血管緊張素1—7對心肌缺血再灌注損傷保護作用的研究進展

張恒+成曦爽+　劉麗+楊秀紅+李樹民

摘要：心肌缺血再灌注損傷廣泛存在于多種病理狀況及臨床治療過程中。血管緊張素1-7是腎素-血管緊張素系統(tǒng)成員之一，能產(chǎn)生擴張血管、抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖等與血管緊張素II相拮抗的生理作用。文章對Ang 1-7在心肌缺血再灌注引起的氧化應(yīng)激、鈣超載、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡、血管內(nèi)皮功能失調(diào)等方面的保護作用進行了綜述。

關(guān)鍵詞：血管緊張素1-7；心肌；缺血再灌注；腎素-血管緊張素系統(tǒng)；臨床醫(yī)學(xué) 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：R563 文章編號：1009-2374（2017）05-0094-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.05.046

心肌缺血再灌注（ischemia-reperfusion，I/R）損傷是指心肌在缺血的基礎(chǔ)上恢復(fù)血流后組織損傷反而加重，甚至發(fā)生不可逆性損傷的現(xiàn)象。它是一種多因素參與的復(fù)雜病理過程，涉及多個環(huán)節(jié)。心臟移植、急性心肌梗死及其溶栓治療、經(jīng)皮冠狀動脈介入治療和冠狀動脈旁路移植術(shù)等多種病理狀況及臨床治療均能導(dǎo)致心肌缺血再灌注損傷。血管緊張素1-7（angiotensin 1-7，Ang 1-7）是腎素-血管緊張素系統(tǒng)（renin-angiotensin system，RAS）成員之一，能產(chǎn)生擴張血管、抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖等與血管緊張素II（angiotensin II，Ang II）相拮抗的生理作用。Ang1-7能顯著改善缺血再灌注引起的心肌收縮功能下降和心律失常。氧化應(yīng)激、鈣超載、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡、血管內(nèi)皮功能失調(diào)等在心肌缺血再灌注損傷中起重要作用。Ang1-7能夠?qū)@些機制產(chǎn)生抑制，從而發(fā)揮對心肌缺血再灌注損傷的保護作用。

1 Ang 1-7概述

1.1 Ang 1-7的性質(zhì)、合成與代謝

Ang 1-7是相對分子質(zhì)量為899.0的七肽，由天冬氨酸、精氨酸、纈氨酸、酪氨酸、異亮氨酸、組氨酸和脯氨酸所構(gòu)成。Ang 1-7主要有三個生成途徑：（1）Ang II在脯氨酰肽鏈內(nèi)切酶、脯氨酸羧肽酶和血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2（angiotensin-converting enzyme 2，ACE2）的作用下生成Ang 1-7；（2）血管緊張素I（angiotensin I，Ang I）經(jīng)脯氨酰肽鏈內(nèi)切酶和中性內(nèi)切酶的水解作用直接生成Ang 1-7；（3）Ang I在ACE2的作用下先生成血管緊張素1-9（angiotensin 1-9，Ang 1-9），再經(jīng)血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（angiotensin-converting enzyme，ACE）和中性內(nèi)切酶作用生成Ang 1-7。Ang 1-7可被ACE降解為血管緊張素1-5（angiotensin 1-5，Ang 1-5）而失去活性。

1.2 Ang 1-7的特異性受體及其效應(yīng)

Ang 1-7的特異性受體Mas受體是一種G蛋白偶聯(lián)受體，由Mas原癌基因編碼，具有七次跨膜結(jié)構(gòu)。Ang 1-7與Mas受體結(jié)合后，可通過啟動不同途徑的細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，最終實現(xiàn)以下效應(yīng)：（1）通過激活PI3K/Akt信號通路，使eNOS活化，生成NO；（2）通過PGI2介導(dǎo)cAMP生成和活化依賴cAMP的蛋白激酶，抑制Ang II活化ERK1/2。此外，Ang 1-7還能與ACE結(jié)合，減少緩激肽（BK）的降解，強化BK對血管的舒張作用。

2 Ang 1-7在心肌缺血再灌注損傷中的保護作用

2.1 抗氧化應(yīng)激

氧化應(yīng)激是心肌缺血再灌注損傷的一個重要機制。缺血時，黃嘌呤脫氫酶（xanthine dehydrogenase，XD）轉(zhuǎn)變成黃嘌呤氧化酶（xanthine oxidase，XO），同時ATP消耗，造成嘌呤代謝產(chǎn)物次黃嘌呤堆積；再灌注時，血液將大量分子氧帶入缺血組織，在次黃嘌呤被XO氧化成黃嘌呤進而轉(zhuǎn)化成尿酸的過程中，分子氧接受電子生成氧自由基，從而引起脂質(zhì)過氧化，導(dǎo)致心肌細(xì)胞受損。脂質(zhì)過氧化反應(yīng)能產(chǎn)生丙二醛（MDA），對MDA含量的測定可反映氧自由基的生成量。超氧化物歧化酶（SOD）是機體重要的抗過氧化酶，廣泛存在于機體各組織中，對SOD活性的檢測可反映機體清除自由基的能力。在心肌缺血再灌注損傷早期，血清MDA含量升高而SOD活性下降，表明心肌缺血再灌注時氧自由基生成與清除的平衡被打破，氧自由基增多。Liao等通過在構(gòu)建大鼠心肌缺血再灌注模型前進行Ang 1-7預(yù)處理來觀察Ang 1-7對于心肌缺血再灌注的保護作用，并通過在部分實驗組于Ang 1-7預(yù)處理前腹腔注射吲哚美辛，探討環(huán)氧化酶（cycloxygenase，COX）是否參與Ang 1-7對心肌缺血再灌注損傷的保護作用。結(jié)果顯示，與I/R對照組相比，經(jīng)Ang 1-7預(yù)處理的大鼠心肌組織MDA含量明顯減少、SOD活性增強；與Ang 1-7處理組相比，合用吲哚美辛和Ang 1-7的大鼠心肌組織MDA含量增加、SOD活性下降，表明Ang 1-7對于心肌缺血再灌注有抗氧化作用，并且環(huán)氧化酶/前列腺素（prostaglandin，PG）可能是其抗氧化機制中的重要環(huán)節(jié)。

2.2 改善鈣超載

缺血時，心肌組織ATP生成減少，鈉泵失活，細(xì)胞內(nèi)Na+濃度升高，同時細(xì)胞內(nèi)pH降低；再灌注時，Na+-H+交換體被激活，細(xì)胞內(nèi)Na+濃度進一步升高，促使Na+-Ca2+交換體活性增強，細(xì)胞外Ca2+內(nèi)流增加；此外，缺血再灌注產(chǎn)生大量氧自由基，使線粒體氧化磷酸化發(fā)生障礙，ATP生成減少，鈣泵失活，胞質(zhì)內(nèi)Ca2+濃度升高。細(xì)胞內(nèi)Ca2+的異常增多，使心肌超微結(jié)構(gòu)受到損傷，引起肌原纖維發(fā)生攣縮、斷裂，影響心肌的收縮功能，進而引起心律失常。Wang等通過測定大鼠心肌細(xì)胞缺血再灌注時的鈣瞬變（calcium transient，CaT）發(fā)現(xiàn)，在心肌細(xì)胞再灌注時，Ang 1-7處理組與I/R對照組相比，心肌細(xì)胞舒張期細(xì)胞內(nèi)鈣濃度上升明顯減少，提示Ang 1-7對心肌細(xì)胞再灌注時期鈣超載有明顯的改善作用。

2.3 抗炎癥反應(yīng)

心肌缺血再灌注激活白細(xì)胞，生成并釋放大量炎性因子，導(dǎo)致組織細(xì)胞產(chǎn)生炎性損傷。NF-κB活化后移位入核在炎癥反應(yīng)發(fā)生的啟動環(huán)節(jié)發(fā)揮重要的作用。心肌缺血再灌注時，NF-κB抑制蛋白IκBα表達(dá)降低，NF-κB亞基p65表達(dá)增加，提示心肌缺血再灌注時有NF-κB通路的激活。NF-κB激活后進入細(xì)胞核，引起IL-1、IL-6等炎性因子的生成和釋放，介導(dǎo)組織細(xì)胞產(chǎn)生過度的炎癥反應(yīng)。Al-Maghrebi等在糖尿病自發(fā)性高血壓大鼠心臟缺血再灌注實驗中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)Ang 1-7處理的心肌細(xì)胞缺血再灌注后的NF-κB活性明顯下降。進一步進行NF-κB基因陣列分析發(fā)現(xiàn)，Ang 1-7能明顯下調(diào)NF-κB信號通路中Tlr2、Irak1、Ikbkb等分子的表達(dá)，同時，受NF-κB調(diào)控的C3、IL-1β、IL-6、Nalp12、Casp1等炎性因子的表達(dá)也顯著降低，表明Ang 1-7能有效減少心肌缺血再灌注時炎癥反應(yīng)的發(fā)生。

2.4 抗細(xì)胞凋亡

心肌缺血再灌注時，心肌細(xì)胞凋亡明顯增加，并且凋亡刺激基因的蛋白表達(dá)產(chǎn)物Fas蛋白及Fas蛋白配體（FasL）表達(dá)上調(diào)，提示細(xì)胞凋亡與心肌缺血再灌注損傷密切相關(guān)。胱天蛋白酶（caspase）級聯(lián)反應(yīng)是細(xì)胞凋亡過程的核心，caspase家族成員之一caspase-3作為細(xì)胞凋亡的執(zhí)行者，在心肌缺血再灌注時，水解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)蛋白和功能蛋白，造成心肌細(xì)胞損傷。黃雪等用Hoechst33258核染色法檢測乳鼠心肌細(xì)胞缺血再灌注后的凋亡情況時發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)Ang 1-7預(yù)處理的大部分心肌細(xì)胞凋亡率升高，細(xì)胞核呈濃縮致密的固縮狀態(tài)或顆粒狀熒光；經(jīng)Ang 1-7預(yù)處理的心肌凋亡細(xì)胞數(shù)目明顯減少，心肌細(xì)胞凋亡率降低，表明Ang 1-7具有對抗心肌缺血再灌注引起的細(xì)胞凋亡的作用。廖新學(xué)等用原位缺口末端標(biāo)記法（TUNEL）對缺血再灌注后的大鼠心肌組織進行了細(xì)胞凋亡檢測，結(jié)果顯示，與I/R對照組比較，Ang 1-7處理組心肌細(xì)胞凋亡明顯下降；與Ang 1-7處理組比較，Ang 1-7合用吲哚美辛組心肌細(xì)胞凋亡明顯上升，提示血管緊張素1-7抑制細(xì)胞凋亡的作用與前列腺素的合成和釋放有關(guān)。

2.5 保護血管內(nèi)皮功能

血管內(nèi)皮功能失調(diào)在心肌缺血再灌注損傷中起重要作用，心肌缺血再灌注后，內(nèi)皮依賴性血管舒張反應(yīng)發(fā)生缺失。心肌缺血再灌注時，血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌NO等血管舒張因子減少，分泌內(nèi)皮素（endothelin，ET）等血管收縮物質(zhì)增加，使冠狀動脈發(fā)生收縮、痙攣，并產(chǎn)生血小板聚集，導(dǎo)致冠狀動脈血流障礙而加重心肌損傷。循環(huán)內(nèi)皮細(xì)胞（circulating endothelial cells，CEC）是血液中存在的脫落的內(nèi)皮細(xì)胞，其數(shù)目可反映血管內(nèi)皮損傷的程度。肖平喜等在檢測家兔心肌缺血再灌注前后靜脈血中ET-1的含量時發(fā)現(xiàn)，與I/R對照組比較，Ang 1-7組心肌細(xì)胞缺血后及再灌注后血漿中ET-1含量均明顯減少。曾武濤等制備了家兔急性心肌梗死再灌注模型，并在心肌缺血前、后及再灌注后采集右房血進行了血清NO含量、NOS活性及CEC數(shù)目等血管內(nèi)皮功能指標(biāo)的檢測。結(jié)果顯示，心肌缺血前，Ang 1-7治療組NO水平高于I/R對照組；缺血后，兩組NO水平均比缺血前顯著降低，但Ang 1-7治療組NO水平仍高于I/R對照組；再灌注后，兩組NO水平較缺血后進一步降低，但Ang 1-7治療組NO水平依然顯著高于I/R對照組。再灌注后，Ang 1-7治療組、I/R對照組與假手術(shù)組相比NOS活性均降低，但Ang 1-7治療組NOS活性降低幅度較小，并且與I/R對照組相比顯著增高。測定心肌再灌注后的CEC數(shù)目，I/R對照組與假手術(shù)組相比CEC數(shù)目顯著增加，Ang 1-7治療組與I/R對照組相比CEC數(shù)目明顯降低。上述結(jié)果表明：Ang 1-7對心肌梗死缺血再灌注時血管內(nèi)皮功能有顯著保護作用。

3 Ang 1-7的臨床應(yīng)用前景

雖然Ang 1-7對心肌缺血再灌注損傷有顯著的保護作用，而對于其作為臨床用藥的研究卻是剛剛起步，還處于臨床前試驗階段。Ang 1-7在體內(nèi)很快被肽酶降解，半衰期僅10s左右，并且口服時在胃腸道極易被破壞，因此其不利的藥物代謝動力學(xué)特點使Ang 1-7的臨床應(yīng)用受到了一定的限制。現(xiàn)已研制出性狀較為穩(wěn)定的Ang 1-7類新制劑，如：Ang 1-7非肽類似物（如AVE0991等）作為Mas受體激動劑，具有心血管保護和抗高血壓作用；Ang 1-7口服制劑2-羥丙基β-環(huán)糊精（HPβCD）/Ang 1-7，能有效增加小鼠血清Ang 1-7濃度，抑制血栓形成；用乳酸菌包裹的Ang 1-7使其形成硫醚橋，能提高Ang 1-7在組織及血清中的穩(wěn)定性；經(jīng)脂質(zhì)體運載的Ang 1-7經(jīng)動物實驗證實也能產(chǎn)生良好的降壓作用。鑒于腎素-血管緊張素系統(tǒng)在體內(nèi)分布廣泛，使用Ang 1-7和Mas受體激動劑是否會對正常器官的功能造成影響，其有效劑量及安全性仍需更多動物及臨床試驗進行探討。

綜上所述，心肌缺血再灌注損傷是一種多因素參與的復(fù)雜病理過程，Ang 1-7可通過多種機制對其發(fā)揮保護作用。隨著Ang 1-7研究的深入，對Ang 1-7新制劑的研發(fā)，將為心肌缺血再灌注損傷的臨床治療提供更廣闊的前景。

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基金項目：國家自然科學(xué)基金資助項目（81372029）；國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（201510081007）。

作者簡介：張恒（1994-），男，江蘇蘇州人，華北理工大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院本科學(xué)生，研究方向：臨床醫(yī)學(xué)；李樹民（1972-），女，華北理工大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院副教授，研究方向：腎素-血管緊張素系統(tǒng)與器官缺血再灌注損傷。

（責(zé)任編輯：蔣建華）