程初勇 黃照河
【關鍵詞】心肌梗死;缺血再灌注損傷;JAK/STAT信號通道
中圖分類號:542.2文獻標識碼:ADOI:10.3969/j.issn.10031383.2015.06.027
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展與生活方式的改變,我國疾病譜已經(jīng)明顯改變。自20世紀90年代起,心血管病已逐漸成為我國城鄉(xiāng)居民的第一位死因,目前占總死亡人數(shù)的比率約為40%[1]。其中,冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。ü谛牟。┲鹉晟?,心肌梗死頻發(fā),死亡人數(shù)逐漸上升,即使應用新的治療方案,病死率下降亦較為緩慢,治療效果難以令人滿意,重要的原因就是心肌缺血再灌注損傷?,F(xiàn)就心肌缺血再灌注損傷與JAK/STAT信號通道關系的相關研究綜述如下。
1心肌缺血再灌注損傷
冠心病常常發(fā)生急性心肌梗死,臨床上通常給予緊急溶栓、經(jīng)皮冠狀動脈介入術(PCI)和冠狀動脈旁路移植術(CABG)等治療方法恢復血流供應,保證缺血組織有效地供血,從而挽救缺血組織,然而這些治療措施可以導致心肌細胞凋亡壞死、心功能障礙及惡性心律失常等現(xiàn)象,稱之為心肌缺血再灌注(ischemia/reperfusion,I/R)損傷[2]。心肌I/R損傷后,即使血管再通,缺血組織的微循環(huán)血流仍不能完全恢復,這種現(xiàn)象稱為無復流現(xiàn)象,歸因于微血管阻塞[3]。冠狀動脈無復流同心絞痛、惡性心律失常和心源性死亡等心血管事件密切相關。冠狀動脈無復流現(xiàn)象可以經(jīng)超聲微泡造影證實[4]。缺血再灌注損傷病理機制復雜,有各種解釋,如:鈣超載、能量代謝障礙、氧化應激、心肌細胞凋亡、自噬、細胞浸潤及血管內(nèi)皮功能障礙、血管無復流現(xiàn)象等[5]。其中涉及細胞多種機制:Fas信號通路、Rho/Rock信號通路、ATP敏感鉀通道(KATP),基質金屬酶(MMPs)、p38MAPK、線粒體滲透性轉化孔(MPTP)、血管緊張素Ⅱ(ANGⅡ)、E選擇素、Toll樣受體、NFκB等。有研究[6]表明, JAK/STAT信號通道參與心肌細胞缺血再灌注損傷的病理過程。
2JAK/STAT信號通道
人們在研究干擾素誘導培養(yǎng)細胞特定基因轉錄調控作用時發(fā)現(xiàn)JAK/STAT信號通道,它參與細胞增殖、分化、凋亡、免疫調節(jié)等生理病理過程。JAK/STAT信號通道由三部分組成:酪氨酸激酶相關受體,酪氨酸激酶(Janus kinase,JAK)及信號轉導子和轉錄激活子(signal transducer and activator of transcription,STAT)。JAK包括JAK1、JAK2、JAK3和TYK2。STAT包括STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5a、STAT5b、STAT6。一些細胞因子如:干擾素、集落刺激因子、促紅細胞生成素以及某些激素與JAK/STAT信號通道酪氨酸激酶相關受體結合,導致受體二聚化,胞內(nèi)與受體結合的JAK相互靠近,彼此互相催化JAK酪氨酸磷酸化,從而激活JAK活化,活化的JAK隨之將受體上的酪氨酸磷酸化,活化的受體形成一個“停泊位點”,吸引STAT與受體磷酸化的酪氨酸結合,JAK將STAT酪氨酸磷酸化,磷酸化的STAT從受體脫落,形成同源或者異源二聚體,暴露出核定位序列NLS,轉位到細胞核,與特異基因的調控序列結合,轉錄生成相應物質,從而介導相應的生理病理過程[7]。
3心肌缺血再灌注損傷與JAK/STAT信號通道的關系
心肌梗死后心室壁機械牽拉激活JAK/STAT信號通路,激活STAT過度表達,導致心肌肥大。激活的JAK/STAT信號通路可以激活NFκB表達,NFκB可能參與心肌梗死的發(fā)生和發(fā)展。阻止JAK/STAT信號通路以抑制心肌肥大和膠原基質沉淀。JAK/STAT信號通路參與心肌梗死發(fā)病過程,同時也參與心肌梗死后的心室重構[8]。血管堵塞隨后再通時,大量富含氧氣的血流再灌注缺血組織,可以產(chǎn)生氧化應激反應。Chien等[9]在應用逐漸加熱預處理干預大鼠冠狀動脈缺血/再灌注損傷的實驗中,證實缺血再灌注通過提高煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶gp91表達,從而增加心肌O2的水平,增加細胞色素C的釋放,減少線粒體Bcl2表達。心肌損傷激活內(nèi)質網(wǎng)應激78kDa糖調節(jié)蛋白表達,增加Bax/Bcl2比例,促進LC3Ⅱ的表達,形成自噬,導致細胞凋亡。
Li等[10]應用免疫抑制劑霉酚酸酯(MMF)保護局部缺血/再灌注損傷, 可能是通過它的免疫抑制和抗炎作用。心肌I/R后,心肌TLR4和NFκB的表達均顯著增加,減少了線粒體膜電位(MMP),降低Bcl2蛋白水平,并增加Bax蛋白,表達誘導心肌細胞凋亡。MMF抑制TLR4、NFκB和Bax的表達,并恢復Bcl2的表達。有實驗證明[11],缺血預處理可以通過激活JAK2/STAT3信號通路,活化STAT3,上調抗凋亡基因Bcl2,下調促凋亡基因Bax,減少心肌細胞凋亡和心肌梗死面積。
有人研究[12]發(fā)現(xiàn)西羅莫司防治線粒體鉀通道開放所致的心肌缺血再灌注損傷,是通過JAK2/STAT3信號通道起作用的。心肌缺血伴有細胞凋亡時STAT1表達增加,轉錄增強;STAT3激活時抑制細胞凋亡的同時保護心肌[13]。SATl和STAT3的激活存在時間差異,在缺血期主要以STAT3激活為主,在再灌注期主要以STAT1激活為主,二者的比例與心功能和心肌細胞壞死程度呈高度相關性[14]。
河豚毒素(tetrodotoxin,TTX)心臟停搏液具有心肌保護作用,通過激活JAK2/STAT3信號通路,上調HSP 70蛋白表達,增強SOD活性,清除大量氧自由基,減輕膜脂質過氧化損傷,上調Bcl2蛋白表達,減少心肌細胞凋亡,減輕心肌缺血/再灌注損傷[15~17]。附子多糖后處理的心肌保護作用也是通過激活STAT3,推測STAT3進入細胞核,促進Bclxl上調表達,同時抑制Bclxs的表達,保護線粒體,阻礙CytC的釋放,從而抑制心肌細胞凋亡[18]。舒芬太尼后處理通過上調Bcl2蛋白表達、下調Bax蛋白表達抑制心肌細胞的凋亡,從而減輕心肌I/R損傷[19]。應用干細胞移植治療心肌梗死期望心肌細胞再生,瑞舒伐他汀通過激活JAK2 /STAT3 信號通路,可以提高干細胞移植治療效果[20]。
4展望
JAK/STAT信號通路雖然沒有固定的受體,但是很多抗原或者配體與相應的受體結合后,可以通過它做出反應。細胞內(nèi)JAK/STAT信號通路與其他的信號通路相互作用,產(chǎn)生復雜的生理病理作用。JAK/STAT信號通路在心肌梗死后缺血再灌注損傷中作用機制不是十分明確,有必要更加深入地研究,為治療心肌缺血再灌注損傷找出新的治療方法。參考文獻[1] 武陽豐.重視心血管病流行病學研究工作[J].中華流行病學雜志,2003,24(7):537.
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(收稿日期:2015-11-01修回日期:2015-12-29)
(編輯:梁明佩)
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