膽固醇是哺乳動物細胞膜的重要組成部分，對于維持細胞膜的通透性和流動性起著關鍵作用，同時其在細胞內物質轉運、神經傳導、胚胎發育和細胞分化中也發揮著重要作用。

但過高的膽固醇水平會誘發多種疾病，如動脈粥樣硬化和冠心病等[1].研究表明，通過飲食攝入過多的膽固醇是導致高膽固醇血癥的主要原因，因此，有關膽固醇吸收的研究是目前脂類代謝領域的熱點之一，了解小腸膽固醇吸收相關關鍵蛋白及其調節機制有助于全面了解膽固醇吸收的過程。本文主要對小腸膽固醇吸收相關蛋白的研究進展進行了綜述。

1 膽固醇在小腸的吸收過程

小腸是膽固醇吸收的主要場所，腸腔中的膽固醇主要來源于食物、膽汁及小腸黏膜的分泌。膽汁來源的膽固醇為游離膽固醇，可以被小腸黏膜直接吸收，而食物中的膽固醇部分以膽固醇酯形式存在，必須經膽固醇酯酶水解為游離膽固醇后才能被吸收。參與小腸膽固醇吸收的蛋白眾多，其中尼曼 - 匹 克 C1 型 類 似 蛋 白 1 （ Niemann-Pick C1 like 1,NPC1L1） 主要介導小腸對膽固醇的吸收，小腸吸收的游離膽固醇在?；o酶 A-膽固醇?；D移酶 2[acyl-coenzyme A（ CoA） ∶ cholesterol acyltransferase 2,ACAT2]的催化下重新形成膽固醇酯并經淋巴液進入血液循環，而未被酯化的膽固醇則通過 ATP 結合盒轉運蛋白 G5/G8[ATP-binding cassette（ ABC） transporters G5/G8,ABCG5/ABCG8]分泌入腸腔隨糞便排出體外，轉錄因子肝 X 受體（ liver X receptor,LXR） 通過調節 NPC1L1 和 ABCG5/ABCG8 的表達參與了小腸膽固醇吸收的調節。

2 膽固醇吸收過程中的關鍵蛋白

2. 1 NPC1L1 蛋白

NPC1L1 起初被認為是尼曼 - 匹克 C1 蛋白 （ Niemann-Pick C1,NPC1） 的同源物[2],NPC1 缺乏會引起游離膽固醇在神經元溶酶體內的聚集從而引起神經變性和早產兒死亡[3,4],但是其功能一直不為人所知。2004 年，Altmann 等[5]發現，NPC1L1 蛋白是參與小腸膽固醇吸收的重要蛋白，其功能才為人們所認識。人類 NPC1L1 基因位于染色體 17P13,全長 29 kb,編碼 5 kb mRNA,NPC1L1 蛋白由 1332 個氨基酸殘基組成[2,5,6].如圖 1 所示，如同其同源物 NPC1,NPC1L1蛋白也有一個典型的信號肽區域，含有 13 個跨膜區和 3 個大的胞外區段[7,8],其中第 1 個胞外區段為 NPC1L1 蛋白的NH2端。研究表明，在 NPC1L1 蛋白的 NH2端存在一個富含半胱 氨 酸 的 氨 基 端 結 構 域 （ N-terminal domain,NTD） ,NPC1L1 蛋白通過 NTD 結合膽固醇，如果其 NTD 缺失則不能促進膽固醇的吸收[9,10]; 第 2 個胞外區為膽固醇吸收抑制劑依折麥布（ ezetimibe） 的結合位點[11].在 NPC1L1 蛋白的3 個胞外區段存在多個 N-糖基化位點，成熟的 NPC1L1 蛋白經過大量的糖基化修飾，這種修飾使得 NPC1L1 蛋白不易被膽汁和小腸消化液中的酶所分解[12],如果糖基化位點發生突變會影響 NPC1L1 蛋白的成熟和功能[13].此外，NPC1L1蛋白還有一個固醇感應結構域（ sterol sensing domain,SSD） .NPC1L1 在哺乳動物空腸和回腸的小腸上皮細胞的刷狀緣膜表達豐富，在小腸的膽固醇吸收中發揮重要作用，在人類和靈長類動物的肝臟中也有表達，主要參與膽汁中膽固醇的重吸收。NPC1L1 基因敲除小鼠的小腸膽固醇吸收水平降低了 70%,并且對 NPC1L1 抑制劑 ezetimibe 治療不敏感，它與 ezetimibe 治療的野生型小鼠同樣表現出抗高脂血癥的特點[5,14].最近有研究發現，ezetimibe 同樣可以降低高脂喂養的斑馬魚的膽固醇水平[15],這些研究結果均表明 NPC1L1在小腸膽固醇吸收的過程中扮演了重要角色，但是 NPC1L1介導膽固醇吸收的機制尚不完全明確。研究發現，NPC1L1通過囊泡內吞介導膽固醇的吸收，而且 NPC1L1 可以在內吞循環體（ endocytic recycling compartment,ERC ） 和質膜之間循環移動。當膽固醇缺乏時，NPC1L1 從 ERC 轉移至質膜介導外源膽固醇吸收[16],NPC1L1 轉運至質膜時需要 MyoVb.

Rab11a. Rab11-FIP2 復合物的參與[17].最近的研究發現，Cdc42 也參與了這一過程，當敲除 Cdc42 后 NPC1L1 不能轉運至質膜[18].細胞吸收外源膽固醇時首先由 NPC1L1 蛋白和 flotillins 蛋白形成富含膽固醇的 NPC1L1-flotillins-膽固醇膜微小結構域，進而通過 clathrin/AP2 介導的囊泡內吞完成膽固醇的吸收[19].ezetimibe 正是通過結合至 NPC1L1,解離NPC1L1-flotillins 復合物，阻止 NPC1L1 的內吞從而抑制膽固醇的吸收[20].研究發現，NPC1L1 蛋白的 C 端存在一個特異的內吞序列 YVNXXF,而 Numb 蛋白可以與該序列結合從而介導 NPC1L1 和 膽 固 醇 的 內 吞，當 Numb 蛋 白 敲 除 后，NPC1L1 的內吞和膽固醇的吸收明顯減少。另外，當膽固醇缺乏時，NPC1L1 蛋白 NTD 結合膽固醇后發生構象變化，其C 端的內吞序列從質膜中暴露出來，結合 Numb,進而招募AP2 和網格蛋白等，起始 NPC1L1 的內吞[21,22].研究表明，人群中膽固醇的吸收效率從 29% 至 80% 不等。Cohen 等[23]發現，NPC1L1 蛋白一些非同義序列突變與膽固醇的吸收效率相關，Fahmi 等[24]鑒定出了這些突變序列。進一步的研究發現，其中有 8 個突變序列 （ L110F,R306C,A395V,G402S,T413M,R693C,R1214H,R1268H）可以部分介導細胞膽固醇的吸收，被定義為部分功能缺失型突變體，另有 11 個突變序列（ T61M,N132S,D398G,R417W,G434R,T499M,S620C,I647N,G672R,S881L,R1108W） 則完全不能介導膽固醇的吸收，被定義為完全功能缺失型突變體[12].

2. 2 ABCG5 /ABCG8 轉運蛋白

ATP 結 合 盒 轉 運 蛋 白 超 家 族 [ATP-binding cassette（ ABC） transporters superfamily]在體內膽固醇的代謝中發揮1源性可分為 7 個 ABC 轉運蛋白亞家族，分別命名為 ABCA ~ABCG.ABCG5 和 ABCG8 蛋白屬于 ABCG 的成員，G 亞家族還包括 ABCG1、ABCG2 和 ABCG4.人 ABCG5 和 ABCG8 基因以頭對頭的方式定位于 2 號染色體 2p21,二者第一個內含子間只相隔 140 個堿基，均含有 13 個外顯子和 12 個內含子，分別編碼 ABCG5 和 ABCG8 蛋白。與其他 ABC 轉運蛋白分別含有 2 個跨膜域（ transmembrane domain） 和 2 個核苷酸結合域（ nucleotide binding domain,NBD） 不同，ABCG5 和ABCG8 蛋白只含有 1 個跨膜區和 1 個 NBD,而 NBD 包含 2個保守肽序列（ 圖2） ,因此，ABCG5 和 ABCG8 蛋白屬于 ABC半轉運蛋白，當它們單獨表達時是無生理功能的半轉運蛋白，二者必須相互結合形成異二聚體才能發揮其生理作用[25].研究表明，ABCG5 和 ABCG8 在內質網形成異二聚體，然后轉移至高爾基體并最終遷移至質膜，當異二聚體中任何一個半轉運蛋白表達缺乏時，都會引起另一個半轉運蛋白在內質網的聚集并影響其遷移至質膜[26].

ABCG5 和 ABCG8 蛋白主要在小腸上皮細胞的刷狀緣膜和肝細胞的小管膜表達[26].最近的研究發現，在人類膽囊上皮細胞的頂點也有表達，它們在人類膽固醇相關的膽結石疾病中的表達升高[27].ABCG5/ABCG8 可以將小腸吸收的游離膽固醇逆轉運回腸腔。有文獻報道，NPC1L1 敲除的小鼠每天可以通過 ABCG5/ABCG8 通路排出 4 μmol 膽固醇[28],小鼠 ABCG8 基因的缺失明顯升高了小腸對谷固醇和膽固醇的吸收[29],小鼠 ABCG5 和 ABCG8 過表達則會降低谷固醇和膽固醇的吸收[30].此外，研究表明在近交系小鼠中，只有空腸和回腸的 ABCG5 和 ABCG8 的表達與膽固醇的吸收呈負相關[31].這些結果都表明，小腸ABCG5/ABCG8通過逆轉運小腸吸收的膽固醇降低了小腸膽固醇的吸收。

研究表明，ABCG5 和 ABCG8 基因的多態性與膽固醇的吸收相關，攜帶 ABCG8. p. D19H 等位基因的個體，ABCG5 和ABCG8 的表達與對照組相比并無差異，但是膽固醇的吸收相比對照組降低了 24%[32].在患高血脂的日本人群中，攜帶ABCG8 M429V 突變體的個體血清谷固醇水平明顯升高[33].

2. 3 ACAT2 蛋白

ACAT 是一種膜結合蛋白，在細胞內催化游離膽固醇和長鏈脂肪酸形成膽固醇酯，進而形成乳糜微粒并通過淋巴液進入血液循環。在哺乳動物中，ACAT 有 2 個亞型： ACAT1和 ACAT2,分別由不同的基因編碼。編碼人 ACAT1 蛋白的基因位于 1 號和 7 號染色體，并分別含有 2 個不同的啟動子P1 和 P7,而 ACAT2 基因定位于 12 號染色體，由 15 個外顯子和 13 個內含子組成，編碼相對分子質量為 46 × 103大小的 ACAT2 蛋白。

ACAT1 在全身各組織均有分布，而 ACAT2 主要分布于肝細胞和小腸上皮細胞，催化膽固醇與長鏈脂肪酸形成膽固醇酯，在生物體膽固醇的代謝中發揮重要作用。很多研究已經表明，ACAT2 參與了小腸對膽固醇的吸收。Zhang 等[34]以 ACAT2SI - / SI -（ 小腸 ACAT2 基因特異敲除） 和 ACAT2L - / L -（ 肝 ACAT2 基 因 特 異 敲 除） 小 鼠 為 研 究 對 象，發 現ACAT2SI - / SI -小鼠小腸膽固醇吸收減少，而且小腸膽固醇酯的聚集也降低，同時兩種小鼠的肝膽固醇聚集均減少。此外，兩種基因敲除小鼠均表現出抗飲食引起的高膽固醇血癥和抗動脈硬化的趨勢。有人發現，敲除 ACAT2 基因后小鼠小腸的膽固醇吸收效率降低，而且表現出抗動脈粥樣硬化趨勢[35,36].

3 小腸膽固醇吸收的調節

小腸膽固醇的吸收水平受多種因素的調節，當膽固醇水平升高時，小腸對膽固醇的吸收降低，除此之外，轉錄因子在小腸膽固醇吸收過程中發揮了重要的調節作用。

LXR 是一種配體激活的轉錄因子，屬于核受體超家族，其中 LXRα 和 LXRβ 參與體內膽固醇代謝的調節。在 Caco-2 細胞和小鼠小腸中，LXRα/β 可以下調 NPC1L1 的表達[37],選擇性地激活小鼠小腸 LXRα 后膽固醇的吸收降低，小腸 NPC1L1mRNA 水平降低[38].ABCG5 和ABCG8 同樣是 LXRα/β 的直接靶基因，LXRs 激動劑刺激野生型小鼠后，肝和小腸 ABCG5/G8mRNA 表達上調[39,40].此外，微粒體甘油三酯轉運蛋白（ mi-crosomal triglyceride transfer protein,MTTP） 敲除的小鼠給予LXR 激動劑刺激后小腸膽固醇吸收降低[41].

除轉錄因子 LXR 外，其他的轉錄因子同樣可以調節膽固醇的吸收。有研究發現，caco-2 細胞轉染外源性的 CDX2和 HNF1α 后，ACAT2 的表達增加，采用 RNA 干擾技術抑制caco-2 細胞內源性 CDX2 和 HNF1α 的表達后 ACAT2 的表達降低。在 HepG2 細胞中，CDX2 表達升高的同時 ACAT2 的表達也同樣升高[42],利莫那班（ rimonabant） 則可以同時抑制ACAT1 和 ACAT2 的表達[43].

4 展望

目前，高血脂已成為人們普遍關注的健康問題，由此引發的動脈粥樣硬化和冠心病等疾病成為引起死亡的主要原因，降膽固醇藥物的研究是當今醫學研究的熱點問題之一。

迄今為止，批準上市的膽固醇吸收抑制藥物只有 ezetimibe,在臨床上 ezetimibe 與他汀類藥物聯合應用相比單一使用他汀類藥物可以更好地降低血清 LDL 的水平，但是 ezetimibe會引起血清轉氨酶升高以及肝炎等不良反應[44].分析和歸納小腸膽固醇吸收相關蛋白的最新研究進展，我們可以尋找新的膽固醇吸收抑制劑的作用靶點，例如： ①小腸 LXR 的特異激動劑； ②ABCG5/ABCG8 激動劑； ③抑制 NPC1L1 與膽固醇的結合或抑制 NPC1L1 在質膜和內吞循環體之間的轉運；④通過抑制 ACAT2 的表達降低膽固醇的酯化。這些都可能成為未來膽固醇吸收抑制劑的作用靶點，并通過后續的藥物篩選策略，開發出新型的降脂藥物。

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