功能参与肝脏内皮功能障碍与炎症信号放大。

Flow patterns

血流产生的剪切应力是调控内皮功能的关键力学因素。动脉粥样硬化斑块好发于分支、弯曲处等扰流区域，而层流剪切应力区域则受到保护。层流下内皮细胞呈静息、抗动脉粥样硬化表型，表现为低更新率、NO生成增加、ROS减少及抗炎基因表达；扰流则诱导内皮呈促动脉粥样硬化状态，NO生物利用度降低、氧化应激增强、通透性增加及ICAM-1、VCAM-1等促炎促血栓基因上调，核因子κB（NF-κB）信号持续活化。MASLD的血流动力学环境与动脉扰流截然不同，其特征为肝脏微循环与窦状隙灌注异常，导致氧与营养物质输送障碍及LSEC功能受损。高脂喂养Wistar大鼠的肝脏微循环血流量降低约30%，且与疾病严重程度负相关，饮食干预或吡哆胺补充可部分逆转该缺陷。与动脉粥样硬化不同，MASLD相关内皮功能障碍主要源于窦状隙灌注不足与微血管阻力增加，而非剪切应力异常，但最终均导致NO信号减弱、炎症活化及内皮稳态丧失。

Oxidative stress

氧化应激是连接动脉粥样硬化与MASLD的核心机制，主要通过内皮功能障碍介导病理效应。生理性ROS水平调控内皮基因表达与增殖，但慢性过量ROS则诱导NO信号受损、细胞衰老、内皮间质转化（EndMT）及糖萼破坏等病理表型。动脉粥样硬化中，扰流增加超氧化物（O₂•^?）、过氧化氢（H₂O₂）及过氧亚硝酸盐（ONOO^?）等ROS生成，导致NO清除、eNOS解偶联及LDL氧化，进而触发黏附分子表达增加、白细胞募集及炎症信号活化。持续性氧化应激还促进内皮衰老、EndMT及微血管稀疏，参与斑块进展与不稳定性形成，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）氧化酶（Nox）是内皮ROS的主要来源。MASLD中，脂质过载与线粒体功能障碍导致ROS与活性氮大量生成，直接损伤LSEC：ROS抑制NO信号、促进毛细血管化及增加内皮通透性，阻碍血液与肝细胞间脂质交换并加重脂肪变性；同时氧化应激通过激活肝星状细胞连接内皮损伤与纤维化进程。肝脏源性氧化与炎症介质还可进一步放大远处血管床的内皮功能障碍。

Endoplasmic reticulum stress

氧化应激与内质网（ER）应激在内皮细胞中紧密关联，持续性ROS破坏ER氧化还原稳态，导致蛋白质错误折叠及未折叠蛋白反应激活。动脉粥样硬化中，内皮ER应激上调VCAM-1等黏附分子及促血栓因子，连接细胞应激与斑块进展。此外，ER应激还可通过细胞外基质（ECM）重塑与整合素信号非ROS依赖性激活：扰流快速改变内皮ECM成分，从层粘连蛋白与IV型胶原为主转变为纤维连接蛋白富集的临时基质，后者通过整合素异二聚体介导的特异性信号调控内皮对剪切应力与oxLDL的应答。整合素α5β1通过募集磷酸二酯酶PDE4D5抑制cAMP/PKA通路，解除其对NF-κB的抑制；αvβ3则主要介导剪切应力诱导的内皮活化。α5β1信号还促进纤维连接蛋白沉积，形成正反馈环路放大下游αvβ3介导的活化。遗传学证据显示，α5β1介导oxLDL诱导的ER应激，而αvβ3介导扰流诱导的ER应激，这种整合素依赖的力学敏感ER应激独立于经典ROS或蛋白质错误折叠触发机制，是连接基质重塑、内皮活化及代谢应激的新轴。该通路在动脉内皮中研究较深入，其在LSEC功能障碍中的作用尚待阐明，但提示ECM-整合素-ER应激信号是心脏代谢性疾病的潜在治疗靶点。

Endothelial-to-mesenchymal transition

EndMT是内皮细胞逐渐丧失内皮特性并获得间充质成纤维细胞样特征的表型重编程过程，以VE-钙粘蛋白等内皮连接蛋白下调及纤连蛋白、α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）、N-钙粘蛋白、波形蛋白及Snail、Slug、Twist1等转录调节因子上调为特征，参与纤维化重塑、内膜增厚及斑块不稳定。动脉粥样硬化中，谱系追踪与单细胞转录组分析显示EndMT来源细胞占进展期人类斑块成纤维样细胞的较大比例，尤其在不稳定斑块中与基质金属蛋白酶表达增加及胶原降解相关，连接EndMT与斑块易损性。扰流通过激活转化生长因子（TGF）-β信号通路促进EndMT，该过程受血流敏感转录因子Krüppel样因子4（KLF4）抑制及Tenascin-X等ECM稳定因子表达减少调控；IL-1β与肿瘤坏死因子-α等促炎细胞因子与TGF-β/Smad信号协同促进促炎性EndMT程序。肝脏慢性损伤同样诱导LSEC表型可塑性，使其获得肌成纤维细胞特征，参与纤维化进展。单细胞RNA测序显示，纤维化肝组织中LSEC逐渐向间充质及ECM生成状态转变，过渡群体保留残余窦状隙标记的同时获得促纤维化基因表达谱。微小RNA依赖性调控是LSEC可塑性的关键上游机制，如miR-27b-3p可逆转肝硬化LSEC的间充质特征并恢复内皮表型，提示EndMT是动态可逆过程。EndMT是慢性血管与代谢应激的共享适应性不良应答，参与动脉粥样硬化与MASLD的纤维化与疾病进展，内皮可塑性是极具前景的治疗靶点。

Fibrosis

纤维化是动脉粥样硬化与MASLD的特征性结构改变，但两者中作用截然不同。动脉粥样硬化中，血管壁纤维化主要发挥保护作用：血管平滑肌细胞来源的ECM沉积形成富含胶原的纤维帽，稳定斑块并减少破裂与血栓事件风险，斑块易损性主要与纤维帽变薄或降解相关。MASLD中，纤维化是肝脏相关发病率与死亡率的最强预测因子，主要由肝星状细胞（HSC）活化驱动，导致ECM过度沉积与进行性肝功能不全。LSEC在调控纤维化应答中起关键上游作用：生理状态下，LSEC维持HSC静息及非纤维化ECM微环境；MASLD进展中，LSEC毛细血管化等结构与表型改变破坏内皮-基质交互，促进HSC活化。功能失调的LSEC通过强化ECM沉积及促纤维化信号（如血管黏附蛋白-1（VAP）-1、Hedgehog信号）驱动纤维化进展。因此，内皮-基质交互决定心脏代谢性疾病的纤维化结局：动脉粥样硬化中纤维化是稳定适应性反应，而MASLD中则是驱动器官功能不全的进展性病理过程。

Endothelial Cell Responses to Therapeutic Strategies

当前证据显示，多种心脏代谢疗法可通过改善内皮功能障碍同时获益于动脉粥样硬化与MASLD，但LSEC特异性机制仍需完善。他汀类药物除降脂作用外，还通过KLF2-MEF2通路促进eNOS转录、增加eNOS mRNA稳定性及PI3K/Akt通路介导的eNOS磷酸化，提升NO生物利用度并改善内皮依赖性血管舒张；还可减少Cav1表达、抑制NF-κB炎症信号、抑制Wnt/β-连环蛋白信号及上调MANTIS等非编码RNA。在MASLD中，他汀类通过KLF2-eNOS-NO轴改善LSEC功能，增强NO生成并通过旁分泌信号抑制HSC活化，减轻肝脏炎症与纤维化。辛伐他汀在该领域研究最深入，可通过激活KLF2-eNOS-NO通路改善肝脏微循环架构、降低门静脉压力，临床短期应用也可增强肝脏NO生成并降低血管张力。前蛋白转化酶枯草溶菌素9（PCSK9）除促进LDL受体降解升高血脂外，还可直接损伤内皮功能、促进氧化应激与炎症信号，PCSK9缺失可减少内皮炎症基因表达并减轻斑块负荷，其抑制剂的心血管获益可能部分源于内皮保护，但其在MASLD中对LSEC的直接调控作用尚待阐明。胰高血糖素样肽-1受体激动剂（GLP-1RA）通过AMPK/Akt依赖性eNOS磷酸化改善血管内皮稳态，降低中性粒细胞黏附及炎症生物标志物水平。在MASH治疗中，司美格鲁肽已被FDA批准为首个治疗药物，其体重非依赖性肝脏获益部分由LSEC上GLP-1受体介导，可逆转应激相关LSEC表型并修复损伤相关信号网络。钠葡萄糖协同转运蛋白2（SGLT2）抑制剂可降低循环炎症介质、氧化应激并改善内皮NO生物利用度，在MASLD中通过改善代谢参数减轻肝脏炎症与纤维化，但目前缺乏其直接逆转LSEC毛细血管化的证据。纳米疗法通过靶向共享内皮通路实现双疾病调控：辛伐他汀脂质体可减少动脉粥样硬化病变炎症，而LSEC靶向纳米粒可激活KLF2-NO信号并改善内皮表型；二氧化钛纳米粒在动脉中加剧炎症，而在肝脏中通过增加LSEC通透性促进药物摄取；αvβ3整合素靶向纳米粒在动脉粥样硬化中靶向活化内皮，在MASLD中则靶向活化HSC，体现组织特异性靶向的重要性；硒纳米粒、siRNA递送系统等在血管内皮中的获益已获证实，但其在LSEC中的作用仍需验证。总体而言，他汀类尤其是辛伐他汀与阿托伐他汀是跨血管与肝内皮机制证据最充分的疗法。

Biomarkers for Endothelial Dysfunction

内皮功能障碍的生物标志物是连接基础机制与临床转化的关键。microRNA通过调控内皮炎症与血管生成成为潜在标志物，血流介导的血管舒张功能（FMD）与脉搏波分析是临床可及的血管功能评估手段，动脉僵硬度与内皮依赖性血管舒张反应可作为MASLD-动脉粥样硬化联合试验的共享终点。循环生物标志物中，内皮微粒（EMP）是活化或凋亡内皮细胞释放的小囊泡，其水平在心血管疾病患者中升高，反映内皮损伤与疾病进展；可溶性ICAM-1（sICAM-1）与可溶性VCAM-1（sVCAM-1）是内皮活化的经典标志物，与心血管风险及MASLD肝脏炎症纤维化程度相关，是目前最接近临床转化的内皮风险分层工具。未来临床试验应纳入内皮终点与肝脏结局，结合循环标志物、血管功能指标及肝脏参数的综合框架可更好评估双重治疗获益，同时需考虑性别差异对生物标志物解读的影响。

Current Gaps and Challenges

内皮靶向转化仍面临多重挑战。内皮细胞异质性导致通用治疗策略开发困难，不同器官内皮细胞分子特征及对微环境应答差异显著，且目前缺乏高效特异性靶向血管内皮细胞或LSEC的基因操作工具。现有动物模型仅能部分模拟人类病理生理，高脂饮食模型肝表型较轻，胆碱缺乏模型无法复现代谢负荷，且多数模型难以同时模拟两性共存的MASH与动脉粥样硬化。内皮细胞在代谢应激下的表型改变具有环境依赖性与表观遗传稳定性，体外培养易发生表型漂移，限制机制研究可靠性。此外，性别作为生物学变量在临床前与临床研究中的整合不足，忽视内皮生物学、疾病进展及治疗反应的性别差异将阻碍精准治疗开发。

Conclusions

内皮细胞是动脉粥样硬化与MASLD共有的核心病理连接点，靶向内皮功能障碍可同时干预心血管疾病与肝脏疾病的根源。未来研究应聚焦于开发内皮特异性疗法，探索NO供体、抗炎药物及纳米医学递送系统等选择性靶向内皮细胞的策略，同时完善内皮健康监测的生物标志物体系，最终实现对这两种互联疾病的综合管理，降低肝纤维化、心血管事件及相关并发症的全球疾病负担，这亟需肝病学家、心脏病学家与血管生物学家的跨学科协作。