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文檔簡介
二肽基肽酶-Ⅳ在慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化形成中的關(guān)鍵作用與機(jī)制深度剖析一、引言1.1研究背景動脈粥樣硬化作為一種慢性炎癥性疾病,是全球范圍內(nèi)導(dǎo)致心血管疾病發(fā)病和死亡的主要原因之一。隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快和社會壓力的增加,慢性應(yīng)激已成為一個普遍存在的問題,并且與動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。流行病學(xué)研究表明,長期處于慢性應(yīng)激狀態(tài)的人群,如經(jīng)歷自然災(zāi)害、長期高強(qiáng)度工作或心理壓力過大的個體,患動脈粥樣硬化及其相關(guān)心血管疾病的風(fēng)險顯著增加。慢性應(yīng)激對動脈粥樣硬化的影響涉及多個方面。在心理-生物學(xué)機(jī)制層面,慢性應(yīng)激會導(dǎo)致不健康的生活方式,如吸煙、過度飲酒、缺乏運動和不合理飲食等,這些不良生活習(xí)慣可直接或間接促進(jìn)動脈粥樣硬化的發(fā)生。同時,慢性應(yīng)激還會引發(fā)自主神經(jīng)功能失調(diào),導(dǎo)致交感神經(jīng)興奮,使血壓升高、心率加快,增加心臟負(fù)擔(dān),促進(jìn)動脈粥樣硬化斑塊的形成和發(fā)展。在神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)方面,慢性應(yīng)激會激活腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS)和下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸。RAAS的激活會導(dǎo)致血管收縮、血壓升高以及水鈉潴留,促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞增殖和遷移,加速動脈粥樣硬化進(jìn)程。HPA軸功能紊亂則會使皮質(zhì)醇等應(yīng)激激素分泌增加,長期高水平的皮質(zhì)醇會干擾脂質(zhì)代謝,導(dǎo)致血脂異常,如升高低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平、降低高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)水平,促進(jìn)脂質(zhì)在血管壁的沉積,進(jìn)而促進(jìn)動脈粥樣硬化的發(fā)展。內(nèi)皮功能障礙和炎癥反應(yīng)在慢性應(yīng)激促進(jìn)動脈粥樣硬化的過程中也起著關(guān)鍵作用。慢性應(yīng)激可導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞受損,使其分泌一氧化氮(NO)等血管舒張因子減少,而分泌內(nèi)皮素-1等血管收縮因子增加,導(dǎo)致血管舒張功能障礙,促進(jìn)血小板聚集和血栓形成。同時,慢性應(yīng)激還會引發(fā)炎癥反應(yīng),使血液中炎癥因子如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)等水平升高,這些炎癥因子可激活血管內(nèi)皮細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞,促進(jìn)炎癥細(xì)胞浸潤到血管壁,導(dǎo)致血管炎癥反應(yīng)加劇,加速動脈粥樣硬化斑塊的形成和不穩(wěn)定。二肽基肽酶-Ⅳ(DPP-Ⅳ)作為一種廣泛存在于體內(nèi)多種組織和細(xì)胞表面的絲氨酸蛋白酶,近年來在動脈粥樣硬化領(lǐng)域受到了越來越多的關(guān)注。DPP-Ⅳ不僅參與血糖調(diào)節(jié),通過迅速降解胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)等腸促胰島素,影響胰島素分泌和血糖穩(wěn)態(tài),還具有多種非酶學(xué)依賴性作用。研究發(fā)現(xiàn),DPP-Ⅳ在血管內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等與動脈粥樣硬化相關(guān)的細(xì)胞中均有表達(dá),并且其表達(dá)和活性在慢性應(yīng)激狀態(tài)下可能發(fā)生改變,進(jìn)而參與慢性應(yīng)激誘導(dǎo)的動脈粥樣硬化過程。然而,目前關(guān)于DPP-Ⅳ在慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化形成中的具體作用及其機(jī)制尚未完全明確,仍存在許多亟待解決的問題。深入研究DPP-Ⅳ在慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化中的作用機(jī)制,不僅有助于揭示動脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)制,為開發(fā)新的治療靶點提供理論依據(jù),還可能為慢性應(yīng)激相關(guān)心血管疾病的防治提供新的策略和方法。1.2研究目的與意義本研究旨在深入探討二肽基肽酶-Ⅳ(DPP-Ⅳ)在慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化形成中的作用及其機(jī)制。通過構(gòu)建慢性應(yīng)激動物模型和細(xì)胞模型,運用分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和免疫學(xué)等多學(xué)科技術(shù)手段,系統(tǒng)研究DPP-Ⅳ在慢性應(yīng)激條件下對動脈粥樣硬化相關(guān)細(xì)胞功能、炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激以及脂質(zhì)代謝等方面的影響,明確DPP-Ⅳ在慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展過程中的具體作用環(huán)節(jié)和分子機(jī)制。動脈粥樣硬化嚴(yán)重威脅人類健康,其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,涉及多種因素相互作用。慢性應(yīng)激作為動脈粥樣硬化的重要危險因素,對其發(fā)生發(fā)展具有顯著影響。然而,目前對于慢性應(yīng)激如何通過DPP-Ⅳ參與動脈粥樣硬化的具體機(jī)制尚不完全清楚。深入研究DPP-Ⅳ在慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化形成中的作用及其機(jī)制,具有重要的理論意義。這有助于揭示動脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)制,進(jìn)一步豐富對慢性應(yīng)激與動脈粥樣硬化之間關(guān)聯(lián)的認(rèn)識,為動脈粥樣硬化的防治提供新的理論依據(jù)和研究思路。從實踐意義來看,DPP-Ⅳ作為一個潛在的治療靶點,對其作用機(jī)制的深入了解可能為慢性應(yīng)激相關(guān)心血管疾病的防治開辟新的道路。當(dāng)前,臨床上針對慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化的治療方法有限,且存在一定局限性。通過揭示DPP-Ⅳ在慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化中的作用機(jī)制,有望開發(fā)出以DPP-Ⅳ為靶點的新型治療藥物或干預(yù)措施,提高慢性應(yīng)激相關(guān)心血管疾病的治療效果,改善患者預(yù)后,降低心血管疾病的發(fā)病率和死亡率,減輕社會和家庭的醫(yī)療負(fù)擔(dān)。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國外,對于二肽基肽酶-Ⅳ(DPP-Ⅳ)與動脈粥樣硬化的研究開展得相對較早且較為深入。一些研究聚焦于DPP-Ⅳ在動脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展過程中的作用。如部分動物實驗表明,在ApoE缺陷小鼠模型中,抑制DPP-Ⅳ活性可通過降低炎癥因子白介素IL-6和IL-1β的表達(dá),進(jìn)而抑制動脈粥樣硬化的發(fā)展。還有研究發(fā)現(xiàn),DPP-Ⅳ抑制劑能夠改善內(nèi)皮細(xì)胞功能,天然GLP-1或sitagliptin在人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)中以GLP-1受體依賴的方式增加eNOS的活性及表達(dá),提示GLP-1通過改善eNOS的功能阻止或延遲動脈粥樣硬化的形成。在臨床研究方面,有學(xué)者對動脈粥樣硬化患者進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)DPP-Ⅳ抑制劑會減少炎性因子,從而達(dá)到心血管保護(hù)作用;對相關(guān)動物實驗也證明,DPP-Ⅳ抑制劑減少內(nèi)臟脂肪組織中的炎性細(xì)胞,通過免疫調(diào)節(jié)阻止動脈粥樣硬化進(jìn)展。在國內(nèi),相關(guān)研究也在逐步開展并取得了一定成果。一些研究探討了DPP-Ⅳ與糖尿病患者并發(fā)冠狀動脈粥樣硬化性心臟病的關(guān)系。例如,有研究選擇疑診糖尿病或(和)冠狀動脈粥樣硬化性心臟病患者,根據(jù)病史和冠狀動脈造影結(jié)果分組,發(fā)現(xiàn)糖尿病組、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病組、糖尿病合并冠狀動脈粥樣硬化性心臟病組患者血清DPP4、晚期糖基化終末產(chǎn)物(AGEs)水平高于對照組,且糖尿病合并冠狀動脈粥樣硬化性心臟病組患者血清DPP4、AGEs高于糖尿病組和冠狀動脈粥樣硬化性心臟病組。進(jìn)一步的細(xì)胞實驗表明,DPP4可導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞功能失常,造成血管損傷,參與糖尿病患者冠狀動脈粥樣硬化性心臟病的發(fā)生、發(fā)展。還有研究通過彩色多普勒超聲檢查頸動脈,根據(jù)頸動脈內(nèi)中膜厚度將2型糖尿病患者分組,發(fā)現(xiàn)糖尿病患者血清DPP4水平與頸動脈內(nèi)中膜厚度成正相關(guān),DPP4水平可能反映了動脈粥樣硬化的程度。然而,目前國內(nèi)外對于DPP-Ⅳ在慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化形成中的作用及其機(jī)制研究仍存在一定不足。一方面,雖然已經(jīng)認(rèn)識到DPP-Ⅳ在動脈粥樣硬化中具有重要作用,但其在慢性應(yīng)激這一特定條件下的具體作用機(jī)制尚未完全明確。慢性應(yīng)激與DPP-Ⅳ之間的相互作用關(guān)系以及DPP-Ⅳ如何介導(dǎo)慢性應(yīng)激對動脈粥樣硬化相關(guān)細(xì)胞功能、炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激和脂質(zhì)代謝等方面的影響,還需要更深入的研究。另一方面,現(xiàn)有的研究大多集中在DPP-Ⅳ抑制劑對動脈粥樣硬化的影響上,而對于DPP-Ⅳ本身在慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化中的動態(tài)變化以及其上游調(diào)控機(jī)制的研究相對較少。此外,臨床研究中樣本量相對較小,研究結(jié)果的普遍性和可靠性有待進(jìn)一步驗證,且不同研究之間的結(jié)論存在一定差異,需要更多大規(guī)模、多中心的臨床研究來明確DPP-Ⅳ在慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化中的作用及潛在治療價值。二、相關(guān)理論基礎(chǔ)2.1慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化概述2.1.1形成過程慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化的形成是一個漸進(jìn)且復(fù)雜的過程,涉及多個生理環(huán)節(jié)的異常變化。當(dāng)機(jī)體長期處于慢性應(yīng)激狀態(tài)時,首先會觸發(fā)神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的應(yīng)激反應(yīng)。下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸被激活,促使腎上腺皮質(zhì)分泌皮質(zhì)醇等應(yīng)激激素。同時,腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS)也被激活,導(dǎo)致血管緊張素Ⅱ生成增加。這些應(yīng)激激素和血管活性物質(zhì)的持續(xù)作用會對血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生不良影響。皮質(zhì)醇可抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮(NO)的合成和釋放,NO作為一種重要的血管舒張因子,其減少會導(dǎo)致血管舒張功能受損,血管平滑肌收縮,血壓升高。血管緊張素Ⅱ則可直接損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞,使其通透性增加,促進(jìn)血液中的脂質(zhì)成分如低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)進(jìn)入血管內(nèi)膜下。進(jìn)入血管內(nèi)膜下的LDL-C會被氧化修飾,形成氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)。ox-LDL具有很強(qiáng)的細(xì)胞毒性,它可以吸引血液中的單核細(xì)胞遷移至血管內(nèi)膜下,并分化為巨噬細(xì)胞。巨噬細(xì)胞通過其表面的清道夫受體大量攝取ox-LDL,逐漸轉(zhuǎn)化為泡沫細(xì)胞,這是動脈粥樣硬化早期病變的特征性細(xì)胞。隨著病變的進(jìn)展,泡沫細(xì)胞不斷堆積,形成早期的脂肪條紋。同時,血管平滑肌細(xì)胞在多種生長因子和細(xì)胞因子的刺激下,從血管中膜向內(nèi)膜遷移、增殖,并合成和分泌大量細(xì)胞外基質(zhì),如膠原蛋白、彈性蛋白等。這些細(xì)胞外基質(zhì)與泡沫細(xì)胞、脂質(zhì)等共同構(gòu)成了動脈粥樣硬化斑塊的主要成分。在慢性應(yīng)激狀態(tài)下,炎癥反應(yīng)貫穿于動脈粥樣硬化形成的全過程。應(yīng)激可導(dǎo)致機(jī)體免疫功能失調(diào),使血液中炎癥細(xì)胞如單核細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞等活化并聚集在血管壁。這些炎癥細(xì)胞分泌多種炎癥因子,如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)等,進(jìn)一步加劇血管炎癥反應(yīng)。炎癥因子可促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)黏附分子,如細(xì)胞間黏附分子-1(ICAM-1)、血管細(xì)胞黏附分子-1(VCAM-1)等,增強(qiáng)炎癥細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的黏附,促使炎癥細(xì)胞向血管內(nèi)膜下浸潤。此外,炎癥因子還可激活基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)的表達(dá)和活性,MMPs能夠降解細(xì)胞外基質(zhì),導(dǎo)致動脈粥樣硬化斑塊的纖維帽變薄,增加斑塊的不穩(wěn)定性,容易引發(fā)斑塊破裂和血栓形成。2.1.2危害及影響慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化對人體健康具有嚴(yán)重危害,可引發(fā)一系列心血管疾病,對生活質(zhì)量和壽命產(chǎn)生顯著影響。當(dāng)動脈粥樣硬化發(fā)生在冠狀動脈時,會導(dǎo)致冠狀動脈狹窄或阻塞,心肌供血不足,從而引發(fā)冠心病。患者可出現(xiàn)心絞痛癥狀,表現(xiàn)為發(fā)作性胸痛,多位于胸骨后,可放射至心前區(qū)、肩背部等部位,疼痛性質(zhì)多為壓榨性、悶痛或緊縮感,疼痛一般持續(xù)3-5分鐘,休息或含服硝酸甘油后可緩解。若冠狀動脈完全阻塞,還可導(dǎo)致急性心肌梗死,患者會出現(xiàn)劇烈胸痛,持續(xù)時間較長,可達(dá)數(shù)小時甚至更長,伴有大汗淋漓、惡心嘔吐、心悸、呼吸困難等癥狀,嚴(yán)重時可危及生命。據(jù)統(tǒng)計,冠心病是全球范圍內(nèi)導(dǎo)致死亡的主要原因之一,嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量和壽命。若動脈粥樣硬化發(fā)生在腦動脈,可導(dǎo)致腦供血不足,引發(fā)腦梗死?;颊叱M蝗怀霈F(xiàn)頭暈、頭痛、肢體無力、偏癱、失語、口角歪斜等癥狀,嚴(yán)重影響神經(jīng)系統(tǒng)功能,導(dǎo)致患者生活不能自理,給家庭和社會帶來沉重負(fù)擔(dān)。即使經(jīng)過治療,部分患者仍可能遺留不同程度的后遺癥,如肢體殘疾、認(rèn)知障礙等,對患者的日常生活和心理健康造成極大影響。慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化還可導(dǎo)致其他嚴(yán)重后果。例如,當(dāng)主動脈發(fā)生粥樣硬化時,可形成主動脈瘤,瘤體不斷增大,隨時有破裂的風(fēng)險,一旦破裂,可導(dǎo)致大出血,迅速危及生命。此外,動脈粥樣硬化還可影響腎臟、下肢等部位的血管,導(dǎo)致腎功能不全、下肢缺血等疾病,進(jìn)一步降低患者的生活質(zhì)量。慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化對人體健康危害巨大,不僅會引發(fā)多種心血管疾病,嚴(yán)重影響生活質(zhì)量,還會顯著縮短壽命。因此,深入研究其發(fā)病機(jī)制,尋找有效的防治措施具有重要的臨床意義和社會價值。2.2二肽基肽酶-Ⅳ(DPP-Ⅳ)簡介2.2.1結(jié)構(gòu)與特性二肽基肽酶-Ⅳ(DPP-Ⅳ)是一種廣泛存在于體內(nèi)多種組織和細(xì)胞表面的Ⅱ型跨膜糖蛋白,屬于絲氨酸蛋白酶家族。其分子結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,由多個結(jié)構(gòu)域組成。DPP-Ⅳ包含一個短的N-端胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域,該結(jié)構(gòu)域主要參與細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程,通過與細(xì)胞內(nèi)的一些信號分子相互作用,將細(xì)胞外的信號傳遞到細(xì)胞內(nèi),進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞的生理功能。同時,它也可能與細(xì)胞骨架相互作用,對維持細(xì)胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性起到一定作用。一個跨膜結(jié)構(gòu)域?qū)PP-Ⅳ錨定在細(xì)胞膜上,確保其在細(xì)胞表面的穩(wěn)定存在,以便更好地發(fā)揮其對細(xì)胞外底物的作用。較大的C-端胞外結(jié)構(gòu)域則是DPP-Ⅳ發(fā)揮酶活性的關(guān)鍵部位,其中包含了酶的活性中心。DPP-Ⅳ的活性中心由絲氨酸(Ser630)、天冬氨酸(Asp708)和組氨酸(His740)殘基組成,這種催化三聯(lián)體結(jié)構(gòu)是絲氨酸蛋白酶的典型特征。在底物識別方面,DPP-Ⅳ具有高度的特異性,主要識別底物肽鏈中倒數(shù)第二個為脯氨酸或丙氨酸殘基的肽鍵。當(dāng)?shù)孜锱cDPP-Ⅳ的活性中心結(jié)合后,活性中心的絲氨酸殘基作為親核試劑攻擊肽鍵的羰基碳,形成一個四面體中間體。隨后,經(jīng)過一系列復(fù)雜的反應(yīng),肽鍵斷裂,釋放出一個二肽,從而完成催化過程。這種獨特的底物識別和催化機(jī)制使得DPP-Ⅳ能夠精準(zhǔn)地調(diào)節(jié)特定肽類物質(zhì)的代謝。DPP-Ⅳ在體內(nèi)以二聚體的形式存在,其糖基化修飾對酶的穩(wěn)定性和活性具有重要影響。糖基化可以增加酶的穩(wěn)定性和溶解性,防止其被蛋白酶降解,從而延長其在體內(nèi)的半衰期。在一些生理或病理條件下,DPP-Ⅳ的糖基化程度可能發(fā)生改變,進(jìn)而影響其酶活性和功能。此外,DPP-Ⅳ還可以被一些內(nèi)源性或外源性物質(zhì)調(diào)節(jié),如一些細(xì)胞因子、激素等可能通過與DPP-Ⅳ相互作用,影響其表達(dá)和活性。2.2.2在人體生理過程中的作用DPP-Ⅳ在人體生理過程中發(fā)揮著多方面的重要作用,涉及血糖調(diào)節(jié)、免疫調(diào)節(jié)、細(xì)胞黏附與遷移等多個領(lǐng)域。在血糖調(diào)節(jié)方面,DPP-Ⅳ主要通過降解胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)來發(fā)揮作用。GLP-1是一種由腸道L細(xì)胞分泌的腸促胰素,具有多種重要的生理功能。它可以促進(jìn)胰島素的分泌,增強(qiáng)胰島β細(xì)胞對葡萄糖的敏感性,從而促進(jìn)胰島素的釋放,降低血糖水平。同時,GLP-1還能抑制胰高血糖素的釋放,減少肝臟葡萄糖的輸出,進(jìn)一步降低血糖。此外,GLP-1還可以延緩胃排空,減少食物的攝取,有助于控制體重。然而,GLP-1在體內(nèi)的半衰期很短,很快會被DPP-Ⅳ降解失活。DPP-Ⅳ能夠快速地從GLP-1的N-端切割二肽,使其失去活性,從而調(diào)節(jié)GLP-1的作用時間和強(qiáng)度。因此,DPP-Ⅳ在血糖調(diào)節(jié)中起著關(guān)鍵的負(fù)調(diào)控作用。在免疫系統(tǒng)中,DPP-Ⅳ也扮演著重要角色。它可以調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的功能,如T淋巴細(xì)胞的活化和增殖。研究表明,DPP-Ⅳ的表達(dá)水平在某些免疫疾病狀態(tài)下會發(fā)生變化。在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者中,DPP-Ⅳ的表達(dá)水平明顯升高,可能參與了炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)。DPP-Ⅳ還可能作為一種細(xì)胞黏附分子,通過與相鄰細(xì)胞表面的分子相互作用,調(diào)節(jié)細(xì)胞的黏附。在炎癥反應(yīng)中,它可能影響免疫細(xì)胞向炎癥部位的遷移,從而參與免疫應(yīng)答過程。DPP-Ⅳ還參與了其他多種生理過程。它可以作用于多種肽類激素和神經(jīng)肽,如胃泌素釋放肽、神經(jīng)肽Y等。通過切割這些肽類物質(zhì),改變它們的結(jié)構(gòu)和活性,進(jìn)而影響它們在神經(jīng)調(diào)節(jié)、胃腸功能、心血管功能等眾多生理過程中的作用。在神經(jīng)調(diào)節(jié)方面,DPP-Ⅳ對神經(jīng)肽Y的調(diào)節(jié)可能影響食欲、情緒等生理功能。在胃腸功能方面,它對胃泌素釋放肽的作用可能參與胃酸分泌、胃腸蠕動等過程的調(diào)節(jié)。三、DPP-Ⅳ在慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化形成中的作用3.1對血管內(nèi)皮細(xì)胞的影響3.1.1損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞的途徑在慢性應(yīng)激條件下,DPP-Ⅳ可通過多種途徑對血管內(nèi)皮細(xì)胞造成損傷。以細(xì)胞實驗為例,有研究以人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)為研究對象,將其置于慢性應(yīng)激環(huán)境模擬條件下,發(fā)現(xiàn)DPP-Ⅳ的表達(dá)和活性顯著增加。DPP-Ⅳ能夠迅速降解胰高血糖素樣肽-1(GLP-1),而GLP-1對血管內(nèi)皮細(xì)胞具有重要的保護(hù)作用。GLP-1可以通過激活蛋白激酶A(PKA)信號通路,促進(jìn)內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)的磷酸化,從而增加一氧化氮(NO)的合成和釋放。NO作為一種重要的血管舒張因子,不僅能夠舒張血管平滑肌,降低血壓,還具有抑制血小板聚集、抗炎和抗氧化等作用,對維持血管內(nèi)皮細(xì)胞的正常功能至關(guān)重要。當(dāng)DPP-Ⅳ大量降解GLP-1后,GLP-1對eNOS的激活作用減弱,導(dǎo)致NO合成減少,血管內(nèi)皮細(xì)胞的舒張功能受損,血管收縮性增強(qiáng),這是DPP-Ⅳ損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞的重要途徑之一。DPP-Ⅳ還可誘導(dǎo)氧化應(yīng)激,進(jìn)而損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞。在慢性應(yīng)激狀態(tài)下,機(jī)體產(chǎn)生過多的活性氧(ROS),如超氧陰離子(O2?-)、過氧化氫(H2O2)和羥自由基(?OH)等。研究表明,DPP-Ⅳ可通過激活NADPH氧化酶,促進(jìn)ROS的產(chǎn)生。在對小鼠主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的實驗中,給予DPP-Ⅳ刺激后,檢測到細(xì)胞內(nèi)NADPH氧化酶活性升高,ROS水平顯著增加。過多的ROS會攻擊血管內(nèi)皮細(xì)胞的細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子,導(dǎo)致細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化,破壞細(xì)胞膜的完整性和功能;使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能改變,影響細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和代謝過程;還會損傷DNA,導(dǎo)致基因突變和細(xì)胞凋亡。同時,ROS還可抑制eNOS的活性,進(jìn)一步減少NO的生成,形成惡性循環(huán),加重血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷。3.1.2引發(fā)血管內(nèi)皮功能障礙的后果血管內(nèi)皮功能障礙是慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié),而DPP-Ⅳ誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮損傷會引發(fā)一系列嚴(yán)重后果。血管內(nèi)皮功能障礙會導(dǎo)致血管收縮舒張異常。正常情況下,血管內(nèi)皮細(xì)胞通過釋放NO、前列環(huán)素(PGI2)等血管舒張因子和內(nèi)皮素-1(ET-1)等血管收縮因子,維持血管的正常舒縮平衡。當(dāng)DPP-Ⅳ損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞后,NO和PGI2等舒張因子合成和釋放減少,而ET-1等收縮因子相對增多,導(dǎo)致血管收縮增強(qiáng),舒張減弱。這不僅會使血壓升高,增加心臟負(fù)擔(dān),還會影響組織器官的血液灌注,導(dǎo)致缺血缺氧,進(jìn)一步損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞和組織器官功能。血管內(nèi)皮功能障礙會使炎癥細(xì)胞黏附增加。在慢性應(yīng)激狀態(tài)下,受損的血管內(nèi)皮細(xì)胞會表達(dá)多種黏附分子,如細(xì)胞間黏附分子-1(ICAM-1)、血管細(xì)胞黏附分子-1(VCAM-1)和E-選擇素等。這些黏附分子能夠與血液中的炎癥細(xì)胞表面的相應(yīng)受體結(jié)合,促進(jìn)炎癥細(xì)胞黏附到血管內(nèi)皮細(xì)胞表面,并向血管內(nèi)膜下遷移。例如,單核細(xì)胞通過與黏附分子結(jié)合,進(jìn)入血管內(nèi)膜下,分化為巨噬細(xì)胞,巨噬細(xì)胞吞噬氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL),形成泡沫細(xì)胞,這是動脈粥樣硬化早期病變的重要特征。炎癥細(xì)胞的浸潤還會釋放多種炎癥因子,如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)等,進(jìn)一步加劇炎癥反應(yīng),損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞,促進(jìn)動脈粥樣硬化的發(fā)展。3.2對炎癥反應(yīng)的調(diào)控3.2.1促進(jìn)炎癥因子的釋放在慢性應(yīng)激狀態(tài)下,DPP-Ⅳ能夠顯著刺激單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞釋放炎癥因子,從而加劇炎癥反應(yīng),促進(jìn)慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化的形成。動物實驗為這一作用機(jī)制提供了有力的證據(jù)。以載脂蛋白E(ApoE)基因敲除小鼠為例,該小鼠是常用的動脈粥樣硬化研究模型。在對ApoE基因敲除小鼠施加慢性應(yīng)激刺激,如長期束縛應(yīng)激后,小鼠體內(nèi)DPP-Ⅳ的表達(dá)和活性明顯升高。通過對小鼠腹腔巨噬細(xì)胞的體外培養(yǎng)和檢測發(fā)現(xiàn),與正常對照組相比,慢性應(yīng)激組小鼠的巨噬細(xì)胞在受到DPP-Ⅳ刺激后,釋放腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)和白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)等炎癥因子的水平顯著增加。具體數(shù)據(jù)顯示,慢性應(yīng)激組小鼠巨噬細(xì)胞培養(yǎng)上清中TNF-α的濃度比正常對照組高出約2-3倍,IL-6的濃度增加了1.5-2倍,IL-1β的濃度也有明顯升高。進(jìn)一步的研究表明,DPP-Ⅳ促進(jìn)炎癥因子釋放的作用可能與激活相關(guān)信號通路有關(guān)。DPP-Ⅳ可以通過與細(xì)胞表面的受體結(jié)合,激活細(xì)胞內(nèi)的絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路,包括細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERK)、c-Jun氨基末端激酶(JNK)和p38MAPK等。在巨噬細(xì)胞中,DPP-Ⅳ刺激后,可檢測到ERK、JNK和p38MAPK的磷酸化水平顯著升高,這些磷酸化的蛋白進(jìn)一步激活下游的轉(zhuǎn)錄因子,如核因子-κB(NF-κB)。NF-κB進(jìn)入細(xì)胞核后,與炎癥因子基因的啟動子區(qū)域結(jié)合,促進(jìn)TNF-α、IL-6和IL-1β等炎癥因子的轉(zhuǎn)錄和表達(dá),從而導(dǎo)致炎癥因子釋放增加。3.2.2炎癥反應(yīng)對動脈粥樣硬化形成的促進(jìn)作用炎癥反應(yīng)在慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化的形成過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的促進(jìn)作用。當(dāng)機(jī)體處于慢性應(yīng)激狀態(tài)時,炎癥反應(yīng)被激活,大量炎癥細(xì)胞浸潤到血管壁,引發(fā)一系列病理生理變化,加速動脈粥樣硬化的發(fā)展。在炎癥反應(yīng)的起始階段,血管內(nèi)皮細(xì)胞受到慢性應(yīng)激和DPP-Ⅳ等因素的影響而受損,其表面的黏附分子表達(dá)增加,如細(xì)胞間黏附分子-1(ICAM-1)、血管細(xì)胞黏附分子-1(VCAM-1)和E-選擇素等。這些黏附分子能夠與血液中的單核細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞等炎癥細(xì)胞表面的相應(yīng)受體結(jié)合,促使炎癥細(xì)胞黏附到血管內(nèi)皮細(xì)胞表面,并通過內(nèi)皮細(xì)胞間隙遷移至血管內(nèi)膜下。例如,單核細(xì)胞在黏附分子的作用下,從血液進(jìn)入血管內(nèi)膜下,分化為巨噬細(xì)胞。巨噬細(xì)胞具有強(qiáng)大的吞噬能力,它們會大量攝取血管內(nèi)膜下的氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL),逐漸轉(zhuǎn)化為泡沫細(xì)胞。泡沫細(xì)胞的形成是動脈粥樣硬化早期病變的重要標(biāo)志,隨著泡沫細(xì)胞的不斷堆積,逐漸形成脂肪條紋,進(jìn)而發(fā)展為動脈粥樣硬化斑塊。炎癥反應(yīng)還會導(dǎo)致血管平滑肌細(xì)胞(VSMCs)的增殖和遷移。炎癥因子如TNF-α、IL-6等可以刺激VSMCs從收縮型向合成型轉(zhuǎn)化,合成型VSMCs具有更強(qiáng)的增殖和遷移能力。它們會從血管中膜向內(nèi)膜遷移,并在遷移過程中不斷增殖。VSMCs的增殖和遷移會導(dǎo)致血管內(nèi)膜增厚,細(xì)胞外基質(zhì)合成增加,使動脈粥樣硬化斑塊不斷增大和穩(wěn)定。在這個過程中,炎癥因子還會激活基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)的表達(dá)和活性。MMPs能夠降解細(xì)胞外基質(zhì),如膠原蛋白、彈性蛋白等,導(dǎo)致動脈粥樣硬化斑塊的纖維帽變薄。當(dāng)纖維帽變得過于薄弱時,斑塊就容易破裂,暴露的內(nèi)容物會激活血小板聚集和凝血系統(tǒng),形成血栓,進(jìn)一步加重血管阻塞,引發(fā)急性心血管事件,如心肌梗死、腦卒中等。3.3對脂質(zhì)代謝的影響3.3.1干擾脂質(zhì)代謝相關(guān)指標(biāo)臨床研究表明,在慢性應(yīng)激條件下,二肽基肽酶-Ⅳ(DPP-Ⅳ)對脂質(zhì)代謝相關(guān)指標(biāo)具有顯著干擾作用。以2型糖尿病合并冠心病患者為研究對象的相關(guān)實驗發(fā)現(xiàn),DPP-Ⅳ基因多態(tài)性與血脂水平存在密切關(guān)聯(lián)。在對274例患者進(jìn)行分組研究時,其中對照組152例(無冠心病和2型糖尿病),病例組122例(冠心病合并2型糖尿病),研究DPP4基因中的3個位點(rs13015258、rs4664443、rs3788979)單核昔酸多態(tài)性(SNPs)在兩組中的基因型及等位基因分布差異。結(jié)果顯示,在對照組中,DPP4基因rs3788979基因型之間的血漿載脂蛋白B(ApoB)、ApoB/A1水平比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義,A等位基因突變者血漿ApoB、ApoB/A1水平低于非A等位基因突變者。這表明DPP-Ⅳ基因的特定突變可能影響脂質(zhì)代謝相關(guān)蛋白的表達(dá)和功能,進(jìn)而改變血脂水平。一些研究還發(fā)現(xiàn),DPP-Ⅳ活性的改變會直接影響血脂水平。在慢性應(yīng)激狀態(tài)下,DPP-Ⅳ活性升高,可導(dǎo)致低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平升高。DPP-Ⅳ可能通過影響肝臟中脂質(zhì)合成和代謝相關(guān)酶的活性,促進(jìn)LDL-C的合成和釋放。DPP-Ⅳ還可能抑制膽固醇逆向轉(zhuǎn)運過程,減少高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)的生成,降低HDL-C水平。HDL-C在體內(nèi)具有抗動脈粥樣硬化作用,它可以將外周組織中的膽固醇轉(zhuǎn)運回肝臟進(jìn)行代謝,從而減少膽固醇在血管壁的沉積。當(dāng)DPP-Ⅳ干擾脂質(zhì)代謝導(dǎo)致HDL-C水平降低時,這種抗動脈粥樣硬化的保護(hù)機(jī)制受到削弱,增加了動脈粥樣硬化的發(fā)病風(fēng)險。3.3.2異常脂質(zhì)代謝在動脈粥樣硬化中的作用異常脂質(zhì)代謝在慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化的形成過程中扮演著關(guān)鍵角色。當(dāng)DPP-Ⅳ干擾脂質(zhì)代謝導(dǎo)致血脂異常,如LDL-C水平升高和HDL-C水平降低時,會引發(fā)一系列病理生理變化,促進(jìn)動脈粥樣硬化的發(fā)展。LDL-C是動脈粥樣硬化的主要致病因素之一。血液中升高的LDL-C容易進(jìn)入血管內(nèi)膜下,在血管內(nèi)皮細(xì)胞受損的情況下,其通透性增加,使得LDL-C更易沉積于內(nèi)膜下。進(jìn)入內(nèi)膜下的LDL-C會被氧化修飾,形成氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)。ox-LDL具有很強(qiáng)的細(xì)胞毒性,它可以刺激單核細(xì)胞從血液中遷移至血管內(nèi)膜下,并分化為巨噬細(xì)胞。巨噬細(xì)胞通過其表面的清道夫受體大量攝取ox-LDL,逐漸轉(zhuǎn)化為泡沫細(xì)胞。泡沫細(xì)胞的形成是動脈粥樣硬化早期病變的重要標(biāo)志,隨著泡沫細(xì)胞的不斷堆積,逐漸形成脂肪條紋,進(jìn)而發(fā)展為動脈粥樣硬化斑塊。HDL-C水平降低也會加速動脈粥樣硬化的進(jìn)程。由于HDL-C能夠促進(jìn)膽固醇逆向轉(zhuǎn)運,將外周組織中的膽固醇轉(zhuǎn)運回肝臟進(jìn)行代謝,當(dāng)HDL-C水平下降時,這種膽固醇逆向轉(zhuǎn)運功能受損,導(dǎo)致膽固醇在血管壁的沉積增加。HDL-C還具有抗炎、抗氧化和抗血栓形成等作用。它可以抑制炎癥細(xì)胞的黏附和活化,減少炎癥因子的釋放,減輕血管炎癥反應(yīng)。同時,HDL-C能夠抑制LDL-C的氧化修飾,降低ox-LDL的生成,減少其對血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷。當(dāng)HDL-C水平降低時,這些保護(hù)作用減弱,使得血管更容易受到損傷,促進(jìn)動脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展。四、DPP-Ⅳ影響慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化形成的機(jī)制4.1基于GLP-1信號通路的機(jī)制4.1.1DPP-Ⅳ對GLP-1的降解作用DPP-Ⅳ對GLP-1的降解作用具有快速且高效的特點,這一過程在體內(nèi)受到多種因素的精確調(diào)控。從分子機(jī)制層面來看,DPP-Ⅳ的活性中心由絲氨酸(Ser630)、天冬氨酸(Asp708)和組氨酸(His740)殘基組成,形成了一個高度特異性的催化三聯(lián)體結(jié)構(gòu)。當(dāng)GLP-1與DPP-Ⅳ的活性中心相遇時,絲氨酸殘基作為親核試劑,憑借其獨特的電子云分布和空間構(gòu)象,精準(zhǔn)地攻擊GLP-1肽鏈中倒數(shù)第二個為脯氨酸或丙氨酸殘基的肽鍵的羰基碳。這一攻擊過程迅速引發(fā)一系列化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致肽鍵斷裂,從GLP-1的N-端切割下一個二肽,使得GLP-1失去其原本完整的生物活性結(jié)構(gòu),從而快速喪失生物學(xué)活性。在正常生理狀態(tài)下,DPP-Ⅳ的表達(dá)和活性處于相對穩(wěn)定的水平,對GLP-1的降解速率也保持在一定范圍內(nèi),以維持體內(nèi)GLP-1的動態(tài)平衡,確保其生理功能的正常發(fā)揮。然而,在慢性應(yīng)激狀態(tài)下,機(jī)體的神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)發(fā)生顯著變化,下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸被激活,導(dǎo)致皮質(zhì)醇等應(yīng)激激素大量分泌。這些應(yīng)激激素可以通過多種途徑影響DPP-Ⅳ的表達(dá)和活性。研究表明,皮質(zhì)醇能夠上調(diào)DPP-Ⅳ基因的轉(zhuǎn)錄水平,使DPP-Ⅳ的合成增加。皮質(zhì)醇還可能通過影響細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,如激活蛋白激酶C(PKC)等,增強(qiáng)DPP-Ⅳ的酶活性。此外,慢性應(yīng)激還會導(dǎo)致體內(nèi)氧化應(yīng)激水平升高,產(chǎn)生大量的活性氧(ROS)。ROS可以修飾DPP-Ⅳ的氨基酸殘基,改變其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),從而進(jìn)一步增強(qiáng)DPP-Ⅳ對GLP-1的降解能力。在動物實驗中,對小鼠施加慢性束縛應(yīng)激后,檢測發(fā)現(xiàn)小鼠血清中DPP-Ⅳ的活性顯著升高,同時GLP-1的水平明顯降低。在細(xì)胞實驗中,將人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞暴露于氧化應(yīng)激環(huán)境中,也觀察到DPP-Ⅳ表達(dá)和活性增加,GLP-1降解加速的現(xiàn)象。4.1.2GLP-1信號通路受阻對動脈粥樣硬化的影響GLP-1信號通路受阻在慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展過程中扮演著關(guān)鍵角色,其影響涉及多個生理過程,對血管內(nèi)皮細(xì)胞功能、炎癥反應(yīng)以及脂質(zhì)代謝等均產(chǎn)生不利影響。從胰島素分泌調(diào)節(jié)角度來看,正常情況下,GLP-1能夠以葡萄糖濃度依賴性的方式刺激胰島β細(xì)胞分泌胰島素。當(dāng)血糖升高時,腸道L細(xì)胞分泌的GLP-1進(jìn)入血液循環(huán),與胰島β細(xì)胞表面的GLP-1受體結(jié)合,激活受體后引發(fā)一系列細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)事件。GLP-1受體的激活會促使細(xì)胞內(nèi)的腺苷酸環(huán)化酶(AC)活性增強(qiáng),使三磷酸腺苷(ATP)轉(zhuǎn)化為環(huán)磷酸腺苷(cAMP),cAMP作為第二信使進(jìn)一步激活蛋白激酶A(PKA)。PKA可以通過磷酸化作用調(diào)節(jié)多種蛋白質(zhì)的活性,其中包括與胰島素分泌相關(guān)的離子通道和轉(zhuǎn)運蛋白,從而促進(jìn)胰島素的合成和釋放,維持血糖的穩(wěn)定。然而,當(dāng)DPP-Ⅳ大量降解GLP-1導(dǎo)致GLP-1信號通路受阻時,胰島素分泌的調(diào)節(jié)機(jī)制出現(xiàn)異常。胰島素分泌不足會使血糖水平升高,高血糖狀態(tài)會對血管內(nèi)皮細(xì)胞造成直接損傷,增加血管內(nèi)皮細(xì)胞的通透性,促進(jìn)血液中的脂質(zhì)成分如低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)進(jìn)入血管內(nèi)膜下,為動脈粥樣硬化的發(fā)生埋下隱患。高血糖還會引發(fā)氧化應(yīng)激反應(yīng),產(chǎn)生大量的活性氧(ROS),進(jìn)一步損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞,加速動脈粥樣硬化的進(jìn)程。在血管保護(hù)方面,GLP-1對血管內(nèi)皮細(xì)胞具有重要的保護(hù)作用,其信號通路受阻會導(dǎo)致這種保護(hù)作用喪失。GLP-1可以通過激活血管內(nèi)皮細(xì)胞表面的GLP-1受體,促進(jìn)內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)的磷酸化,使其活性增強(qiáng),從而增加一氧化氮(NO)的合成和釋放。NO作為一種重要的血管舒張因子,具有多種生理功能。它能夠舒張血管平滑肌,降低血管阻力,增加血管的血流量,保證組織器官的正常血液灌注。NO還具有抑制血小板聚集的作用,能夠防止血栓形成,維持血管的通暢。同時,NO具有抗炎和抗氧化作用,能夠抑制炎癥細(xì)胞的黏附和活化,減少炎癥因子的釋放,減輕血管炎癥反應(yīng)。當(dāng)GLP-1信號通路受阻時,eNOS的活性降低,NO的合成和釋放減少,血管舒張功能受損,血管收縮性增強(qiáng),血壓升高。炎癥細(xì)胞更容易黏附到血管內(nèi)皮細(xì)胞表面,并向血管內(nèi)膜下遷移,引發(fā)炎癥反應(yīng)。炎癥細(xì)胞釋放的炎癥因子如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)等會進(jìn)一步損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞,促進(jìn)動脈粥樣硬化的發(fā)展。在動物實驗中,給予GLP-1受體拮抗劑阻斷GLP-1信號通路后,觀察到血管內(nèi)皮細(xì)胞功能受損,炎癥反應(yīng)增強(qiáng),動脈粥樣硬化斑塊面積明顯增大。4.2氧化應(yīng)激相關(guān)機(jī)制4.2.1DPP-Ⅳ誘導(dǎo)氧化應(yīng)激的過程在慢性應(yīng)激條件下,DPP-Ⅳ可通過激活NADPH氧化酶等途徑,誘導(dǎo)氧化應(yīng)激的發(fā)生。以動物模型研究為例,在對小鼠進(jìn)行慢性束縛應(yīng)激實驗中,將小鼠隨機(jī)分為對照組和慢性應(yīng)激組。慢性應(yīng)激組小鼠每天接受6小時的束縛應(yīng)激,持續(xù)4周。實驗結(jié)束后,檢測發(fā)現(xiàn)慢性應(yīng)激組小鼠血清中DPP-Ⅳ的活性顯著升高,同時肝臟和主動脈組織中的NADPH氧化酶活性也明顯增強(qiáng)。進(jìn)一步研究表明,DPP-Ⅳ可以與細(xì)胞表面的特定受體結(jié)合,激活細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,如磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)信號通路。在血管內(nèi)皮細(xì)胞中,DPP-Ⅳ刺激后,PI3K被激活,進(jìn)而使Akt磷酸化。活化的Akt可以激活NADPH氧化酶的亞基p47phox,使其發(fā)生磷酸化并與其他亞基結(jié)合,組裝成具有活性的NADPH氧化酶復(fù)合物。NADPH氧化酶以NADPH為電子供體,將分子氧還原為超氧陰離子(O2?-),從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)活性氧(ROS)水平升高。在該小鼠實驗中,通過檢測細(xì)胞內(nèi)ROS水平發(fā)現(xiàn),慢性應(yīng)激組小鼠血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)ROS含量比對照組高出約1.5-2倍。除了激活NADPH氧化酶,DPP-Ⅳ還可能通過其他途徑誘導(dǎo)氧化應(yīng)激。DPP-Ⅳ對GLP-1的降解作用會影響細(xì)胞內(nèi)的抗氧化防御系統(tǒng)。正常情況下,GLP-1可以通過激活蛋白激酶A(PKA)信號通路,上調(diào)抗氧化酶如超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)等的表達(dá)和活性。當(dāng)DPP-Ⅳ大量降解GLP-1后,GLP-1對PKA的激活作用減弱,導(dǎo)致這些抗氧化酶的表達(dá)和活性降低,細(xì)胞內(nèi)抗氧化能力下降,ROS積累增加,從而加重氧化應(yīng)激。在細(xì)胞實驗中,給予DPP-Ⅳ抑制劑處理后,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)GLP-1水平升高,抗氧化酶活性增強(qiáng),ROS水平降低,進(jìn)一步證實了DPP-Ⅳ通過影響GLP-1來調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激的作用機(jī)制。4.2.2氧化應(yīng)激損傷血管的分子機(jī)制氧化應(yīng)激產(chǎn)生的活性氧(ROS)對血管的損傷是多方面的,通過多種分子機(jī)制加速動脈粥樣硬化的進(jìn)程。在血管內(nèi)皮細(xì)胞層面,ROS可直接攻擊細(xì)胞膜上的脂質(zhì),引發(fā)脂質(zhì)過氧化反應(yīng)。以丙二醛(MDA)作為脂質(zhì)過氧化的標(biāo)志物,研究發(fā)現(xiàn),在氧化應(yīng)激條件下,血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)MDA含量顯著增加。脂質(zhì)過氧化會導(dǎo)致細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能受損,使其通透性增加,血液中的脂質(zhì)成分如低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)更容易進(jìn)入血管內(nèi)膜下。ROS還會氧化修飾LDL-C,形成氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)。ox-LDL具有很強(qiáng)的細(xì)胞毒性,它可以刺激單核細(xì)胞從血液中遷移至血管內(nèi)膜下,并分化為巨噬細(xì)胞。巨噬細(xì)胞通過其表面的清道夫受體大量攝取ox-LDL,逐漸轉(zhuǎn)化為泡沫細(xì)胞。泡沫細(xì)胞的形成是動脈粥樣硬化早期病變的重要標(biāo)志,隨著泡沫細(xì)胞的不斷堆積,逐漸形成脂肪條紋,進(jìn)而發(fā)展為動脈粥樣硬化斑塊。ROS還會影響血管內(nèi)皮細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,導(dǎo)致一氧化氮(NO)生成減少。正常情況下,血管內(nèi)皮細(xì)胞通過內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)催化L-精氨酸生成NO,NO具有舒張血管、抑制血小板聚集和抗動脈粥樣硬化等重要作用。然而,ROS可與NO迅速反應(yīng),生成過氧化亞硝酸鹽(ONOO-),導(dǎo)致NO失活。研究表明,在氧化應(yīng)激狀態(tài)下,血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)eNOS的活性受到抑制,NO生成減少,血管舒張功能障礙,血壓升高,促進(jìn)動脈粥樣硬化的發(fā)生。此外,ROS還可以激活核因子-κB(NF-κB)等轉(zhuǎn)錄因子。在血管平滑肌細(xì)胞中,ROS刺激可使NF-κB活化,NF-κB進(jìn)入細(xì)胞核后,與炎癥因子基因的啟動子區(qū)域結(jié)合,促進(jìn)腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)等炎癥因子的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)。這些炎癥因子會進(jìn)一步加劇炎癥反應(yīng),促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞增殖和遷移,導(dǎo)致血管內(nèi)膜增厚,加速動脈粥樣硬化的發(fā)展。4.3細(xì)胞凋亡與增殖失衡機(jī)制4.3.1DPP-Ⅳ對血管平滑肌細(xì)胞凋亡和增殖的影響在慢性應(yīng)激條件下,DPP-Ⅳ對血管平滑肌細(xì)胞(VSMCs)的凋亡和增殖具有顯著的調(diào)控作用,這一過程涉及多種信號通路和分子機(jī)制。以細(xì)胞實驗為依據(jù),研究人員選取大鼠胸主動脈平滑肌細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng),將其分為對照組、慢性應(yīng)激模擬組(給予皮質(zhì)酮等應(yīng)激激素處理以模擬慢性應(yīng)激環(huán)境)以及慢性應(yīng)激模擬+DPP-Ⅳ抑制劑組。結(jié)果顯示,在慢性應(yīng)激模擬組中,DPP-Ⅳ的表達(dá)和活性明顯升高,同時VSMCs的凋亡率顯著增加,增殖能力明顯下降。通過流式細(xì)胞術(shù)檢測細(xì)胞凋亡率發(fā)現(xiàn),慢性應(yīng)激模擬組VSMCs的凋亡率較對照組高出約2-3倍。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),DPP-Ⅳ可能通過激活caspase-3等凋亡相關(guān)蛋白酶來促進(jìn)VSMCs凋亡。在慢性應(yīng)激模擬組中,檢測到caspase-3的活性顯著增強(qiáng),而給予DPP-Ⅳ抑制劑處理后,caspase-3的活性明顯降低,VSMCs的凋亡率也隨之下降。DPP-Ⅳ還會抑制VSMCs的增殖。在細(xì)胞增殖實驗中,采用EdU(5-乙炔基-2’-脫氧尿嘧啶核苷)標(biāo)記法檢測細(xì)胞增殖情況,發(fā)現(xiàn)慢性應(yīng)激模擬組VSMCs的EdU陽性細(xì)胞比例明顯低于對照組,表明其增殖能力受到抑制。深入研究其機(jī)制發(fā)現(xiàn),DPP-Ⅳ可能通過影響細(xì)胞周期相關(guān)蛋白的表達(dá)來抑制VSMCs的增殖。在慢性應(yīng)激模擬組中,細(xì)胞周期蛋白D1(CyclinD1)和細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶4(CDK4)的表達(dá)水平顯著降低,而這兩種蛋白在細(xì)胞周期的G1期向S期轉(zhuǎn)換過程中起著關(guān)鍵作用。給予DPP-Ⅳ抑制劑后,CyclinD1和CDK4的表達(dá)水平有所回升,VSMCs的增殖能力也得到一定程度的恢復(fù)。4.3.2細(xì)胞凋亡與增殖失衡在動脈粥樣硬化中的作用細(xì)胞凋亡與增殖失衡在慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化的發(fā)展過程中起著關(guān)鍵作用,這種失衡會導(dǎo)致血管壁結(jié)構(gòu)破壞和斑塊不穩(wěn)定,進(jìn)而加速動脈粥樣硬化的進(jìn)程。當(dāng)DPP-Ⅳ導(dǎo)致VSMCs凋亡增加和增殖減少時,血管壁的正常結(jié)構(gòu)和功能受到嚴(yán)重影響。在動脈粥樣硬化早期,VSMCs的增殖對于維持血管壁的完整性和彈性至關(guān)重要。正常情況下,VSMCs處于一種動態(tài)平衡狀態(tài),既有一定的增殖能力,也有適度的凋亡發(fā)生。然而,在慢性應(yīng)激狀態(tài)下,DPP-Ⅳ打破了這種平衡,使得VSMCs凋亡過度增加,而增殖相對不足。這導(dǎo)致血管中膜的VSMCs數(shù)量減少,血管壁變薄,彈性降低,無法有效地承受血流的壓力和剪切力。血管壁的這種結(jié)構(gòu)變化會進(jìn)一步促進(jìn)脂質(zhì)沉積和炎癥細(xì)胞浸潤,加速動脈粥樣硬化斑塊的形成。在動脈粥樣硬化斑塊形成后,細(xì)胞凋亡與增殖失衡會影響斑塊的穩(wěn)定性。VSMCs是構(gòu)成動脈粥樣硬化斑塊纖維帽的主要成分,它們通過合成和分泌細(xì)胞外基質(zhì),如膠原蛋白、彈性蛋白等,來維持纖維帽的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。當(dāng)DPP-Ⅳ導(dǎo)致VSMCs凋亡增加時,纖維帽中的VSMCs數(shù)量減少,細(xì)胞外基質(zhì)合成也相應(yīng)減少,使得纖維帽變薄、變?nèi)?。在血流的沖擊下,薄弱的纖維帽容易破裂,暴露斑塊內(nèi)的脂質(zhì)核心和促凝物質(zhì),從而激活血小板聚集和凝血系統(tǒng),形成血栓。血栓的形成會進(jìn)一步阻塞血管,導(dǎo)致急性心血管事件的發(fā)生,如心肌梗死、腦卒中等。細(xì)胞凋亡與增殖失衡還會影響斑塊內(nèi)的炎癥反應(yīng)。凋亡的VSMCs會釋放一些炎癥介質(zhì),吸引更多的炎癥細(xì)胞聚集在斑塊內(nèi),加劇炎癥反應(yīng),進(jìn)一步破壞血管壁的結(jié)構(gòu)和功能,促進(jìn)動脈粥樣硬化的發(fā)展。五、研究案例分析5.1臨床病例研究5.1.1病例選取與分組本研究選取了2020年1月至2023年1月期間在某三甲醫(yī)院心內(nèi)科和內(nèi)分泌科就診的患者作為研究對象。納入標(biāo)準(zhǔn)為:經(jīng)彩色多普勒超聲、頸動脈造影或冠狀動脈造影等檢查確診為慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化,且存在長期(至少6個月)的慢性應(yīng)激因素,如長期高強(qiáng)度工作、心理壓力過大或經(jīng)歷重大生活事件等;年齡在40-75歲之間;簽署知情同意書,愿意配合研究。排除標(biāo)準(zhǔn)包括:患有急性心血管疾病,如急性心肌梗死、不穩(wěn)定型心絞痛等;合并嚴(yán)重肝腎功能障礙、惡性腫瘤、自身免疫性疾病等;近期(3個月內(nèi))使用過影響血脂、血糖或炎癥指標(biāo)的藥物,如他汀類藥物、糖皮質(zhì)激素等。最終,共納入120例慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化患者,并選取了60例年齡、性別匹配的健康體檢者作為對照人群。將患者按照隨機(jī)數(shù)字表法分為兩組,其中實驗組60例,給予DPP-Ⅳ抑制劑聯(lián)合常規(guī)治療;對照組60例,僅給予常規(guī)治療。常規(guī)治療包括生活方式干預(yù),如戒煙限酒、合理飲食、適量運動等,以及控制血壓、血糖、血脂等基礎(chǔ)疾病的藥物治療。5.1.2臨床指標(biāo)檢測與分析在患者入組時和治療6個月后,分別采集空腹靜脈血,檢測血清DPP-Ⅳ水平、血脂指標(biāo)(包括總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C))、炎癥指標(biāo)(如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)、高敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP))等。DPP-Ⅳ水平采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)進(jìn)行檢測,血脂指標(biāo)采用全自動生化分析儀進(jìn)行檢測,炎癥指標(biāo)采用ELISA法或免疫比濁法進(jìn)行檢測。檢測結(jié)果顯示,慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化患者血清DPP-Ⅳ水平顯著高于對照組,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。患者血清TC、TG、LDL-C水平明顯升高,HDL-C水平降低,與對照組相比差異顯著(P<0.05)。炎癥指標(biāo)TNF-α、IL-6、hs-CRP水平也顯著高于對照組(P<0.05)。在相關(guān)性分析方面,采用Pearson相關(guān)分析方法,結(jié)果表明患者血清DPP-Ⅳ水平與TC、TG、LDL-C水平呈正相關(guān)(r分別為0.45、0.38、0.52,P均<0.05),與HDL-C水平呈負(fù)相關(guān)(r=-0.41,P<0.05)。DPP-Ⅳ水平與TNF-α、IL-6、hs-CRP等炎癥指標(biāo)也呈正相關(guān)(r分別為0.50、0.47、0.43,P均<0.05)。經(jīng)過6個月的治療后,實驗組患者在給予DPP-Ⅳ抑制劑聯(lián)合常規(guī)治療后,血清DPP-Ⅳ水平明顯降低,與治療前相比差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。血脂指標(biāo)中,TC、TG、LDL-C水平顯著下降,HDL-C水平有所升高(P<0.05)。炎癥指標(biāo)TNF-α、IL-6、hs-CRP水平也明顯降低(P<0.05)。而對照組僅接受常規(guī)治療,上述指標(biāo)雖有一定改善,但與實驗組相比,改善程度較?。≒<0.05)。這表明DPP-Ⅳ抑制劑在降低慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化患者DPP-Ⅳ水平的,能夠有效調(diào)節(jié)血脂和炎癥指標(biāo),對疾病的治療具有積極作用。5.2動物實驗研究5.2.1實驗動物模型構(gòu)建本研究選用8周齡雄性載脂蛋白E基因敲除(ApoE-/-)小鼠作為實驗動物,共60只,購自上海斯萊克實驗動物有限責(zé)任公司,飼養(yǎng)于溫度(23±2)℃、濕度(50±5)%的環(huán)境中,給予12小時光照/12小時黑暗的周期,自由攝食和飲水。采用慢性束縛應(yīng)激結(jié)合高脂飲食的方法構(gòu)建慢性應(yīng)激性動脈粥樣硬化動物模型。將小鼠隨機(jī)分為模型組和對照組,每組30只。模型組小鼠每天接受6小時的束縛應(yīng)激,持續(xù)8周。束縛應(yīng)激裝置采用自制的透明塑料束縛筒,其內(nèi)徑略大于小鼠身體直徑,長度能保證小鼠可自由呼吸但不能轉(zhuǎn)身和大幅度活動。在束縛應(yīng)激的同時,模型組小鼠給予高脂飼料(含21%脂肪、0.15%膽固醇)喂養(yǎng);對照組小鼠正常飼養(yǎng),給予普通飼料。在實驗過程中,每周稱量小鼠體重,觀察小鼠的行為學(xué)變化,如活動量、進(jìn)食情況、精神狀態(tài)等。實驗結(jié)束后,對小鼠進(jìn)行麻醉,腹主動脈取血,分離血清,用于檢測血脂指標(biāo)和DPP-Ⅳ水平。同時,取小鼠主動脈弓及胸主動脈,用4%多聚甲醛固定,用于后續(xù)的病理組織學(xué)分析。5.2.2實驗干預(yù)與結(jié)果觀察在模型構(gòu)建成功后,將模型組小鼠進(jìn)一步隨機(jī)分為DPP-Ⅳ抑制劑干預(yù)組和模型對照組,每組15只。DPP-Ⅳ抑制劑干預(yù)組小鼠給予DPP-Ⅳ抑制劑西格列?。?0mg/kg/d)灌胃,模型對照組小鼠給予等體積的生理鹽水灌胃,持續(xù)4周。4周后,對各組小鼠進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)檢測和觀察。通過蘇木精-伊紅(HE)染色觀察主動脈病理形態(tài)學(xué)變化,測量動脈粥樣硬化斑塊面積。結(jié)果顯示,模型對照組小鼠主動脈內(nèi)膜明顯增厚,斑塊面積較大,而DPP-Ⅳ抑制劑干預(yù)組小鼠主動脈內(nèi)膜增厚程度較輕,斑塊面積明顯小于模型對照組(P<0.05)。在血脂指標(biāo)方面,檢測血清總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)水平。與對照組相比,模型對照組小鼠血清TC、TG、LDL-C水平顯著升高,HDL-C水平降低(P<0.05)。給予DPP-Ⅳ抑制劑干預(yù)后,DPP-Ⅳ抑制劑干預(yù)組小鼠血清TC、TG、LDL-C水平明顯下降,HDL-C水平有所升高(P<0.05)。炎癥指標(biāo)檢測結(jié)果表明,模型對照組小鼠血清腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)和高敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP)水平顯著高于對照組(P<0.05)。DPP-Ⅳ抑制劑干預(yù)組小鼠血清TNF-α、IL-6、hs-CRP水平明顯低于模型對照組(P<0.05)。通過免疫組織化學(xué)法檢測主動脈組織中DPP-Ⅳ的表達(dá),發(fā)現(xiàn)模型對照組小鼠主動脈組織
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