ANGPTL3 缺陷受试者体内含 apoB 脂蛋白的代谢

工作假设

总体工作假设是 ANGPTL3 的正常生理作用是减缓脂肪分解并抑制肝脏清除残余物。 通过这种方式，蛋白质导致从 VLDL 转变为 LDL 密度范围的 apoB 颗粒流量增加，从而导致 LDL 产量的净增加。 在之前的研究中，我们观察到 VLDL 转化为 IDL，然后转化为 LDL 的程度从 25% 到 75% 不等2。 ANGPTL3 可能在何处以及如何发挥作用仍有待发现。 比较 VLDL1 和 VLDL2 的产生速率、这些颗粒的脂解速率以及转化为 IDL 和 LDL 的 apoB 量在对照受试者和 ANGPTL3 功能丧失 (LOF) 变异的杂合子和纯合子中将能够我们描绘 ANGPTL3 的作用，并可能揭示基因剂量相关的影响。

还将探索替代假设，包括 ANGPTL3 LOF 携带者中加速的乳糜微粒脂解作用导致将低于正常量的膳食甘油三酯输送到肝脏的可能性，从而损害 VLDL 的组装和分泌。 这意味着低β脂蛋白血症表型主要是由于肝脏生成异常所致。 或者，正如最近对家族性高胆固醇血症的研究表明的那样，当 ANGPTL3 活性降低时，会刺激 LDL 分解代谢。

主要目标

主要目标是在 ANGPTL3 LOF 变体的杂合子和纯合子受试者中研究与匹配对照相比：

• 根据我们早期的研究，apoB48 在乳糜微粒及其残余物中的动力学表明纯合 LOF 携带者餐后乳糜微粒血症显着减少。 4
• apoB100 在 VLDL1、VLDL2、IDL 和 LDL 中的动力学。 这将揭示在这种情况 4-6 中出现的低脂蛋白血症的基础，并阐明 ANGPTL3 的部分或完全缺失如何导致较低水平的 VLDL、残余物和 LDL。
• VLDL1 和 VLDL2 中 TG 的动力学。 这将揭示当 ANGPTL3 作用受损或缺失时脂肪分解是如何改变的。

次要目标

我们的次要目标是调查：

• ANGPTL3 对关键调节载脂蛋白 apoC-III 和 apoE 动力学的影响，因为据报道，当 ANGPTL3 减少时，apoC-III 的浓度会降低。
• 含 apoB 的脂蛋白种类的详细组成。 我们将探索这个独特队列中乳糜微粒、VLDL1、VLDL2、IDL 和 LDL 的蛋白质组学和脂质组学概况，以进一步了解这种特定“低 ASCVD 风险”条件下的成分特征。

实验设计和方法 受试者招募：将根据受试者已知的 S17X LOF 变体状态招募受试者。 这些人是意大利罗马附近 Campodimele 村的居民。 多年来，研究人员与 Camapodimele 的人们建立了密切且相互重视的联系，并发表了携带 ANGPTL3 LOF 的人所表现出的脂质表型的关键特征，这是一种与总血浆水平降低相关的严重联合低血脂症胆固醇、TG、VLDL-TG 和胆固醇、LDL 胆固醇、apoB，以及对测试脂肪餐的餐后甘油三酯反应迟钝。 我们的计划是招募 4 个可用的纯合子并鉴定 6-8 个表现出低 ANGPTL3 血浆水平（<150ng/ml）和低 TG（<120mg/dl）的杂合子。 还将从 Campodimele 人群中招募年龄和性别匹配且没有已知干扰脂质代谢因素的健康对照 (n=6-8)。

代谢方案：研究人员开发并验证了新方法，允许同时跟踪大型 VLDL1 和较小 VLDL2 中的 TG、乳糜微粒中的 apoB48、VLDL1 和 VLDL2、VLDL1、VLDL2、IDL 和 LDL 中的 apoB100 的动力学，以及生产和分解代谢率对于 apoC-III 和 apoE。 受试者将接受 500 毫克氘化甘油注射以评估甘油三酯动力学，并注射氘化亮氨酸（7 毫克/千克体重）以评估 apoB100、apoB48、apoC-III 和 apoE 的动力学。 为评估乳糜微粒代谢，将在注射同位素 2 小时后为受试者提供含 927 千卡（59.5% 脂肪（68 克）、24.4% 碳水化合物（63 克）和 15.5% 蛋白质（40 克））的标准富含脂肪的膳食。 血液样本将在频繁的时间点采集 8 小时，然后在第二天早上（24 小时）和示踪剂给药后第 2、3 和 4 天进一步采集血液样本。 在动力学研究期间要抽取的总血量（约 350 毫升）已经减少，因为认识到一些受试者（特别是纯合子）是老年人。 （这一献血量被认为是可以接受的，并且低于该人群早期临床研究中收集的献血量）。 抽血量的减少不会改变我们推导全套动力学参数的能力——研究人员将充分利用高度敏感的分析技术。 Arca 博士的临床团队将在 Campodimele 的特殊临床场所现场执行代谢方案。 样品将被带到他在罗马的实验室进行等分和装运。 脂蛋白分离：用于动力学分析的脂蛋白组分的分离非常耗时，并且需要专门的设备（超速离心机）和相当多的专业知识；从血浆 TG 较低的受试者中分离出 TRL 组分更具挑战性。 因此，脂蛋白组分的制备将在赫尔辛基的 Taskinen 博士实验室进行（从罗马冰上运输后）。 乳糜微粒、VLDL1、VLDL2、IDL 和 LDL 将在完善的逐步离心程序中分离。 首先，总 TRL 将通过超速离心（d <1.006 g/ml，持续 18 小时）浓缩，然后收集“顶部”部分并用于分离乳糜微粒 (Sf >400)、VLDL1 (Sf 60-400) 和VLDL2 (Sf 20-60) 通过密度梯度超速离心法。 d>1.006 g/ml（“底部”）部分将用于在进一步的连续离心步骤中分离 IDL 和 LDL。 赫尔辛基实验室常规采用这些方法。 然后准备分离的脂蛋白组分以转移到哥德堡进行富集分析。 该准备工作涉及 TG、胆固醇、磷脂和蛋白质浓度的测量，以及 apoB 的脱脂、沉淀和测量。 载脂蛋白和脂质中同位素富集分析和数学建模：动力学研究的下一步是使用高灵敏度质谱法分析稳定同位素的富集。 脂质和载脂蛋白（apoB100、apoB48、apoC-III 和 apoE）的浓度将在代谢方案的每个时间点使用免疫测定和质谱技术在全血浆和脂蛋白级分中测定。 载脂蛋白和脂质（甘油三酯）的同位素富集将使用 GC/MS 进行。 所有这些方法，包括样品转移，都在赫尔辛基和哥德堡的实验室中稳健且完善，并且已成为一系列出版物的主题。 所有分离馏分中的同位素富集结果和 TG/载脂蛋白浓度构成了进行多室建模所依据的数据集。 研究人员已经成功开发了我们的模型并将其应用于从患有各种疾病（高甘油三酯血症、低甘油三酯血症、糖尿病）以及开启和关闭降脂治疗的受试者中获得的数据。 这些模型适用于遇到的所有设置，并对脂蛋白代谢产生了新的见解。12x-14 源自多室模型的动力学参数是： apoB48 颗粒在乳糜微粒、VLDL1 和 VLDL2 级分中的生产率。 VLDL1、VLDL2、IDL 和 LDL 中 apoB100 的生产率。 VLDL1 和 VLDL2 中 TG 的脂解率 乳糜微粒、VLDL1、VLDL2 中含 apoB48 的颗粒以及 VLDL1、VLDL2、IDL 和 LDL 中含 apoB100 的颗粒的部分清除率。 乳糜微粒向 VLDL1 和 VLDL2 的转化率，VLDL1 向 VLDL2 向 IDL 和向 LDL 的转化率。 apoC-III 和 apoE 的产生率和清除率。

主要成果衡量标准和研究成果。 ANGPTL3 如何调节人类脂蛋白代谢尚不清楚，因此，重要的是要对其在本研究中探索的 apoB 和 TG 动力学的精确作用模式保持开放的心态。 我们基于迄今为止对 LOF 携带者的观察的工作假设是，它对所有含有 apoB 的脂蛋白都有影响，这与其他调节因素不同，例如改变脂蛋白产生的因素 - 微粒体甘油三酯转移 (MTP) 蛋白活性或抑制突变VLDL1 组装 (TM6SF2)，或那些改变脂蛋白受体介导的清除，如 PCSK9。

研究人员最近发表了关于改变 apoB 和 TG 产生的因素的研究，例如 TM6SF2、PNPLA3 和 PCSK9 在控制含 apoB 脂蛋白分解代谢中的作用。 此外，重要的是，研究人员刚刚完成了对一组 apoCIII LOF 携带者的动力学研究，这些携带者表现出低 TG 水平和其他表型特征，与 ANGPTL3 LOF 中所见（尚未发表）相当。 这些比较研究的可用性提供了一个代谢背景，我们可以据此评估 ANGPTL3 的特定作用。

初步评估将侧重于 VLDL1、VLDL2、IDL 和 LDL 清除率的差异，VLDL1 和 VLDL2 中的 TG 脂解率，以及纯合 S17X 携带者与杂合子相比 VLDL1/VLDL2 向 IDL 和 LDL 的转化率和控制。 关键的研究问题是“ANGPTL3 缺乏或缺失是否会导致 VLDL2 和 IDL（LDL 的前体）的脂肪分解增加和部分清除率增加，从而导致血管内 LDL 颗粒的生成减少，并可能降低残留的循环水平脂蛋白”。研究人员还将通过在统计分析中包括杂合子来探索潜在的基因剂量效应。 关键动力学参数将在方差分析模型中进行测试，其中包括性别和 BMI 等潜在混杂因素。

将通过比较 VLDL1、VLDL2、IDL 和 LDL apoB100 的产生率以及 VLDL1-TG 和 VLDL2-TG 的分泌率直接检验 ANGPTL3 可减少肝脏中总脂蛋白组装和分泌的第二个假设学科组。

进一步的结果将是使蛋白质组学和脂质组学组成数据与动力学参数的变化保持一致。 如果 ANGPTL3 LOF 携带者的残留颗粒（和其他致动脉粥样化脂蛋白）水平非常低，那么 VLDL 组分、IDL 和 LDL 的组成可能会揭示“低风险特征”，这有助于评估所设计药物的疗效降低或抑制 ANGPTL3 的作用。