白偉偉綜述 趙林雙審校
在腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAS)活化參與多器官損傷(包括糖尿病腎小球硬化)過程中,血管緊張素Ⅱ(AngiotensinⅡ,AngⅡ)起著重要的介導(dǎo)作用[1]。AngⅡ作為RAS中最具活性的成分,也是引起腎臟損傷的重要因子。AngⅡ不僅可引起腎內(nèi)血流動力學(xué)改變,還可通過直接激活炎癥細(xì)胞調(diào)節(jié)多種炎癥介質(zhì)的表達(dá),參與腎臟損傷過程[2],引起腎小管細(xì)胞、系膜細(xì)胞增生肥大,使細(xì)胞外基質(zhì)(Extracellular Matrix,ECM)過度沉積和降解減少,誘導(dǎo)腎小管上皮細(xì)胞發(fā)生表型轉(zhuǎn)化、凋亡等,從而加速糖尿病腎損害的進(jìn)展。
AngⅡ是由血管緊張素I(AngI)在血管緊張素轉(zhuǎn)化酶或糜蛋白酶的作用下,水解產(chǎn)生的多肽(八肽)物質(zhì),是血管緊張素中最重要的組成部分。AngⅡ的作用由AngⅡ受體介導(dǎo),AngⅡ受體主要分為AT1受體和AT2受體,前者主要分布于心臟、血管、腎臟、腎上腺皮質(zhì)等,當(dāng)其被激活時,引起血管收縮、腎上腺皮質(zhì)醛固酮釋放增加、血容量增加、血壓升高,并有生長激素樣作用,如促進(jìn)心肌肥大、血管增生及動脈粥樣硬化等。后者在健康成人表達(dá)較少,在應(yīng)激狀態(tài)下,尤其在血管損傷、心肌梗塞和心衰時表達(dá)上調(diào);AT2受體主要存在于腦、腎上腺髓質(zhì)、子宮和卵巢等,AT2受體興奮時,可激活緩激肽B2受體和NO合酶,產(chǎn)生NO,舒張血管,促進(jìn)凋亡,并部分拮抗AT1受體的作用[3]。AngⅡ受體阻滯劑(ARB)能選擇性阻斷AT1受體,使AT2所介導(dǎo)的作用占優(yōu)勢,表現(xiàn)為抗炎、舒張血管、減輕血小板聚集、促進(jìn)胰島素分泌[4]。
AngⅡ作為RAS的最主要活性成分,作用于靶細(xì)胞膜上的AT1受體(亦部分作用于AT2受體),除介導(dǎo)血管平滑肌細(xì)胞收縮外,還介導(dǎo)血管壁的慢性炎癥反應(yīng),進(jìn)而參與糖尿病腎?。―iabetic Nephropathy,DN)的發(fā)生與發(fā)展。血管組織針對各種致炎因子的防御性反應(yīng)即為炎癥,血管反應(yīng)是整個炎癥反應(yīng)過程的中心環(huán)節(jié)。血管變化、炎細(xì)胞的滲出浸潤以及組織修復(fù)重塑是炎癥反應(yīng)過程的三個重要環(huán)節(jié),而AngⅡ?qū)@三個環(huán)節(jié)都可產(chǎn)生影響。腎小球?yàn)V過屏障主要由腎小球內(nèi)皮細(xì)胞、基底膜和足細(xì)胞三部分組成,腎小球內(nèi)皮細(xì)胞作為腎小球?yàn)V過膜的第一道屏障,其形態(tài)及通透性的改變將會影響腎小球?yàn)V過屏障的功能。AngI具有穩(wěn)定腎小球內(nèi)皮細(xì)胞,抑制內(nèi)皮細(xì)胞通透性、炎癥反應(yīng)和血管生成的功能,而AngⅡ則主要發(fā)揮拮抗AngI的作用。研究[5,6]表明,小鼠體內(nèi)外源性AngⅡ過表達(dá)可刺激腎小球內(nèi)皮細(xì)胞的細(xì)胞骨架蛋白F-actin解聚,細(xì)胞單層通透性增加,導(dǎo)致大量蛋白尿的產(chǎn)生。炎癥反應(yīng)局部的血管收縮以及通透性的增加可進(jìn)一步引起炎性細(xì)胞的浸潤和血漿蛋白的滲出;AngⅡ還可以通過刺激局部黏附分子如細(xì)胞間黏附分子-1(Intercellular Adhesion Molecule-1,ICA M-1)、血管細(xì)胞黏附分子-1(Vascular Cell Adhesion Molecule-1,VCAM-1)、E-選擇素、P-選擇素和趨化因子-單核細(xì)胞趨化蛋白1(Monocyte Chemotactic Protein,MCP-1)、受激活性調(diào)節(jié)正常 T細(xì)胞表達(dá)和分泌因子 (Regulated on Activation,Nor ma1 T Cell Expressed and Secreted,RANTES)等的產(chǎn)生來募集炎性細(xì)胞,并促使這些細(xì)胞分化、增殖和功能激活。MCP-1是單核細(xì)胞最強(qiáng)的趨化因子,在DN中表達(dá)上調(diào),可以調(diào)節(jié)黏附分子表達(dá)增加和募集單核細(xì)胞到腎小球。尿MCP-1隨著腎功能的惡化逐漸增 加[7]。MCP-1可 促進(jìn)ICAM-1、IL-1和IL-6等炎癥介質(zhì)的釋放;引發(fā)氧化應(yīng)激,激活蛋白水解酶,增加氧自由基的生成,損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞;激活單核細(xì)胞,誘導(dǎo)休眠狀態(tài)的纖維細(xì)胞增殖轉(zhuǎn)化為成纖維肌細(xì)胞,參與腎小球硬化,促進(jìn)小管間質(zhì)纖維化。組織修復(fù)是炎性反應(yīng)的重要結(jié)局,即再生或結(jié)締組織纖維化[4]。AngⅡ可以通過誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化生長 因 子 (TGF)-β1、血 小 板 源 生 長 因 子 (Platelet-Derived Growth Factor,PDGF)、結(jié)締組織生長因子(Connective Tissue Growth Factor,CTGF)、纖溶酶原激活物抑制因子(Plasminogen Activator Inhibitor,PAI-1)等細(xì)胞因子影響組織細(xì)胞的生長和細(xì)胞間基質(zhì)的合成,形成組織再生或纖維化[8]。AngⅡ作為RAS系統(tǒng)的主要活性肽,已被證實(shí)其在腎間質(zhì)纖維化中發(fā)揮重要作用,如給予大鼠持續(xù)靜脈輸入AngⅡ,可誘導(dǎo)其腎小管萎縮、腎間質(zhì)表達(dá)a-平滑肌肌動蛋白(a-SMA)、胞外基質(zhì)積聚[9];還有研究發(fā)現(xiàn),AngⅡ可時間依賴性增加HK2細(xì)胞a-SMA表達(dá),導(dǎo)致轉(zhuǎn)分化功能的產(chǎn)生[10]。使用AngⅡ轉(zhuǎn)化酶抑制劑和ARB能抑制輸注AngⅡ引起的腎間質(zhì)膠原和纖維連接蛋白的合成[11,12]。
有關(guān)AngⅡ誘導(dǎo)的血管重塑和炎癥反應(yīng)的分子機(jī)制涉及兩個重要的受體后信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的激活,一是調(diào)節(jié)血管壁細(xì)胞尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate,NADPH)氧化酶的表達(dá),使反應(yīng)性活性氧族(Reactive Oxygen Species,ROS)生成增多;二是激活致炎轉(zhuǎn)錄因子如核因子-κB(Nuclear Factor-κB,NF-κB),進(jìn)而使炎癥因子過表達(dá)并參與炎癥反應(yīng)[13,14]。(1)ROS由一組以氧為中心的基團(tuán)或非基團(tuán)氧衍生物(如O-2、H2O2、OHNO、ONOO-)組成,其作為信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子可調(diào)控血管緊張性和血管重塑[14]。AngⅡ作為血管系統(tǒng)中調(diào)節(jié)ROS相關(guān)產(chǎn)物的重要調(diào)節(jié)介質(zhì),其致炎作用主要通過增加氧化應(yīng)激,使ROS產(chǎn)生增加,進(jìn)而改變ROS產(chǎn)生和清除的平衡來實(shí)現(xiàn)[15]。Wei等[16]利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得AngⅡ高表達(dá)的動物模型mRen2轉(zhuǎn)基因鼠,與對照相比,mRen2轉(zhuǎn)基因鼠主動脈NADPH氧化酶活性以及ROS水平、C-反應(yīng)蛋白(CRP)、腫瘤壞死因子-a(TNF-a)表達(dá)均升高,且血管壁增厚;應(yīng)用Valsartan或Tempol(超氧化物歧化酶SOD/過氧化氫酶類似物)治療后,轉(zhuǎn)基因鼠的上述指標(biāo)改善。另有研究發(fā)現(xiàn)高血糖可通過促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)ROS過量產(chǎn)生而引起組織細(xì)胞的氧化性損傷,從而可導(dǎo)致糖尿病腎病等并發(fā)癥的發(fā)生[17]。(2)NF-κB可通過調(diào)節(jié)幾種AngⅡ激活的促炎基因的轉(zhuǎn)錄水平,從而在AngⅡ誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)中起重要作用。細(xì)胞水平的炎癥反應(yīng)主要以細(xì)胞核NF-κB的升高以及伴隨的抑制劑IκBa或IκBβ的降低為特征[15],在細(xì)胞因子或內(nèi)毒素的刺激下,AngⅡ?qū)е翴κB磷酸化,使NF-κB解離而被激活進(jìn)入細(xì)胞核發(fā)揮促炎作用[15]。研究發(fā)現(xiàn),過量AngⅡ刺激還可干擾血管平滑肌磷脂酰肌醇-3激酶(Phosphatidylinositlo 3-Kinase,PI3 K)途徑而影響胰島素信號傳導(dǎo),參與胰島素抵抗(Insulin Resistance,IR)的發(fā)生,抑制胰島素抗炎癥效應(yīng)[16]。另有研究顯示,果糖喂養(yǎng)的自發(fā)性高血壓大鼠(Spontane-ously Hypertensive Rats,SHR)在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時處于高胰島素血癥和葡萄糖耐量異常狀態(tài),雖未形成糖尿病,但接近原發(fā)性高血壓IR。同時還顯示SHR存在血壓明顯升高和RAS激活,并且IR與RAS存在相關(guān)性[18]。
由于DN患者腎小球內(nèi)毛細(xì)血管壓力和血漿蛋白濾過率增加,最終導(dǎo)致腎功能衰竭,部分誘因是由AngⅡ介導(dǎo)的。ARB類藥物可降低全身包括腎小球毛細(xì)血管血壓,有效調(diào)節(jié)全身和腎局部血流,保護(hù)腎臟。其作用機(jī)制可能為:調(diào)節(jié)腎小球血流動力學(xué);調(diào)節(jié)腎小球毛細(xì)血管基底膜的濾過孔徑,影響腎小球基底膜的濾過屏障;抑制炎性細(xì)胞因子的生成和釋放;改善高血脂等[3]。
許多臨床研究表明阻斷RAS可以減少炎癥反應(yīng),降低血漿中炎癥因子hasten(高敏腫瘤壞死因子)、MCP-1、CRP、IL-6以及氧化應(yīng)激標(biāo)志物8-異前列烷等的濃度,同時抑制患者的炎癥反應(yīng)。一項(xiàng)針對正常個體的研究表明,應(yīng)用ARB類藥物纈沙坦(Valsartan)7天(160 mg/天)可以改變單核細(xì)胞核內(nèi)NF-κB活性,抑制活性氧的產(chǎn)生,增加IκB的表達(dá),顯著降低血漿CRP濃度[19]。還有研究表明,應(yīng)用ARB類藥物奧美沙坦(Ol mesartan)可有效減輕血管內(nèi)皮損傷,降低血管炎癥因子 CRP、IL-6、MCP-1水平[20]。應(yīng)用 ARB類藥物伊貝沙坦(Irbesartan)在改善內(nèi)皮依賴血流介導(dǎo)的血管舒張、降低血管中炎癥介質(zhì)IL-6和PAI-1的同時,降低8-異前列烷的水平[21]。
有研究進(jìn)一步證實(shí),ARB在阻斷AT1受體、改善內(nèi)皮功能、發(fā)揮抗炎作用的同時,具有改善IR的作用[22]。
RAS功能異常在DN的發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用,其主要效應(yīng)介質(zhì)AngⅡ是促進(jìn)血管炎癥反應(yīng)的重要因子,不僅有促炎作用,而且可干預(yù)胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,但有關(guān)AngⅡ參與DN的發(fā)病機(jī)制仍需進(jìn)一步研究,更希望進(jìn)一步研究開發(fā)有效干預(yù)藥物,從根本上保護(hù)腎功能,減少糖尿病腎功能不全的發(fā)生率,最大限度的延緩和減輕DN的發(fā)生發(fā)展。
1 Barlovic DP,Cooper ME.Diabetes:RAS inhibition:probably not a one size fits all approach.Nat Rev Nephrol,2009,5(12):669.
2 Woolf AS,Gnudil,Long DA.Roles of angiopoietins in kidney development and disease.J Am Soc Nephr ol,2009,20(2):239~244.
3 林 樺.血管緊張素Ⅱ1型受體拮抗劑坎地沙坦的研究進(jìn)展.Strait Phar maceutical Journal,2009,21(10):9~12.
4 VincenTMA,Barrett EJ,Lindner JR,et al.Inhibiting NOS blocks micr ovascular recr uiTMent and blunts muscle glucose uptake in response to insulin.Am J Physiol Endocrinol Metab,2003,285(1):E123~E129.
5 Woolf AS.Angiopoietins vascular growt h factors looking for roles in glo mer uli.Curr Opin Nephrol Hypertens,2010,19(1):20~25.
6 Davis B,Dei Cas A,Long DA,et al.Podocyte-specific expression of angiopoietin-2 causes proteinuria and apoptosis of glo mer ular endothelia.J Am Soc Nephr ol,2007,18(8):2 320~2 329.
7 Tilak P ,Khashi m Z,Kumpatla S,et al.Clinical significance of urinar y monocyte chemoattractant protein-1(Umcp-1)in Indian type 2 diabetic patients at different stages of diabetic nephropat hy.Int J of Diabetes Mellit us,2010,2(1):15~19.
8 汪年松,王 鋒.糖尿病腎病的炎癥機(jī)制和防治.中國中西醫(yī)結(jié)合腎病雜志,2010,11(2):98~101.
9 Johnson RJ,Alpers CE,Yoshi mura A,et al.Renal injur y from angiotensinⅡ-mediated hypertension.Hypertension,1992,19(5):464~474.
10 Chen L,Liu BC,Zhang XL,et al.Infl uence of connective tissue gr owt h factor antisense oligonucleotide on angiotensin Ⅱ-induced epithelial mesenchy mal transition in HK2 cells.Acta Pharmacol Sin,2006,27(8):1 029~1 036.
11 Wu LL,Cox A,Roe CJ,et al.Transfor ming gr owt h factor beta 1 and renal injur y following subtotal nephrecto my in the rat:role of the rennin-angiotensin system.Kidney Int,1997,51(5):1 553~1 567.
12 Ruperez M,Ruiz-Ortega M,Esteban V,et al.AngiotensinⅡincreases connective tissue growt h factor in the kidney.Am J Pat hol,2003,163(5):1 937~1 947.
13 黃 麗,楊國君.血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2與血管炎癥反應(yīng).中國高血壓雜志,2001,19(1):35~37.
14 Marchesi C,Paradis P,Schiffrin EL.Role of the renirr angiotensin system in vascular in fla mmation.Trends in Phar m acological Sciences,2008,29(7):367~374.
15 Elbekay R,Alvarez M,Monteseirin J,et al.Oxidative stress is a critical mediator of the angiotensin II signal in human neutrophils:involvement of mitogen activated protein kinase,calcineurin,and the transcription factor NF-kappa B.Blood,2003,102(2):662.
16 Wei Y,Whaley-Connell AT,Chen K,et al.NADPH oxidase contributes to vascular inflammation,insulin resistance,and remodeling in the transgenic(mRen2)rat.Hypertension,2007,50(2):384~391.
17 Ceriello A,Motz E.Is oxidative stress the pathogenicmechanis m underlying insulin resistance,diabetes,and car diovascular disease?The common soil hypothesis revisited.Arterioscler Thro mb Vasc Biol,2004,24(5):816~823.
18 Costanzo A,Moretti F,Bur gio VL,et al.Endothelial activation by angiotensin II through NF-κB and p38 pat h ways:involvement of NF-κB inducible kinase(NIK),free oxygen radicals,and selective inhibition by aspirin.J Cell Physiol,2003,195(3):402~410.
19 馬淑平,李清華,吳瑞鈺,等.果糖喂養(yǎng)SHR大鼠致胰島素抵抗與RAS相關(guān)性實(shí)驗(yàn)研究.高血壓雜志,2003,11(2):143~146.
20 姜華軍,劉建設(shè),朱忠華,等.坎地沙坦對糖尿病腎病小鼠血清和糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的蛋白激酶1表達(dá)的影響及意義.中國藥理學(xué)通報,2006,22(5):547.
21 Dandona P,Kumar V,Aljada A,et al.Angiotensin II receptor blocker valsartan suppresses reactive oxygen species generation in leukocytes,nuclear factor-kappa B,in mononuclear cells of normal subjects:evidence of an antiinfla mmatory action.J Clin Endocrinol Metab,2003,88(9):4 496~4 501.
22 Sola S,Mir MQ,Cheema FA,et al.Ir besartan and lipoic acid improve endothelial function and reduce mar kers of inflammation in themetabolic syndrome:results of the ir besartan and lipoic acid in endothelial dysfunction(ISLAND)study.Circulation,2005,111(3):343~348.