李路曼 077821 中国医科大学临床医学七年制93期8班 指导教师：刘莉

摘要   血浆纤溶酶原激活物抑制剂-1(plaminogen activator inhibitor-1，PAI-1)是丝氨蛋白酶抑制剂家族成员之一，是组织型和尿激酶型纤溶酶原激活剂的特异性抑制剂。遗传因素、脂肪含量、细胞因子以及肾素一血管紧张素一醛固酮系统等可调控PAI-1的表达。肥胖患者血浆PAI-1水平普遍增高，从而导致纤溶系统失衡，易引发肥胖相关的代谢紊乱及心血管疾病。

关键词  血浆纤溶酶原激活物抑制剂-1 纤溶系统 肥胖

    许多临床和流行病学研究资料表明冠心病、脑梗塞以及周围血管病等肥胖相关疾病与血浆纤溶酶原激活物抑制剂-1(plaminogen activator inhibitor-1，PAI-1)有着密切联系。纤溶系统由纤溶酶原、纤溶酶原激活物和激活物特异性抑制剂、纤溶酶及纤溶酶抑制物组成，其主要功能是通过纤溶酶溶解纤维蛋白而将其从循环系统中清除出去。PAI是纤溶系统活性主要的生理调节物，它在体内有多种形式，包括内皮细胞型（PAI-1）、胎盘型（PAI-2）、尿型（PAI-3）和连接蛋白酶-1（protease nexin-1），其中PAI-1在纤溶活性调节中起着重要作用，它主要灭活组织型纤溶酶原激活物。PAI-1和t-PA之间的平衡对维持纤溶系统正常功能十分重要。血浆纤溶活性的降低常常是由于血浆PAI-1水平升高所致。一系列证据表明肥胖者多伴有纤维蛋白溶解功能的异常。近年来，肥胖与PAI-1的研究已成为一个热点。

一、PAI-1概况

（一）  PAI-1的结构

PAI-1是一种单链糖蛋白，相对分子量47000 u，由379个氨基酸组成。人体PAI-1基因定位于7q21.3-q22，长约12.2kb，含有9个外显子，被8个内含子隔开，其中第1外显子为编码信号的序列，第9外显子的绝大部分为非翻译区^[1]。

PAI-1在体内有三种存在形态，即活性态、潜在活性态和底物态。只有活性态的PAI-1对组织型纤溶酶原（tissue-plasmin, t-PA）和尿激酶型纤溶酶原激活物（urokinase-plasmin，u-PA）起抑制作用^[2]，从而使活性纤溶酶生成减少，导致纤维蛋白降解减少，给血栓形成创造了有利条件^[3]。

（二） PAI-1的合成及调节

许多细胞可合成PAI-1，包括肝细胞、血管平滑肌细胞、内皮细胞、成纤维细胞、肾小球系膜细胞和脂肪细胞。近来研究显示，血小板也可合成和分泌活性PAI-1^[4]。葡萄糖、胰岛素，糖皮质激素、血管紧张素Ⅱ、凝血酶、低密度脂蛋白-胆固醇、转化生长因子-β可促进PAI-1基因表达，而白细胞介素、雌激素及β-肾上腺素能受体阻滞剂可抑制PAI-1基因表达^[5]。血浆PAI-1水平具有昼夜节律性，其波动造成纤溶活性的变化。其峰值出现在清晨，同时也是纤溶活性的最低点，与急性心肌梗死发生的高峰相符。

有研究显示，生物钟组成蛋白能通过活化PAI-1启动子驱动PAI-1的昼夜变化^[6]。PAI-1启动子对代谢性因子及激素十分敏感。PAI-1启动子上游调控部位存在相关转录反应位点，包括1个同时介导醛固酮反应的糖皮质激素反应元件，1个极低密度脂蛋白反应位点，2个调节葡萄糖／葡糖胺反应性的sp1位点，以及转录起始点上游15kb处的肿瘤坏死因(tumor necrosis factor , TNF)-α反应位点等^[7]。TNF-a反应位包含核因子-κB(nuclear factor –κB, NFκB)结合位点，在体外能调节TNF-α的反应性并结合NF-KB的亚单位p50和p65^[1]。

二、PAI-1与肥胖

研究显示，脂肪组织是PAI-1的重要来源之一，外科脂肪切除或饮食控制减少脂肪均与肥胖患者血浆PAI-1水平降低相关^[8]。内脏和皮下脂肪均可表达PAI-1，但网膜脂肪移植物和来自同一患者的皮下脂肪相比，可生成更多的PAI-1，这可以用来解释内脏型肥胖与血浆PAI-1水平增高具有更密切的关联。肥胖患者血浆PAI-1水平升高，可能由于过多的脂肪或其他脂肪来源因子刺激局部和全身的PAI-1生成所致^[9]。

肥胖人群中血浆PAI-1水平普遍升高，由此导致的机体纤溶活性降低。肥胖常与遗传因素，脂肪细胞，细胞因子，肾素一血管紧张素一醛固酮系统（renin-angiotensin-aldosterone system，RAAS）等有关，因此引起血浆PAI-1水平升高的机制也是多方面的。

（一）遗传因素

最近研究表明血浆PAI-1水平的升高部分依赖于遗传因素^[10]，位于7号染色体上PAI-1多态性基因调控血浆PAI-1水平：一对等位基因CA（位于内含子3）和一对等位基因HindIII（位于3区多态性限制性片段）^[6]。位于转录起始点上游675bp的附加多态位点，由一段鸟嘌呤核苷插入/缺失/变异点组成：4G或5G。个体拥有4G/4G多态位点显示高浓度PAI-1水平^[11]。有研究显示个体带有4G等位基因纯合子拥有更高的血浆PAI-1活性和血小板抗原性^[12]。

研究显示HindIII限制片段长度和4G/5G多态性增强子不仅提高健康个体的血浆PAI-1水平，而且对于循环系统系统紊乱有调控作用，如冠状动脉疾病，同种异体移植冠状疾病，肺动脉栓塞等^[13]。

（二）脂肪组织

最近有研究表明，由脂肪组织生成的PAI-1，特别是腹部网膜脂肪组织生成的PAI-1可能是肥胖者中血浆的主要来源，因此肥胖患者中脂肪组织合成PAI-1的能力超过其他任何组织^[14]。实验证明，给予基因缺陷型和野生型小鼠高脂肪饮食17周后，观察到基因缺陷型小鼠体重增加的速度明显高于野生型小鼠，而基因缺陷型小鼠却未见野生型小鼠中表现出来的脂肪基质细胞明显增生的现象^[15]。因此他认为肥胖者体内PAI-1的过度表达，可能是参与抑制脂肪组织发展的一种代偿机制^[16]。在人类脂肪组织中，基质细胞可能是合成PAI-1的主要细胞^[17]。另有研究发现，PAI-1的增加与内脏脂肪的增加同步。PAI-1动物研究一小鼠与年龄匹配的野生型对照组相比，脂肪含量增加，但可对抗由喂养脂肪或杂交成ob／ob小鼠所诱导的脂肪堆积^[18]。过度表达PAI-1的转基因小鼠可以抵抗膳食诱导的肥胖。PAI-1生成增加可通过削弱血管生成、细胞移行和脂肪生成阻碍更多的脂肪聚集^[19]。实验中敲除PAI-1基因后，PAI-1基因作为t-PA和u-PA的生理抑制剂，急剧减少小鼠大脑中β淀粉状蛋白肽的含量，同时，PAI-1基因的敲除可导致t-PA和纤溶酶的活性加强，使纤溶系统活性增强。^[20]

（三）细胞因子

脂肪组织释放的几种细胞因子如肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor ，TNF-α）、转移生长因子 （transforming growth factor，TGF-β）、白细胞介素 （interleukin-1，IL-1β）在与肥胖相关的PAI-1的过度表达中起着重要的作用^[20]，而这些细胞因子的合成在肥胖者的脂肪组织中更高。

脂肪组织是合成TNF-α的主要场所，TNF-α被认为是PAI-1合成的诱导剂之一。将脂肪细胞置于含TNF-α的培养液中24h之后发现，TNF-α能选择性的增加PAI-1的合成而不增加t-PA的活性^[22]。研究发现，中和肥胖小鼠体内的TNF-α或下调TNF受体均可引起明显的血浆PAI-1、血胰岛素水平的下降以及脂肪组织中PAI-1和TGF-βmRNA表达的下调。故TNF-α既可直接刺激脂肪细胞分泌 ，又可通过间接上调TGF-βmRNA的表达促进脂肪细胞合成PAI-1^[23]。

脂肪组织中TGF-β水平和PAI-1抗原水平均与体重指数（body mass index，BMI）有显著的相关性，且在重度肥胖者中脂肪组织中PAI-1与TGF-β水平是成比例增高的。无论是肥胖者还是非肥胖者将皮下脂肪细胞置于含400pmol／L TGF-β的培养液中6h后，PAI-1抗原的合成增加至原来的3.2倍，PAI-1mRNA增至1.9倍^[24]。在TGF-β引起细胞分泌PAI-1增加的过程中，PAI-1mRNA的表达并不一致， 其转录比3.2KbmRNA更多^[25]。

体外实验显示IL-1β能增加内皮细胞PAI-1的合成与分泌，体内实验也获得类似结果。人类脂肪细胞在IL-1β存在的培养基中培养48h后，PAI-1活性增加了2.6倍，PAI-1mRNA的表达亦可见到类似的结果^[26]。有人发现IL-1β可通过增加TGF-βmRNA在人类脂肪细胞中的表达而间接引起PAI-1水平的升高^[27]。

(四) RAAS的调节

一些体内试验研究表明肾素一血管紧张素一醛固酮系统在调节纤溶系统平衡有着一定的作用，血管紧张素转移酶（Angiotensin-converting enzyme，ACE）能通过作用于缓激肽下调t-PA的产量^[28]，并通过作用于血管紧张素II来上调内皮细胞和平滑肌细胞PAI-1含量^[28]。如图所示^[14]。

图1 血管紧张素转移酶在肾素—血管紧张素系统与纤溶系统中的作用

小结

血浆纤溶酶原激活物抑制剂-1水平与肥胖及肥胖相关疾病密切相关，近年来研究表明PKC抑制剂能下调PAI-1在脂肪细胞中的表达^[30]，由此达到消除与肥胖相关心血管疾病和代谢紊乱。对于肥胖的研究已经成为当今科研的重要课题之一，研究PAI-1变化规律，控制PAI-1水平，维持纤溶系统稳态，将能更好地防治心脑血管等疾病。

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