低密度脂蛋白相關受體 1（low-density lipoproteinreceptor-related protein-1,LRP-1）屬于低密度脂蛋白受體家族的成員，是一種定位于胞漿膜上介導胞吞作用的受體蛋白，目前發現其配體種類已超過 40種，包括最近發現的金屬蛋白酶組織抑制物 1（tissueinhibitor of metalloproteinase-1,TIMP-1）[1].部分研究顯示 LRP-1 在平滑肌細胞、巨噬細胞、神經細胞和纖維細胞表面呈高水平表達。由于 LRP-1 能夠與多種結構及功能各異的配體相互作用使得其不僅能介導胞吞作用，而且能夠參與維持血腦屏障的完整性，調控巨噬細胞和平滑肌的增殖遷移[2],調節信號通路和介導黏著斑的降解等，從而有效保護和維持血管的穩定性?；蚪M學相關分析發現，LRP-1 基因是腹主動脈瘤[3]、高脂血癥[4]以及冠心病的易感位點。
此外，近來陸續有研究表明表達于血管平滑肌[5]和巨噬細胞中[6]的 LRP-1 能有效阻礙血管動脈粥樣硬化的形成，從而保護脈管系統。文章綜述了 LRP-1調節血管完整性的發現、作用機制及功能研究進展，揭示血管形成過程中以 LRP-1 介導的特異性胞內信號通路反應機制，展望 LRP-1 作為認識和研究血管壁性疾病的新靶點。
1 LRP-1 結構及其與配體的識別機制
LRP-1 是由低密度脂蛋白 A 型受體（ low-densitylipoprotein receptor type A,LDLa）重復域組成的模塊結構所構成的，其結構中包括表皮生長因子樣重復域，β螺旋結構域，跨膜結構域，及胞內結構域（intra-cellular domain,ICD）。LRP-1 系低密度脂蛋白受體家族的成員，該家族中所有受體都包含了 2 個或以上富含半胱氨酸的補體型重復域（complement typerepeats,CR），大多數配體都通過與該重復域結合而發揮作用。此外，所有低密度脂蛋白受體還包含了一個或多個與表皮因子前體同源的區域---YWTD重復域，其可以折疊成β 螺旋結構域。低密度脂蛋白受體都包含有單向的跨膜結構域和不同長度的胞質域，這些胞質域由 100 個氨基酸殘基組成，包括雙亮氨酸基序和2 個 NPxY 基序。在信號通路中，LRP-1 的胞質域可與多個適配分子作用，而 ICD 則有轉錄調節功能。
和其它低密度脂蛋白配體識別方式相同，當LRP-1 的 LDLa 重復域上天冬氨酸殘基的羧基末端與其配體的賴氨酸殘基的 ε 氨基端形成鹽橋時，LRP-1 便開始識別其配體。相互作用時，天冬氨酸殘基在鈣離子的作用下形成酸性口袋。在該酸性口袋中，賴氨酸殘基的脂肪族相互之間形成范德華力，促進 LRP-1 與配體的結合。通常，當第 2 個賴氨酸殘基出現時，便可與 LDLa 重復域上的氨基酸殘基相互作用產生弱靜電作用。目前已證實至少有 8 種配體是通過這種模式與 LRP-1 結合的[7-9].
2 LRP-1 的胞吞作用維持血管穩定性
血液循環中產生的乳糜微粒和蛋白，大多在肝臟中被降解，這與肝臟中高表達的 LRP-1 介導的胞吞作用直接聯系。在被清除掉的蛋白中，包括凝血因子Ⅷ（coagulation factor Ⅷ，FⅧ）。FⅧ是體內一種重要的凝血因子蛋白，若體內該基因缺失，則會導致A 型血友病的發生。正常情況下 FⅧ處于非激活狀態，與血漿血管性血友病因子（von Willebrand factor,vWF）結合成復合物在血液中循環，并且其在 vWF 上的結合區域已被證實，主要位于類胰蛋白酶抑制因子（trypsin-inhibitor-like,TIL） 功能域易變區[10].當血管受損時，FⅧ被激活，通過水解作用與 vWF 分離，隨后激活態的 FⅧ分布到血小板、內皮細胞和巨噬細胞表面并激活 fIX,促進凝血。循環中 FⅧ水平不僅受到其生物合成的調節，也與肝受體介導的清除相關。肝臟中的 LRP-1 與 FⅧ的降解是直接相關的。
當用125I 標記 FⅧ后，在表達 LRP-1 的細胞中可明顯看到 fⅧ被清除掉，而在不表達 LRP-1 的細胞中，FⅧ則幾乎不被清除，且在體內不表達 LRP-1 的轉基因小鼠血漿中發現 FⅧ的表達水平是普通小鼠的 2 倍。
當向該種小鼠血漿中輸入125I 標記的 FⅧ后，FⅧ的清除時間延長，提示我們 FⅧ的清除與 LRP-1 的表達是相關的。然而，LRP-1 是怎樣介導 FⅧ的降解的，機制尚不夠明確。目前廣泛被接受的解釋是 FⅧ被激活后，肝臟中的乙酰肝素蛋白聚糖（heparan sulfateproteoglycans,HSPG） 促進 FⅧ/vWf 復合物聚集到細胞表面并加快 FⅧ與 vWf 分離，隨后 FⅧ與細胞膜上的 LRP-1 結合，通過胞吞作用，FⅧ即被降解，而 vWf則重新被結合利用。除 FⅧ外，LRP-1 可通過 HSPG途徑而抑制金屬蛋白酶組織抑制物 3（tissue inhibitorof metalloproteinase-3,TIMP-3）的分泌[11].
此外，最近研究發現 LRP-1 可能也參與了 vWf的清除。體內實驗發現，敲除小鼠肝臟中的 LRP-1基因后，vWF 水平明顯升高。Rastegarlari 等[12]在刪除巨噬細胞中 LRP-1 的小鼠體內觀察到 vWF 清除功能顯著延遲的現象。而 vWF 清除位點主要是在肝臟，提示這可能是肝巨噬細胞中 LRP-1 的作用結果。
3 LRP-1 調節細胞表面的水解活性維持血管穩定性
LRP-1 通過調節細胞表面的受體水平而調節細胞介導的水解作用。組織因子（tissue factor,TF）就是其中一種受體。其是外源凝血途徑中的重要成分，當血管壁的完整性遭到破壞時，TF 暴露于循環血液，啟動外源凝血途徑，TF 與凝血因子Ⅶ結合，激活凝血因子Ⅹ，促進凝血酶的形成。組織因子通道抑制劑（TF pathway inhibitor,TFPI）是該途徑的主要抑制劑。TFPI 包含 3 個庫尼型蛋白酶抑制域，前 2個與激活的凝血因子Ⅶ和Ⅹ結合成緊密復合物，抑制水解活性，羧基端的蛋白酶抑制域則與 LRP-1 結合，形成 FⅦa/FXa/TF 復合物，調節凝血活性。
除調節 TF 水平外，在 LRP-1 的介導作用下，發現尿激酶型纖溶酶原激活物（urokinase-type plas-minogen activator,uPA） 可以促進荷脂血管平滑肌的遷移[13].uPAR 與 uPA 緊密結合提供一個細胞層面的蛋白水解通路，而 LRP-1 則是通過調節該水解通路來發揮作用的[14].
4 LRP-1 調節 PAI-1 維持血管穩定性
纖溶酶原激活物抑制劑 1（plasminogen activatorinhibitor 1,PAI-1） 是一種通過抑制纖溶酶原的激活來調節纖維蛋白溶解的多功能蛋白，在心血管系統中，PAI-1 表達水平異?？芍苯訉е滦难芗膊〉陌l生。目前，已證實，動脈粥樣硬化、肥胖、糖尿病、高血壓都與 PAI-1 的異常表達有關。近來發現，其可在LRP-1 的作用下參與調控信號通路而上調細胞運動性[15].在動脈硬化的斑塊組織中，發現與形成斑塊相關的細胞中 PAI-1 的表達是增高的，其機制可能是PAI-1 通過穩定纖維蛋白基質使其成為一種支持蛋白，從而為細胞遷移或促進平滑肌細胞增殖提供了支架。而 LRP-1 除介導胞吞作用和調節信號通路外，同時還能促進其適配因子與支持蛋白間發生相互作用。當 LRP-1 與細胞表面的配體如整合素、生長因子受體和蛋白多糖結合形成復合物時，可以激活有絲分裂素激活蛋白和非受體 Src 蛋白激酶，影響細胞的增殖遷移。PAI-1 也可通過與 LRP-1 直接結合，作為一種信號調節分子影響細胞遷移。實驗發現，PAI-1 的 3 種構象體（激活態、未激活態和裂解態）都能通過激活 Jak/Stat1 信號通路增加 LRP-1 依賴途徑的細胞遷移[16].
在 LRP-1 參與下，PAI-1 調節細胞的遷移主要通過以下 2 種形式：uPA/uPAR 非依賴途徑和 uPA/uPAR 依賴途徑。其中，在 uPA / uPAR 非依賴途徑中，PAI-1 直接與 LRP-1 結合，促發 Jak / Stat1 信號通路進而加快細胞遷移[17].而在 uPA/uPAR 依賴途徑中，當PAI-1 與 uPA / uPAR 相互結合形成 PAI-1 / uPA / uPAR復合物后，隨后在 LRP-1 的作用下發生內質化[18].
PAI-1 / uPA / uPAR 復合物促發細胞表面整合素 αVβ3與細胞外基質（extracellular matrix,ECM）配體分離，進而調節細胞增殖遷移及分化功能。之后，整合素αVβ3、uPAR、LRP1 循環到細胞表面被重新利用，而uPA 和 PAI-1 被降解掉，如圖 1 所示。
5 LRP-1 調節信號通路維持血管穩定性
近年來發現，LRP-1 還能調節炎癥、動脈粥樣硬化以及腫瘤形成中的一些信號通路，而這些通路對維持血管的穩定性有著重要意義[19].在缺乏 LRP-1的小鼠血管平滑肌中，其主動脈壁增厚，彈性板增厚，有主動脈瘤形成，且動脈粥樣硬化易感性增高。
研究發現，LRP-1 在血管平滑肌發揮作用的機制主要是通過調節血小板源性生長因子（platelet-derivedgrowth factor,PDGF） 信號通路和轉化生長因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）信號通路。
5. 1 平滑肌中 LRP-1 調控 PDGF 信號通路抑制動脈粥樣硬化的形成 很多研究已陸續揭示了在動脈粥樣硬化和內膜新生過程中，PDGF 是纖維母細胞和平滑肌細胞的強啟動子[20].當 PDGF 與其受體PDGFR-β 結合時，PDGF 信號通路被激活。PDGFR-β是一種酪氨酸激酶受體，與 PDGF 結合后，PDGF信號通路即被激活，進而促進細胞增殖遷移。但過多地激活 PDGF 信號通路后，通常會引發腫瘤。調節 PDGFR 是一種防止 PDGF 信號通路過度激活的重要途徑，LRP-1 就是其中一種通過調控 PDGFR 而抑制 PDGF 信號通路過多被激活的分子[21-22].缺乏LRP-1 的小鼠動脈壁上發現平滑肌增生，且 PDGFR-β表達量增加，PDGFR-β和 Smad2 磷酸化增加，表明LRP-1 與 PDGFR-β 的過表達相關。在喂食高膽固醇情況下，發現敲除了 LRP-1 和 LDLR 的小鼠（smLRP-1 - / LDLR - mice）比普通小鼠更容易形成動脈粥樣硬化，且 PDGF 表達量也明顯增高。此外，smLRP1小鼠血管彈性板明顯被破壞，且有動脈瘤形成，但當用酪氨酸激酶抑制劑 gleevec 阻斷 PDGF-β 后，對血管的損害作用便得到明顯改善。提示我們，LRP-1 可以抑制 PDGF 信號通路的過度表達，從而發揮其保護血管的作用。
然而，LRP-1 是如何調節 PDGF 通路的，機制尚不完全清楚。當 PDGFRβ 被激活時，LRP-1 胞內域的 NPxY 末端序列被酪氨酸磷酸化，從而為酪氨酸磷酸化結合域及 Src 家族同源區 2 結構域的適配蛋白構建了一個結合位點[23].其中一種適配蛋白是Shp-2,這是一種酪氨酸磷酸酶，在激活大鼠肉瘤或大鼠基質瘤時，作為 PDGFR 信號通路的信號調節激酶。Shp-2 與磷酸化的 LRP-1 胞內域有高親和力，其在 LRP-1 減弱 PDGF 介導的信號通路時扮演著重要作用。另一種分子是與 LRP-1 胞內域相關的 c-Cbl,這是一種泛素-E3-連接酶，其可以調節酪氨酸激酶受體 PDGFRβ 的泛素化。而在缺乏 LRP-1 的小鼠胚胎纖維母細胞中 PDGFRβ 的泛素化總是高于表達LRP-1 的小鼠胚胎纖維細胞。這些都表明了，LRP-1與 PDGFβ 的泛素化相關。在特定敲除小鼠平滑肌細胞中的 LRP-1 后（即 smLRP-1 小鼠），這些數據目前卻 無 法 解 釋 該 種 小 鼠 體 內 觀 察 到 的 激 活 態PDGFRβ 增加、PDGF 信號也增強的現象。
5. 2 LRP-1 調控 TGF-β 信號通路 TGF-β 可以調節體內諸多生化過程如，增殖遷移，胞外基質的生物合成，血管新生，免疫應答及細胞的凋亡與分化。在血管受損時，TGF-β 也參與了其修復過程。TGF-β的激活主要是通過其受體來調節的，LRP-1 就是其中一種最新發現的 TGF-β 受體。與其它 TGF-β 受體如TGF-βRⅠ、TGF-βR Ⅱ 和 TGF-βR Ⅲ 極其相似，因此LRP-1 被命名為第Ⅴ型 TGF-β 受體，它們都主要表達于細胞表面。用125I 標記 TGF-β，發現 TGF-β 與LRP-1 之間確有交聯作用，并且該作用可被 LRP-1的阻斷劑 RAP 阻斷。目前發現其發生交聯的位點主要是位于飾膠蛋白聚糖中第 5 和第 6 區域[24].Mu-ratoglu 等[25]通過表面等離子體共振實驗也證實了TGF-β1 和 TGF-β2 是直接與 LRP-1 結合的。在血管修復過程中，巨噬細胞中的 LRP-1 通過下調 TGF-β2的蛋白和基因表達水平從而調節 TGF-β 信號通路抑制內膜新生。此外，smLRP-1 小鼠 LDLR 的缺失使其管脈系統的細胞核中 Smad2/3 表達增加，這主要是因為 TGF-β 信號通路過多地被激活。由于缺乏LRP-1,TGF-β信號通路過多被激活，同時也會增加動脈壁上的 PDGFR-β 的表達量，進而過多激活PDGF-BB 信號通路，促進動脈粥樣硬化病變的發生。
綜上所述，LRP-1 可以通過調節信號通路，或影響通路與通路之間的相互作用而保護和維持血管的完整性。胞漿 LRP-1 能夠與多種特有生理作用的配體相互作用，不僅介導內吞作用，而且參與調節細胞水解活性、細胞增殖、遷移以及復雜信號通路，進而維持血脂動態及纖溶系統穩定性，同時通過調控多類細胞生長因子、細胞激酶等，與動脈粥樣硬化、心肌梗死及中風等疾病密切相關，提示 LRP-1 可能是潛在的心血管類疾病新的致病因子。
當前血管穩定性相關 LRP-1 功能及作用機制研究已取得較大進展，如最近研究已發現 LRP-1 影響著巨噬細胞的極化從而促進 M1 型巨噬細胞向 M2型巨噬細胞的轉化，這可能對血管性疾病的治療是一個新思路[26].但仍存在諸多疑問，例如，LRP-1 作為調節 FⅧ水平的關鍵受體，其功能作用途徑及相關機理研究仍不清楚；并且 TFPI 途徑中 LRP-1 介導FⅦ / TF復合物的清除到底有何意義，仍是未來研究的重要方向。另外，部分研究揭示 LRP-1 可以介導炎癥中產生的生長因子和蛋白酶的攝取，但該功能途徑具體是通過 LRP-1 介導的胞吞作用還是通過直接激活該生長因子或蛋白酶的信號通路產生的結果，尚待進一步探究。
隨著對 LRP-1 配體及其作用方式的深入研究，已陸續揭示 LRP-1 在維持血腦屏障的完整性，調控巨噬細胞及平滑肌的增殖遷移，調節信號通路等生理過程中扮演著重要作用，這將為腹主動脈瘤、高脂血癥以及冠心病等血管性疾病的防治提供新突破口。此外，已發現增加 VLDLR 基因表達可改善 2 型糖尿病大鼠脂代謝紊亂，并可在此基礎上減輕主動脈粥樣斑塊程度[27].因此，進一步以 LRP-1 為靶點的抗動脈粥樣硬化及其它血管類疾病藥物研發也可能成為未來新藥研發的新方向。
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