本文来自微信公众号：奇点网（ID：geekheal_com），作者：张艾迪，原文标题：《《自然》子刊：咖啡和茶保护心血管的原因找到了！科学家发现，咖啡因能够降低血液中PCSK9水平，促进坏胆固醇的清除丨科学大发现》，头图来自：unsplash

咖啡和茶，你pick哪一个？

在饮品圈，长期盘踞着两大巨头，也就是咖啡和茶，都拥有非常强大的粉丝团体。抛去个人对口感的喜好、提神醒脑的功效外，这两种饮品对健康的益处也得到不少科学依据的支持。

就拿咖啡和茶中都含有的成分——咖啡因来说吧，大量研究表明，如果保证平均每天摄入400~600 mg咖啡因，就能显著降低死于心血管疾病的风险^[1-3]。

但要说咖啡因保护心血管的具体分子机制，仍存在很多未解谜团，因此也有很多人对其中的因果关系表示质疑。

前不久，一篇发表在《自然·通讯》期刊上的文章表示，咖啡因确实在降血脂这件事上有大作为。

PCSK9是一种能够降低肝脏处理血液中低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）能力的蛋白质。而来自加拿大麦克马斯特大学的Richard C. Austin和他的同事们发现，咖啡因及其衍生物正是通过抑制PCSK9的表达，来有效降低血液中LDL-C水平的^[3]。

论文首页截图

LDL-C，人送称号“坏胆固醇”。血液循环中过高水平的LDL-C会堆积在动脉壁上，引发动脉粥样硬化等心血管疾病。

肝细胞等细胞的膜表面存在有LDL受体（LDLR），是体内平衡LDL-C浓度的主要负责者。LDLR能够与血液循环中的LDL-C结合并吞噬入细胞，将其交给溶酶体降解，自己则再回到细胞膜表面。周而复始，从而降低血液循环中LDL-C浓度^[4]。

本该如此，可是LDL-C有个犯罪同伙，也就是PCSK9蛋白。

PCSK9由肝细胞分泌，与细胞膜上的LDLR发生特异性结合。随后PCSK9-LDLR复合物运往溶酶体，导致LDLR被降解，阻断LDLR的再循环，从而降低肝脏等代谢组织处理过量LDL-C的能力^[4]。

对于一个成年人来说，血液中PCSK9浓度每增加100 ng/ml就会使得LDL-C浓度增加0.20-0.25 mmol/l^[4]。

LDL-C、LDLR、PCSK9之间的分子机制[4]

于是，PCSK9抑制剂药物应运而生，成为近些年来的降脂新药。目前已获批的药物有依洛尤单抗（Evolocumab）和阿利西尤单抗（Alirocumab），通过抑制PCSK9与LDLR结合，能够使血液中的LDL-C水平大大降低60%~70%^[5]。不过，要想在保证降脂疗效的基础上进一步降低治疗成本，还需深入了解肝细胞表达和分泌PCSK9的分子机制。

鉴于咖啡因在降低心血管疾病风险中的不俗表现，以及较低的生产成本，Austin和他的同事们此次决定拿咖啡因和PCSK9来个硬碰硬。

在对肝细胞（HuH7、HepG2、小鼠原代肝细胞、人原代肝细胞）进行体外培养时发现，10²-10⁸ mM的咖啡因不仅能使细胞内PCSK9的mRNA水平明显降低，还会引起PCSK9的分泌量显著减少。也就是说，咖啡因能够抑制PCSK9的表达和分泌。

随后，他们在给小鼠（C57BL/6J）腹腔注射（50 mg/kg）或是口服（20 mg/kg）咖啡因时，也观察到咖啡因对PCSK9的强力压制，小鼠血液中PCSK9水平显著降低。

而且，在摆脱了PCSK9这个冤大头后，LDLR成功复工。通过对PCSK9的调控作用，咖啡因能够明显提高小鼠肝细胞表面的LDLR水平，并降低血液中LDL-C浓度。

I：肝细胞表面LDLR水平增加

J：血液中LDL水平降低、肝脏内LDL水平增加

不仅如此，Austin和他的同事们还找来17名健康的参与者亲身实践，将他们随机分为对照组（n=5）和受试组（n=12）。对照组完全禁食，受试组除了要口服400 mg咖啡因之外也保持禁食。

结果显示，受试组在口服咖啡因后的第2小时和第4小时，血液中PCSK9水平分别降低了25%和21%。而对照组的血液中PCSK9水平在这期间无明显差异。

A、B：口服400 mg咖啡因；C：啥也没吃

从机制上来看，研究者们发现，咖啡因能促使肝细胞内质网的Ca²⁺水平提高。而内质网Ca²⁺水平增加会抑制SREBP2的活化，这是胞内一种能够调控Pcsk9基因表达的蛋白^[6]。

经肝细胞体外实验、小鼠体内实验的结果证实，咖啡因能够阻断SREBP2的活化，导致PCSK9表达下调、分泌量减少，肝细胞表面大量LDLR恢复再循环，进而促进小鼠血液中LDL-C的清除。

值得注意的是，Austin和他的同事们已经研发出两种咖啡因衍生物MLRA-1812 和 MLRA-1820。

与咖啡因本尊相比，这两种咖啡因衍生物的效果更胜一筹，能够更有效地降低 PCSK9表达水平和分泌量、促进肝细胞（HepG2）吸收并清除LDL-C。仅需100 nM的咖啡衍生物，就能达到100 μM咖啡因的使用效果，且在肝细胞体外培养时没有出现明显的毒副作用。

咖啡因衍生物降低PCSK9表达和分泌量的效果更佳

总的来说，Austin和他的同事们在小鼠和人体中发现，咖啡因能够启动细胞内一系列级联反应，通过降低 PCSK9表达水平，来提高肝细胞表面LDLR水平，进而促进肝脏清除血液中过量的LDL-C。

同时，他们所开发的咖啡因衍生物也在肝细胞体外实验中表现良好，或能给降脂药物、保健品带来新的思路。

对此结果，研究者们也表示很出乎意料，“没想到普普通通的饮品，竟能在我们人体内引起这么一系列复杂的级联反应”。奇点糕也感到很惊奇，咱就简简单单喝几杯茶，竟还能有这等好事儿？

小酌一口温茶——emmm，好像确实在一片静谧之中感受到了人体的奥秘。肝脏在忙着处理坏胆固醇，脑细胞在死亡，头皮毛囊在脱发……

参考文献：

[1]Turnbull， D.， Rodricks， J. V.， Mariano， G. F. & Chowdhury， F. Caffeine and cardiovascular health. Regul. Toxicol. Pharm. 89， 165–185 (2017).

[2]Ding， M.， et al. Longterm coffee consumption and risk of cardiovascular disease: a systematic review and a dose-response meta-analysis of prospective cohort studies. Circulation 129， 643–659 (2014).

[3]https://www.nature.com/articles/s41467-022-28240-9#MOESM1

[4]Schulz R， Schlüter KD， Laufs U. Molecular and cellular function of the proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 (PCSK9). Basic Res Cardiol. 2015 Mar;110(2):4. doi: 10.1007/s00395-015-0463-z. Epub 2015 Jan 20.

[5] Sabatine， M. S. et al. Investigators， evolocumab and clinical outcomes in patients with cardiovascular disease. N. Engl. J. Med. 376， 1713–1722 (2017).

[6]Horton， J. D. et al. Combined analysis of oligonucleotide microarray data from transgenic and knockout mice identifies direct SREBP target genes. Proc. Natl Acad. Sci. USA 100， 12027–12032 (2003).

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