張玉平， 趙自剛， 牛春雨

(河北北方學(xué)院微循環(huán)研究所，河北 張家口 075000)

·綜述·

淋巴管收縮的鈣調(diào)節(jié)機(jī)制*

張玉平， 趙自剛， 牛春雨△

(河北北方學(xué)院微循環(huán)研究所，河北 張家口 075000)

淋巴管系統(tǒng)將富含蛋白、免疫細(xì)胞以及大分子物質(zhì)的組織液逆壓力差從外周組織回流入血液循環(huán)，參與體液平衡、營(yíng)養(yǎng)吸收、免疫監(jiān)視等功能[1]。淋巴液的運(yùn)輸依賴(lài)組織液的生成速率、外周組織的擠壓以及淋巴管的主動(dòng)周期性收縮；尤其在沒(méi)有實(shí)質(zhì)組織包繞的收集和運(yùn)輸淋巴管，其自發(fā)的周期性收縮是推動(dòng)淋巴液回流的主要?jiǎng)恿2]。淋巴管收縮功能狀態(tài)在淋巴水腫[3]、休克[4]、腸道炎癥[5]、代謝綜合征[6]等多種疾病或病理過(guò)程的發(fā)病機(jī)制中具有重要的作用。在血液循環(huán)中，血管和心臟分別擔(dān)當(dāng)了通道和泵的作用；在淋巴循環(huán)中，淋巴管獨(dú)自承擔(dān)淋巴液轉(zhuǎn)運(yùn)通道和泵的雙重作用。因此，淋巴管的收縮活動(dòng)較血管和心臟更為復(fù)雜，表現(xiàn)為緊張性收縮和時(shí)相性收縮。大量研究表明，淋巴管收縮除受神經(jīng)-體液、管腔壓力和機(jī)械擠壓等因素的調(diào)節(jié)外，與其本身的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)基礎(chǔ)有關(guān)，尤其是Ca2+及其通路的作用。本文重點(diǎn)綜述淋巴管收縮的Ca2+活動(dòng)與調(diào)節(jié)機(jī)制，及其在一些淋巴管功能障礙性疾病中的作用。

1 淋巴管的起搏

淋巴液的有效轉(zhuǎn)運(yùn)依賴(lài)淋巴管兩個(gè)瓣膜間“淋巴管節(jié)”的節(jié)律性舒縮。淋巴管的自發(fā)性收縮由管壁內(nèi)平滑肌細(xì)胞自發(fā)性的動(dòng)作電位啟動(dòng)。電生理研究發(fā)現(xiàn)，豚鼠腸系膜淋巴管平滑肌上存在自發(fā)性瞬時(shí)去極化(spontaneous transient depolarizations, STDs)過(guò)程，如果單個(gè)STDs或多個(gè)STDs疊加后的幅度達(dá)到閾值，就可以觸發(fā)L型鈣通道(L-type calcium channel, L-Ca)介導(dǎo)的動(dòng)作電位，引起淋巴管收縮[7]。因此，大多數(shù)研究認(rèn)為STDs是淋巴管舒縮的自發(fā)性起搏機(jī)制。

目前，以鈣動(dòng)作電位啟動(dòng)平滑肌收縮為基礎(chǔ)，應(yīng)用經(jīng)典的心臟樣起搏模型和鈣庫(kù)操控性起搏模型，解釋淋巴管起搏機(jī)制。(1)經(jīng)典的心臟樣起搏模型建立在細(xì)胞膜起搏電流的基礎(chǔ)上，包括一個(gè)稱(chēng)為Ifunny的膜電位超級(jí)化激活的內(nèi)向電流，它可以使起搏細(xì)胞膜在一個(gè)動(dòng)作電位完成之后再次去極化，并且重復(fù)這個(gè)循環(huán)。因此，在這一模型上起搏時(shí)鐘是由細(xì)胞膜上離子通道的活化設(shè)定的。而且，有報(bào)道在牛和羊的淋巴管上發(fā)現(xiàn)Ifunny樣電流，阻斷這種電流可以減慢淋巴管的起搏活性[8]。(2)鈣庫(kù)操控性起搏模型是指細(xì)胞內(nèi)IP3受體操控性鈣庫(kù)，通過(guò)Ca2+釋放和再攝取的周期循環(huán)，控制淋巴管平滑肌細(xì)胞的起搏。細(xì)胞內(nèi)鈣庫(kù)的Ca2+釋放激活自發(fā)性瞬時(shí)內(nèi)向電流(spontaneous transient inward currents, STICs)產(chǎn)生興奮性的自動(dòng)去極化過(guò)程，即STDs[9]。

淋巴管平滑肌細(xì)胞鈣庫(kù)如何取得同步性、產(chǎn)生足夠的電流驅(qū)動(dòng)起搏仍有很多疑問(wèn)。Ca2+誘導(dǎo)鈣庫(kù)的Ca2+釋放沿細(xì)胞產(chǎn)生的Ca2+波，不能解釋這種同步性。因?yàn)椋@種Ca2+波的傳導(dǎo)緩慢(通常<0.1 mm/s)，在同一時(shí)間不可能激活足夠的鈣庫(kù)釋放，驅(qū)動(dòng)淋巴管組織的起搏。相比而言，鈣庫(kù)像偶合振子樣相互作用提供的強(qiáng)效電流，可能是淋巴管舒縮活動(dòng)下的起搏機(jī)制之一[8]。

以偶合振子模型為基礎(chǔ)的相互作用可以解釋多種生物系統(tǒng)的產(chǎn)生機(jī)制，如心臟起搏、腸道蠕動(dòng)和星形膠質(zhì)細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等。鈣庫(kù)偶合振子樣相互作用模型好比一串由彈簧相互連接的搖錘。隨機(jī)激活其中一個(gè)搖錘可以引起所有搖錘的相互作用，并且可以加速和遲滯其它搖錘的活動(dòng)，直到全部運(yùn)行起來(lái)。這種運(yùn)行可以使搖錘局部同步，但在整串搖錘中出現(xiàn)時(shí)相的延遲。也可以說(shuō)，每一個(gè)搖錘以一定的頻率搖擺，但相鄰的出現(xiàn)稍微的時(shí)相性差異。在這里搖錘指鈣庫(kù)振子，彈簧指鈣庫(kù)振子之間的偶聯(lián)機(jī)制。鈣庫(kù)之間主要有2種偶聯(lián)機(jī)制：化學(xué)和電化學(xué)偶聯(lián)機(jī)制。前者的例子是Ca2+的彌散，Ca2+的彌散通過(guò)Ca2+誘導(dǎo)的Ca2+釋放(Ca2+-induced Ca2+release, CICR)偶聯(lián)鈣庫(kù)，但這種偶聯(lián)由于Ca2+彌散距離太有限(約5 μm)[10]，不能在整個(gè)細(xì)胞合胞體上同步化鈣庫(kù)的振蕩，僅能引起局部同步化。相比，電化學(xué)偶聯(lián)要比單純的Ca2+擴(kuò)散為基礎(chǔ)的偶聯(lián)強(qiáng)100～1 000倍，電信號(hào)以毫米級(jí)的范圍作用于平滑肌合胞體。因此，電化學(xué)耦聯(lián)機(jī)制像一個(gè)長(zhǎng)程“彈簧”一樣相互連接多個(gè)鈣庫(kù)振子。淋巴管和胃腸道平滑肌的慢波起博可能就是這種相互機(jī)制[11]，推測(cè)這種電化學(xué)機(jī)制是由膜電壓和通過(guò)由膜電壓依賴(lài)性產(chǎn)物[三磷酸肌醇(inositol triphosphate,IP3)和(或)Ca2+]相聯(lián)系的鈣庫(kù)之間的相互作用介導(dǎo)的。

Imtiaz等[11]證明，IP3受體操控性鈣庫(kù)作為偶聯(lián)振子引起近似同步的Ca2+釋放事件和與之相連的起搏電位，驅(qū)動(dòng)動(dòng)作電位的產(chǎn)生，引起淋巴管平滑肌收縮。用內(nèi)皮素1(endothelin-1, ET-1)孵育靜止豚鼠淋巴管平滑肌細(xì)胞合胞體(單個(gè)去被膜和內(nèi)皮的淋巴管節(jié))，IP3的合成增加，STICs和/或細(xì)胞內(nèi)Ca2+波增強(qiáng)，近似同步瞬時(shí)鈣電流逐漸在整個(gè)合胞體上同步化，啟動(dòng)動(dòng)作電位，導(dǎo)致舒縮活動(dòng)的頻率增加；硝苯地平阻斷L-Ca可以阻滯ET-1引起的近似同步瞬時(shí)鈣電流和動(dòng)作電位，保留非同步瞬時(shí)鈣電流和局部鈣波。對(duì)牛淋巴管的研究顯示，在淋巴管中段給予縫隙連接阻滯劑后，可從中心阻斷淋巴管的舒縮，而兩端仍在進(jìn)行，但是已不同步。這些數(shù)據(jù)已經(jīng)在一個(gè)包含IP3受體操控的振蕩性Ca2+釋放、L-Ca和細(xì)胞間縫隙連接的淋巴管平滑肌合胞體模型上得到了驗(yàn)證[11]。激活鈣庫(kù)后通過(guò)偶聯(lián)振蕩傳播的方式引起整個(gè)淋巴管上的起搏活性，以膜電位的改變和L-Ca的正反饋性激活，引起更多的鈣庫(kù)活化為基礎(chǔ)，在鈣庫(kù)振子之間提供一個(gè)長(zhǎng)程的電化學(xué)偶聯(lián)機(jī)制。最近的研究也表明，1-磷酸鞘氨醇(sphingosine 1-phosphate, S1P)通過(guò)活化S1P受體與IP3受體引起Ca2+釋放調(diào)節(jié)淋巴管的緊張性收縮[12]。因此，淋巴管起搏的機(jī)制可能是激活的鈣庫(kù)之間由偶聯(lián)振蕩為基礎(chǔ)的相互作用介導(dǎo)的。通過(guò)細(xì)胞間或細(xì)胞內(nèi)鈣庫(kù)激活物的彌散介導(dǎo)的可能性非常小，而通過(guò)膜電位介導(dǎo)的可能性非常大。

此外，靜息膜電位去極化的淋巴管細(xì)胞內(nèi)鈣庫(kù)為基礎(chǔ)的起搏過(guò)程可以這樣的來(lái)描述：振蕩性Ca2+釋放引起膜去極化；膜去極化正反饋性導(dǎo)致更多鈣庫(kù)的鈣釋放；從而啟動(dòng)動(dòng)作電位；并且這一過(guò)程在細(xì)胞之間通過(guò)縫隙連接快速傳播。

這些研究初步闡明了淋巴管舒縮活動(dòng)的起搏機(jī)制；相信在多種淋巴管收縮障礙性疾病的發(fā)病過(guò)程中，Ca2+釋放障礙、STDs減少、電化學(xué)耦聯(lián)障礙等多個(gè)方面介導(dǎo)了淋巴管平滑肌的收縮功能低下，但這還需要進(jìn)一步證實(shí)。

2 淋巴管收縮相關(guān)蛋白

盡管淋巴管平滑肌沒(méi)有組織嚴(yán)密而獨(dú)立的肌小節(jié)，但其收縮相關(guān)蛋白與骨骼肌基本相似。生物化學(xué)和分子生物學(xué)分析表明，在機(jī)體的生長(zhǎng)、發(fā)育和疾病過(guò)程中，平滑肌至少表達(dá)4型平滑肌細(xì)胞特異性的和2型平滑肌細(xì)胞非特異性的肌球蛋白重鏈(myosin heavy chain, MHC)，以及4型肌球蛋白輕鏈(myosin light chains, MLC)。平滑肌特異性的MHC分別是：SM1A、SM1B、SM2A和SM2B。其中SM1和SM2的差別主要體現(xiàn)在羧基末端；SMB亞型在肌球蛋白頭端第1個(gè)表面環(huán)上，靠近MHC的ATP結(jié)合域，插入了一個(gè)由7個(gè)氨基酸組成的特異性序列。SMB亞型(SM1/SM2)主要表達(dá)在具有快速收縮功能的平滑肌上，如膀胱，具有更高的ATP酶活性。此外，其活性部位Mg-ATP結(jié)合和Mg-ADP釋放的速率也更快。體外實(shí)驗(yàn)也證實(shí)，含有SMB的肌細(xì)胞較含有SMA的肌細(xì)胞具有更高的縮短速率。小鼠缺乏SMB亞型的MHC，動(dòng)脈和膀胱平滑肌縮短速率和最大收縮力都下降[13]。Muthuchamy等[14]對(duì)淋巴管收縮物質(zhì)的分析結(jié)果表明：腸系膜淋巴管僅表達(dá)SMB；胸導(dǎo)管同時(shí)表達(dá)SMB和SMA，但SMB較高；有意思的是，體外培養(yǎng)的腸系膜淋巴管來(lái)源的淋巴管平滑肌細(xì)胞僅表達(dá)SMA。腸系膜微動(dòng)脈雖然也都表達(dá)SMB和SMA，但與淋巴管相反，SMA高于SMB。進(jìn)一步對(duì)SMB分型的實(shí)驗(yàn)表明，腸系膜淋巴管和胸導(dǎo)管都同時(shí)表達(dá)SM1B和SM2B，但體外培養(yǎng)的淋巴管平滑肌細(xì)胞僅表達(dá)SM1A。

高等動(dòng)物肌細(xì)胞的肌動(dòng)蛋白主要包括心肌、骨骼肌、血管和腸道平滑肌4種亞型。腸系膜淋巴管和小動(dòng)脈4種亞型的肌動(dòng)蛋白都有表達(dá)，但心肌型肌動(dòng)蛋白在淋巴管的表達(dá)遠(yuǎn)高于小動(dòng)脈。胸導(dǎo)管內(nèi)血管和心肌型α-actin的表達(dá)占優(yōu)勢(shì)，腸型γ-actin的表達(dá)相對(duì)較低，骨骼肌型actin的表達(dá)未檢出。體外培養(yǎng)的淋巴管平滑肌細(xì)胞內(nèi)骨骼肌、血管和腸道平滑肌型actin的表達(dá)都很高，但心肌型actin的表達(dá)很微弱?？梢?jiàn)，淋巴管平滑肌細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上有血管平滑肌和骨骼肌雙重的收縮成分，在功能上承擔(dān)心肌和血管平滑肌的雙重作用；而且，淋巴管平滑肌還表達(dá)部分骨骼肌調(diào)節(jié)蛋白，如：肌鈣蛋白C亞單位(troponin C, TnC)和TnT[14]。但是，這些不同肌細(xì)胞來(lái)源的成分是如何在淋巴管平滑肌內(nèi)協(xié)調(diào)的完成其時(shí)相性和緊張性收縮的，仍不清楚。同時(shí)，在淋巴水腫等淋巴管功能障礙性疾病的發(fā)病過(guò)程中，淋巴管收縮蛋白的表達(dá)有何變化，這種變化規(guī)律與淋巴管收縮的關(guān)系，還需要進(jìn)一步闡明，這對(duì)于調(diào)控淋巴管收縮性藥物靶點(diǎn)的選擇具有積極的意義。

3 鈣離子在淋巴管收縮中的作用

通常，細(xì)胞內(nèi)Ca2+的濃度增加啟動(dòng)的收縮，是橫紋肌和大多數(shù)血管平滑肌收縮的主要機(jī)制。在骨骼肌和心肌細(xì)胞中，Ca2+結(jié)合到TnC，引起肌鈣蛋白分子構(gòu)象改變，這種變化“傳遞”給了原肌凝蛋白，導(dǎo)致原肌凝蛋白的雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)生了某種扭轉(zhuǎn)，從而去除了安靜時(shí)阻止肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白橫橋相互結(jié)合的阻礙因素，使兩者結(jié)合，從而協(xié)力完成收縮過(guò)程。這一過(guò)程也表現(xiàn)出短時(shí)、快速、強(qiáng)力的特點(diǎn)。在大多數(shù)血管平滑肌中，細(xì)胞內(nèi)增加的Ca2+，先結(jié)合于胞漿中的鈣調(diào)蛋白，后者結(jié)合4個(gè)Ca2+之后活化肌球蛋白輕鏈激酶(myosin light chain kinase, MLCK)，磷酸化調(diào)節(jié)性的肌球蛋白輕鏈(20 kD myosin light chain, MLC20)，從而活化肌球蛋白ATP酶，然后，引起肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白相互作用，啟動(dòng)平滑肌收縮。此外，多種調(diào)節(jié)機(jī)制可以通過(guò)肌球蛋白輕鏈磷酸酶(myosin light chain phosphatase, MLCP)對(duì)MLC20的去磷酸化作用，調(diào)節(jié)平滑肌的Ca2+敏感性。這一機(jī)制控制的血管平滑肌緊張性收縮相對(duì)較慢、但持久。

淋巴管平滑肌自發(fā)性收縮的調(diào)控，主要由Ca2+火花激活一個(gè)緩慢的內(nèi)向電流，從而使Ca2+通過(guò)細(xì)胞膜內(nèi)流增加，并觸發(fā)Ca2+庫(kù)的Ca2+釋放；細(xì)胞內(nèi)增加的Ca2+結(jié)合鈣調(diào)蛋白，然后Ca2+-鈣調(diào)蛋白復(fù)合體激活淋巴管平滑肌細(xì)胞的MLCK。鈣離子作為淋巴管平滑肌緊張性收縮和時(shí)相性收縮的基本調(diào)控因子已經(jīng)被廣泛接受。但是，細(xì)胞內(nèi)鈣離子增加到最終引起淋巴管平滑肌收縮的調(diào)控機(jī)制仍然有待闡明。

大鼠腸系膜淋巴管上證實(shí)，淋巴管平滑肌的Ca2+處理過(guò)程與典型的血管平滑肌差異很大，在淋巴管每一個(gè)時(shí)相性收縮相關(guān)聯(lián)的機(jī)械活動(dòng)之前都出現(xiàn)一個(gè)Ca2+火花。不同學(xué)者在不同部位的淋巴管上研究與淋巴管泵活動(dòng)相關(guān)的Ca2+活動(dòng)時(shí)都有相同的發(fā)現(xiàn)：Shirasawa等[15]在研究牽拉應(yīng)力對(duì)大鼠胸導(dǎo)管等長(zhǎng)收縮力和細(xì)胞內(nèi)Ca2+的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，淋巴管泵活性的改變主要是應(yīng)力提高了淋巴管起搏活性和收縮物質(zhì)對(duì)Ca2+的敏感性，而不是增加胸導(dǎo)管內(nèi)Ca2+的濃度；Muthuchamy等[14]在腸系膜淋巴管上的研究卻表明，隨著壓力增加，淋巴管內(nèi)基礎(chǔ)Ca2+水平和瞬時(shí)Ca2+幅度都提高了。盡管我們可以把這種差異歸因于動(dòng)物狀態(tài)和組織來(lái)源的不同，但是這種差異的原因不清楚。此外，我室在正常以及失血性休克大鼠胸導(dǎo)管收縮性的觀察中發(fā)現(xiàn)，隨著淋巴管跨壁壓力的增加，淋巴管的收縮頻率與泵流分?jǐn)?shù)均出現(xiàn)了增加，但收縮幅度出現(xiàn)了下降[16]，這種變化是否與淋巴管平滑肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平有關(guān)，還需要進(jìn)一步證實(shí)。

總之，細(xì)胞內(nèi)外Ca2+在淋巴管平滑肌收縮，尤其是收縮的調(diào)節(jié)和興奮-收縮偶聯(lián)過(guò)程中具有決定性的意義。但是，對(duì)于淋巴管平滑肌Ca2+的儲(chǔ)存、通道、具體調(diào)節(jié)機(jī)制，以及這些環(huán)節(jié)如何影響淋巴管的緊張性和時(shí)相性收縮過(guò)程，仍有許多工作要做。

4 鈣依賴(lài)的肌球蛋白輕鏈磷酸化途徑

平滑肌MLC包括平滑肌特異性MLC20、平滑肌非特異性MLC20、MLC17A和MLC17B。已經(jīng)確認(rèn)，MLC20磷酸化在Ca2+依賴(lài)性的平滑肌收縮中具有關(guān)鍵性作用。在血管平滑肌MLC20磷酸化的過(guò)程中涉及多種激酶的作用，其中，Ca2+-鈣調(diào)蛋白(calmodulin,CaM)-MLCK認(rèn)為是最重要的途徑。許多研究顯示，MLCK引起的MLC20磷酸化是一個(gè)關(guān)鍵性的樞紐，不同的調(diào)節(jié)機(jī)制通過(guò)它來(lái)調(diào)節(jié)血管平滑肌的收縮行為。最近，Nepiyushchikh等[17]報(bào)道了Ca2+-CaM-MLCK途徑引起MLC20磷酸化水平的改變調(diào)節(jié)淋巴管的緊張性和時(shí)相性，發(fā)現(xiàn)MLCK選擇性抑制劑ML-7可劑量依賴(lài)性抑制淋巴管的緊張性收縮，使淋巴管口徑明顯舒張。相同的結(jié)果，在小動(dòng)脈、胃腸道、子宮平滑肌上都有報(bào)道。這表明在不同器官上淋巴管的緊張性收縮可能具有相同的調(diào)節(jié)機(jī)制，也表明正常離體淋巴管緊張性收縮的力量依賴(lài)MLC20的磷酸化水平。對(duì)于時(shí)相性收縮來(lái)說(shuō)，MLCK抑制劑明顯降低了淋巴管時(shí)相性收縮的頻率和隨淋巴管壓力上升引起的淋巴管收縮頻率的增加；但MLC20磷酸化水平與時(shí)相性收縮的幅度改變關(guān)系不大，其幅度好像并不受MLC20磷酸化的調(diào)節(jié)。這些結(jié)果表明，淋巴管的緊張性收縮的張力和時(shí)相性收縮幅度的調(diào)節(jié)可能是通過(guò)不同的調(diào)節(jié)途徑實(shí)現(xiàn)的。

尿素-甘油蛋白印跡的數(shù)據(jù)顯示，不加壓或未處理的腸系膜淋巴管MLC20的基礎(chǔ)磷酸化水平維持在20%～25%左右。隨著跨壁壓增加到5 cmH2O，淋巴管MLC20磷酸化水平隨著時(shí)相性收縮幅度降低也有所下降，淋巴管收縮頻率也降低了，而收縮幅度未見(jiàn)明顯變化；ML-7處理淋巴管后，可以使MLC20磷酸化水平降低80%，但是剩余的磷酸化MLC20足以維持淋巴管時(shí)相性收縮的幅度保持不變，這說(shuō)明這樣一個(gè)最低的MLC20磷酸化水平可以維持但不能調(diào)節(jié)時(shí)相性收縮的強(qiáng)度。根據(jù)這些結(jié)果，我們推測(cè)淋巴管平滑肌的時(shí)相性收縮活性的有效運(yùn)行可能僅需要20%或更低水平的MLC20磷酸化就能夠完成。

P物質(zhì)(substance P, SP)可以通過(guò)Ca2+-CaM-MLCK途徑引起不同肌組織的收縮。Nepiyushchikh等[17]的研究發(fā)現(xiàn)，SP能增強(qiáng)離體淋巴管的緊張性收縮和時(shí)相性頻率，而時(shí)相性收縮幅度沒(méi)有顯著改變；給予SP后，淋巴管肌細(xì)胞層MLC20磷酸化水平也顯著增加了，這表明隨著淋巴管緊張性收縮活性的增加，MLCK途徑被激活了，從而增加了MLC20磷酸化水平。ML-7提前處理淋巴管后，SP誘導(dǎo)的緊張性收縮被顯著抑制，MLC20的磷酸化水平也下降，ML-7和SP共同孵育淋巴管后，MLC20磷酸化水平也相應(yīng)降低。這些結(jié)果進(jìn)一步支持Ca2+-CaM-MLCK途徑通過(guò)改變MLC20磷酸化水平，參與了淋巴管平滑肌緊張性收縮機(jī)制的調(diào)節(jié)。而ML-7單獨(dú)或ML-7聯(lián)合SP共同孵育離體淋巴管其時(shí)相性收縮幅度與對(duì)照相比未見(jiàn)顯著差異，表明MLCK對(duì)淋巴管平滑肌時(shí)相性收縮強(qiáng)度影響很小。

我們?cè)诖笫笫а孕菘撕罅馨凸苁湛s性的研究中發(fā)現(xiàn)[18-19]，在多個(gè)跨壁壓(1、3和5 cmH2O)下，SP雖不能改變淋巴管時(shí)相性收縮的幅度，但是可以增加時(shí)相性收縮的頻率和緊張性收縮的張力，從而提高休克各期淋巴管的泵功能；ML-7 則顯著降低了休克早期淋巴管的收縮頻率與張力；同時(shí)，ML-7抑制了SP的上調(diào)作用；結(jié)果表明，MLCK作為影響淋巴管平滑肌細(xì)胞收縮的關(guān)鍵酶，參與了失血性休克發(fā)展進(jìn)程中淋巴管收縮性的雙相調(diào)節(jié)；但其具體的調(diào)節(jié)機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

5 鈣非依賴(lài)的肌球蛋白輕鏈磷酸化途徑

通過(guò)MLCP調(diào)節(jié)MLC20磷酸化水平，進(jìn)而調(diào)節(jié)血管張力的途徑，稱(chēng)為Ca2+敏感性調(diào)節(jié)途徑。研究發(fā)現(xiàn)，淋巴管也存在通過(guò)鈣敏感性來(lái)調(diào)節(jié)收縮活性的狀態(tài)[20]。然而，淋巴管平滑肌的Ca2+非依賴(lài)性收縮和鈣敏感性機(jī)制仍不太清楚。而且，淋巴管平滑肌的鈣調(diào)蛋白和鈣調(diào)蛋白結(jié)合蛋白是否與血管平滑肌相同，淋巴管平滑肌緊張性和時(shí)相性收縮中的鈣敏感性與血管平滑肌比較是否有差異，都還未闡明。

5.1蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)在淋巴管鈣敏感性中的作用 血管平滑肌的大量研究表明，PKC活化顯著增強(qiáng)收縮蛋白的鈣敏感性。淋巴管平滑肌細(xì)胞是否也有同樣的調(diào)節(jié)機(jī)制，一直存在疑問(wèn)。Muthuchamy等[21]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鉗制鈣濃度的狀態(tài)下，PKC活化劑佛波酯和佛波醇酯可使大鼠腸系膜淋巴管產(chǎn)生緩慢發(fā)展并且持久的收縮效應(yīng)；而且鈣-力的效應(yīng)曲線顯著左移，這些結(jié)果表明PKC活化可顯著增加淋巴管收縮蛋白的鈣敏感性。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，PKC活化并沒(méi)有引起MLC20、CPI-17(PKC-potentiated protein phosphatase inhibitor of 17 kD)和CaM磷酸化水平的變化。因此推測(cè)，PKC引起的淋巴管收縮蛋白鈣敏感性的改變是通過(guò)一條有別于其它平滑肌的方式實(shí)現(xiàn)的，但這還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

5.2絲裂原蛋白激酶途徑在淋巴管鈣敏感性中的作用 絲裂原蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)，如p38 MAPK和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2(extracellular signal-regulated kinase 1/2，ERK1/2)，除了與血管的收縮聯(lián)系非常緊密之外，在MLC20磷酸化過(guò)程中也扮演非常重要的角色。ERK1/2也可以直接磷酸化MLCK，提高M(jìn)LC20磷酸化水平。淋巴管上同樣存在這樣的分子網(wǎng)絡(luò)。Chakraborty等[22]報(bào)道，給予p-ERK1/2特異性抑制劑后，MLC20磷酸化水平呈劑量依賴(lài)性下降；給予p38 MAPK特異性抑制劑，對(duì)MLC20磷酸化水平幾乎沒(méi)有效應(yīng)；SP可通過(guò)激活p38 MAPK和ERK1/2引起MLC20磷酸化水平增加；在給予PKC特異性抑制劑后，顯著下降。這些數(shù)據(jù)表明，MAPKs和PKC信號(hào)網(wǎng)絡(luò)參與了淋巴管舒縮的調(diào)節(jié)，但是這些信號(hào)分子是如何精密地、互相協(xié)調(diào)地調(diào)控這一過(guò)程的，還有待深入研究。

5.3CPI-17在淋巴管鈣敏感性中的作用 CPI-17通過(guò)磷酸化蘇氨酸38，強(qiáng)效抑制MLCP活性[23]。Dougherty等[24]在對(duì)離體淋巴管Ca2+敏感性檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，α-toxin穿孔的淋巴管Ca2+敏感性較β-escin穿孔的明顯增高，并且兩種穿孔造成的主要差異在于：β-escin穿孔的淋巴管平滑肌細(xì)胞內(nèi)CPI-17水平明顯降低。這些結(jié)果提示α-toxin和β-escin穿孔淋巴管Ca2+敏感性的差異主要是β-escin造成平滑肌細(xì)胞膜上的穿孔口徑較大，導(dǎo)致小分子的CPI-17丟失引起的。這也表明，CPI-17除了參與血管Ca2+敏感性調(diào)節(jié)外，同樣也參與了淋巴管收縮過(guò)程中Ca2+敏感性調(diào)節(jié)。

5.4Rho在淋巴管鈣敏感性中的作用 小G蛋白R(shí)ho及其效應(yīng)酶Rho相關(guān)激酶(Rho-associated kinase, ROCK)通過(guò)影響MLCP的活性，引起MLC20磷酸化水平的改變，從而來(lái)調(diào)節(jié)鈣敏感性來(lái)影響平滑肌的收縮，在鈣非依賴(lài)型的平滑肌收縮中扮演重要的作用[25]。Hosaka等[26]應(yīng)用選擇性ROCK抑制劑Y-27632和MLCP抑制劑岡田酸在大鼠離體回腸淋巴管上證實(shí)了Rho-ROCK信號(hào)通路參與了正常大鼠淋巴管收縮性的調(diào)節(jié)；最近的研究發(fā)現(xiàn)，Rho-ROCK介導(dǎo)的鈣敏感性降低也是大鼠酒精中毒后淋巴管肌源性收縮性降低的主要原因[27]。我室的研究也發(fā)現(xiàn)，失血性休克后，淋巴管對(duì)去甲腎上腺素等縮血管活性物質(zhì)反應(yīng)性降低是淋巴管收縮性低下的重要原因[28]，應(yīng)用鈣敏感性調(diào)節(jié)劑血管緊張素II可增加其反應(yīng)性與收縮性，提示鈣敏感性降低是導(dǎo)致淋巴管低收縮性與反應(yīng)性的重要機(jī)制[29]；進(jìn)一步的研究表明，Rho激動(dòng)劑U46619可提高休克2 h淋巴管的收縮性以及對(duì)SP的反應(yīng)性，Y-27632則降低了U46619的作用，提示休克淋巴管收縮性的降低與Rho-ROCK信號(hào)通路下調(diào)有關(guān)[30]。這些結(jié)果表明，Rho-ROCK-MLCP通路參與生理與病理狀態(tài)下淋巴管收縮性調(diào)節(jié)。

綜上所述，鈣離子及其信號(hào)通路對(duì)于淋巴管收縮性的調(diào)節(jié)具有重要作用，以相應(yīng)鈣靶點(diǎn)為切入點(diǎn)，有利于從調(diào)節(jié)淋巴管收縮性的角度調(diào)控淋巴系統(tǒng)功能。淋巴水腫、腫瘤轉(zhuǎn)移、艾滋病是淋巴學(xué)研究領(lǐng)域的三大主攻目標(biāo)，它們的發(fā)病機(jī)制均與淋巴管收縮性相關(guān)，因此，關(guān)注淋巴管收縮性的調(diào)節(jié)，可為這些重大疾病的防治提供重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)與理論參考，淋巴管收縮性研究也將成為淋巴學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。遺憾的是，對(duì)于淋巴管功能和結(jié)構(gòu)的研究還相對(duì)滯后，淋巴管收縮性的分子生物學(xué)基礎(chǔ)仍未完全闡明，尤其是針對(duì)淋巴管功能障礙相關(guān)疾病的研究還較少。因此，對(duì)淋巴管收縮性及其相關(guān)因素的研究還需要進(jìn)一步深入，以淋巴管收縮性的鈣調(diào)機(jī)制為切入點(diǎn)，可能對(duì)于闡明淋巴管緊張性和時(shí)相性收縮的發(fā)生機(jī)制具有重要作用，也可為干預(yù)淋巴管障礙性疾病找到有效的新靶點(diǎn)。

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Mechanismsofcalciumregulatinglymphaticcontraction

ZHANG Yu-Ping, ZHAO Zi-gang, NIU Chun-yu

(InstituteofMicrocirculation,HebeiNorthUniversity,Zhangjiakou075000,China.E-mail:ncylxf@126.com)

Lymphatic system plays vital roles in fluid homeostasis, nutrition absorption and immunological surveillance, replying on the spontaneous cyclical contraction of lymphatic smooth muscle cells. The calcium ion is the key factor of various smooth muscle cell motion.Beginning with the molecular elements of lymphatic contraction,the present article reviews the mechanisms of calcium ion regulating lymphatic contraction from the aspects of pacemaker system, contractile myofilaments, calcium dependence and calcium sensitivity, thus providing a novel approach for treatment of lymphatic dysfunction disease through calaium regulation.

淋巴管收縮； 平滑肌細(xì)胞； 鈣

Lymphatic contraction; Smooth muscle cells; Calcium

R331.4；R322.2+6

A

10.3969/j.issn.1000- 4718.2013.11.035

1000- 4718(2013)11- 2103- 06

2013- 06- 30

2013- 10- 29

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.30770845);河北省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.C2008000503);河北省教育廳科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(No.ZH2007101;No.ZD20100201)

△ 通訊作者 Tel: 0313-4029168; E-mail: ncylxf@126.com