腹主动脉瘤(abdominal aortic aneurysm, AAA)是指腹主动脉局部出现的不可逆扩张，常发生于肾下腹主动脉段，当腹主动脉的血管直径超过正常直径的1.5倍或直径超过3 cm时，即可诊断[1]。细胞外基质(extracellular matrix, ECM)降解、炎症反应、血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cell, VSMC)凋亡、氧化应激等是AAA最主要的病理改变[2]。研究发现，花生四烯酸(arachidonic acid, AA)衍生物在动脉粥样硬化和AAA的发展中具有重要作用[3]。本文主要总结了花生四烯酸衍生物在AAA发生发展中的作用及其机制，为治疗AAA和发现新药物靶点提供思路。

1、AAA的发病机制

腹主动脉壁分为三层结构，分别是由内皮细胞覆盖的血管内膜、富含VSMC、层状弹性纤维和胶原纤维的血管中膜以及富含胶原细胞和成纤维细胞的血管外膜。AAA发病机制十分复杂，引起AAA的危险因素主要包括吸烟、高龄、血脂异常、高血压和冠状动脉疾病等。这些因素可以导致炎症反应的发生，而炎症是促进腔内血栓形成和AAA发展的重要因素[4]。一方面血管内固有的炎症细胞分泌的蛋白酶，特别是基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase, MMP)可降解ECM中的弹力蛋白和胶原蛋白；另一方面，炎症细胞浸润到血管中膜，分泌的MMP也可促进VSMC凋亡，导致血管壁损伤变薄。而被降解的胶原和炎症因子会促进血小板凝聚与活化以及凝血酶生成，导致凝血物质局部堆积，促进腔内血栓形成。同时，通过外膜血管或外膜周围淋巴结、内膜动脉粥样硬化斑块和腔内血栓，大量的天然免疫细胞，如中性粒细胞和巨噬细胞，以及获得性免疫细胞，如T和B淋巴细胞可以进入主动脉壁，其产生的细胞因子可以增强炎症反应，进一步导致血管壁变薄，增加AAA破裂的风险[5,6]。除此之外，氧化应激产生活性氧(reactive oxygen species, ROS)和活性氮(reactive nitrogen species, RNS)也可诱导中膜VSMC凋亡和表型改变，导致中膜产生基质和修复基质的能力部分丧失，促进AAA的生成[7]。研究发现，花生四烯酸衍生物，特别是前列腺素E2(prostaglandin E2,PGE2)、前列腺素D2(prostaglandin D2,PGD2)和血栓素A2(thromboxane A2,TXA2)等前列腺素(prostaglandin, PG)可以影响炎症反应，如影响MMP、炎症因子等产生，影响血小板凝聚与活化以及ECM降解，并且影响氧化应激反应的产生，进而影响AAA的发生发展[3]。

2、AAA的治疗手段

AAA的治疗主要分为药物治疗和手术治疗两种，依据AAA的严重程度进行选择[8]。一般大AAA(直径≥5.5 cm)建议手术治疗，而小AAA(直径<5.5 cm)建议药物治疗。手术治疗包括传统开放式手术治疗和腔内修复术治疗[9]。目前有许多与治疗AAA相关的药物，但并不能有效抑制AAA的发展，比较常用的是他汀类药物[10]。药物治疗主要包括①他汀类药物：抑制MMP分泌、抑制弹力蛋白降解，如匹伐他汀；②血管紧张素转化酶抑制剂/血管紧张素受体阻滞剂类药物：抑制炎症细胞浸润，抑制弹力蛋白降解，如培哚普利；③β受体阻滞剂：抑制ECM降解，如卡维地洛；④非甾体类抗炎药：抑制环氧合酶(cyclooxygenase, COX),抑制炎症细胞浸润，减少附壁血栓，如阿司匹林和吲哚美辛；⑤抗生素类药物：主要分为大环内酯类和四环类药物。

3、花生四烯酸代谢途径

花生四烯酸是一种具有4个双键的20碳链多不饱和脂肪酸，天然存在于细胞膜的结构磷脂中或储存在免疫细胞的脂质体中，主要来源于饮食摄入以及由亚油酸(linolenic acid, LA)合成。磷脂(phospholipid, PL)可以在三类磷脂酶即磷脂酶A2(phospholipase A2,PLA2)、磷脂酶C(phospholipase C,PLC)和磷脂酶D(phospholipase D,PLD)的作用下释放酯化的花生四烯酸。花生四烯酸通过酶促反应代谢，主要有三种代谢途径：COX、脂氧合酶(lipoxygenase, LOX)和细胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)途径。花生四烯酸通过CYP450途径，可代谢生成环氧二十碳三烯酸(epoxyeicosatrienoic acid, EET)和羟基二十碳四烯酸(hydroxy nervonic acid, HETE)。LOX包含5-LOX、12-LOX和15-LOX三种同工酶。花生四烯酸可以由其作用生成羟基过氧二十碳四烯酸(hydroperoxyeicosatetraenoic acid, HPETE)和HETE等。花生四烯酸在COX的作用下转化为前列腺素前体前列腺素G2(prostaglandin G2,PGG2)和前列腺素H2(prostaglandin H2,PGH2)。PGH2高度不稳定，迅速转化为前列腺素。花生四烯酸还可能发生非酶反应，产生异前列腺素(isoprostane, IsoP)和其他化合物，如亚硝基二十碳四烯酸[11](图1)。

图1.花生四烯酸的主要代谢途径  

3.1 CYP450途径衍生物在AAA发生发展中的作用及其机制

CYP450途径主要有两条作用途径：第一条是花生四烯酸在细胞色素P450 2J2(cytochrome P450 2J2,CYP2J2)的作用下，代谢生成EET,EET被水解为二羟基二十碳三烯酸(dihydroxyeicosatrienoic acid, DHET)。CYP2J2促进EET生成，抑制炎症反应，进而抑制MMP的表达、弹性蛋白的降解，延缓AAA的发生发展[12]。而EET中的11-EET和12-EET激活过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator activated receptorγ,PPARγ),经过NF-κB通路，抑制炎症细胞因子的产生和巨噬细胞迁移[13]。PPARγ激动剂罗格列酮也可延缓AAA发展[14]。可溶性环氧化物水解酶(soluble epoxide hydrolase, sEH)抑制剂可使EET水平升高，延缓AAA发展[13]。第二条是花生四烯酸在细胞色素P450 1B1(cytochrome P450 1B1,CYP1B1)的作用下，代谢为EET和HETE。一方面，此代谢途径生成的EET可以延缓AAA的发生发展；另一方面，性别是AAA的重要因素[15],男性患AAA的风险高于同年龄的绝经前女性，而睾酮在CYP1B1的作用下，代谢为6β-羟基睾酮(6β-hydroxyl-testosterone, 6β-OHT),增加男性患AAA的风险[16]。因此，还有待进一步针对导致AAA的性别因素方面研究花生四烯酸衍生物在CYP1B1代谢途径中的作用(图2)。

图2. CYP450途径代谢产物及影响 

3.2 LOX途径衍生物在AAA发生发展中的作用及其机制

15-HETE代谢生成脂氧素A4(lipoxin A4,LXA4),是一种抗炎介质。若存在足量的LXA4等抗炎化合物，可延缓AAA的发展[17]。

5-LOX级联的白三烯(leukotriene, LT)是一种炎性介质，影响血管通透性、VSMC增殖等功能。实验发现，5-LOX级联的LT通路促进AAA的发展[18]。LTA4在LTA4水解酶(leukotriene A4 hydrolase, LTA4H)和LTC4合酶(leukotriene C4 synthase, LTC4S)的作用下生成LTB4和LTC4。LTC4裂解产生LTD4和LTE4。LTC4、LTD4和LTE4共同构成半胱氨酰-白三烯(cysteinyl leukotriene, Cys-LT)。

LTB4是一种促炎介质，其信号主要通过其高亲和力的白三烯B4受体1(leukotriene B4 receptor 1,BLT1)介导，当BLT1缺陷时，血管壁中单核细胞趋化剂和白细胞减少，MMP-2和MMP-9减少，延缓AAA的发展[18]。而目前针对Cys-LT与AAA关系的研究主要围绕其受体进行。Cys-LT的受体主要有三种，分别是Cys-LT1、Cys-LT2和Cys-LT3。其中Cys-LT1和Cys-LT2以高亲和力结合LTC4和LTD4,对LTE4的亲和力较低；而Cys-LT3,即G蛋白偶联受体99(G protein-coupled receptor 99,GPR99),特异性结合LTE4[19]。实验表明，对Cys-LT1的拮抗作用延缓CaCl2诱导的AAA发展[20]。目前已知，LTD4上调人单核细胞和小鼠巨噬细胞炎症蛋白1α(macrophage inflammatory protein-1α,MIP-1α)表达，MIP-1α诱导MMP等蛋白水解酶的释放。而Cys-LT也可以诱导巨噬细胞及AAA组织释放MMP[21]。拮抗Cys-LT1受体的药物孟鲁司特阻止MMP-9和MIP-1α的释放，延缓AAA的发展[20,22,23]。

当抑制5-LOX的基因表达时，并没有显著抑制AAA,因为5-LOX不仅促进了LT等促炎介质的生物合成，还促进了脂氧素和分解素等抗炎介质的生物合成[24](图3)。

图3. LOX途径代谢产物及影响  

3.3 COX途径衍生物在AAA发生发展中的作用及其机制

COX主要有COX-1和COX-2两种，其中COX-1表达于血管和血小板等绝大多数组织，是前列腺素的主要来源，而COX-2由各种炎症刺激、激素或生长因子诱导产生。在炎症过程或增殖性疾病期间，COX-1被COX-2取代。前列腺素是一类炎症介质，包括PGE2、PGD2、PGI2、PGF2α和TXA2。其受体有9种：PGE2受体EP1、EP2、EP3和EP4,PGD2受体DP1和DP2,PGF2α受体FP,PGI2受体IP以及TXA2受体TP(图4)。

图4. COX途径代谢产物及影响  

PGF2α与受体FP结合，促进全身炎症和血管损伤[25],但目前针对PGF2α及其受体FP在AAA中的作用还有待研究。TXA2是一种促炎介质，主要通过TP受体与蛋白Gq和G12/13偶联。当受体TP激活时，炎症反应增加[26,27]。所以，同时具有对TXA2合酶抑制作用和TP受体拮抗作用的药物如BM-573[28]可以减少炎症因子表达，延缓AAA的发展。有学者研究伊洛前列素对开放性择期AAA手术后全身缺血的影响，发现其是一种血管扩张剂和血小板活化抑制剂，主要通过抑制促炎细胞因子LT、TXA2等物质来介导[29]。

PGI2是一种抗炎介质，与TXA2对血管张力和血小板活化产生的影响相反[26]。其主要由COX-1在内皮细胞和VSMC中诱导产生以及由COX-2在炎症过程中诱导合成。PGI2可以与其受体IP结合，起到血管扩张、抑制VSMC增殖等作用[28]。因此，可以尝试促进PGI2作用并抑制TXA2作用的实验，探究其对AAA发展的影响。PGD2也是一种抗炎介质，通过受体亚型DP1、G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors, GPCR)和在Th2淋巴细胞上表达的趋化受体同源分子(chemokine receptor-homologs molecule expressed on Th2 cell, CRTH2)发挥作用[30]。激活DP1可以导致炎症细胞因子产生、血管扩张等。研究发现，PGD2通过DP1诱导巨噬细胞从M1型向M2型极化[31],抑制TNF-α和INF-γ等Th1炎性细胞因子的表达[32],促进炎症消退[33]。但研究发现，在AngⅡ输注诱导的低密度脂蛋白受体敲除小鼠和CaCl2注射诱导的野生型小鼠的AAA模型中，敲低DP1以及向小鼠注射DP1或DP2特异性拮抗剂均可抑制小鼠AAA的形成[34]。现有药物雷马曲班是DP2和TXA2的双重拮抗剂，可以延缓AAA发展。因此，目前可以针对DP2等靶点研究新型延缓AAA发展的药物。

PGE2是内皮细胞中主要的前列腺素，在PGE合酶的三种同工型[膜结合型PGE2合酶1(microsomal PGE2 synthase-1,mPGES-1)、膜结合型PGE2合酶2(microsomal PGE2 synthase-2,mPGES-2)和胞浆型PGE2合酶(cytosolic PGE2 synthase, cPGES)]的作用下合成。PGE2与四种EP受体结合，可与不同的G蛋白特异性偶联。EP1受体与Gq蛋白结合，增加细胞内Ca2+浓度；EP2和EP4受体与Gs蛋白结合，使cAMP浓度增加；EP3受体主要与Gi蛋白耦联，使cAMP水平降低。其中，EP3和EP4最为常见，尤其是在血小板中，分别介导促血小板和抗血小板作用[35]。研究发现，EP1在人动脉粥样硬化斑块炎症区域的表达增强。PGE2激活EP2受体并随后升高cAMP水平，诱导单核细胞/巨噬细胞在内皮下间隙积聚；通过激活EP3受体并随后抑制cAMP依赖性通路，促进血小板聚集并导致动脉粥样硬化[36]。由于动脉粥样硬化可以导致炎症反应，是引起AAA的重要因素，可以探索PGE2通过EP1、EP2、EP3受体对AAA发生发展的影响。

目前主要研究EP4受体对AAA发展的影响。在动物模型研究中发现选择性EP4拮抗剂可以抑制PGE2诱导的IL-6分泌并抑制MMP-2和MMP-9的活性，进而延缓AAA的发生发展[37]。研究发现，EP4受体可通过PI3K/Akt、MAPK/ERK、NF-κB等不同信号通路在炎症性心血管疾病中发挥多重作用。比如，EP4受体通过cAMP/PKA/mTORC1/RpS6通路对肌腱蛋白C(tenascin-C,TN-C)进行转化控制，促进血管新生内膜增生[38],促进巨噬细胞分泌MMP[39],应是具有促进AAA发展的作用；还可通过刺激PKA/TAK1/NF-κB/JNK/p38通路，诱导VSMC中的IL-6增加，促进单核细胞/巨噬细胞浸润和MMP-9激活，促进AAA的发展[40],但EP4受体也可通过抑制NF-κB信号通路，减少巨噬细胞分泌炎性细胞因子和趋化因子[41],反而可能具有抑制AAA发展的作用。综合来看，PGE2通过EP4受体对于炎症反应和AAA的作用还有待进一步研究，但从动物模型研究中可以看出PGE2通过EP4受体促进AAA发展，因此有必要研究EP4受体影响AAA发展的主要信号通路，以期发现新的潜在靶点，可以针对靶点，研发药物延缓AAA的发展。

研究发现，COX-2/mPGES-1/PGE2轴与炎症性心血管疾病密切相关[42]。敲除mPGES-1可抑制PGE2,抑制血管炎症和氧化应激反应，延缓小鼠AAA发展[43]。但若是COX-2选择性抑制剂，其在抑制PGE2的同时，也抑制了PGI2等心血管保护性前列腺素的产生。所以抑制mPGES-1或靶向PGE2的受体可以减少炎症性PGE2的合成或阻断其生物学活性，是比较理想的制药靶点。

除了从前列腺素及其受体角度考虑如何抑制AAA的发展，还有一些研究是关于COX等前列腺素相关酶的变化对AAA产生的影响。非甾体类抗炎药(non-steroidal anti-inflammatory drug, NSAID)是临床最常用的解热镇痛抗炎药，以阿司匹林为例，其是一种COX-1抑制剂，可以抑制MMP-2和MMP-9等产生，抑制巨噬细胞募集，延缓AAA发展[28]。还有一些研究是通过抑制COX-2表达来抑制AAA的发展。丁香酚是丁香的主要生物活性成分，其可以下调NF-κB和COX-2的表达，抑制AAA发展[44]。调节性T细胞可以下调主动脉组织中的巨噬细胞和T细胞等炎症细胞和MCP-1等促炎细胞因子的表达来降低炎症反应，抑制COX-2表达，抑制MMP分泌，进而抑制ECM降解，延缓AAA发展[45]。而p27第10位丝氨酸磷酸化缺失通过抑制主动脉内皮细胞中COX-2的活性，抑制AAA的发展[46]。

除此之外，参与前列腺素分解代谢的15-羟基前列腺素脱氢酶(15-hydroxyprostaglandin dehydrogenase, 15-PGDH),也被认为是一个理想的制药靶点。其催化前列腺素生成13,14-二氢-15-氧代-前列腺素，可以有效降解促炎前列腺素，抑制炎症反应，延缓AAA发展[47]。

3.4非酶途径衍生物在AAA发生发展中的作用及其机制

IsoP是一类通过自由基诱导花生四烯酸过氧化产生的多不饱和脂肪酸过氧化产物，主要包括D2-lsoP、F2-IsoP、环戊烯酮-A2-IsoP和环戊烯酮-J2-IsoP等。其中，F2-IsoP的测定可以用来评估体内氧化应激状态，而氧化应激对AAA的发生发展有促进作用[48]。环戊烯酮IsoP可以抑制巨噬细胞的炎症反应[46]。15-A2-IsoP和15-J2-IsoP可有效抑制COX-2的表达以及前列腺素的产生[46]。15-F2t-IsoP抑制单核细胞与人真皮微血管内皮细胞的附着，其是炎症反应早期事件。因此，15-F2t-IsoP可能对AAA产生影响[49]。因此，可以进一步研究环戊烯酮IsoP、15-A2-IsoP、15-J2-IsoP以及15-F2t-IsoP等化合物在AAA发生发展中的作用。

4、总结与展望

该文总结了AAA的发病机制、诊断方法和目前的治疗手段。花生四烯酸衍生物，特别是前列腺素，对AAA的发生发展有重要作用。花生四烯酸衍生物主要通过调节炎症反应，影响炎症细胞与炎症因子生成以及血小板凝聚与活化，进而影响AAA的发生发展。目前对于花生四烯酸衍生物在AAA中的作用研究较成熟，该文总结了已上市药物如罗格列酮、孟鲁司特、雷马曲班等，在AAA动物模型中效果明显，这主要是通过靶点COX-1/COX-2来源的TXA2、PGD2、PGE2等下游通路而实现，但仍需进一步进行临床试验对这些药物的有效性进行验证。同时，针对12-HETE等代谢物以及PGE2的EP1、EP2、EP3受体等在AAA发生发展中的作用研究较少。除此之外，对于PGE2通过EP4受体影响炎症反应，进而影响AAA发展的研究仍存在争议，需进一步研究其具体作用机制，以期发现新的潜在靶点。因此，一方面需要进一步研究花生四烯酸及其衍生物在AAA发生发展中的作用机制，另一方面需要针对发现的潜在靶点进行新药开发，以挽救AAA患者的生命。

参考文献:

[4]赵战芝,吴鹏.黑色素瘤缺乏因子2在动脉粥样硬化和腹主动脉瘤中的作用[J].中国动脉硬化杂志,2022,30(10):913-920.

[8]中华医学会外科学分会血管外科学组.腹主动脉瘤诊断和治疗中国专家共识(2022版)[J].中国实用外科杂志,2022,42(4):380-387.

基金资助:国家自然科学基金项目(82370068､81771513);天津市青年人才托举工程项目(TJSQNTJ-2018-10);京津冀三地基础研究项目(20JCZXJC00150);

文章来源:焦志昂,昌悦悦,孟硕,等.花生四烯酸衍生物在腹主动脉瘤发生发展中的作用[J].中国动脉硬化杂志,2024,32(05):437-443.