过氧化物酶体增殖物激活受体研究的新进展_刘美莲

(niacin),纤维酸类,雌二醇,他汀类。

烟酸是最常用最有效的药物,其代表药物为N-i aspan,可抑制肝脏对Apo -AI 的清除,促进C H 的逆转运,因此能提高血HDL -C H (25%~30%),Apo -AI,HDL2,HDL3水平,降低TG 及LDL,此药安全性好,副作用少,能够被患者较好耐受,也适用于II 型糖尿病患者。

纤维酸主要通过促进Apo -AI,AII 基因表达来提高血浆HDL 浓度;同时,它还可以减轻静脉壁炎症反应,抑制血栓形成。

临床实践表明gemfibrozil,bezafibrate 及fenofibrate 可以有效缓解高脂血症及II 型糖尿病患者动脉硬化进展,gemfibrozil 尤其适用于低HDL 正常TG 及LDL 患者
[14]。

雌二醇促进Apo -AI 基因的转录,因而刺激Apo -AI 的合成,故理论上其与烟酸、纤维酸合用效果更
好,但目前尚未用之于临床。

他汀类(Lovastatin,Pravastatin 及Simvastatin)已广泛用于治疗高脂血症,但提高HDL 效果不如前述药物,因此,临床提倡与前述药物联合应用[15]。

4.3 基因疗法 将人Apo -AI,Apo -AIV,Apo -E,LC AT,LPL,SR -BI 基因注入转基因小鼠,可使HDL -C 浓度明显增高,缓解高脂血症;导入CETP 的反义寡聚核苷酸(ODNS),可通过降低LDL 及VLDL 、增高HDL -C 水平,对AS 的发生产生抑制作用。

应用基因
疗法提高HDL 治疗高脂血症将是本世纪重点研究课题,而且将由动物实验过度到临床[16,17]。

参 考 文 献
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过氧化物酶体增殖物激活受体研究的新进展X
刘美莲 综述 宋惠萍 审校
(中南大学湘雅医学院生物化学教研室,湖南长沙410078)
摘要:过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)是一种核内受体转录因子,具有多种生物学效应。

除能调节脂肪分化和脂代谢外,PPARs,尤其是PPAR C 还能调控细胞因子生成,增强机体对胰岛素的敏感性,具有调节体内糖平衡,控制炎症形成和影响肿瘤生长等作用。

关键词:过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs); PPARs 的配基; 微体; 脂质过氧化作用; PPARr 中图分类号:R34 文献标识码:A 文章编号:1001-1773(2001)05-0413-03
过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)是调节目标基因表达的核内受体转录因子超家族成员[1]。

1990年,PPARs 作为过氧化物酶体增殖的关键分子第一次被发现[2],因具有由过氧化物酶体增殖物激
活而得名。

PPARs 具有多种生物学效应,可促进脂肪细胞分化和脂肪生成,增强机体对胰岛素的敏感性[3]
,调节体内糖平衡,抑制炎症因子生成及炎症形成,影响肿瘤生长,对心血管产生保护效应[4]。

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X 收稿日期:2000-12-06 修回日期:2001-05-09
作者简介:刘美莲(1971-),女,湖南人,中南大学湘雅医学院生化教研室讲师,博士,从事糖尿病及并发症的发病机制方面的研究。

第21卷第5期2001年10月
国外医学#生理、病理科学与临床分册
Foreign M edical Sci ences #Sec tion of Pathophysi ology and Clinical M edici ne
Vol.21 No.5
Oct. 2001
1PPARs的分型与结构
PPARs存在三种亚型:PPAR A、PPAR D(也称PPAR B)和PPAR C[5,6]。

它们由不同的基因编码, PPAR A由468个氨基酸残基组成,PPAR D有441个氨基酸残基,而PPAR C有479个氨基酸残基[2]。

PPAR A在肝脏和肾脏中的表达量很高,在脂肪和软骨中的表达量较低[7];PPAR D的表达无组织特异性,在肝脏、脂肪、肾脏和软骨中的表达量均较高;但PPAR C主要在脂肪组织中表达,在肝脏、肾脏和软骨中表达很低[3]。

PPARs的四个功能结构域由六个结构区A-F组成。

¹氨基端结构域由A/B结构区形成。

MAPK可磷酸化此结构域的某些丝氨酸残基,磷酸化能抑制PPAR C的活性,而使PPAR A与配基的亲和力增强,因而增强了PPAR A转录活性。

ºDNA-结合结构域(DNA-binding domain,DBD)由C结构区形成。

PPAR 通过此结构域与DNA上相应的反应元件结合而调节基因转录。

»转录活性调节结构域由D结构区形成。

许多核内因子与此结构域结合后可影响PPAR 的活性。

¼配基结合结构域(ligand-binding,LB D)由E/F结构区形成。

该结构域在从激素信号至转录激活的转导过程中起关键作用。

激素与PPAR C的结合调控了PPAR C分子内氨基端A/B区和羧基端LBD的交流。

2PPARs的配基
PPARs的配基(又称激动剂)有两种,生理性配基和药理性配基。

生理性配基有15-脱氧前列腺素J2(15d-PGJ2)、白三烯(LTB4)和不饱和脂肪酸,药理性配基有胰岛素增敏剂噻唑烷酮类化合物(TZDs)和对心血管病有治疗价值的fibrate。

其中,15d-PGJ2和TZDs与PPAR C的结合具有高亲和力,它们是PPAR C 的高效配基。

fibrate和LTB4则是PPAR A的高效配基[8]。

配基与PPARs结合后,可激活PPARs并调节目标基因的转录活性。

3PPAR C活性的调节
PPAR C被其特定配基激活后,能调节目标基因的转录活性。

同时,PPAR C活性还受到其他因素调节。

一种使其活性丧失的PPAR C突变体能抑制野生型受体的转录活性,成为PPAR C辅阻遏物的新成员。

PP AR C基因中,配基结合区12号螺旋中高保守的疏水氨基酸残基(亮氨酸468)和看家氨基酸(谷氨酸471)都突变成丙氨酸后,突变体仍能与配基和DNA结合。

但由于募集辅激活物(cAMP-应答元件结合蛋白-结合蛋白和类固醇受体辅激活物-1)能力减弱,且PPAR C突变体加快了辅阻遏物(视黄酸、甲状腺素受体和核内辅阻遏物)的募集,使PPAR C的转录活性明显降低,从而封锁TZDs诱导的分化[4]。

PPAR C作用蛋白(PRIP)是一种由13个外显子编码的含2068个氨基酸残基的核内蛋白。

它与PPAR C,RXR A复合物结合后,增强PPAR C和RXR A 复合物的转录活性。

PRIP的氨基端LXXLL序列(氨基酸892-896)保证了它与PPAR C的相互作用,切除786-1132氨基酸残基的PRIP成了PPAR C的功能抑制剂。

但另一个LXXLL序列(氨基酸1496-1500)不能与PPAR C结合。

PRIP在酵母中充当了PPAR C的强辅激活物。

PRIP的mRNA在成年小鼠的许多组织中都有表达,也增强了哺乳动物中PPAR C和RXRa的转录活性[1]。

CCAAT/增强子-结合蛋白A(C/EB P A)在脂肪生成过程中具有多种作用,C/EBP A和PPAR C之间存在交叉调节。

缺乏C/EBP A的小鼠脂肪组织呈现发育缺陷,脂肪积累减少,不能诱导内源性PPAR C表达。

这些细胞同时表现出缺乏由胰岛素激活的葡萄糖转运,并降低胰岛素受体和胰岛素受体底物-1(IRS-1)的基因表达和蛋白磷酸化。

提示C/EBP A对PPAR C 的调节在维持脂肪细胞分化中起重要作用[5]。

4PP ARs的细胞效应
PPAR A在调节过氧化物酶增殖物反应基因转录活性和肝脏过氧化物酶增生中起重要作用。

被f-i brate激活的PPAR A可介导载脂蛋白apoA-1表达。

活化的PPAR A促进脂蛋白脂肪酶合成,使C M和VLDL合成减少。

在肝脏和肾脏组织B-和X-氧化途径中,几种起关键作用的酶的基因启动子中含过氧化物酶增殖物反应元件(PPRE),故其转录均受PPAR A调控。

PPAR A与配基结合后,可调节另外一些基因转录,导致脂肪酸,甘油三脂和极低密度脂蛋白合成减少。

PPAR A激活剂可抑制内皮细胞炎症[2]。

PPAR D在成人各组织中均有表达,能与PPARs 的配基结合。

研究表明,非类固醇类抗炎症药通过对PPAR D的抑制而抑制结肠癌形成。

在成熟兔的破骨细胞中,PPAR D mRNA呈现高表达。

前列环素类似物激活PPAR D后,能显著诱导成年兔破骨细胞的溶骨活性。

PPAR C最先被定义为调节脂肪细胞特定基因表达和诱导前脂细胞分化的转录因子。

目前认为
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第5期国外医学#生理、病理科学与临床分册第21卷
PPAR C在心血管保护,炎症形成的抑制,胰岛素抵抗的治疗,肿瘤生长的控制中起关键作用。

PPARr存在PPARr1和PPARr2两种亚型,其区别是PP ARr2的氨基端多了30个氨基酸残基。

PPARr1的分布与PPAR A类似,而PPARr2则主要分布于脂肪组织,参与早期脂肪分化的调控。

PPAR C与视黄酸X受体(RXR A)结合形成异二聚体,异二聚体复合物被特定配基协同激活后调节目的基因表达[2]。

PPAR C活化后能调控细胞因子的生成。

脂肪组织中一些细胞因子包括TNF-A,I FN-C,IL-1,IL-2和TGF-B等抑制了脂肪生成。

但活化的PPAR C能降低细胞因子表达,从而促进脂肪生成。

活化的PPAR C 可介导抑制单核细胞炎症因子TNF-A,IL-1,IL-2和I L-6的生成,产生抗炎症作用[7]。

软骨组织中, PPAR C和RXR A形成的异二聚体能调控软骨组织中I L-1产生的有害效应。

PPAR C的配基15-PGJ2或TZDs明显抵抗IL-1诱导的蛋白聚糖合成及NO释放,而PPAR A的配基则没有此作用[3]。

在巨噬细胞集落中,生理性配基激活的PPAR C能负调控一些促炎症的基因表达。

PPAR C被来自氧化型LDL的配基激活后可促进巨噬泡沫细胞的形成,从而影响动脉粥样化进程[8]。

T淋巴细胞活化的关键是控制淋巴细胞早期分化反应的I L-2基因的表达。

PPAR C活化后可抑制IL-2基因表达从而抑制人T淋巴细胞的早期活化。

提示PPAR C配基可通过I L-2基因表达治疗T细胞介导的疾病,并具有临床潜力[9]。

15d-PGJ2激活的PPAR C能抑制破骨细胞的生成。

在CD34+造血干细胞(CD34+HSCs)共同培养系统中,加入外源性osteoprotegetin配基(OPGL)、破骨细胞分化必需的因子和M-CSF后,破骨细胞形成加强。

但15d-PGJ2和HSCs中的PPAR C结合后,封锁了OPGL和M-CSF在破骨细胞形成上的协同效应。

活化的PPAR C是通过抑制转录因子NF-J B和AP-1基因表达而调控破骨细胞生成的[10]。

PPAR C可提高细胞对胰岛素的敏感性。

TZDs 类化合物是胰岛素增敏剂,同时也是PPAR C的药理性配基,如曲格列酮、吡格列酮、罗格列酮等。

TZDs 介导PP AR C激活后加速脂肪分化,促进脂肪合成[2]。

活化的PPAR C能促进葡萄糖载体GLUT-1和GL UT-4的表达[28]。

PPAR C的激活导致葡萄糖、脂代谢及信号转导途径中一些关键基因的表达改变。

这些基因表达增高可扩大肝脏和其它组织胰岛素受体后的反应,并在胰岛素内分泌未增加的情况下提高血糖控制能力。

患2型糖尿病的病人经TZDs治疗后,血糖明显下降,未见对肝脏产生毒害作用的报道。

吡格列酮能通过降低肝脏和其它组织的胰岛素抵抗而使血糖降低。

它是第一个被报道能增强胰岛素受体的酪氨酸蛋白激酶活性的TZDs类胰岛素增敏剂。

实验表明,TZDs激活的PPAR C可抑制TNF-A 基因表达而减少胰岛素抵抗[12]。

在胰岛素抵抗的动物模型中,另一胰岛素增敏剂罗格列酮降低了血清葡萄糖,甘油三酯和胰岛素水平,而且也避免了糖尿病肾病和胰腺中胰岛细胞变质。

临床实验中,具有糖尿病的病人服用一定剂量的罗格列酮后,血糖和糖基化血红蛋白HBA1c水平下降,提高了糖尿病患者的血糖控制能力[13]。

最新研究发现,GLUT2基因中+68/+89区域存在PPRE。

经曲格列酮和9-顺式视黄酸受体激活的PPAR C和RXR A二聚体增强了启动子活性,而GLUT2-PPRE的突变体则导致PPAR C和RXR A二聚体的转录活性丧失。

激活的PPAR C能增强小鼠胰岛中GLUT2的转录活性。

这是第一次报道参与葡萄糖稳态平衡调节的基因中存在PPRE[14]。

胰岛素抵抗在2型糖尿病发生发展中起核心作用。

而胰岛素抵抗也与其它代谢综合征如高血压、高血脂及多囊卵巢综合征密切相关。

PPAR C被其配基激活后能降低胰岛素抵抗,也能改善其它症状[13]。

研究发现,人的骨骼肌细胞中PPAR C的表达量较高,约为脂肪细胞PPAR C表达量的2/3。

而且胰岛素抵抗与PPAR C的表达量有关。

检测总的糖尿病患者和非糖尿病病人的骨骼肌细胞中PPAR C 的表达量,发现这两组的PP AR C表达量无统计学意义。

进一步分析发现,具有严重胰岛素抵抗的糖尿病患者的骨骼肌细胞,其PPAR C的表达量明显增高。

以上检测提示在具有胰岛素抵抗的糖尿病患者的骨骼肌细胞中,可能存在PPAR C基因突变,导致PPAR C表达增加,其机制还需进一步探讨[15]。

而PPAR C活化后如何增加胰岛素的敏感性、治疗胰岛素抵抗也需进一步研究。

PPAR C是脂代谢中一种重要的非类固醇激素受体。

它可通过激活目标基因表达调节脂肪分化和脂代谢。

PPAR C激活后能调控细胞因子生产,从而参与炎症形成,肿瘤生长和心血管保护。

活化的PPAR C也可增强细胞对胰岛素的敏感性,调节体内糖代谢平衡。

然而,发生在PPAR C下游的准确调控事件并不清楚。

因此,在PPAR C的分子生物学和生
415
第5期刘美莲,等:过氧化物酶体增殖物激活受体研究的新进展第21卷
理学方面,还有待进一步研究。

最近,从小鼠基因剔除的研究和人的基因多态性鉴定中获得了一些新发现。

这些发现表明,这一领域的深入研究将最终为胰岛素抵抗和相关综合征的治疗找到更有效更安全的药物。

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过氧化物酶体研究进展X
贺 茜 沙金燕 崔 英 惠 宁 综述
(第二军医大学长海医院妇产科,上海200433)
摘要:过氧化物酶体对许多重要反应起催化作用,现已确认两个引导信号PTS -1,PTS -2及其相应受体参与其透膜转运;其脂质氧化系统对应于底物的多样性,有多种多样的氧化酶;增殖反应元件含间隔一对碱基的规范同向序列,但与其他类固醇激素受体反应元件不同;三种增殖活化受体PPAR A ,PPAR B ,PPAR C 均与脂肪代谢密切相关;过氧化物酶体增殖剂是非遗传性致癌剂,能抑制细胞死亡,与肝癌等的发生密切相关;已建立PPAR 基因剔除小鼠、脂酰CoA 氧化酶基因剔除小鼠、过氧化氢酶过度表达小鼠等多种动物模型。

关键词:微体(过氧化物酶体); 脂质过氧化作用; 小鼠; 转基因
中图分类号:R32912 文献标识码:A 文章编号:1001-1773(2001)05-0416-02
过氧化物酶体(peroxisomes)也称微体(microbod -ies),是由单层生物膜包裹而成的小细胞器,呈卵圆
形,直径0.2~ 1.7L m,内含多种酶。

它对许多重要反应起催化作用,其中大多数与脂质代谢有关,过氧化物酶体与肝癌及多种人类遗传性疾病有关[1~3]。

1过氧化物酶体的透膜转运
已确认两个过氧化物酶体引导信号,即PTS -1和PTS -2参与过氧化物酶体的透膜转运。

利用低等真核生物系统研究过氧化物酶体蛋白输入部位的结构特征,明确了好几种重要的蛋白质,包括PTS -1和PTS -2的受体,进而克隆了人体的同源蛋白质。

推测这些同源蛋白质是人体过氧化物酶体疾病Zel-l weger .s 综合征的病因
[4]。

一般认为,蛋白质被转运入细胞器后才发生折叠。

但将预先折叠好的过氧化物酶体蛋白质通过显
微注射法直接注入细胞浆,发现这些折叠的蛋白质仍能有效地转运入过氧化物酶体。

即使给蛋白质连接上胶体金,也能被成功地转入。

这种折叠后的蛋白质及蛋白质复合物透过过氧化物酶体膜的转运过程显然有别于发生在线粒体及叶绿体中的转运[5]。

2 过氧化物酶体的代谢功能
哺乳动物中,过氧化物酶体对羧基化合物的B 氧化作用有重要影响,其生理性底物包括长链脂肪酸、中/长链二羧酸、某些多不饱和脂肪酸、前列腺素类、胆汁酸中间体等[6]。

与线粒体中B 氧化酶的结构和功能相比,过氧化物酶体更适合于代谢长链脂
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X 收稿日期:2000-12-27 修回日期:2001-05-11
作者简介:贺茜(1970-),女,安徽蚌埠人,第二军医大学附属长海医院妇产科讲师、主治医师,硕士,主要从事早产的早期诊断与防治方面的研究。

第21卷第5期2001年10月
国外医学#生理、病理科学与临床分册
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