胆汁酸代谢替代途径关键酶的调节.docx
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胆汁酸代谢替代途径关键酶的调节
管受累。
Burch[3]
接种CVB4病毒于动物造成冠脉炎症,并证实2例心梗患者系病毒感染所致。
Mason[4]提出病毒性小血管炎可造成心梗。
陈曙霞等用CVB3m感染Balb/c小鼠后第7~8d,心肌病变由轻至重,部分可见小血管壁增厚,管腔变窄,腔内红细胞聚集[5]。
本例冠脉小血管有内膜增厚及平滑肌增生,心肌活检所见及冠脉造影与Mason报告病例相仿,而原位PCR检测更进一步证实CVB感染可造成小血管病变,产生急性心梗的改变。
Spodick等
[6]
对病毒感染和急性心梗的病理生
理联系作进一步阐明,认为病毒感染可致心脏小血
管内皮细胞损伤肿胀,使血管通透性增加,血小板聚集,释放PF4刺激平滑肌细胞增生,另外释放TXA2使冠脉痉挛,微血栓形成而产生心梗。
本例患者血小板聚集率增高,提示病毒性冠脉炎后血小板参与心梗发病环节。
综上所述,病毒性心肌炎可有冠脉小血管病变,故在抗病毒、调节免疫同时加用减低血小板聚集药
物、钙拮抗剂及活血化淤等中药治疗,可望提高疗效。
参考文章
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（2000-04-05收稿
邓漾:
男,1973年9月出生,硕士
文章编号:
0258-5898（200006-0573-04
文献标识码:
A
胆汁酸代谢替代途径关键酶的调节
邓漾综述韩天权审校
（上海第二医科大学瑞金医院外科,上海200025
在哺乳动物体内,肝脏的胆汁酸代谢在维持机体的胆固醇稳态中起了重要作用。
胆汁酸的代谢有经典（中性和替代（酸性两条途径,至少有15种酶和4个不同的细胞器参与了这两条代谢途径[1]。
替代途径在整个胆汁酸代谢中的作用已经越来越受到人们的重视[2]
同时也有越来越多的研究者把胆汁酸研究的重点放在替代途径关键酶甾醇27-羟化酶（CYP27和氧化甾醇7A-羟化酶（CYP7B的调节上。
本文将对CYP27和CYP7B活性的调节及其可能的机理进行探讨。
甾醇27-羟化酶调节
甾醇27-羟化酶（CYP27是细胞色素P450酶系中的一员,以前曾被命名为甾醇26羟化酶,催化经典途径中侧链氧化剪切的起始反应和替代途径起始步骤。
与肝脏胆固醇7A-羟化酶（CYP7A不同的是,它为线粒体内酶,存在于除肝脏以外的多种组织和细胞,有着广泛的底物活性[3],除了催化胆固醇和胆汁酸中间产物外,它还具有对维生素D3和25-羟化维生素D3羟化的活性。
编码CYP27的基因已在,#
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徐瑾等原位PCR确诊一例由病毒性心肌炎所致心肌梗塞
因位于染色体2q33-q10。
CYP27基因含9个外显子和8个内含子,长约18.9kb。
该酶发挥活性需要铁氧化还原蛋白和还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADPH的参与。
CYP27曾被认为是一个稳定而不容易受调节的酶,然而随着对替代途径和CYP27研究的深入,越来越多的研究者已改变了这种观点,认为替代途径中任何代谢中间物都有可能调节CYP27的活性[4]。
另一些研究表明,CYP27的调节和CYP7A的调节有相似性,只是同一种调节因子对CYP27的作用要小于对CYP7A的作用[5,6]。
胆汁酸关于胆汁酸对CYP27活性的调节,多项研究结论不一。
Araya等人[7]在以大白兔为模型的研究中发现给予胆汁酸或消胆胺引起的胆汁酸池大小的变化不会改变CYP27的活性。
之后,Xu等人[8~10]对新西兰大白兔的一系列研究中也发现CYP27的活性不受胆汁酸池增大影响,亦不会因胆汁的引流而发生变化,揭示CYP27对胆汁酸池的变化不敏感。
在对大鼠的研究中,Shefer等人的研究[11]表明脱氧胆酸不影响CYP27的活性和mRNA的水平。
然而Twisk[6]等人首先指出生理浓度的胆汁酸可以通过降低大鼠的CYP27mRNA水平和转录活性来抑制CYP27的活性。
之后,无论是大鼠的离体实验[12],还是体内实验[13],都显示疏水性胆汁酸可以下调CYP27的活性和稳态mRNA水平,亲水性胆汁酸却无此作用。
而消胆胺[13]和胆汁引流[2]引起的胆汁酸池的减少会上调大鼠CYP27的活性和稳态mRNA水平。
Souidi等人在研究中也发现,给予仓鼠消胆胺后,胆汁酸池减少而CYP27活性上升[5]。
这些研究表明胆汁酸对CYP27活性的调节可能存在着种系间或种系内的差异。
胆汁酸调节CYP27活性的分子机制现在还不清楚。
Leitersdorf等人[14]在对人类CYP27基因的5.端核酸序列的研究中并未找到能结合诱导转录因子的序列。
但Twisk等人在比较了人类CYP27基因的启动子序列和CYP7A基因启动子的序列后,发现CYP27基因位于-254~-280的核苷酸序列和CYP7A基因启动子内的胆汁酸调节因子的序列有着很高的同源性。
该发现揭示CYP27基因中这段序列可能在胆汁酸反馈调节其活性中起重要作用[6]。
最近,Vlahcevic等人提出了疏水性胆汁酸抑制大鼠[15]胆汁酸调控序列正位于转录活化因子肝脏核因子-1（HNF-1调控序列中,所以疏水性胆汁酸通过与HNF-1竞争这个序列而减少HNF-1对CYP27的活化作用,最终抑制CYP27的转录。
胆固醇CYP27位于胆固醇浓度很低的线粒体膜内侧,因而有研究者推测未被胆固醇饱和的CYP27可能受胆固醇调节而活性升高。
Xu等人对新西兰大白兔的一系列研究[8~10,16]结果证实了这个推测,指出经LDL受体途径进入肝脏的胆固醇是上调CYP27活性的关键[9,16]。
由于胆固醇经替代途径代谢需经过微粒体到线粒体的转运过程,因而一些在这个过程中促进胆固醇转运的药物（如:
B-cy-clodextrin[17]和运载蛋白（如:
stAR[18]能提高CYP27的活性。
这些研究又显示被转移至线粒体的那部分胆固醇可能在调节CYP27活性中起了关键的作用。
然而Pandak等人在对大鼠和仓鼠的研究中[15]发现高胆固醇饮食不能改变肝脏CYP27的基因表达和mRNA水平,再次显示调节因子在这种系间调节作用的差异。
激素CYP27和CYP7A在24h内先后呈节律性变化,提示CYP27和CYP7A都受糖皮质激素的调控[13]。
同CYP7A相似,胰岛素4和胰高血糖素[15]也可抑制CYP27的活性。
与CYP7A不同的是,在肝细胞培养基中加入甲状腺素并不能改变CYP27mRNA的表达[19]。
也有人认为CYP27可能受垂体激素和生长激素的调节。
胆汁酸衍生物的空间结构Twisk等人[12]在检测了27种不同结构的胆汁酸对CYP27的抑制作用后提出疏水性胆汁酸之所以具有很强的抑制作用是因为其空间结构容易和胆汁酸调节蛋白相结合。
它们认为胆汁酸分子羟基的数目、相互位置和方向决定了胆汁酸的疏水性,也决定了其对CYP27的抑制作用,胆汁酸分子结构中7位羟基由A位向B位的异构会很大程度降低胆汁酸的疏水性和对CYP27的抑制作用,而胆汁酸分子的羟基空间结构是否紧密邻近是决定其对CYP27抑制作用的另一个关键的空间因素。
Souidi等人[5]研究发现7B-羟化胆固醇、环孢菌素A、5B-cholestan-3A-ol（epicoprostanol和5A-cholestan-3B-ol（胆甾烷醇都是CYP27活性很强的抑制因子,它们所具有的共同结构CH-（2,CYP27
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上海第二医科大学学报
ActaUniversitatisMedicinalisSecondaeShanghaiVol.20No.62000
活性中心被这种结构占据而限制了其对胆固醇的羟化作用。
脑腱性黄瘤病替代途径关键酶CYP27活性的缺陷和下调具有重要的临床意义。
脑腱性黄瘤病（CTX是一种长期来被认为与CYP27活性缺陷和胆汁酸代谢紊乱相关的先天性疾病,其特点是鹅脱氧胆酸（CDCA合成显著下降,大量胆固醇和胆甾烷醇在胆汁、粪便和尿中出现。
该疾病以神经症状为主,表现为智力迟钝和脂类吸收不良。
胆固醇和胆甾烷醇代谢异常导致这两个化合物在软组织、神经组织、肺和血管内皮积聚,形成黄瘤、神经系统功能不全、白内障和动脉粥样硬化前期。
目前认为CYP27基因的点突变是CYP27活性缺失和无法调控的原因[14,20],一些研究者已从mRNA转录后加工的改变[20]及氨基酸序列的改变[14]去探讨点突变的作用机制。
目前,虽然有多种治疗手段可以阻止CTX的进一步恶化,如:
运用初级胆汁酸（胆酸、HMG-CoA-还原酶抑制剂和肝移植等,但是如何恢复和上调CYP27的基因表达和活性将是治疗CTX的关键,也是研究者和临床医师共同努力的方向。
氧化甾醇7A-羟化酶的调节
氧化甾醇7A-羟化酶（CYP7B是一个新发现的微粒体、线粒体酶,催化替代途径的代谢中间物的7A羟化反应。
CYP7B是一个和CYP7A有着同源性但底物特性不同的细胞色素P450酶,它在胆汁酸代谢中的意义是在研究替代途径的过程中才逐渐被意识到的[21]。
与CYP7A不同,CYP7B存在除肝脏以外的多种组织,从多个物种的多种细胞器和组织细胞中分离出了具有CYP7B活性的组分。
CYP7BcDNA已从小鼠大脑海马回的cDNA文库中被分离出[22]。
Shoda等人[23]的研究表明,CYP7B在维持胆固醇稳态的过程中起很重要的作用,由于其可以通过7A羟化来改变肝细胞内27-羟化胆固醇的含量,从而改变27-羟化胆固醇对HMG-CoA还原酶抑制的作用和肝细胞胆固醇的水平。
它活性的下调可能是影响胆固醇结石形成的一个因素。
对于CYP7B的调节研究,目前还未广泛开展。
但在CYP7A基因缺失的小鼠（CYP7A-/-,CYP7B-/-活的一种代偿机制[21]。
一项研究的预初数据表明,胆汁酸可以抑制CYP7B的活性[15]。
展望
在过去的十年中,许多研究者努力去揭开蒙在胆汁酸代谢替代途径上的一层/面纱0。
这些研究者的努力使我们对这条途径及这条途径中的两个关键酶的认识不断加深。
CYP27已不再被认为是一个稳定的酶了,许多因子已被确认可以调节CYP27的活性,替代途径的另一个关键酶也开始受到了研究。
随着CYP27基因和CYP7B基因的克隆,胆汁酸代谢替代途径的研究将进入一个新的时代。
在一项划时代的研究中Spady等人[24]用重组的腺病毒表达载体使CYP7A在仓鼠肝脏过度表达,使肝脏CYP7A的活性和mRNA水平的显著增加而血清LDL胆固醇水平显著下降。
更有趣的是,这种病毒感染的仓鼠在给予高胆固醇饮食后并不会形成高胆固醇血症。
研究者认为过度表达的CYP7A基因使肝脏重新建立了胆固醇的稳态,使血清中更多的胆固醇通过肝脏胆汁酸代谢途径排出体外,从而防止了高胆固醇血症的形成。
对于这个研究我们自然会产生一些问题:
11由于CYP7A过度表达引起的胆汁酸合成和胆汁酸池的增加是否会对CYP7A产生强大的抑制作用?
21肝脏CYP7A的活性和mRNA水平的升高能维持多久?
31由于CYP27对胆汁酸的反馈调节不敏感,那么转入CYP27基因的动物是否会产生更强的降低血清LDL胆固醇水平的作用呢?
41对CYP27活性缺陷的动物和人群进行转CYP27基因治疗是否能控制或逆转脑腱性黄瘤病的发展?
此外,有研究者认为胆汁酸代谢替代途径中的限速酶是CYP7B而不是CYP27[2],已有越来越多的研究者把目光放在了这个原本不令人注目的酶上。
究竟哪个酶是替代途径的限速酶?
替代途径中的两个酶是如何协调完成这条途径的胆汁酸代谢的?
这些问题是未来研究的方向,而这些问题也必将在今后的研究中被解答。
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