【www.zhangdahai.com--共青团公文】
【摘要】 对氧磷酶(Paraoxonase，PON)基因家族有PON1、PON2和PON3三个成员。PON1是一种与高密度脂蛋白（HDL）相关的酯酶，它能够水解有机磷；PON1的遗传多态性与冠心病的发生、发展密切相关，可能是冠心病的独立危险因素；PON1的活性与冠状动脉粥样硬化呈负相关；PON1以HDL为载体，与载脂蛋白A1（apoA1）紧密结合，通过抑制低密度脂蛋白（LDL）的氧化修饰，降低体内氧化型低密度脂蛋白（OX-LDL）水平，并破坏已形成的OX-LDL中的具有细胞毒性的溶血磷脂，因而起到抗冠状动脉粥样硬化的作用。
【关键词】 对氧磷酶；基因多态性；冠状动脉粥样硬化；高密度脂蛋白；氧化型低密度脂蛋白
1 PON1生化特性
PON家族是由PON1，PON2，PON3三大成员组成的.其中PON1的抗动脉粥样硬化最为重要。PON1主要由肝脏合成，只存在于血浆的高密度脂蛋白中，相应蛋白质大小为40 kD，其在人体组织中的表达尚未有报道。P0N1在血清中主要以HDL为载体，通过与ApoA1紧密结合而发挥作用，即通过抑制LDL的氧化修饰，降低体内OX-LDL水平，并破坏已形成的OX-LDL中的具有细胞毒性的溶血磷脂，因而起到抗动脉粥样硬化的作用。
2 PON1的基因多态性与冠状动脉粥样硬化
2．1 PON1的编码基因多态性 PON1有2个常见的遗传多态性，192位的谷氨酰胺／精氨酸替换(G／A192)和55位的甲硫氨酸／亮氨酸替换(M／L55)。多项研究表明这些多态性可以影响血清中PON1浓度、活性及对多种底物的水解效率，证实与冠心病（CHD）以及血浆总胆固醇和LDL胆固醇水平变
化相关。Wheeler等最近分析了已报道的43项基因相关性研究的数据，合计超过11 000名病例与113 000名对照，发现PON1 A192同CHD存在相关性。实验室研究证实，PON1-l92AA和55LL的水解活性最高，而192GG和55MM活性最低，杂合子活性介于两者之间。PON1的抗氧化活性与水解活性负相关，故192GG和55MM 的抗氧化活性最高[１]，研究结果也显示PON1基因的Q/R192与冠心病发病密切相关。但刘瑞等[2]有研究证实G/A192多态位点与中国人冠心病无相关性。苏显鸣、崔长琮等对动脉造影确诊的222例冠心病患者和164例非冠心病患者，采用PCR-酶切法检PON1-基因192位Gln-Arg多态性并进行对比分析，结论陕西汉族人群PON1-192位Gln-Arg基因多态性与CHD发病之间无相关性[3]。研究表明PON1的活性可能比基因型更重要，血清中PON1低水平与冠心病密切相关。
2．2 PON1上游启动子的基因多态性
现在发现在PON1上游启动子区存在3个多态性位点T一108 C、A，一162 G、G，一909 C、G，且这些多态性能影响PON1的基因表达水平和PON1血清活性水平。也有资料只证实T一108 C、A基因多态性能影响PON1的转录和浓度[4] 。Leviev等报道T一108 C、A基因多态性为冠心病的一个独立危险因子[5] 。邵海琴 、张英等探讨中国人对氧磷酶-1启动子基因一909 C、G遗传多态性与CHD及其血脂水平的关系。应用多聚酶链反应(PCR)对86例冠心病患者和128例正常对照者PON1基因酶切位点的限制性片段长度多态性(RFLP)进行分析。结果发现PON1启动子基因一9O9 C／G位点存在多态性，但PON1基因启动子一909 C／G多态性与中国人CHD无关联[6]。同时Victoria等认为一108、一162、一909都能影响PON1的表达，但三者之间无加和性，它们对PON1活力水平的影响受其临近的多态性位点的相互作用以及环境因素的影响，但受哪些多态性位点及环境因素的影响还不清楚。
这些相互矛盾的结论提示我们尚需要进步研究PON1的基因型在动脉粥样硬化中的确切的作用。目前不少研究提示PON1血清浓度和活性是冠心病更好的预测因子 ，因此更多的研究将会转向PON1血清状态的调节。对PON1基因的进一步研究亦会逐渐以发现对其基因表达和血清状态起关键作用的点突变和多态性位点为重点研究方向。
3 血清PON1活性水平与冠状动脉粥样硬化
Ayub等[7]直接测量冠心病患者血清PON１的活性，发现PON１水平仅为对照组的一半，而且发生心肌梗死的患者在心肌缺血胸痛发作前的数小时内PON１活性就有明显降低。杨玉恒等已报道采用分光光度法测定61例非冠心病患者和151例冠心病患者的血清PON１活性，以冠状动脉照影结果作为分组依据，发现冠心病组血清PON１活性明显低于对照组，单支、双支、三支病变组间PON１活性依次降低，差异均有显著性（P＜0．001）。许多实验同样表明PON１活性确实影响了冠心病的发生发展，PON１活性的降低可作为冠心病发病的独立危险因素，关于PON１是否还影响冠心病的预后，现在还没有报道。
4 PON1抗动脉粥样硬化的机制
4．1 PON1与HDL
血清PON1具有抗动脉硬化作用，机制在于血清PON1活性影响了脂质氧化代谢过程。血清PON1酶蛋白是与HDL紧密相连的钙离子依赖型的酶蛋白，在LDL氧化修饰和HDL的抗氧化修饰中起重要作用。在脂质氧化代谢中，HDL具有延缓动脉粥样硬化的作用已成为共识，以往认为HDL抗动脉粥样硬化的作用主要是由HDL的胆固醇逆向转运作用所介导的，但目前越来越多的证据表明，HDL阻止LDL的氧化修饰作用起着更为重要的作用。而在这一过程中，与HDL密切相关的PON1起着关键的作用。体外研究表明，PON1可以抑制LDL的氧化修饰[8],这可以部分解释HDL保护LDL免于氧化修饰的机制。目前的基础研究表明[9],结合在HDL上的PON１酶蛋白能将脂质过氧化物水解成乙醇和羧酸，通过与HDL上的另一种酶即血小板活化因子-乙酰水解酶协调作用，可使HDL发挥抑制LDL的氧化修饰作用，减少OX-LDL水平和含量的作用，而LDL的氧化及其产物OX-LDL在动脉粥样硬化的发病中起重要作用。Shih等[10]研究发现HDL如果没有PON1活性，就不具有抗氧化功能。人血清PON1活性与HDL对氧化的敏感性呈负相关，补充PON1可以延长HDL氧化的延迟期，降低HDL过氧化物的生成，而经氧化修饰的HDL，其脂质（主要是磷脂和胆固醇酯）和apoA1发生改变，引起一系列理化性质的改变，使HDL丧失了原有抗动脉粥样硬化的作用。
4．2 PON1与LDL
血清LDL氧化是动脉粥样硬化发生、发展的重要早期环节，OX-LDL是促发动脉粥样硬化最重要的始动因子。PON1可抑制LDL氧化，PON1与高密度脂蛋白上的血小板活化因子乙酰水解酶、卵磷脂胆固醇酰基转移酶、载脂蛋白J协同发挥抑制氧化修饰作用,防止氧化产物在LDL上的堆积。PON1可以破坏和减少低密度脂蛋白在氧化修饰过程中产生的具有细胞毒作用的溶血磷脂和氧化型磷脂,使之变成对人体无害的物质。PON1还可以对已形成OX-LDL有降解作用，从而降低OX-LDL的含量。戚国庆等选择冠心病组82例，对照组48例，空腹静脉血测PON1活性和OX-LDL水平，冠心病组与对照组血清PON1活性比较,冠心病组明显低于对照组。冠心病组与对照组OX-LDL比较,冠心病组明显高于对照组,PON1活性与OX-LDL呈负相关[11]，结果支持血清PON1活性降低通过影响OX-LDL水平使其升高而促进了冠状动脉粥样硬化的发生发展观点。
4．3 PON1与泡沫细胞形成
PON1能抑制泡沫细胞的形成，防止动脉硬化。我们知道，在动脉硬化早期单核细胞黏附于内皮层，迁移至内膜下变成巨噬细胞，吞噬胆固醇形成泡沫细胞是早期动脉硬化的标志。PON1通过阻滞巨噬细胞对胆固醇摄取、抑制巨噬细胞胆固醇的生物合成以及促进胆固醇从巨噬细胞流出方面的作用从而达到抑制泡沫细胞的形成，防止动脉硬化。研究发现[12] PON1基因被敲除的鼠巨噬细胞与提纯的人类PON1共同培养，在巨噬细胞胆固醇合成方面呈现出剂量依赖性抑制效应高达80%，这些作用与PON1处理后巨噬细胞溶血磷脂酸胆碱形成有关。PON1可能还通过降低脂质过氧化物在血管壁的沉积，影响冠状动脉粥样硬化的进程。
5 影响PON1活性的理化因素及其他
5．1 近来一些实验研究了降脂治疗对PON1活性和浓度的影响并试图探讨其机制。氟伐他汀 ( 每天20 mg/kg) 可降低该酶活性分别达23．6%和17．4% [13]。Deakin等 [14] 报道辛伐他汀可显著增加血清PON1活性及浓度。此外,通过体外实验作者提出了其可能的分子机制。辛伐他汀可上调PON1基因的启动子活性,且呈剂量依赖方式。这种调节可能通过一种核转录因子-胆固醇调节元件结合2来实现。高胆固醇血症患者与健康人相比，患者PON mRNA表达和活性分别下降100%和40%，经阿托伐他汀治疗(20 mg／d)共2个月，PON：mRNA表达和活性分别增加100%和40% [15]。所以上调PON1表达和提高其活性，可能是他汀类降脂药物抗动脉粥样硬化的重要机制之一。
5．2 吸烟可降低血清PON1的活性和浓度，若戒烟则其下降的PON1水平可逐渐恢复至正常水平。另外体外实验也发现：吸烟可直接抑制PON1活性，据此也可推测吸烟可通过削弱机体抗氧化能力、增强氧化强度来诱发心血管疾病。
酒精影响PON1水平与酒精的摄入量有关，轻度酒精摄入(13～39 g／d)者血清PON1活性比非酒精摄入者高，而重度酒精摄人(≥80 g／d)者血清PON1活性比非酒精摄入者降低。因此少量酒精摄入也许有利于减慢冠状动脉粥样硬化的进展。
年龄、性别及机体的炎症状况及胰岛素抵抗对PON1的活性也有影响，PON1的活性随年龄的增长而降低。老年人、绝经期妇女PON1活性下降。有研究发现[16]：雄性鼠血浆中PONI的活性较低而且雄性叙利亚仓鼠在炎症期间其PON1的活性也降低，致炎物质脂多糖(LPS)能进一步降低雄鼠肝脏的PON1 mRNA的表达，抗炎剂地塞米松可以使LPS处理过的雄鼠和雌鼠的PON1 mRNA的水平均增加2倍。Mackness等发现2型糖尿病患者血清中PON活性较对照组明显降低。
有报道称维生素C，E与PON1活性呈负相关，但也有体外实验证实：即使达到药物剂量的维生素E的摄入也不会影响PON1活性。有报道长期接触电离放射线的人群( > 5 年) PON1 对氧磷酶活性较对照组降低了25 %～30 %[17]。急性暴露于有机磷者PON1活性下降，但目前尚不能确定慢性暴露于低水平有机磷或其它毒性物质是否也会影响PON1活性。
有报道肝病患者血清PON1活力较正常人明显下降，可能与肝细胞功能严重受损、酶合成下降有关。
6 总结
PON1是一种钙离子依赖性HDL相关性酯酶,因能水解氧化脂质及氧化型低密度脂蛋白、保护HDL和LDL免受氧化修饰以及抑制巨噬细胞源性泡沫细胞形成而具有抗动脉粥样硬化作用。PON1对冠心病的保护作用已明确，有大量研究认为PON1 基因多态性与动脉粥样硬化危险度之间存在相关性,但近年有、不少学者提出PON1 血清浓度和活性是冠心病更好的预测因子，PON活性及浓度的降低可作为冠心病发病的独立危险因素。关于其血清浓度和活性调节的研究已大量开展,进一步阐明其作用机制及其影响因素是PON1 研究的方向,这可能为冠心病提供新的诊断和治疗途径。
参考文献
1 Brophy VH，Jampsa RI，Clendenning JB，et al efects of 5 regulatory- region potym orphisms on paraoxonase- gene (PON 1) Expression．Am J Hum Genet，2001，68 (6)：1428-1436．
2 刘瑞，白怀．冠心病患者对氧磷酶基因192位Gin-Arg多态性的研究．华西医大学报，2001，32(3)：385-388．
3 邵海琴 ，张英.冠心病患者对氧磷酶启动子基因一909 C／G 多态性分析.职业与健康，2007-3，23（5）:321-323.
4 Victoria HB，Michele DH,James BC, eta1.Polymorphisms in the human paraoxonase (PON1) promoter. Pharmacogenefics,2001,11:77-84.
5 Ilia L，Alberto R，Richard WJ，et a1．Paraoxonase promoter polymorphisms T(一107)C and relative paraoxonase deficiency as determinants of risk of coronary heart disease. MOl Med,2001,79：457-463．
6 苏显鸣，崔长琮. 对氧磷酶-1192位Gln-Arg基因多态性与冠心病的相关性. 西安交通大学学报：医学版，2006，27（3）：246-249.
7 Ayub A，Machness MI，Arrol S，et al．Serm paraoxonase arter myorardial infarction.Arterioscler Thromb Vase Biol,1999,19(2):330-335．
8 WATSON AD,BERLINER JA，HAMA SY，et al. Protective effect of HDL associated paraoxonase inhibition of the biological activity of minimally oxidized low density lipoprotein
9 宁江海，王玉霞，王青定，等．人血清对氧磷酶的部分纯化及解毒效应．中国药理学与毒理学杂志，2002，16(1) ：60-65．
10 SHIH DM，GUL，XIA YR，et al．Mice laking serum paraoxonase are susceptible to organophosphate toxicity and atherosclerosis.Nature,1998,394(2)；284-289．
11 戚国庆,贾彬，杜文涛，等.冠心病患者血清对氧磷酶-1活性对氧化低密度脂蛋白水平的影响.临床荟萃,2006,21(24):1783-1784.
12 ROZENBERGO，SHINDM，AVIRAMM．Human serum paraoxonase1 (PON1）dreases macrophage cholesterol biosynthesis：a possible role for its phosphor-lipase-A2 ativity andlysophosphatidylcholineformation.Arterioscler Thromb Vasc Biol,2003,23：461-467。
13 Beltowski J , Wojcicka G, Jamroz A. Effect of 3-hydroxy-3-methylglutarylc -oenzyme A reductase inhibitors ( statins) on tissue paraoxonase 1 and plasma platelet activating factor acetylhydrolase activities. Cardiovasc Pharmacol ,2004,43(1):121-127.
14 Deakin S,Leviev I,Guernier S,James RW.Simvastatinmodulates expression Of the PON1 gene and increases serum paraoxonase:arole for sterol regulatory element 2binding protein22. Arterioscler Thromb Vasc Biol,2003,23 ( 11 ) : 2083-2089.
15 ROSENBI AT M ，H AYEK T，H USSEIN K，eta1．Decreased macrophage paraoxonase 2 expression in patients with hypercholesterolemia is the result of their increased cellular cholestero1 content：effect of atorvastatln therapy．Arterioscler Thromb Vasc Bio1，2004，24：175-180．
16 Bin Ali A，Zhang Q，Lim YK，et a1．Expression of major HDL-associated antioxidant PON-l is gender dependent an d regulated during inflaHmtion. Free Radic Biol Med，2003，34(7)：824-829．
17 Serhatlioglu S , Gursu MF , Gulcu F , Canatan H , Godekmerdan A. Levels of paraoxonase and arylesterase activities and malondialdehyde in workers exposed to ionizing radiation. Cell Biochem Funct,2003,21(4) : 371-375.
