氨基胍對視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷的保護(hù)作用

徐 穎 劉太平 王林洪 劉志英 刑達(dá)勇

(華北煤炭醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院眼科 河北 唐山 063000)

臨床上很多缺血性眼病患者的視網(wǎng)膜在恢復(fù)血供后，視功能損害不但未減輕，反而進(jìn)一步加劇，這種現(xiàn)象被稱為視網(wǎng)膜缺血再灌注(RIR)損傷。RIR損傷機(jī)制的幾個重要方面包括:自由基(oxygen free radicals，OFR)損害、炎癥反應(yīng)的介入、興奮性氨基酸的毒性作用、鈣超載的作用及細(xì)胞凋亡等機(jī)制[1]。目前應(yīng)用于治療視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷的藥物有自由基清除劑、白細(xì)胞聚集和黏附抑制劑、鈣離子阻斷劑、刺激性氨基酸抑制劑、一氧化氮合成酶抑制劑、細(xì)胞因子等[2]。氨基胍(Aminoguanidine，AG)是誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶(Inducible nitric oxide synthase，iNOS)的相對特異性抑制劑，能阻斷NO生成，它對RIR損傷顯著的保護(hù)作用吸引了越來越多學(xué)者的關(guān)注，本文就其研究進(jìn)展綜述如下。

1 氨基胍的基本特性

氨基胍是一類具有親核作用的肼化合物，基本的化學(xué)結(jié)構(gòu)為:HN－NH－C－NH，在結(jié)構(gòu)上與一氧化氮的合成底物L(fēng)－精氨酸相似，對iNOS有選擇性抑制作用。氨基胍較非選擇性的NOS抑制劑N－單甲基－L－糖氨基(L－NMMA)對iNOS的抑制作用強(qiáng)7倍[3]，并且氨基胍對iNOS的抑制作用是持續(xù)的[4]。

2 氨基胍對視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷的保護(hù)作用

2.1 導(dǎo)致RIR損傷的重要因素NO NO是能溶于水與脂的無機(jī)小分子氣體，它可在細(xì)胞內(nèi)外自由擴(kuò)散，是細(xì)胞間通訊的時空信使，發(fā)揮信號傳導(dǎo)功能。生物體內(nèi)的NO幾乎均由NOS以L－精氨酸和氧分子為底物合成，NOS是NO生成的關(guān)鍵和唯一限速酶。目前已知NOS的亞型有3種，內(nèi)皮型NOS(eNOS)、神經(jīng)元型NOS(nNOS)和誘導(dǎo)型NOS(iNOS)，其中eNOS和nNOS合稱為結(jié)構(gòu)型NOS(cNOS)。宋帥[5]通過建立大鼠同種異體左肺原位移植模型，觀察缺血再灌注過程中eNOS和iNOS表達(dá)情況的變化，并觀察應(yīng)用L－精氨酸和氨基胍對移植肺組織中eNOS和iNOS活性的影響及血液中NO的變化，證實NOS是NO生成的重要限速酶，NOS的表達(dá)改變與NO合成密切相關(guān)。生理狀態(tài)下，NO主要由cNOS催化生成，iNOS是一種僅在病理狀態(tài)下才會表達(dá)的非鈣離子依賴性酶，主要在視網(wǎng)膜缺血后期表達(dá)，iNOS的活性受創(chuàng)傷、缺血、內(nèi)毒素、感染等因素誘導(dǎo)產(chǎn)生，參與機(jī)體的病理生理過程，作用緩慢而持久，iNOSRNA半哀期特別長，可持續(xù)長時間翻譯合成iNOS，產(chǎn)生NO的量也較大，對缺血視網(wǎng)膜組織的損傷也很嚴(yán)重[6]。

NO促進(jìn)視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷的機(jī)制已得到廣泛研究，可以歸納如下:①NO通過鳥苷環(huán)化酶－環(huán)磷酸鳥苷(GC－cGMP)途徑或直接激活蛋白激酶c，使蛋白磷酸化，導(dǎo)致細(xì)胞死亡;②NO與O2－(超氧陰離子)結(jié)合形成強(qiáng)氧化劑ONOO－(超氧亞硝酸根離子)，可以導(dǎo)致DNA的亞硝基作用和片段化以及蛋白質(zhì)酪氨酸殘基的共價修飾，具有較強(qiáng)的細(xì)胞毒性[7];③NO與谷氨酸相互作用。谷氨酸可通過NMDA(N－甲基－D－天門冬氨酸)受體增加細(xì)胞內(nèi)鈣，從而激活NOS產(chǎn)生NO，NO反過來也可以刺激谷氨酸鹽的釋放，介導(dǎo)谷氨酸的神經(jīng)毒性[8]。此外NO也可通過直接損傷DNA、抑制核酸和蛋白質(zhì)的生成、減少ATP產(chǎn)生、降低細(xì)胞內(nèi)pH、改變Ca2+分布及增強(qiáng)P53基因表達(dá)等機(jī)制引起細(xì)胞損傷[9]。

2.2 氨基胍通過阻斷NO的生成從而保護(hù)RIR損傷 氨基胍主要通過對iNOS的選擇性抑制來阻斷NO的生成 。大多數(shù)NOS抑制劑為非選擇性抑制劑，不僅抑制了具有病理作用的NOS的產(chǎn)生，同時抑制了具有生理作用的NOS。有學(xué)者采用動物模型觀察腹腔注射iNOS的選擇性抑制氨基胍對骨關(guān)節(jié)炎過程中iNOS的影響，研究提示氨基胍在抑制iNOS病理性表達(dá)的同時，很大程度上保留了cNOS的生理功能[10]。此外也有研究顯示，氨基胍對iNOS的抑制活性分別是其對nNOS、eNOS抑制活性的50倍和 500 倍[11]。Corbett等[12]于 1992 年首次報道了它具有選擇性抑制誘導(dǎo)型NOS的作用。Hangai等[13]報道在缺血期和再灌注期分別給予氨基胍，后者的保護(hù)作用明顯好于前者，證實氨基胍主要通過抑制iNOS合成，阻斷作為自由基的NO生成，起到對視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷的保護(hù)。

幾年來，眾學(xué)者對氨基胍抑制NOS的機(jī)理開展了深入而廣泛的研究。業(yè)已闡明氨基胍與NO強(qiáng)大抑制劑N－單甲基－L－糖氨基(L－NMMA)的結(jié)構(gòu)很近似，氨基胍抑制NOS的機(jī)理主要有:與iNOS催化部位的血紅素鐵可逆性結(jié)合，從而改變其活性基團(tuán)的構(gòu)象[14]，抑制iNOS合成，阻斷作為NO生成，降低NO的細(xì)胞毒性作用及其潛在的基因毒性，起到視網(wǎng)膜節(jié)細(xì)胞的保護(hù)作用。此外，氨基胍還可以產(chǎn)生大量自殺產(chǎn)物來抑制iNOS[15]。近年來有研究者通過動物模型用反轉(zhuǎn)錄－聚合酶鏈反應(yīng)(RT－PCR)法檢測肺組織iNOSmRNA表達(dá)，用SABC免疫組織化學(xué)染色法檢測肺組織iNOS蛋白表達(dá)，用硝酸還原酶法測定肺組織和血漿NO含量，說明氨基胍可通過抑制肺組織iNOSmRNA及其蛋白表達(dá)，減少內(nèi)源性NO的生成。氨基胍也可通過間接影響iNOSmRNA的轉(zhuǎn)錄，抑制iNOS的活性，減少巨噬細(xì)胞受體介導(dǎo)的細(xì)胞因子釋放，進(jìn)而減弱NO合成活性，從而減少NO產(chǎn)生[15]。此外有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，氨基胍通過對抗氧自由基途徑，也能阻止視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷。

3 展望

有報道稱氨基胍對血壓、腎及心臟的影響很小，其他副作用的報道少見。氨基胍作為高度選擇性、高效低毒的iNOS抑制劑為視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷的治療提供了新思路。但目前對氨基胍的研究還處于基礎(chǔ)實驗階段，合適的給藥時間、投藥劑量、毒理作用等諸多問題仍需要更多的臨床前研究，這就要求廣大的科研及醫(yī)務(wù)工作者進(jìn)一步開展氨基胍在眼內(nèi)的應(yīng)用研究，并將如何更好地應(yīng)用于臨床作為今后的研究重點(diǎn)。

[1]朱遠(yuǎn)軍，金 敏.視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷機(jī)制研究進(jìn)展[J].中國病理生理雜志，2007，23(1):195

[2]丁建光，姜德詠.視網(wǎng)膜缺血－再灌注損傷的保護(hù)[J].國際眼科雜志，2005，5(5):1010

[3]Tilton RG，Chang K，Hasan KS，et al.Prevention of diabetic vascular dysfunction by guanidines.Inhibition of nitric oxide synthase versus advanced glycation end － product formation[J].Diabetes，1993，42(2):221

[4]Wolff DJ，Lubeskie A.Aminoguanidine is an isoform －selective，mechanism － based inactivator of nitric oxide synthase[J].Arch Biochem Biophys，1995，316(1):290

[5]宋 帥.一氧化氮合成酶在大鼠肺移植缺血再灌注中的作用研究[D].蘇州:蘇州大學(xué)，2009

[6]Sakamoto K，Yonoki Y，Kubota Y，et al.Inducible nitric oxide synthase inhibitors abolished histological protection by late ischemic preconditioning in rat retina[J].Exp Eye Res，2006，82(3):512

[7]Hoffman A，Goldstein S，Samuni A，et al.Effect of nitric oxide and nitroxide SOD－mimic on the recovery of isolated rat heart following ischemia and reperfusion[J].Biochemical Pharmacology，2003，66(7):1279

[8]Neufeld AH，Kawai S，Das S，et al.Loss of retinal ganglion cells following retinal ischemia:the role of inducible nitric oxide synthase[J].Experimental Eye Research，2002，75(5):521

[9]胡 博，詹江華，崔華雷，等.氨基胍對大鼠腸缺血再灌注損傷的保護(hù)作用[J].臨床兒科雜志，2006，24(8):689

[10]楊益民，王 民，趙光輝.氨基胍對骨關(guān)節(jié)炎軟骨細(xì)胞誘導(dǎo)型一氧化氮合酶的影響[J].陜西醫(yī)學(xué)雜志，2007，36(11):1469

[11]劉 輝，陳俊拋，梁 豐，等.NOS及NO在介導(dǎo)Aβ神經(jīng)毒性和阿爾茨海默病發(fā)病機(jī)制中的作用[J].中國臨床康復(fù)，2003，7(19):2682

[12]Corbett JA，Tilton RG，Chang K，et al.Aminoguanidine，a novel inhibitor of nitric oxide formation，prevents diabetic vascular dysfunction[J].Diabetes，1992，41(4):522

[13]Hangai M，Yoshimura N，Mandai M，et al.Nitric oxide synthase(NOS)gene expression after retinal ischemia in rats[J].Invest Ophthalmol Vis Sci，1994，35(4):1642

[14]劉瑞春，王衛(wèi)華，王曉娟.誘導(dǎo)型一氧化氮合酶及氨基胍在腦缺血－再灌流損傷中的作用[J].腦神經(jīng)雜志，2002，10(6):380

[15]張 巖，張新日.糖皮質(zhì)激素和氨基胍對機(jī)械通氣致大鼠急性肺損傷肺組織iNOS NO的干預(yù)作用[J].山西醫(yī)藥雜志，2008，37(2):101