新穎性血漿載脂蛋白E之丙烯醛修飾在冠狀動脈疾病致病角色之探討

冠狀動脈疾病（Coronary artery disease, CAD）又稱為缺血性心臟病或簡稱冠心病（Ischemic heart disease, IHD）、冠狀動脈粥狀硬化心臟病、冠狀動脈粥狀硬化心血管疾病（Coronary atherosclerotic heart disease, CAHD）和冠狀動脈心臟病（Coronary heart disease），是一群包含穩定型心絞痛、非穩定型心絞痛、心肌梗塞和猝死的疾病。CAD在西元2013年是全球死因首位，死亡人數自1990年574萬人（12%）攀升至2013年814萬人（16.8%）。載脂蛋白E(apolipoprotein E, Apo E)是血漿中重要的載脂蛋白之一，其生理功能為:(1)是CM、VLDL、IDL和部分HDL的結構蛋白。(2)可與脂質及其受體（包括LDL受體、VLDL受體及LDL受體相關蛋白）結合。經由LDL受體（LDL receptor）媒介VLDL和LDL的清除。(3)與總膽固醇的轉運、再分佈、免疫調節和細胞增殖分化等功能有關。(4)參與神經細胞的修復。許多研究發現中，ApoE可調節血脂代謝，與動脈粥樣硬化發展有關。丙烯醛(Acrolein, ACR)是脂質過氧化的產物之一，屬於廣泛存在的環境汙染物，對於體內各種器官或組織皆具細胞毒性，ACR是很強的親電性化合物，容易與蛋白質上的半胱胺酸(cysteine)、組胺酸(histidine)和賴胺酸(lysine)，生成蛋白質加成物(acrolein-protein adducts) 。一些研究載明，血漿中某些物質濃度升高，如:氧化修飾的LDL、oxLDL、MDA-LDL、HNE-LDL、ACR-LDL和MAA-LDL等，可能在動脈粥樣硬化的發病機制中扮演重要的角色。本研究先以開發組(discovery set):2位健康受試者與性別年齡配對之4位輕微(CAD-)與4位嚴重(CAD+)冠狀動脈疾病患者，使用無標記奈米級液相層析串聯質譜儀(label-free nano-LC-MS/MS)與生物資訊軟體PEAKS 7分析血漿中的載脂蛋白E的氧化修飾(丙二醛、丙二醛-乙醛、4-羥基-2-壬烯醛、丙烯醛與氨甲醯化)。發現在血漿載脂蛋白E胜肽序列74-90間只發現丙烯醛加成+112修飾(acrolein addition +112)且所有個別血漿載脂蛋白E是第3型，並進行西方墨點法分析。接著以驗證組(validation set):20位輕微(CAD-)與年齡性別配對21位嚴重(CAD+)冠狀動脈疾病患者，進行化學丙烯醛合成載脂蛋白E胜肽序列74-90之3種同型自體抗體(IgG、IgM與IgA)與蛋白質丙烯醛蛋白質加成物(protein adducts)的分析。
研究結果顯示：(1)開發組中的結果顯示，在健康人、嚴重程度(CAD+)與輕微程度(CAD-)冠狀動脈疾病患者血漿中，ApoE表現量無顯著差異。(2)ApoE的丙烯醛修飾胜肽片段(ACR -ApoE74-90)之自體抗體(IgG、IgM、IgA)在200倍丙烯醛:胜肽摩爾比(molar ratio)皆無顯著差異。(3)在高濃度1000倍丙烯醛:胜肽摩爾比，CAD+與CAD-相比，ACR-ApoE74-90 IgG數值，下降0.74倍(p=0.002); ACR-ApoE74-90 IgM數值上升1.37倍(p=0.031)，二者具有顯著差異，高濃度丙烯醛修飾ApoE胜肽片段可能影響因冠心病惡化程度在自體抗體IgG與IgM方面的表現。(4)丙烯醛蛋白質加成物濃度在CAD+比CAD-病人增加了1.34倍(p=0.096)，無顯著差異。
(5)針對ACR -ApoE74-90之IgG、IgM、IgA數值與丙烯醛蛋白質加成物濃度進行邏輯回歸分析，計算出Odds ratio(OR) ，評估ACR -ApoE74-90之IgG、IgM、IgA數值與丙烯醛蛋白質加成物濃度是否會影響CAD疾病惡化程度之風險。
結論: (1) CAD+患者體內脂質過氧化程度較CAD-患者嚴重，氧化傷害隨著冠狀動脈疾病的惡化發展而增加。(2)在CAD進展的病程中，ACR-ApoE74-90可能是引發自體免疫反應的抗原，進而導致CAD+患者血漿內的ACR-ApoE74-90 IgM上昇與IgG下降。ACR -ApoE可能引發冠狀動脈疾病患者的自體免疫反應，並且與冠狀動脈疾病惡化病程之進展有關。有趣的是，高濃度丙烯醛修飾ApoE胜肽片段之IgG在CAD+患者血漿中的表現顯著的減少，可能代表著IgG為冠心病的惡化病程提供保護作用。(3)本實驗是第一個使用人類血漿檢體探討ApoE受到ACR氧化修飾後，對於冠狀動脈疾病惡化程度的自體免疫機制。(4)未來希望擴大樣本數並且針對冠狀動脈阻塞率嚴重程度，探討丙烯醛轉譯後修飾載脂蛋白E自體抗體與冠狀動脈疾病關聯。