腎素-血管緊張素-醛固酮系統研究進展

吳建軍 歩 睿 賈 靜 韋 宏 楊 帆 陳延軍

在過去的幾十年中，人們對腎素-血管緊張素-醛固酮系統(RAAS)復雜性的認識已經有所更新。目前，RAAS 阻滯劑經常用于治療腎臟及心血管疾病，而RAAS 激動劑常用于某些疾病的模型研究［1］。但這些藥物發揮對機體有利或有害的作用機制時，并不一定只通過對血管緊張素Ⅱ-AT1受體-醛固酮這一通路而發揮作用，還可能存在其他作用通路。研究證明，腎素原與腎素在腎外的激活是由PRR 直接激活細胞外信號轉導通路來完成，且不受腎素阻滯劑的影響［2］。此外，選擇性AT2受體激動劑C21 是通過一氧化氮(NO)與環磷酸鳥苷(cGMP)途徑介導鈉尿排泄作用［3，4］。最后，血管緊張素Ⅱ在遠曲小管部位可對鈉、鉀起調控作用。

一、PRR 的激動劑與阻滯劑

PRR 是一種在體內廣泛表達的蛋白質，由350 個氨基酸組成，可與腎素原和腎素結合。PRR 與腎素原結合后介導其構象發生改變，這種改變使其前片段物質從催化裂解中分離，導致完全的、蛋白質非蛋白地激活［2，5］。這種機制同腎臟中腎素原蛋白水解激活途徑完全不同，后者是由一種尚未知曉酶的剪切作用所激活［6］。當血漿中腎素原的濃度遠大于腎素時，腎素-血管緊張素轉換酶只在腎臟中表達，如無活性的腎素原與PRR 結合后使其在其他組織水平獲得血管緊張素生成活性，這將引起人們極大的興趣［7］。然而，一項研究表明，腎素原與腎素的激活是由PRR 直接激活細胞外信號調節激酶1/2(ERK1/2)信號轉導通路來完成，其獨立于血管緊張素Ⅱ形成的通路。這種激活不受腎素阻滯劑的阻斷，表明腎素原與腎素阻滯劑的結合并不妨礙腎素原與PRR 結合，即使阻滯劑地結合影響了血管緊張素Ⅰ生成［5］。

腎素原與人PRR 的結合力為腎素的3 ～4 倍，前端片段促使PRR 結合的假設應當是合理的。前端片段包含操縱區域(10 ～19 個多肽組成)，這個區域被認為是與PRR 結合區域且腎素原在此催化激活。肽類拮抗劑HRPs 可模擬操縱區域的腎素原，競爭性地與PRR 結合，因此阻礙PRR 介導的腎素原激活，并且降低組織中RAAS 活性［8］。腎素原在不同物種中具有高度特異性，所以在對人、老鼠進行實驗時，要合成不同HRPs。

二、AT2受體激動劑與阻滯劑

AT2受體通常被認為拮抗AT1受體介導的血管收縮，鈉潴留以及炎性作用。AT2受體在腎臟中近曲小管、集合管與腎阻力血管中表達，它提示腎臟血流動力學狀態與腎小管功能。在糖尿病和腎臟疾病的病理狀態下，AT2受體表達通常上調，并且在ARB 類藥物作用下AT2受體會進一步上調。AT2受體基因敲除小鼠與野生型小鼠相比，其基線血壓升高并且對血管緊張素Ⅱ反應性升高，這對AT2受體的血管舒張作用給予了證實［9］。AT2基因敲除的小鼠與野生小鼠相比也表現出尿鈉排泄-壓力曲線向右移動，并且對血管緊張素Ⅱ有著更顯著抗利尿效果，這再次支持了AT2受體的反調節作用［10］。此外，單側尿路梗阻的AT2受體基因敲除小鼠與野生型小鼠相比可增加腎間質細胞凋亡和纖維化［11］。然而，AT2受體缺失小鼠其AT1受體的表達增加，這亦可解釋這些發現［12］。在野生型動物中觀察到由血管緊張素Ⅱ誘導，AT2受體介導的降血壓和促尿鈉排泄作用，在這之前需要進行ARB 的預處理，這表明AT1受體通常起主導地位。在小鼠實驗中，血管緊張素Ⅲ似乎比血管緊張素Ⅱ更容易結合AT2受體。A 型氨基肽酶阻滯劑可將血管緊張素Ⅱ轉換為血管緊張素Ⅲ，阻滯AT2受體介導的尿鈉排泄作用。然而血管緊張素Ⅲ阻滯劑的降解增強了這種影響［13］。

選擇性AT2受體激動劑C21 研究發現，ARB 治療可能并不伴隨AT2受體的激活。在肥胖的Zucker大鼠研究中發現，C21 是通過一氧化氮(NO)與環磷酸鳥苷(cGMP)途徑介導鈉尿排泄作用。這種效應可被AT2受體阻滯劑PD123319 所阻斷［4］。C21 同樣增加鋰的排泄指數，提示其參與近曲小管AT2受體的鈉尿排泄作用。盡管在Sprague-Dawley 大鼠的實驗中發現，激動AT2受體可以增加腎臟血流，但是AT2受體興奮并沒有影響腎小球濾過率，因此，改變腎血流動力學不太可能是增加鈉尿排泄的基礎［14］。在高血壓模型的大鼠實驗中已經發現AT2受體具有抗炎作用。C21 減少了腎間隙中腫瘤壞死因子、IL -6、TGF -β1 水平，并且以一種獨立于血壓的途徑激活NO/cGMP 級聯［4］。基于AT2受體基因敲除動物，AT2受體介導的鈉尿排泄作用，C21 介導的NO/cGMP 級聯的激活，C21 介導的血壓降低是值得期待的。然而，大量的研究表明，C21 對血壓沒有明顯的影響，而一些其他的研究表明，C21 治療對血壓的升高與降低是有反應的。C21 治療后血壓升高原因可能是高劑量C21 非選擇性刺激AT1受體的結果。C21 介導血壓下降不能被PD123319 所阻斷，可能是由于C21 介導入胞鈣轉運體阻滯劑所致［15］。

三、血管緊張素-醛固酮系統的相互作用

在生理過程中，血容量不足與高鉀血癥時，腎臟RAAS 系統啟動增加鈉水潴留與鉀離子分泌。在常規模式下，血管緊張素Ⅱ促進近曲小管鈉重吸收，而醛固酮促進鈉攝取與鉀分泌是通過更遠端的腎單位如遠曲小管、連接小管與集合管來完成［16］。在過去20 年里，鈉離子與鉀離子的轉運蛋白已經被克隆。在近曲小管，碳酸氫鈉重吸收是通過血管緊張素Ⅱ介導鈉/氫交換體3 來完成，在遠曲小管，上皮細胞鈉通道(ENaC)鈉氯協同轉運蛋白(NCC)和腎外的髓鉀通道(ROMK)均對醛固酮敏感［17，18］。NCC 位于遠曲小管的近端，而ENaC 位于遠曲小管遠端，連接小管與集合管，ROMK 在遠端小管中均表達。這些對醛固酮敏感轉運體具有重要的臨床意義，因為它們是一些降壓藥包括ACE 抑制劑、ARB 類藥物、噻嗪類利尿劑、阿米洛利直接或間接的作用靶點。

血管緊張素Ⅱ在腎臟近端小管中發揮作用的觀點已經受到了挑戰。一些研究表明，血管緊張素Ⅱ在調控鈉鉀時可作用于遠曲小管［19］。盡管AT 受體大多位于近曲小管，但125I 標記血管緊張素Ⅱ實驗表明AT 受體同樣存在于髓袢升支粗段、遠曲小管和集合管。離體實驗中人們發現，在遠曲小管近端與末端，血管緊張素Ⅱ可以增加鈉離子轉運并減少鉀離子轉運。使用ARB 類藥物、ENaC 阻滯劑、阿米洛利可以阻斷上述影響［20］。這些資料表明，血管緊張素Ⅱ可以激動ENaC 與NCC。然而，血管緊張素Ⅱ可介導醛固酮的分泌，且醛固酮也可激動NCC，因此，血管緊張素Ⅱ對NCC 的影響及作用仍然是不完全明確的。研究發現，血管緊張素Ⅱ對ENaC 的表達影響沒有比對NCC 的影響更為顯著。血管緊張素Ⅱ對ROMK 影響是通過膜片鉗技術記錄。在低鉀飲食小鼠中可以觀察到，ROMK 通道阻滯程度與血管緊張素Ⅱ劑量相關，而在普通飲食的小鼠中并沒有發現上述現象。相反，高鉀飲食可以阻斷NCC 活性并且增加ROMK 活性［21］。總而言之，血管緊張素可激動NCC 與ENaC，并且阻斷ROMK。

PRR 起初被認為是在組織中激活腎素原的關鍵受體，然而最近有研究表明，PRR 具有獨立于RAAS通路的作用與功能。敲除PRR 基因對機體有致命性影響，目前發現PRR 唯一的阻滯劑HRPs 是否可用于治療仍存在爭議。同樣，對AT2受體的功能研究表明，在AT2受體激動劑應用于臨床之前，還需要進一步解釋其會與年齡、疾病相關的原因。最后，血管緊張素Ⅱ在遠曲小管對鈉、鉀離子的調控作用使得我們對RAAS 在體內調節鈉、鉀離子平衡有了新的看法和認識。

1 Ma TK，Kam kk，Yan BP，et al. Renin -angiotensin -aldosterone system blockade for cardiovascular diseases:current status［J］.British Journal of Pharmacology，2010，160(6):1273 -1292

2 Kurauchi-Mito A，Ichihara A，Bokuda K，et al. Significant roles of the (pro)renin receptor in integrity of vascular smooth muscle cells［J］. Hypertension Research，2014，37(9):830 -835

3 Ali Q，Hussain T. AT2 receptor non -peptide agonist C21 promotes natriuresis in obese Zucker rats［J］. Hypertension Research，2012，35(6):654 -660

4 Matavelli LC，Huang J，Siragy HM. Angiotensin AT2 receptor stimulation inhibits early renal inflammation in renovascular hypertension［J］. Hypertension，2011，57(2):308 -313

5 Mazak I，Fiebeler A，Muller DN，et al. Aldosterone potentiates angiotensin II-induced signaling in vascular smooth muscle cells［J］.Circulation，2004，109(22):2792 -2800

6 Sihn G，Rousselle A，Vilianovitch L，et al. Physiology of the (pro)renin receptor:Wnt of change＆quest［J］. Kidney International，2010，78(3):246 -256

7 Ghosh P，Dahms NM，Kornfeld S. Mannose 6 -phosphate receptors:new twists in the tale［J］. Nature Reviews Molecular cell biology，2003，4(3):202 -213

8 Pess?a BS，Van der Lubbe N，Verdon K，et al. Key developments in renin- angiotensin - aldosterone system inhibition［J］. Nature Reviews Nephrology，2012，9(1):26 -36

9 Stegbauer J，Coffman TM. New insights into angiotensin receptor actions:from blood pressure to aging［J］. Current Opinion in Nephrology and Hypertension，2011，20(1):84 -88

10 Gross V ，Schunck WH，Honeck H，et al. Inhibition of pressure natriuresis in mice lacking the AT2 receptor［J］. Kidney International，2000，57(1):191 -202

11 Lemarié CA，Schiffrin EL. The angiotensin Ⅱtype 2 receptor in cardiovascular disease［J］. Journal of Renin -Angiotensin -Aldosterone System，2010，11(1):19 -31

12 Yatabe J，Yoneda M，yatabe MS，et al. Angiotensin Ⅲstimulates aldosterone secretion from adrenal gland partially via angiotensin Ⅱtype 2 receptor but not angiotensin Ⅱtype 1 receptor［J］. Endocrinology，2011，152(4):1582 -1588

13 Padia SH，Kemp BA，Howell NL，et al. Conversion of renal angiotensin II to angiotensinⅢis critical for AT2receptor-mediated natriuresis in rats［J］. Hypertension，2008 ，51(2):460 -465

14 Hilliard LM，Jones ES，Steckelinqs UM，et al. Sex -specific influence of angiotensin type 2 receptor stimulation on renal function a novel therapeutic target for hypertension［J］. Hypertension，2012 ，59(2):409 -414

15 Verdon K，Durik M，Abd-alla N，et al. Compound 21 induces vasorelaxation via an endothelium -and angiotensin Ⅱtype 2 receptor -independent mechanism［J］. Hypertension，2012，60(3):722 -729

16 Ardura JA，Friedman PA. Regulation of G protein -coupled receptor function by Na+/H+exchange Regulatory factors［J］. Pharmacological reviews，2011 ，63(4):882 -900

17 Hamm LL，Feng Z，Hering-Smith KS. Regulation of sodium transport by ENaC in the kidney［J］. Current Opinion in Nephrology and Hypertension，2010 ，19(1):98 -105

18 Gurley SB，Riquier-Brison AD，Schnermann J，et al. AT1A angiotensin receptors in the renal proximal tubule regulate blood pressure［J］. Cell Metabolism，2011，13(4):469 -475

19 Mutig K，Saritas T，Uchida S，et al. Short -term stimulation of the thiazide-sensitive Na+-Cl-. cotransporter by vasopressin involves phosphorylation and membrane translocation［J］. American Journal of Physiology-Renal Physiology，2010 ，298(3):F502 -F509

20 Van der Lubbe N，Zietse R，Hoorn EJ. Effects of angiotensin Ⅱon kinase-mediated sodium and potassium transport in the distal nephron［J］. Current Opinion in Nephrology and hypertension，2013，22(1):120 -126

21 Frindt G，Palmer LG.Effects of dietary K on cell-surface expression of renal ion channels and transporters［J］. American Journal of Physiology-Renal Physiology，2010，299(4):F890 -F897