血脂水平与HDL亚类分布关系的研究

论文摘要

第一部分血浆脂质浓度与高密度脂蛋白亚类的关系研究背景和目的：动脉粥样硬化（Atherosclerosis, As）是以动脉血管壁脂质沉积，形成粥糜状病灶及纤维增生使血管壁硬化为特征的多因素疾病。细胞胆固醇的平衡在As发生、发展、逆转和消退中起着至关重要的作用。大量研究表明，高密度脂蛋白（HDL）具有对抗As的作用，其中一个重要的机制就是HDL参与胆固醇逆向转运（RCT），将周围细胞（包括动脉壁细胞）内过剩胆固醇移出并转运至肝脏进行转化、清除。绝经前女性冠心病发生率低于同年龄男性，但手术因素或自然停经后女性CHD发生率升高，和男性CHD发生率一样。血脂尤其是血脂HDL亚类存在性别差异。HDL是颗粒大小、密度、电泳迁移率、组成及功能极不均一的一类脂蛋白。可分为preβ1-HDL、preβ2-HDL、HDL3C、HDL3b、HDL3a、HDL2a、HDL2b等亚类。新生小颗粒及盘状的preβ-HDL含少量的apoAⅠ和极性脂质，主要介导细胞胆固醇的流出，成熟大颗粒及球状的HDL2则含较多的apoAⅠ和胆固醇酯，与细胞胆固醇的酯化、转运及清除有关。Colvin等在非人灵长类猴实验中第一次揭示HDL代谢过程中大颗粒HDL并没有转变为中或小颗粒HDL（包括β极低密度脂蛋白），小颗粒HDL仅单向转化为较大的颗粒HDL（中、大颗粒HDL），所有中、大颗粒HDL均来源于小颗粒HDL。这提示，HDL是代谢稳定的成熟颗粒，较大的HDL是HDL亚类代谢通路的终产物，它可直接从血浆中移除。小颗粒前β1-HDL被一系列酶和血浆因子如卵磷脂胆固醇脂酰转移酶（LCAT）、胆固醇酯化转移蛋白（CETP）、肝脂解酶（HL）、脂蛋白酯酶（LPL）、磷脂转移蛋白（PLTP）等修饰。使HDL由新生到成熟，其代谢过程就是前β1→前β2→前β3→HDL3→HDL2逐步递变的过程。Miida等、Saidi等、Asztalos等曾报道高胆固醇血症患者preβ1-HDL显著增加，混合型的高脂血症、冠心病患者HDL2b含量显著降低；近几年我们较全面的检测分析了高胆固醇血症（HCL）、高甘油三脂血症（HTL）、混合型高脂血症（MHL）及冠心病（CHD）、肥胖、糖尿病等患者的血浆HDL亚类分布、含量、相对比例，发现这些患者都存在不同程度的血浆HDL亚类分布异常，即小颗粒的前β1-HDL、前β2-HDL、HDL3C、HDL3b、HDL3a相对含量升高而大颗粒的HDL2a、HDL2b相对含量减少，提示HDL从小颗粒到大颗粒的成熟代谢受阻，RCT作用减弱。统计资料表明这种HDL亚类的异常分布与疾病的发生和严重程度都显著相关，其相关性甚至超过了血清HDL-C降低。因此，血浆HDL亚类组成及含量变化可以作为评价As、CHD危险性及其严重程度的一个指标。高脂血症、As及CHD患者血浆HDL亚类分布异常现象正引起越来越多的关注，但全面检测分析As及其相关疾病（高脂血症、肥胖、糖尿病、代谢综合症、冠心病等）HDL各种亚类分布、含量、相对比例少有报道，特别是系统地根据美国国家胆固醇教育计划ATPⅢ文件，分别按血浆甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）、HDL-C以及LDL-C水平分层详细地研究血清中各种脂质成份对HDL亚类组成、HDL成熟代谢以及RCT作用的影响，国内外尚未见报道。Ⅰ血浆脂质浓度与HDL亚类关系的研究对象和方法：所有对象主要为四川大学、四川师范大学、南华大学的教职工，少部分为体检者（共442例，其中成都地区292例，男185例，女105例；衡阳地区150例，男118例，女32例），年龄33-78岁。以2001年5月美国国家胆固醇教育计划（NCEP）成人治疗专家组（ATP）发布的第三版文件（ATP-Ⅲ）为标准，以受试者血浆TG水平分为：TG正常（TG＜1.69mmol／L）组及高TG（TG≥1.69mmol／L）组，再按受试者血浆TC、HDL-C及LDL-C含量进行分层。同样按受试者血浆TC水平分为：TC合适水平（＜5.17mmol／L）组及高TC（≥5.17mmol／L）组，再按受试者血浆TG含量进行分层。TC亚组：TG正常者200例，其中TC合适水平（＜5.17 mmol／L）亚组80例，TC边缘性高（5.17-6.21 mmol／L）亚组75例，高TC（≥6.21 mmol／L）亚组45例；高TG者242例，其中TC合适水平亚组90例，TC边缘性高亚组87例，高TC亚组65例。HDL-C组：200例TG正常者中，其中低HDL-C（＜1.03 mmol／L）亚组19例，HDL-C合适水平（1.03-1.55 mmol／L）亚组116例，高HDL-C（≥1.55mmol／L）亚组65例；242例高TG者中，低HDL-C亚组23例，HDL-C合适水平亚组86例，高HDL-C亚组33例。LDL-C组：200例TG正常者中，其中LDL-C最适水平（＜2.59 mmol／L）亚组34例，LDL-C接近最适（2.59-3.34 mmol／L）亚组50例，LDL-C边缘性高（3.36-4.11 mmol／L）亚组67例，高LDL-C（4.14-4.89 mmol／L）亚组34例，极高LDL-C（≥4.91 mmol／L）亚组15例；242例高TG者中，LDL-C最适水平亚组79例，LDL-C接近最适亚组63例，LDL-C边缘性高亚组50例，高LDL-C亚组33例，极高LDL-C亚组17例。TG组：TC合适水平者170例，其中TG正常（＜1.69mmol／L）组80例，TG边缘性高（1.69-2.25mmol／L）组16例，TG高（2.26-5.64mmol／L）组64例，TG极高（≥5.65mmol／L）组10例；272例高TC者中，TG正常组120例，TG边缘性高组97例，TG高组38例，TG极高组17例。血浆甘油三酯（TG），总胆固醇（TC），HDL-C含量采用酶法试剂盒（北京中生生物工程高技术公司）测定，当TG＜4.52mmol／L，LDL-C含量按Friedewald公式计算，当TG≥4.52mmol／L，LDL-C含量采用酶法试剂盒（北京中生生物工程高技术公司）测定。按本室建立的人血清HDL亚类免疫印迹检测法进行测定，将测得的HDL各亚类的相对百分含量与样品中apoAⅠ含量相乘，即为HDL各亚类（以apoAⅠ计）的含量。结果：1．受试者先按照血浆TG水平分为TG正常（TG＜1.69mmol／L）组及高TG（TG≥1.69mmol／L）组，再分别按受试者血浆TC、HDL-C及LDL-C含量进行分层。结果如下：（1）．与TG正常的相应人群比较，无论是按照血浆TC，HDL-C或LDL-C分层，高TG人群，小颗粒preβ1-HDL含量升高，大颗粒HDL2b、HDL2a含量降低。（2）．按照血浆TC水平分层，无论高TG或TG正常人群若与TC合适水平亚组比较，高TC亚组小颗粒preβ1-HDL和HDL3b含量显著升高，但HDL2b和HDL2a含量基本保持一致，并不随TC水平变化而变化。（3）．按照血浆HDL-C水平分层，随着HDL-C水平的降低，TG正常人群中小颗粒的preβ1-HDL水平几乎没有明显改变，而高TG人群中有升高趋势，其中低HDL-C亚组显著升高。且无论TG正常(HDL2a除外)或高TG人群中大颗粒的HDL2a、HDL2b含量均有降低趋势，其中低HDL-C亚组HDL2b含量呈显著降低。（4）．按照血浆LDL-C水平分层，TG正常人群：与LDL-C最适水平亚组比较，高及极高LDL-C亚组preβ1-HDL和HDL3b含量显著升高，高及极高LDL-C组HDL2b含量显著降低，此外，极高LDL-C组HDL3c和HDL3a含量亦显著升高。高TG人群：LDL-C极高和LDL-C最适水平比较，小颗粒的preβ1-HDL，HDL3c和HDL3b含量均显著升高。2．受试者先按照血浆TC水平分为TC合适水平（＜5.17mmol／L）组及高TC（≥5.17mmol／L）组，再分别按照血浆TG水平分层。结果发现：在TC合适水平和高TC人群中，血浆小颗粒的per-β1-HDL和HDL3a含量显著升高；大颗粒的HDL2a和HDL2b显著降低，在高TG以及TG极高亚组比较相应TG正常亚组。3．分步多元回归及相关分析，小颗粒的preβ1-HDL显著且独立的相关与TG（标准回归系数[SRC]0.318，p＜0.001）、TC（SRC 0.461，p＜0.001）、和HDL-C（SRC -0.129，p＜0.001）。调整的判定系数是（adjusted r2）是0.323。同样的大颗粒的HDL2b显著且独立的相关与TG（SRC -0.27，p＜0.001）、TC（SRC -0.233，p＜0.001）、HDL-C（SRC 0.138，p=0.001）、和apo-AⅠ（SRC 0.424，p＜0.001）。调整的判定系数是0.422。结论：1．无论TC、LDL-C、HDL-C水平高还是低，高TG人群均较TG正常人群其小颗粒的preβ1-HDL含量升高，大颗粒的HDL2b含量降低，显然TG水平是影响HDL亚类组成的一个重要因素。2．高TG人群中，HDL2b含量虽较TG正常组显著降低，但却不随TC含量改变而发生变化，表明TG水平变化可能是较TC水平变化更重要的影响HDL亚类组成的因素。3．虽然TG水平正常但HDL-C水平低的受试者，大颗粒HDL2b含量亦显著降低，表明低HDL-C受试者RCT已经减弱，因此HDL-C含量应及时予以纠正。4．高TG人群，preβ1-HDL及HDL2b含量虽较TG正常人群有较大程度的升高或降低，但HDL各亚类含量随LDL-C含量增加却未见显著改变。表明TG与LDL-C水平对HDL亚类的影响可能没有协同效应。5．随血浆TG，TC和LDL-C水平升高或HDL-C水平降低，均有小颗粒HDL含量增加及大颗粒HDL含量减少趋势，即HDL成熟代谢过程受阻，胆固醇逆向转运作用减弱。Ⅱ血脂水平不同的男性和女性HDL亚类分布变化对象和方法：对象同上，按ATP-Ⅲ文件，分别按照性别以及受试者血浆TG、HDL-C及LDL-C含量进行分层。TG组：TG＜1.7 mmol／L组（包括男性128例，女性67例）；TG（1.7-2.5mmol／L）组（男性65例，女性24例）；以及TG≥2.5mmol／L组（男性110例，女性48例）。LDL-C组：LDL-C＜2.6 mmol／L组（包括男性71例，女性42例）；LDL-C（2.6-3.3 mmol／L）组（男性68例，女性35例）；以及LDL-C＞3.3 mmol／L组（男性164例，女性62例）。HDL-C组：HDL-C＞1.6mmol／L组（包括男性70例，女性28例）；HDL-C（1.0-1.6 mmol／L）组（男性132例，女性70例）；以及HDL-C＜1.0 mmol／L组（男性101例，女性41例）。血浆脂质及HDL亚类测定方法同前。血清载脂蛋白（apo）AⅠ、B100、CⅡ、CⅢ及E含量均采用本室研制的单向免疫扩散试剂盒测定。结果：1．在男性和女性中，随着血脂TG、LDL-C的升高、HDL-C的降低，BMI、TG、TC、LDL-C、apoB100、apoCⅡ、apoCⅢ、apoE和TG／HDL-C倾向于升高，HDL-C和apoA-Ⅰ则降低。2．与男性相比，女性TG、TC、LDL-C、apoB100、apoCⅡ、apoCⅢ、apoE和TG／HDL-C降低，而HDL-C和apoA-Ⅰ升高。3．随着血浆TG升高，男性和女性，TG＞2.5组和TG＜1.7组比，小颗粒的preβ1-HDL和HDL3a显著增加，而TG 1.7～2.5，TG＞2.5组和TG＜1.7组比，大颗粒的HDL2a和HDL2b显著减少。4．随着血浆LDL-C升高，男性和女性，LDL-C＞3.3组和LDL-C＜2.6组比，小颗粒的preβ1-HDL、HDL3b和HDL3c（男性组）显著增加，而LDL-C2.6～3.3或LDL-C＞3.3组和LDL-C＜2.6组比，大颗粒的HDL2b显著减少。5．随着血浆HDL-C降低，男性和女性，小颗粒的preβ1-HDL、HDL3C和HDL3b显著增加，而大颗粒的HDL2a和HDL2b显著减少在HDL-C 1.0～1.6或HDL-C＜1.0组和HDL-C＞1.6组比。6．女性TG＜1.7和TG 1.7～2.5组与相应的男性组比，小颗粒的preβ1-HDL显著降低。女性LDL-C＜2.6、LDL 2.6～3.3、HDL-C 1.0～1.6和HDL-C＜1.0组与相应的男性组比，大颗粒的HDL2b显著增加。结论：1．随血浆TG和LDL-C水平升高或HDL-C水平降低，均有小颗粒HDL含量增加及大颗粒HDL含量减少趋势，即HDL成熟代谢过程受阻，胆固醇逆向转运作用减弱。2．女性HDL颗粒较男性大，这可能是不同性别动脉粥样硬化易感性与冠心病危险性差异的原因。第二部分中国人血浆高密度脂蛋白亚类分布的年龄、性别差异研究背景和目的：流行病学研究证明血浆HDL-C水平与动脉粥样硬化发生危险性呈负相关。流行病学研究还表明，HDL-C水平升高1％，CHD危险性降低约1％-2％。以上关系可能是由于HDL-C在由外周细胞到肝脏的胆固醇逆向转运（RCT）过程中的作用所致。血浆HDL-C浓度受多种因素影响，其中包括年龄、性别、膳食和生活方式等。有报道绝经前女性HDL-C浓度较高，这部分解释了CHD的性别差异随年龄减少的现象。但是近年研究表明，血浆HDL亚类分布变化是CHD发生易感性的更为敏感的指标。研究表明，LCAT、LPL、肝脂肪酶（HTGL）、CETP、PLTP对HDL代谢起重要作用，并因此影响HDL亚类的组成。LCAT主要催化HDL游离胆固醇酯化，使HDL经preβ-HDL→HDL3→HDL2的递变代谢过程而逐渐成熟。LPL能够水解极低密度脂蛋白（VLDL）和乳糜微粒（CM）中的TG并使其分解，释放出的apoAⅠ和磷脂被PLTP转运至HDL3。HDL3磷脂增多，LCAT底物增加，也促进HDL3转变为HDL2。CETP可将HDL2中的CE转移至CM、VLDL和LDL，并将VLDL和LDL中的TG转运至HDL2。HTGL能够水解HDL2中的TG，当HDL2中的TG被水解后，其表面的apoAⅠ和磷脂随即脱落，HDL2便转变为HDL3，而脱落的apoAⅠ和磷脂重新结合成新生的preβ-HDL。肝脏甘油三酯脂酶（肝脂酶，HL）具有水解各种脂蛋白中的TG和磷酯（PL），使各种脂蛋白颗粒的大小和密度发生变化。通过以上几种酶和蛋白因子的作用，HDL亚类之间的平衡状态维持机体胆固醇逆向转运。虽然脂质水平与性别、年龄关系的报道很多，但较少研究者关注脂蛋白亚类性别、年龄差异。本研究考察中国人血浆HDL亚类分布在性别、年龄上的差异。对象和方法：所有对象主要为四川大学、四川师范大学、南华大学的教职工，少部分为体检者（共512例，其中成都地区362例，男177例，女185例：衡阳地区150例，男118例，女32例），年龄33-78岁（54.7±8.2）。受试者按照性别、年龄、绝经情况分组。血浆脂质、载脂蛋白及HDL亚类测定方法同前。结果：1．随着年龄的增加，与相应的30-39岁组相比，总人群50-59，60-69，≥70岁组，BMI、TG、TC、apoB100、apoCⅡ和apoE显著增加，而HDL-C显著降低。2．与相应男性组比较，女性30-39岁，和40-49岁组，TG、apoCⅡ和apoE显著降低而HDL-C显著增加。3．随着年龄的增加，与相应的30-39岁组相比，总人群50-59，60-69，≥70岁组，小颗粒的preβ1-HDL、preβ2-HDL和HDL3b显著增加。4．相应男性组比较，女性30-39岁，和40-49岁组，小颗粒的preβ1-HDL显著减少，而大颗粒的HDL2b显著增加。5．女性绝经前和绝经后比较以及绝经前女性和男性比较发现，小颗粒的preβ1-HDL和HDL3b显著增加，而大颗粒的HDL2a和HDL2显著减少。6．在preβ1-HDL和HDL2b的频数分布图中发现，男性频数分别右移和左移，表明男性HDL颗粒较女性小。7．分步多元回归及相关分析，男性：小颗粒的preβ1-HDL显著且独立的相关与TG（标准回归系数[SRC]0.359，p＜0.001）、TC（SRC 0.444，p＜0.001）、和HDL-C（SRC-0.216，p＜0.001）。调整的判定系数是（adjusted r2）是0.457。同样的大颗粒的HDL2b显著且独立的相关与apo-CⅢ（SRC-0.123，p=0.066）、TG（SRC-0.170，p＜0.01）、TC（SRC-0.196，p＜0.001）、HDL-C（SRC 0.158，p＜0.01）、和apoA-Ⅰ（SRC 0.442，p＜0.001）。调整的判定系数是0.422。女性：小颗粒的preβ1-HDL显著且独立的相关与TG（SRC 0.542，p＜0.001）、TC（SRC 0.286，p＜0.001）和apoA-Ⅰ（SRC 0.338，p＜0.001）。同样的大颗粒的HDL2b显著且独立的相关与TG（SRC -0.362，p＜0.001）、TC（SRC -0.272，p＜0.001）、和apoA-Ⅰ（SRC 0.385，p＜0.001）。结论：1．提出中国人血浆HDL亚类分布年龄、性别差异的参考值。2．随着年龄增长，HDL颗粒呈现变小的趋势，提示RCT随年龄增长有减弱倾向。3．女性HDL颗粒较男性的大，但这种性别差异随着年龄增长而消失。4．绝经后女性HDL颗粒小于绝经前女性，表明雌、孕激素影响HDL成熟代谢。第三部分影响高甘油三酯血症大鼠肝脏脂蛋白代谢关键酶mRNA表达研究背景和目的：研究发现高甘油三酯血症HDL颗粒变小，即HDL成熟代谢过程受阻，胆固醇逆向转运作用减弱。HDL是颗粒大小、密度、电泳迁移率、组成及功能极不均一的一类脂蛋白。LCAT通过催化HDL中游离胆固醇的酯化，促进HDL由preβ1-HDL、HDL3向HDL2的转变和成熟，同时也维持了胆固醇在血浆中的稳态平衡。LPL水解血浆CM和VLDL颗粒核心处的TG，移除血循环中富含TG的脂蛋白，促进脂蛋白颗粒之间脂质与表面载脂蛋白交换，参与磷脂和载脂蛋白向高密度脂蛋白的转移。HL具有水解各种脂蛋白中的TG和磷酯（PL），使各种脂蛋白颗粒的大小和密度发生变化。SRB1介导高密度脂蛋白胆固醇酯选择性摄取过程。ApoA-Ⅰ是HDL的主要结构成分，apoA-Ⅰ可激活LCAT，活化的LCAT催化胆固醇酯化为胆固醇酯移向HDL的中心。另外Pennacchio等研究发现，过度表达人类apoAⅤ基因的转基因小鼠，其血浆TG水平降低至野生型对照鼠的1／3，提示了apoAⅤ是血浆TG浓度的重要决定因素。我们选择高甘油三酯大鼠模型，研究肝脏apoA-Ⅰ、apoA-Ⅴ、LPL、HL、LCAT和SR-B1基因mRNA表达变化。希望揭示高碳水化合物饲养造成的高甘油三酯血症大鼠脂质及脂蛋白代谢紊乱与上述基因表达状况的关系。动物模型和方法：实验动物，12只Wistar大鼠，给予正常饮食7天后，分别（每6只）给予正常饮食和高碳水化合物饮食3天，第四天心脏采血作血脂分析，抽提肝脏总RNA通过RT-PCR检测apoA-Ⅰ、apoA-Ⅴ、LPL、HL、LCAT和SR-B1基因mRNA表达水平。apoA-Ⅰ蛋白表达水平使用Western blot检测。结果：1．高碳水化合物饲养后，血清TG显著增加，而血清HDL-C显著降低。2．高甘油三酯组和对照组比，apoA-Ⅰ基因在mRNA和蛋白表达水平均显著降低。3．高甘油三酯组和对照组比，apoA-Ⅴ、LPL、HL、LCAT以及SR-B1基因mRNA表达水平未见显著性差异。结论：1．高碳水化合物饲养后，大鼠肝脏apoA-Ⅰ基因在mRNA和蛋白表达水平均显著降低，这或许是造成模型动物血清HDL-C含量明显减少的原因。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• Part One: Relationship between plasma lipid concentrations and HDL subclasses in men and women
• Ⅰ. Alterations of HDL subclasses in different lipid levels of men and women
• 1. Introduction
• 2. Subjects and methods
• 3. Results
• 4. Discussion
• 5. References
• Ⅱ. Relationship between plasma lipid concentrations and HDL subclasses in human
• 1. Introduction
• 2. Materials and method
• 3. Results
• 4. Discussion
• 5. References
• Part Two: Sex and age differences in HDL subclass distribution in a Chinese population
• 1. Introduction
• 2. Subjects and methods
• 3. Results
• 4. Discussion
• 5. References
• Part Three: Alteration of the mRNA Expression of Key Enzymes in Lipid Metabolism in Liver of Hypertriglyceridemic Rats
• 1. Introduction
• 2. Animals and methods
• 3. Results
• 4. Discussion
• 5. References
• Review
• Acknowledgements