（中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院婦科，沈陽 110001）

腎上腺髓質(zhì)素（adrenomedullin，ADM）是一種血管活性多肽，在腎上腺髓質(zhì)中最豐富，最早于1993年由KITAMURA等［1］在人腎上腺嗜鉻細胞瘤中發(fā)現(xiàn)，并將其分離。線粒體是大多數(shù)真核細胞內(nèi)的重要細胞器，也是活性氧（reactive oxygen species，ROS）的主要生成場所，與細胞內(nèi)的信息傳遞、細胞的代謝生長等密切相關(guān)。隨著研究的進展，人們對ADM與線粒體、ROS關(guān)系的認識不斷深入，本文就ADM對細胞內(nèi)線粒體和ROS 水平的影響進行了總結(jié)、分析。

1 ADM概述

1.1 ADM的分子結(jié)構(gòu)

人ADM前體原由185個氨基酸殘基組成。包含52個氨基酸的成熟ADM，由前體的第95個到第146個氨基酸殘基水解而成，其中位于第16位和第21位的2個半個胱氨酸間是二硫鍵形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，氨基端的環(huán)狀結(jié)構(gòu)與羧基端的酰胺結(jié)構(gòu)對于維持ADM的生物學(xué)活性有重要的作用［2］。由于ADM與降鈣素基因相關(guān)肽（calcitonin gene related peptide，CGRP）的同源性較高，被劃分為降鈣素肽家族成員［3］。

ADM編碼基因的位置在第11號染色體的單一位點，ADM的cDNA全長包括約1 300～1 500 bp，可以編碼形成185個氨基酸，構(gòu)成ADM前體原，其N端包含由21個氨基酸殘基組成的信號肽。ADM前體原裂解后形成由164個氨基酸組成的ADM原，并且可以繼續(xù)裂解為ADM和前導(dǎo)肽（包含20個氨基酸）等物質(zhì)。ADM的DNA區(qū)域包含4個外顯子和3個內(nèi)含子，成熟的ADM肽由第4個外顯子編碼，DNA的5’端有TATA框、GAAT框和GC框，其上有蛋白激酶2多個結(jié)合位點和一個環(huán)磷酸腺苷調(diào)節(jié)的增強子［4］。

1.2 ADM的分布、合成與代謝

ADM不僅在腎上腺髓質(zhì)中有豐富的表達，全身多個器官組織如肺、腎、血液、脾、胰、腦、心臟、脈絡(luò)叢、頜下腺等也有ADM的存在，其中腎上腺髓質(zhì)含量最高，肺和心臟次之［5］。人體血液循環(huán)中的 ADM在正常分泌的情況下主要來源為血管內(nèi)皮細胞和血管平滑肌細胞，并以血管內(nèi)皮細胞為主。研究［6］發(fā)現(xiàn)，血管內(nèi)皮細胞合成的ADM中98%通過自分泌的方式被釋放到血液、血管內(nèi)皮細胞與血管平滑肌細胞之間的間隙，2%由旁分泌的方式在局部起作用。腫瘤細胞也能合成分泌ADM。目前認為，ADM的主要清除器官可能是肺和腎臟［5］。

1.3 ADM的受體

CGRP家族包括5個成員：ADM、降鈣素、胰淀粉樣酶、CGRPα及CGRPβ［7］。降鈣素受體樣受體（calcitonin receptor-like receptor，CRLR）是一種含有7個跨膜區(qū)域的受體蛋白，盡管CRLR本身并不是CGRP的特異性受體蛋白，但CGRP的家族成員都可以成為其配體。受體活性修飾蛋白（receptor activity modifying protein，RAMP）調(diào)節(jié)CRLR從細胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細胞表面，其與 CRLR的結(jié)合決定了受體的ADM或 CGRP 特異性［8］。RAMP的氨基末端是CRLR糖基化和配體特異性結(jié)合的關(guān)鍵部位，而CRLR的糖基化狀態(tài)與不同受體表型密切相關(guān)［8］。RAMP有3個異構(gòu)體，分別為RAMP1、RAMP2、RAMP3。RAMP與CRLR結(jié)合，能夠組成不同的功能受體，與不同配體結(jié)合，能夠誘發(fā)生物學(xué)效應(yīng)。其中，RAMP1與CRLR復(fù)合體構(gòu)成CGRP受體；RAMP2與CRLR共同作用表現(xiàn)為ADM受體表型，能夠識別ADM；RAMP1或RAMP3直接與降鈣素受體作用后產(chǎn)生淀粉樣蛋白受體表型，能夠識別胰淀粉樣酶。ADM的受體表型不僅取決于受體的自身結(jié)構(gòu)，信號通路中的受體組成蛋白對其也有調(diào)控作用，受體組成蛋白是CRLR與細胞信號途徑相偶聯(lián)的必須成分，CRLR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)功能需要受體組成蛋白的參與［9］。

2 ADM與細胞線粒體

PFEIL等［10］對ROS和線粒體電子傳遞鏈?zhǔn)欠駞⑴c了心肌細胞ADM缺氧上調(diào)進行了研究，缺氧嚴重刺激了ADM基因的轉(zhuǎn)錄及其在心肌細胞中的分泌，心肌ADM的釋放是一種保護機制，線粒體復(fù)合物Ⅰ抑制劑導(dǎo)致低氧誘導(dǎo)的ADMmRNA表達顯著下降，但較正常氧含量中培養(yǎng)的心肌細胞仍有輕微增加，使用線粒體復(fù)合物Ⅲ和Ⅳ抑制劑看到幾乎同樣的效果，線粒體復(fù)合物Ⅱ?qū)π募〖毎毖鯇?dǎo)致ADMmRNA上調(diào)無明顯影響。大多數(shù)細胞ROS生成酶是黃酮蛋白，其產(chǎn)生的ROS對于低氧上調(diào)小鼠心肌細胞ADMmRNA至關(guān)重要，這些ROS來自線粒體復(fù)合物Ⅲ和其他一些線粒體外來源。

ADM已被證明保護心臟免受缺血損傷，線粒體Ca2+激活的K+通道（mitoKCa）存在于線粒體內(nèi)膜，其在心臟保護中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，NISHIDA等［11］探討了mitoKCa通道是否參與了ADM的保護機制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，ADM通過活化蛋白激酶A而不是通過激活磷脂酰肌醇3-激酶來促進mitoKCa通道的開放，缺血前的ADM 治療通過蛋白激酶A介導(dǎo)的mitoKCa通道激活減少梗死面積，再灌注后的ADM治療通過磷脂酰肌醇3-激酶介導(dǎo)的途徑減少梗死面積，而不激活mitoKCa通道。

阿霉素是一種抗癌藥物，用于治療淋巴細胞瘤、肺癌、胃癌等多種癌癥，但由于存在嚴重的不良反應(yīng)，阿霉素在臨床上的應(yīng)用受到了限制。有研究［12］報道，阿霉素會誘導(dǎo)自由基產(chǎn)生和心肌細胞線粒體破壞，造成致命的心力衰竭，內(nèi)源性ADM被認為有保護心臟的作用，外源性ADM給藥顯示出治療心力衰竭的作用。YOSHIZAWA等［12］探討了ADM對阿霉素所致心臟損傷的影響，發(fā)現(xiàn)ADM降低了阿霉素治療后血清乳酸脫氫酶水平，病理結(jié)果顯示，ADM可抑制氧化還原引起的心肌組織損傷、線粒體異常和細胞死亡，ADM對阿霉素引起的心臟損傷有保護作用。ADM通過影響線粒體的基因表達來調(diào)節(jié)心肌線粒體，阿霉素誘導(dǎo)的過氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活因子lα（peroxisome proliferator activated receptor γ coactivator-1α，PGC-1α）基因表達下降在ADM治療中期顯著恢復(fù)，在慢性期，外源性ADM可顯著增加PGC-1α和過氧化物酶體增殖物激活受體α（peroxisome proliferator activated receptor α，PPARα）的基因表達，雌激素相關(guān)受體α基因表達無變化，PGC-1α是一個最重要的線粒體轉(zhuǎn)錄共激活因子之一，與三羧酸循環(huán)、脂質(zhì)β氧化和電子傳遞鏈有關(guān)，PPARα和雌激素相關(guān)受體α是PGC-1α下游因子，PPARα主要調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝，雌激素相關(guān)受體α主要調(diào)節(jié)三羧酸循環(huán)和電子傳遞鏈［12］。

3 ADM與ROS

細胞在代謝過程中不斷產(chǎn)生自由基，自由基超載造成氧化應(yīng)激，對細胞內(nèi)所有生物分子造成嚴重損害，影響細胞功能，甚至導(dǎo)致細胞死亡。ROS是一類含氧原子或原子團，線粒體復(fù)合物Ⅰ和復(fù)合物Ⅲ是其主要來源。細胞中ROS增加，抗氧化系統(tǒng)功能障礙，會引起線粒體的氧化損傷，而線粒體呼吸鏈的損傷進一步導(dǎo)致ROS在細胞內(nèi)的含量累積，惡性循環(huán)使細胞損傷加重［13］。

ADM具有多種功能，包括在肺、中樞神經(jīng)、心血管和腎臟等器官組織中的抗氧化作用［14］。HU等［15］發(fā)現(xiàn)，ADM預(yù)處理顯著降低大鼠間質(zhì)細胞中脂多糖誘導(dǎo)的ROS產(chǎn)生，細胞膜的脂質(zhì)過氧化是ROS過量產(chǎn)生的主要后果之一，ADM可能通過抑制脂多糖誘導(dǎo)的脂質(zhì)氧化損傷和DNA氧化損傷發(fā)揮抗氧化的作用。LI等［16］的研究揭示了ADM對睪丸間質(zhì)細胞的自噬依賴作用，脂多糖誘導(dǎo)ROS過量產(chǎn)生可能導(dǎo)致原代大鼠間質(zhì)細胞凋亡，從而損害間質(zhì)細胞的類固醇生成功能，但ADM可能通過促進自噬來緩解細胞凋亡，進而通過ROS-單磷酸腺苷活化蛋白激酶-哺乳動物雷帕霉素靶蛋白軸挽救間質(zhì)細胞的生物學(xué)功能。FIGUEIRA等［17］的研究表明，在正常血壓大鼠小腦蚓部，ADM增加環(huán)磷酸鳥苷、一氧化氮、環(huán)磷酸腺苷的產(chǎn)生和胞外信號調(diào)節(jié)激酶1、胞外信號調(diào)節(jié)激酶2磷酸化，降低基礎(chǔ)抗氧化酶活性；ADM拮抗血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的抗氧化酶活性增加；高血壓抑制ADM誘導(dǎo)的環(huán)磷酸鳥苷、一氧化氮產(chǎn)生和抗氧化酶活性下降，高血壓時小腦蚓部幾個ADM信號通路失調(diào)。ZHANG等［18］在胎兒原代人肺微血管內(nèi)皮細胞（human pulmonary microvascular endothelial cell，HPMEC）中敲除ADM基因，發(fā)現(xiàn)與ADM充足的HPMEC相比，ADM缺乏的HPMEC顯著增加了高氧誘導(dǎo)的ROS生成和細胞毒性；ADM缺乏與暴露于高氧環(huán)境下蛋白激酶B（protein kinase B，PKB/Akt）的活化異常有關(guān)，即ADM缺乏通過Akt激活機制增強HPMEC的高氧損傷。謝靜等［19］發(fā)現(xiàn)，ADM2能顯著降低血管緊張素Ⅱ所致的高血壓模型大鼠的血壓，減少血管壁超氧化物的形成；在體外培養(yǎng)的血管內(nèi)皮細胞中，ADM2能拮抗血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的ROS生成，改善血管內(nèi)皮功能，使血管松弛。ROS在腎缺血再灌注損傷中起著重要的作用，已知ADM2通過其抗氧化作用保護心臟的缺血再灌注損傷。QIAO等［20］發(fā)現(xiàn)，ADM2在腎臟中過表達減少了ROS產(chǎn)生和氧化應(yīng)激，從而保護腎臟的缺血再灌注損傷，抑制腎細胞的凋亡。KIM等［21］發(fā)現(xiàn)，ADM通過抑制缺氧/復(fù)氧損傷中谷胱甘肽水平的降低來抑制ROS的增加，并增加谷胱甘肽過氧化物酶和還原酶的活性。此外，ADM阻斷了缺氧/復(fù)氧誘導(dǎo)的硫氧還蛋白的核易位，ADM通過谷胱甘肽和硫氧還蛋白系統(tǒng)調(diào)節(jié)細胞ROS水平。

4 總結(jié)

ADM在人體內(nèi)廣泛分布，預(yù)示著其可能參與多種組織和器官疾病的發(fā)生、發(fā)展。多項研究證實了ADM 與細胞線粒體之間存在聯(lián)系以及ADM對細胞內(nèi)ROS水平的影響，為進一步研究ADM在多種疾病中的作用機制提供了新的思路，有助于探索疾病早期診斷、有效治療以及應(yīng)對耐藥的新的研究方向。