肝X 受體（liver X receptor ，LXR ）是核受體超家族的成員之一，人LXR 最早是由Willy 于1995 從肝cDNA 文庫分離得到，因在肝臟表達豐富而命名。近年來隨著LXR 內(nèi)源性配體的發(fā)現(xiàn)和分子結(jié)構(gòu)與功能研究的進展，人們對LXR 生物學(xué)功能的了解有了長足的進步。LXR 作為一種氧化固醇激活的核受體，參與機體多種生理活動的調(diào)節(jié)，包括膽固醇的代謝和轉(zhuǎn)運、脂肪的形成、糖原異生和炎癥等過程。在心血管疾病的基礎(chǔ)研究中LXR 與動脈粥樣硬化、缺血再灌注損傷及心肌重構(gòu)關(guān)系密切，是近年來的研究熱點之一。 一、 LXR 的結(jié)構(gòu)、分型及分布 LXR 具有典型的核受體結(jié)構(gòu)，即氨基端配體非依賴的轉(zhuǎn)錄活化域（AF-1 ），DNA 結(jié)合域（DBD ），鉸鏈區(qū)，配體結(jié)合域（LBD ），羧基端配體依賴的轉(zhuǎn)錄活化域（AF-2 ）等。DNA 結(jié)合域包含了一個高度保守的鋅指結(jié)構(gòu)，能識別靶基因上的特異序列LXR 反應(yīng)元件（LXRE ）并與之結(jié)合，啟動靶基因的轉(zhuǎn)錄，從而發(fā)揮基因調(diào)控作用。LXRE 是由AGGTCA 組成的重復(fù)序列，中間間隔4 個或1 個堿基，稱為DR4 或DR1 。LBD 能和特異性配體相結(jié)合，AF-2 可通過與輔激活物（co-activator ）或共抑制復(fù)合物相結(jié)合介導(dǎo)受體的活化或抑制，從而進一步調(diào)控下游靶基因的轉(zhuǎn)錄。LXR 包括LXRα （NR1H3 ）和LXRβ （NR1H2 ）兩種同源亞型，二者的DNA 結(jié)合域和LBD 大約有77% 的氨基酸序列同源，并有相同的內(nèi)源性配體。LXRα 主要分布在肝臟、脂肪組織、巨噬細(xì)胞、小腸、腎臟等，LXRβ 則廣泛表達于全身各組織中。 二、 LXR 的配體和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)模式 研究顯示LXR 的內(nèi)源性激動劑是羥固醇和某些甾醇，主要包括22 （R ）-hydroxycholesterol 、20 （S ）-hydroxycholesterol 、 24 （S ）-hydroxycholesterol 、 7α-hydroxycholesterol 、27-hydroxycholesterol 和24 （S ）， 25-epoxycholesterol 等。LXR 的人工合成激動劑有T0901317 、GW3965 、GW6340 和LXR-623 等。其中T0901317 是基礎(chǔ)研究中應(yīng)用最多的合成激動劑，但在高濃度條件下還可以激活孕烷X 受體（pregnane X receptor ，PXR ）和法尼醇X 受體（farnesoyl X receptor ，F(xiàn)XR ），最近有報道稱T0901317 也是維甲酸相關(guān)孤兒受體（retinoic acid receptor-related orphan receptors α and γ ，RORα 和RORγ ）高效抑制劑。與T0901317 相比，GW3965 對LXR 的激活作用更特異，GW6340 主要選擇性激活腸道內(nèi)的LXR 。LXR-623 是口服可吸收并且首個被用于人體試驗的合成激動劑。選擇性激動LXRα 或LXRβ 的配體尚處于研究階段，WYE-672 可能是選擇性作用于LXRβ 的合成激動劑。和大量LXR 激動劑研發(fā)應(yīng)用相比，LXR 的拮抗劑研究并不多，天然拮抗劑有5α ，6α-epoxycholesterol 、7 -cetocholesterol-3-sulfate ，合成拮抗劑包括22 （S ）-hydroxycholesterol 、CSK2033 等。 LXR 被羥固醇或人工合成激動劑激活后需與視黃醇類X 受體（RXR ）結(jié)合形成異二聚體，方具有轉(zhuǎn)錄因子活性。LXR/RXR 異二聚體通過與靶基因中LXRE 結(jié)合通過反式激活或反式阻遏兩種方式調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄。LXR 對靶基因的反式激活過程如下：（1 ）當(dāng)配體缺乏時，輔阻遏物（co-repressor ）- 核受體協(xié)同抑制因子（NCoR ）或維甲酸和甲狀腺激素受體沉默介導(dǎo)因子（SMRT ）與靶基因啟動子LXRE 上的LXR/RXR 受體結(jié)合，此途徑由組蛋白脫乙?；附閷?dǎo)。（2 ）當(dāng)配體與LXR 或RXR 結(jié)合后誘導(dǎo)構(gòu)象改變，使輔阻遏物解離，特異的輔激活物，例如激活信號輔整合素（ASC-2 ），結(jié)合到AF-2 功能域，激活靶基因的表達，產(chǎn)生基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄。當(dāng)輔激活物不斷被募集到活化的LXR/RXR 上，靶基因的轉(zhuǎn)錄最終被完全激活。LXR 對靶基因的反式阻遏作用來自于LXR 受體的翻譯后修飾，包括磷酸化、SUMO 化（SUMOylation ）、泛素化（ubiquitination ）修飾等。其中對SUMO 化修飾的研究較多，配體激活LXR 后在SUMO 化連接酶作用下進行共價修飾，再與靶基因上的NCoR-SMRT 輔阻遏復(fù)合體結(jié)合抑制基因轉(zhuǎn)錄。LXR/RXR 異二聚體可被LXR/RXR 的配體單獨或共同激活，而且共同激活時受體的作用相互疊加。LXR 通過上述途徑參與調(diào)控機體的各種生理過程。 三、 LXR 與動脈粥樣硬化 脂質(zhì)代謝異常和血管壁的慢性炎癥反應(yīng)是動脈粥樣硬化發(fā)生和發(fā)展過程中兩大重要特征。致動脈粥樣硬化性血脂代謝紊亂主要包括血漿中膽固醇、低密度脂蛋白（LDL ）異常升高和高密度脂蛋白（HDL ）減少。研究顯示LXR 是機體保持膽固醇相對穩(wěn)定的關(guān)鍵感受器和調(diào)節(jié)因子。在心血管系統(tǒng)中LXR 可調(diào)控膽固醇逆向轉(zhuǎn)運即將細(xì)胞內(nèi)過多的膽固醇通過血漿HDL 轉(zhuǎn)運至肝臟轉(zhuǎn)化、清除從而發(fā)揮抗動脈粥樣硬化的作用。大量研究證實激活LXR 可以增強膽固醇逆向轉(zhuǎn)運中關(guān)鍵靶基因三磷酸腺苷結(jié)合盒轉(zhuǎn)運蛋白（ATP-binding cassette ，ABC ）家族成員ABCA1 、ABCG1 、ABCG5/G8 及載脂蛋白E （ApoE ）、脂蛋白脂酶（LPL ）的轉(zhuǎn)錄表達。LXR 也誘導(dǎo)膽固醇酯轉(zhuǎn)運蛋白表達，包括磷脂轉(zhuǎn)運蛋白（PLTP ）和膽固醇酯轉(zhuǎn)運蛋白（CETP ）促進膽固醇的逆向轉(zhuǎn)運和肝內(nèi)清除。在肝臟中LXR 可上調(diào)肝細(xì)胞膽小管面的ABCG5 、ABCG8 和膽管上皮內(nèi)ABCA1 的表達，促進膽固醇從肝細(xì)胞向膽汁中分泌。在腸上皮細(xì)胞，LXR 也能增加ABCG5 、ABCG8 等的表達，減少腸道對飲食中膽固醇的吸收。而在LXR 基因敲除的ApoE （-/- ）小鼠中發(fā)現(xiàn)膽固醇逆向轉(zhuǎn)運被削弱，動脈粥樣硬化加重，亞型分析顯示LXRa 在逆向轉(zhuǎn)運中起主要作用，LXRβ 作用較弱。由此可見激活LXR 可以從減少膽固醇的吸收利用、增強外周組織逆向轉(zhuǎn)運及促進肝內(nèi)轉(zhuǎn)化、清除多方面降低血漿膽固醇水平從而能有效抑制動脈粥樣硬化脂質(zhì)斑塊形成和發(fā)展。 另一方面，激活LXR 可以抑制血管壁巨噬細(xì)胞的炎癥反應(yīng)從而發(fā)揮抗動脈粥樣硬化的作用。研究發(fā)現(xiàn)在巨噬細(xì)胞中激活LXR 可以減少大腸桿菌和脂多糖介導(dǎo)的促炎細(xì)胞因子表達，包括白細(xì)胞介素-6 （IL-6 ），誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（NOS ）、環(huán)氧化酶一2 （COX-2 ），相反LXR 基因被敲除后失去對脂多糖促炎反應(yīng)的抑制作用。進一步研究發(fā)現(xiàn)LXR 的抗炎作用是通過反式阻遏作用抑制核因子-κB （NF-κB ）信號通路，繼而抑制了其調(diào)控的靶基因的表達。也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)在炎癥過程中，短期激活人巨噬細(xì)胞中的LXR 可以明顯降低由脂多糖誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，但LXR 激動劑預(yù)處理達48h 后，炎癥反應(yīng)反而會增強。這提示過度激活LXR 可能會使細(xì)胞轉(zhuǎn)向促進炎癥因子表達，使內(nèi)環(huán)境中促炎和抗炎力量保持相對均衡。人巨噬細(xì)胞中髓過氧化物酶（MPO ）也是LXR 的靶基因，MPO 通過產(chǎn)生自由基和多種炎性物質(zhì)，促進斑塊形成和不穩(wěn)定性增加，加速動脈粥樣硬化進展，活化的LXR 可與MPO 啟動子上Alu 受體反應(yīng)元件結(jié)合從而減少MPO mRNA 的轉(zhuǎn)錄表達。體內(nèi)、外實驗顯示LXR 還可以抑制巨噬細(xì)胞內(nèi)基質(zhì)金屬蛋白酶-9 （MMP-9 ）基因表達，減少粥樣斑塊基質(zhì)的降解，增加斑塊穩(wěn)定性。 此外在血管內(nèi)皮細(xì)胞中激活LXR 不僅能上調(diào)ABCA1 和ABCG1 表達還可以促進絲氨酸/ 蘇氨酸激酶Akt 和內(nèi)皮型一氧化氮合酶（eNOS ）的磷酸化，增加一氧化氮表達，改善血管舒縮功能并抑制斑塊形成。在動脈粥樣硬化動物模型中還發(fā)現(xiàn)同時給予LXR-623 和辛伐他汀對抑制斑塊形成和穩(wěn)定斑塊的作用優(yōu)于單獨給藥，表明二者在抗動脈粥樣硬化方面可以發(fā)揮協(xié)同作用。由此可見，具有調(diào)脂、抗炎等作用使LXR 顯示出類似于他汀的抗動脈粥樣硬化特征，目前這一特性已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可。多個研究團隊采用不同的LXR 的激動劑和LXR 基因敲除小鼠在不同的動脈粥樣硬化模型中進行驗證都得出了相同的結(jié)論，證實LXR 可以顯著減少甚至逆轉(zhuǎn)粥樣斑塊形成和發(fā)展。上述研究提示，LXR 有望成為治療動脈粥樣硬化新的藥物靶點。 四、 LXR 和心肌缺血再灌注損傷 心肌缺血再灌注損傷是造成急性心肌梗死患者預(yù)后不良的關(guān)鍵機制。眾所周知，心肌缺血再灌注損傷的基本病理生理機制主要包括活性氧自由基（ROS ）的大量生成、細(xì)胞內(nèi)鈣離子的超載以及中性粒細(xì)胞的浸潤等因素觸發(fā)一系列級聯(lián)反應(yīng)介導(dǎo)了心肌細(xì)胞損傷和功能障礙。國內(nèi)學(xué)者通過離體缺氧復(fù)氧環(huán)境模擬心肌缺血再灌注損傷狀態(tài)培養(yǎng)乳鼠心肌細(xì)胞，觀察到外源性給予T0901317 激活LXR 后可以抑制心肌細(xì)胞內(nèi)腫瘤壞死因子-α （TNF-α ）、IL-6 、單核細(xì)胞趨化蛋白-1 （MCP-1 ）等炎癥因子的表達，從而減輕心肌細(xì)胞的氧化應(yīng)激損傷，并進一步分析這與LXRa 抑制核轉(zhuǎn)錄因子NF-KB 轉(zhuǎn)錄活性有關(guān)。但是該研究中所用LXR 激動劑T0901317 還可以調(diào)控其他核受體并非LXR 特異性配體，而且未同時觀察內(nèi)源性激動劑對心肌細(xì)胞損傷的保護作用。我們所在課題組也在進行類似研究，我們構(gòu)建了小鼠心肌缺血再灌注損傷整體模型，給予22 （R ）-hydroxycholesterol 和GW3965 兩種不同激動劑及LXR-siRNA 觀察LXR 對小鼠心肌缺血再灌注損傷的保護作用。初步結(jié)果顯示活化的LXR 可以明顯減小梗死面積并抑制心肌細(xì)胞凋亡，減輕ROS 對心肌結(jié)構(gòu)和功能的損傷。急性血栓形成是血管閉塞導(dǎo)致心肌缺血的元兇，而溶栓治療是重要的再灌注治療手段之一。有趣的是激活LXR 還具有抗血小板聚集和抗血栓形成作用。雖然血小板沒有細(xì)胞核，但在人血小板中仍然發(fā)現(xiàn)LXR 有表達，給予GW3965 后可以削弱血小板對膠原的聚集反應(yīng)，減少腺苷二磷酸和血栓素A2 （TXA2 ）釋放，從而抑制血栓形成。顯然LXR 的抗栓作用并非來自于傳統(tǒng)的基因組表達調(diào)控，具體機制還不清楚。在其他臟器缺血再灌注損傷方面，國外有學(xué)者報道激活LXR 可以通過抑制NF-κB 轉(zhuǎn)錄活性及其靶基因COX-2 、白細(xì)胞介素-1β （IL-1β ）、MMP-9 等表達，從而改善大鼠腦缺血損傷。另有報道稱LXR 通過抑制促分裂原活化蛋白激酶（MAPK ）和NF-κB 信號通路調(diào)控細(xì)胞凋亡和炎癥反應(yīng)相關(guān)基因表達減輕腸道的缺血再灌注損傷。在包括60 000 多樣本的白種人群遺傳學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)LXRa 基因上游啟動子區(qū)域-840 和-115 位點的核苷酸變異與缺血性心臟病、心肌梗死、腦卒中密切相關(guān)。由此可見LXR 在缺血再灌注損傷中可能同樣扮演重要角色，但具體調(diào)控機制和靶基因還需要進一步深入研究。 五、LXR 和心肌重構(gòu) 心力衰竭是各種心血管疾病的嚴(yán)重階段，目前已明確導(dǎo)致其發(fā)生發(fā)展的基本機制是心肌重構(gòu)。心肌重構(gòu)是由于一系列復(fù)雜的分子和細(xì)胞機制造成心肌結(jié)構(gòu)、功能和表型的變化，其特征為病理性心肌細(xì)胞肥大、心肌細(xì)胞凋亡和基質(zhì)過度纖維化或降解增加。腎素- 血管緊張素- 醛固酮系統(tǒng)（RAAS ）興奮性增高是心肌重構(gòu)的始動因素，Imayama 等發(fā)現(xiàn)在離體血管平滑肌細(xì)胞中LXR 激動劑T0901317 和22 （R ）-hydroxycholesterol 能抑制血管緊張素Ⅱ-1 型受體（ATIR ）基因啟動子上Spl 的轉(zhuǎn)錄表達。之后Wu 等采用小鼠主動脈弓縮窄壓力負(fù)荷（TAC ）誘導(dǎo)構(gòu)建心肌肥厚模型，實驗結(jié)果顯示LXRα 與LXRβ 的激活均能不同程度地阻斷NF-κB 信號通路而抑制分別由血管緊張素Ⅱ和脂多糖誘導(dǎo)的心肌肥厚反應(yīng)，LXRα 的抑制作用更顯著。最近又有報道在離體培養(yǎng)的心肌細(xì)胞中LXR 可以抑制內(nèi)皮素ET-1 誘導(dǎo)的心肌肥厚和心房利鈉肽的表達，在TAC 模型中證實了Wu 等的結(jié)論并認(rèn)為主要是LXRα 的作用。我們采取阿霉素腹腔注射的方法建立小鼠心力衰竭模型初步探索發(fā)現(xiàn)LXR 對心肌細(xì)胞的凋亡和纖維化也具有改善作用。根據(jù)上述研究，LXR 可能主要通過阻斷RAAS 系統(tǒng)和抑制炎癥從而防止心肌肥厚、減輕心肌重構(gòu)及改善心肌泵血功能。 六、LXR- 新的心血管疾病藥物靶點？ 綜上所述，LXR 參與調(diào)節(jié)機體脂質(zhì)代謝，降低炎癥反應(yīng)，抑制RAAS 系統(tǒng)過度激活等多種生理和病理活動，有望作為治療冠心病、高血壓、慢性心力衰竭等多種心血管疾病的藥物靶點。目前合成激動劑LXR-623 已被用于Ⅰ期人體臨床試驗，但由于觀察到對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有副作用而終止了進一步試驗研究。另外在動物實驗中，LXR 激動劑T0901317 會引起肝臟脂肪的堆積和血漿中甘油三酯水平升高的不良反應(yīng)。因此，新一代LXR 激動劑的研發(fā)要考慮是否有良好的生物利用度，能否特異激活一種LXR 亞型，是否具有組織特異性等問題，避免現(xiàn)有激動劑的不良反應(yīng)和缺陷。如果能開發(fā)出滿足這些條件的LXR 特異性激動劑，無疑將成為有效治療多種心血管疾病的良藥。 |
