GLP对胆固醇流出的影响

糖尿病及心血管疾病等代谢相关疾病是全球化公共健康问题，2014年Lancet发文指出中国糖尿病患者人数已达9800多万，成为主要公众健康威胁之一[1]。据世界卫生组织(World Health Organization，WHO)报道[2]，心血管疾病造成的死亡占每年全球死亡人数的1/3，这些疾病带来了严峻的卫生经济负担。胆固醇是动物组织细胞不可缺少的重要物质，它不仅参与细胞膜的形成，也在代谢过程中起重要作用，与多种代谢性疾病的发生发展相关。

胆固醇在细胞内蓄积可对细胞产生脂毒性，导致泡沫细胞的形成、损伤胰岛β细胞，最终发展为动脉粥样硬化以及糖尿病。胆固醇在外周组织细胞内蓄积造成多种代谢疾病的发生，细胞内胆固醇通过非特异性液相扩散途径，ABCA1/ABCG1/ABCG4以及SR-BI介导的途径流出到细胞外脂质受体。胆固醇流出受到肝X受体（liver X receptors，LXRs），固醇调节元件结合蛋白（sterol regulatory element-binding proteins，SREBPs），过氧化物酶体增殖物活化受体（peroxisome proliferator-activated receptor，PPAR）等多种物质调控。GLP-1是一种肠源性激素，可以改善脂质代谢紊乱，促进细胞内胆固醇的流出。研究表明，GLP-1和GLP-1类似物能抑制巨噬细胞形成泡沫细胞，具有抗动脉粥样硬化的作用[3]，在糖尿病apoE-/-小鼠中，GLP-1类似物exendin4能增强ABCA1介导的胆固醇流出，从而改善脂毒性造成的肾小球内皮细胞损伤[4]，说明GLP-1具有促进胆固醇流出的作用，但目前对其所涉及的机制并不清楚。本文将对细胞内胆固醇的流出途径及GLP-1对胆固醇流出可能的作用机制进行综述，旨在能为后续的研究提供新思路。

一、细胞内胆固醇的流出

血液中胆固醇存在于脂蛋白中，存在形式包括高密

度脂蛋白（high-density lipoprotein，HDL）、低密度脂蛋白（low-density lipoprotein，LDL）、极低密度脂蛋白（very-low-density lipoprotein，VLDL），机体能通过胆固醇逆转运（reverse cholesterol transport，RCT）将体内多余的胆固醇经转运体从外周组织流出结合至细胞表面的贫脂载脂蛋白apoA-Ⅰ形成前体β-HDL，apoA-Ⅰ可激活卵磷脂胆固醇酰基转移酶（lecithin cholesterol acyl transferase，LCAT）将胆固醇酯化为胆固醇酯（cholesteryl ester，CE），最终形成成熟的HDL。在胆固醇酯转移蛋白（holesteryl ester transfer protein，CETP）作用下，HDL随血液循环至肝脏，与肝表面受体结合，经摄取后在肝内由胆固醇-7α羟化酶（cholesterol 7α-hydroxylase，CYP7A1）转化为胆汁酸随粪便排出体外，外周组织细胞内胆固醇流出是RCT的第一步，也是限速步骤。哺乳动物细胞不能降解胆固醇，细胞内胆固醇通过由胆固醇脂酰转移酶（cholesterol acyltransferase，ACAT）作用转化为胆固醇酯以及胆固醇流出这两种方式保持细胞内胆固醇含量的稳定，细胞内的胆固醇流出主要有以下途径：（1）非特异性的液相扩散途径；（2）ABCA1/ABCG1/ ABCG4介导的流出途径；（3）SR-BI介导的流出途径。细胞内的胆固醇流出途径涉及多种物质调控，包括肝X受体（LXRs），固醇调节元件结合蛋白（SREBPs），过氧化物酶体增殖物活化受体（PPAR）等，这些物质在不同的细胞、以不同形式的调控网来维持胆固醇稳态。

1．胆固醇流出的途径

（1）非特异性的液相扩散途径

胆固醇非特异性的液相扩散是一种被动运输过程，呈双向型，流动方向取决于膜两侧胆固醇浓度差，所有细胞膜均可发生此种扩散，但其作用十分有限。

（2）ATP结合盒转运体A1/G1/G4（ATP-binding cassette transporter A1/G1/G4， ABCA1/ABCG1/ABCG4）介导的胆固醇流出途径

ABCA1、ABCG1和ABCG4均属ABC家族成员。ABCA1是一种整合膜蛋白，ABCA1不仅具有催化HDL形成的功能，

·综述·

GLP-1对胆固醇流出的影响李娆朱利勇李伟正嵇光年邱先杰朱晒红

【关键词】 GLP-1； ABCA1； ABCG1； SR-BI；胆固醇

DOI：10.3877/cma.j.issn.2095-9605.2018.03.006

基金项目：国家自然科学基金（81500691、81600431）

作者单位：410013 长沙，中南大学湘雅三医院普外科

通信作者：朱晒红，Email：shzhu@

还能介导脂质从细胞膜单向流到细胞外,是细胞内胆固醇流出的主要途径，且需要消耗ATP，为主动运输过程。ABCA1是apoA-I的受体，能够通过通道转运模型，蘑菇状突起模型和胞吞胞吐转运模型三种途径介导位于细胞内质膜上的胆固醇泵出到细胞外，结合到细胞表面apoA-I，参与形成新生HDL，从而启动RCT。ABCA1功能障碍将使血清HDL水平显著降低，从而极大地损害胆固醇和脂质转运功能，ABCA1基因突变导致功能性ABCA1蛋白的缺乏可引起罕见的常染色体隐性遗传病Tangier病，Tangier病是一种遗传性代谢障碍疾病，主要特征为血清中HDL缺如，组织内胆固醇蓄积。在ABC家族中，除ABCA1介导的胆固醇流出途径外还有其他ABC转运蛋白与胆固醇的流出相关，目前发现的主要有ABCG1和ABCG4。在Jochen Klucken等[5]的实验中，通过用ABCG1特异性反义寡核苷酸抑制ABCG1mRNA的表达，能够减少荷载乙酰化LDL（acLDL）的巨噬细胞内胆固醇和磷脂流出到HDL，表明ABCG1参与介导巨噬细胞内胆固醇的流出，提示了ABCG1在胆固醇稳态调节中的关键作用。ABCG1在人类不同组织细胞中均有表达，其对细胞内脂质代谢稳态的调节不只局限于巨噬细胞，给予高脂、高胆固醇饮食的ABCG1-/-小鼠在肺巨噬细胞、肝细胞、Kupff er细胞均发现脂质累积[6]。而且与ABCA1介导的胆固醇流出到apo-AI不同，ABCG1介导的胆固醇流出无特异性，可以流出到HDL，LDL以及环糊精（一种细胞表面游离胆固醇受体）[7]。目前对于ABCG1介导的胆固醇流出机制仍不清楚。Wang 等[7]证实ABCG4也能够调节细胞内胆固醇流出到HDL。在Hek293细胞中，ABCG1和ABCG4瞬时转染引起ABCG1和ABCG4的短暂性过量表达能够增加HDL介导的胆固醇流出到HDL-2和HDL-3，减少细胞内胆固醇的含量，用siRNA靶向干扰巨噬细胞内ABCG1的mRNA表达能导致胆固醇流出的减少，而且在ABCG1和ABCG4过表达的细胞中，贫脂apoA-I 对细胞内脂质无减载作用，说明与ABCA1相比，ABCG1与ABCG4相应的脂质受体是更加成熟的α-HDL亚型（HDL2和HDL3）而不是前体β-HDL[8]。将人类ABCG1和ABCG4重组体表达于Sf9细胞，二者都有ATP结合和水解作用，而ABCG1活性显著高于ABCG4，提示ABCG1可能比ABCG4对胆固醇流出的调节更为关键，目前研究显示ABCA1介导的胆固醇流出是细胞内胆固醇流出的主要途径，且ABCA1与ABCG1在调节胰岛β细胞内胆固醇累积中具有互补的作用[9]，缺乏ABCA1与ABCG1可加剧胰岛细胞内胆固醇的沉积。

（3）B族清道夫受体I型（scavenger receptor class B type I，SR-BI）介导的胆固醇流出途径

SR-BI属于CD36超家族，SR-BI不仅参与胆固醇酯的选择性摄取和代谢还介导外周细胞胆固醇的流出[10]，SR-BI基因结构的突变可引起细胞内胆固醇流出减少[11]， SR-BI介导的胆固醇流出过程是通过疏水性通道双向被动运输的，方向取决于细胞两侧的胆固醇浓度梯度，细胞质膜内游离胆固醇与磷脂比（FC/PL）可影响SR-BI介导的胆固醇流出，当FC/ PL相对较高时，胆固醇流出到细胞外的HDL。同时，参与组成HDL的磷脂（PL）含量高低对SR-BI介导的细胞内胆固醇流出也具有重要作用，增加HDL上PL的浓度可促进胆固醇的流出[12]。多项研究已表明SR-BI可以介导巨噬细胞内的胆固醇流出，且在荷载胆固醇的单核细胞源性巨噬细胞中，ABCA1和SR-BI通路是胆固醇流出到HDL的主要机制。此外，SR-BI与载脂apoE相互作用可促进胆固醇流出[11]，而也有研究表明[13]，在巨噬细胞中，SR-BI对脂蛋白分布及胆固醇的流出无显著作用，但是将缺乏SR-BI的骨髓移植到apoE缺陷的小鼠中可以使动脉粥样硬化损害加重，表明SR-BI有可能通过其他途径调节脂质代谢。

细胞内胆固醇流出依赖于胆固醇非特异性液相扩散、ABCA1/ABCG1/ABCG4以及SR-BI介导的流出这三条途径。另外在ABC家族中，尚发现有其他成员，如ABCG8，参与介导细胞内胆固醇流出。

2．胆固醇流出过程的调节

（1）固醇调节元件结合蛋白（sterol regulatory element binding proteins，SREBPs）

SREBPs是固定于内质网和核被膜上的膜连接蛋白，属于bHLH-Zip超家族成员，有三种不同的亚型：SREBP-1a，SREBP-1c 和SREBP-2。在肝脏中，SREBP-1a 和 SREBP-1c 主要负责激活脂肪酸和甘油三酯合成过程中关键基因的表达，SREBP-2主要负责激活多种胆固醇生物合成和胆固醇摄取途径相关基因的转录调控，包括编码LDL受体和HMG-CoA还原酶基因等[14]。SREBPs前体能够与SREBP裂解激活蛋白（SCAP）形成复合物， SCAP具有裂解SREBPs的功能，能感受内质网胆固醇水平，调控其转录合成过程，从而调控胞内胆固醇的动态平衡。

（2）肝X受体（liver X receptors，LXRs）

LXRs属于核受体家族，在介导胆固醇流出维持体内胆固醇平衡方面起重要作用，有两种亚型LXRα和LXRβ。LXRs只有和另外一个核受体视黄醇类X受体（RXR）形成二聚体时，才能与基因启动子上LXRs反应元件结合而发挥转录活性。LXRs可以调节ABCAl、ABCG1、SR-BI等靶基因的表达而促进胆固醇流出。在LDL受体缺陷小鼠中，LXR 人工合成配体T0901317可以抑制动脉粥样硬化的形成，促