楊明媚 曾敏

據(jù)全球疾病負(fù)擔(dān)(GBD)項(xiàng)目報(bào)道，心血管疾病(cardiovascular disease，CVD)已成為全球死亡率和殘疾調(diào)整生命年的主要原因[1]。肥胖是CVD的主要危險(xiǎn)因素，其引起的脂肪因子生成失衡可導(dǎo)致肥胖相關(guān)的代謝疾病和CVD的發(fā)展[2]，因此，脂肪因子成為近年的研究熱點(diǎn)。

補(bǔ)體1q/腫瘤壞死因子相關(guān)蛋白(C1q/tumor necrosis factor-related proteins，CTRPs)家族是脂聯(lián)素旁系同源物的一個(gè)廣泛表達(dá)且高度保守的脂肪因子家族。脂聯(lián)素是為數(shù)較少的抗炎脂肪因子之一，其隸屬于CTRPs家族，對(duì)與肥胖相關(guān)的代謝疾病和CVD具有保護(hù)作用[2-3]。CTRP9是Wong等[4]于2009年發(fā)現(xiàn)的新型抗炎脂肪因子，在所有CTRP旁系同源物中，CTRP9與脂聯(lián)素最接近，所以兩者具有相似的生物學(xué)功能。大量基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，CTRP9具有抗炎、抗缺血、調(diào)節(jié)糖脂代謝、舒張血管及保護(hù)心肌的作用。越來(lái)越多的證據(jù)表明，與脂聯(lián)素不同，CTRP9可能比典型的脂肪細(xì)胞因子有更多保護(hù)心臟的作用。本文主要對(duì)CTRP9在CVD中的作用進(jìn)展進(jìn)行闡述。

1 CTRP9概述

1.1 CTRP9的結(jié)構(gòu)特征和翻譯后修飾

CTRP9由4個(gè)不同的結(jié)構(gòu)域組成，分別是指導(dǎo)蛋白質(zhì)分泌的N末端信號(hào)肽，短N(yùn)端可變區(qū)，具有56個(gè)Gly-XY重復(fù)序列的膠原蛋白域，以及與免疫補(bǔ)體蛋白C1q同源的C端球形結(jié)構(gòu)域。CTRP9在人和靈長(zhǎng)類動(dòng)物中有兩種基因亞型，即CTRP9A和CTRP9B，但后者表達(dá)水平極低。CTRP9A基因位于13q12.12號(hào)染色體上，大小為12.6 kb，CTRP9B基因位于CTRP9A上游407 kb處。而小鼠CTRP9基因大小為12.7 kb，位于第14號(hào)染色體上。CTRP9主要形成高度穩(wěn)定的具有生物活性的同型三聚體，此外鼠CTRP9還與脂聯(lián)素球狀C1q結(jié)構(gòu)域形成異源三聚體[4]。

CTRP9在其膠原蛋白結(jié)構(gòu)域中具有多個(gè)翻譯后修飾，包括羥化脯氨酸、羥化和糖基化賴氨酸。在CTRPs中發(fā)生蛋白水解是一種常見(jiàn)的翻譯后修飾。CTRP9單體形成三聚體復(fù)合物，該復(fù)合物通過(guò)蛋白裂解釋放其球狀結(jié)構(gòu)域(gCTRP9)作為主要的循環(huán)異構(gòu)體。與全長(zhǎng)CTRP9相比，gCTRP9對(duì)活化單磷酸腺苷活化蛋白激酶(adenosine monophosphate-activated protein kinase，AMPK)、蛋白激酶B(protein kinase B，Akt)和內(nèi)皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric-oxide synthase，eNOS)有更強(qiáng)的作用[5]。因此，促進(jìn)gCTRP9的產(chǎn)生可能是增強(qiáng)CTRP9生物學(xué)功能的有效途徑。

1.2 CTRP9 的組織表達(dá)

先前研究表明，CTRP9主要在脂肪組織中表達(dá)[4]。然而，2013年Su等[6]研究發(fā)現(xiàn)，CTRP9的表達(dá)在心臟中占主導(dǎo)地位。CTRP9在成年小鼠心臟中表達(dá)最豐富，比脂聯(lián)素表達(dá)高100倍以上。CTRP9由心臟自身大量產(chǎn)生，是血漿CTRP9的1.6倍[6]和皮下脂肪組織CTRP9的2～3倍[7]。CTRP9在骨骼肌、腦、肝和腎等各種組織和器官中均可檢測(cè)到[8-9]，因此其可能是通過(guò)自分泌、旁分泌和內(nèi)分泌多種方式發(fā)揮生物學(xué)作用。

1.3 CTRP9受體與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

脂聯(lián)素受體1(adiponectin receptor 1，AdipoR1)是脂聯(lián)素與CTRP9的共同受體，CTRP9信號(hào)傳導(dǎo)是通過(guò)RAW 264.7巨噬細(xì)胞[10]和心肌細(xì)胞[11]中的AdipoR1實(shí)現(xiàn)的。Yan等[12]觀察到，CTRP9在脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞(adipose derived stem cells，ADSCs)中與N-鈣黏蛋白共定位并直接相互作用，而且敲除N-鈣黏蛋白后完全消除了CTRP9對(duì)ADSCs的影響，這表明N-鈣黏蛋白是一種新型特異性的CTRP9受體。CTRP9的活性形式(gCTRP9)分別與AdipoR1、N-鈣黏蛋白結(jié)合后可以激活多種信號(hào)通路來(lái)調(diào)節(jié)糖脂代謝、血管舒張和細(xì)胞分化。有研究發(fā)現(xiàn)，CTRP9與位于心肌細(xì)胞表面和細(xì)胞質(zhì)中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分子伴侶鈣網(wǎng)蛋白相互作用，激活了蛋白激酶A-cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(PKA-CREB)信號(hào)傳導(dǎo)途徑，抑制了缺血/再灌注(ischemia/reperfusion，I/R)損傷后的心肌細(xì)胞凋亡。鈣網(wǎng)蛋白可能是心肌細(xì)胞衍生的CTRP9的新受體，它可能有助于心肌細(xì)胞中CTRP9的折疊和合成，并在心肌I/R損傷時(shí)促進(jìn)自分泌CTRP9的內(nèi)化[13]。

2 CTRP9在CVD中的保護(hù)作用

2.1 CTRP9與動(dòng)脈粥樣硬化

動(dòng)脈粥樣硬化是一個(gè)復(fù)雜的多因素過(guò)程，涉及炎癥、脂質(zhì)代謝失調(diào)、內(nèi)皮功能障礙、血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth muscle cell，VSMC)表型轉(zhuǎn)換及隨后的增殖和遷移。作為一種獨(dú)特且多效的脂肪因子，CTRP9主要通過(guò)以下機(jī)制防止動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展。

2.1.1 抑制炎癥反應(yīng) 在用氧化型低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoproteins，ox-LDL)處理的RAW 264.7巨噬細(xì)胞中，重組gCTRP9蛋白的應(yīng)用通過(guò)AdipoR1/AMPK/NF-κB信號(hào)通路顯著減弱了腫瘤壞死因子α和單核細(xì)胞趨化蛋白1的產(chǎn)生[10]。此外，載脂蛋白E基因敲除(ApoE-/-)小鼠中CTRP9的過(guò)表達(dá)下調(diào)巨噬細(xì)胞腫瘤壞死因子α和單核細(xì)胞趨化蛋白1的表達(dá)，并抑制巨噬細(xì)胞和VSMC募集，而增強(qiáng)了動(dòng)脈粥樣斑塊的穩(wěn)定性[14]。

巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為泡沫細(xì)胞是動(dòng)脈粥樣硬化的早期特征，有研究發(fā)現(xiàn)CTRP9通過(guò)調(diào)節(jié)AMPK/mTOR自噬信號(hào)傳導(dǎo)途徑來(lái)增強(qiáng)膽固醇流出，從而阻止THP-1源性巨噬細(xì)胞形成泡沫細(xì)胞，減慢了早期動(dòng)脈粥樣硬化的病理進(jìn)程[15]。Zhang等[16]研究發(fā)現(xiàn)，CTRP9通過(guò)AMPK可以下調(diào)ox-LDL，活化巨噬細(xì)胞中NLRP3蛋白的表達(dá)，以及抑制NLRP3炎癥小體的活性，從而發(fā)揮抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用。

2.1.2 改善內(nèi)皮功能障礙 一氧化氮(nitric oxide，NO)具有擴(kuò)血管的作用，其產(chǎn)生依賴于eNOS的活化。由于NO生成減少而引起的內(nèi)皮依賴性血管舒張功能障礙是內(nèi)皮功能障礙的重要特征，并且早于動(dòng)脈粥樣硬化病變形成[17]。重組CTRP9蛋白的預(yù)處理可增加暴露于ox-LDL的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中eNOS依賴性的NO合成[18]，從而抑制了人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡。CTRP9的過(guò)表達(dá)激活了磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K)/Akt通路，從而阻止內(nèi)皮素1在人肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞中的分泌[19]，最終使人肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡減少，這表明CTRP9通過(guò)影響NO和內(nèi)皮素1的產(chǎn)生而成為一種新型的血管舒張性脂肪因子。因此，阻斷內(nèi)皮細(xì)胞凋亡是CTRP9防止內(nèi)皮功能障礙的另一重要機(jī)制。

2.1.3 阻止VSMC表型轉(zhuǎn)換、增殖和遷移 巨噬細(xì)胞是動(dòng)脈粥樣硬化病變的重要效應(yīng)細(xì)胞。動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中的許多巨噬細(xì)胞實(shí)際上來(lái)自VSMCs。VSMCs向巨噬細(xì)胞樣細(xì)胞的轉(zhuǎn)變不僅會(huì)損害血管收縮功能，還會(huì)促進(jìn)細(xì)胞的增殖、遷移和促炎介質(zhì)的分泌[20]。有研究發(fā)現(xiàn)，將CTRP9添加到膽固醇含量高的VSMC中可降低巨噬細(xì)胞標(biāo)志物CD68的水平，但會(huì)增加VSMC去分化標(biāo)志物(如α-平滑肌肌動(dòng)蛋白)的水平，這表明CTRP9阻止VSMCs向巨噬細(xì)胞樣細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化[21]。在缺氧處理的人肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞中，重組CTRP9蛋白給藥可通過(guò)抑制轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1/ERK1/2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)軸顯著降低細(xì)胞的增殖和遷移潛能[22]。

2.2 CTRP9與心肌I/R損傷

研究表明，CTRP9保護(hù)心臟免受缺血和I/R損害。心肌I/R損傷后，脂肪細(xì)胞中CTRP9表達(dá)和血漿CTRP9水平均顯著降低[23]，而敲除CTRP9基因則顯著增強(qiáng)H9c2細(xì)胞的模擬I/R損傷[6]。活性氧的過(guò)量產(chǎn)生是再灌注引起的心肌損傷的主要原因。一項(xiàng)關(guān)于gCTRP9在氧化應(yīng)激下對(duì)新生小鼠心肌細(xì)胞(neonatal rat cardiac myocytes，NRCM)的保護(hù)作用的新研究發(fā)現(xiàn)，gCTRP9通過(guò)增強(qiáng)自噬通量來(lái)保護(hù)心肌細(xì)胞免受棕櫚酸誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激[24]。另一項(xiàng)較早的研究發(fā)現(xiàn)，在糖尿病小鼠體內(nèi)補(bǔ)充CTRP9可以減輕氧化應(yīng)激，減少心肌梗死面積和降低凋亡指數(shù)并增強(qiáng)心肌I/R后的心臟功能[6]。因此，CTRP9對(duì)心肌I/R引起的氧化應(yīng)激具有調(diào)節(jié)作用，從而減少心肌細(xì)胞損傷。

內(nèi)源性CTRP9通過(guò)AdipoR1受體依賴性途徑激活A(yù)MPK信號(hào)級(jí)聯(lián)，該信號(hào)通路的激活減弱了炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)和細(xì)胞凋亡，從而起到對(duì)急性心肌損傷的保護(hù)作用[11]。體外實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明，施用PKA抑制劑或PKA特異性小干擾RNA(siRNA)實(shí)際上可消除CTRP9的抗凋亡作用。因此，CTRP9介導(dǎo)的心肌保護(hù)作用是通過(guò)AMPK依賴性途徑發(fā)生的。循環(huán)中的CTRP9水平在急性或慢性心肌缺血時(shí)會(huì)降低，補(bǔ)充CTRP9可能有益于治療或預(yù)防缺血性心臟病。

2.3 CTRP9與心肌梗死的干細(xì)胞修復(fù)

用ADSCs條件培養(yǎng)基輸注可以改善梗死心臟的功能，ADSCs移植的治療效果可歸因于旁分泌介導(dǎo)的心臟保護(hù)和血管生成[25]。研究證實(shí)CTRP9促進(jìn)ADSCs的增殖和遷移，并保護(hù)ADSCs免受過(guò)氧化氫誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡。CTRP9通過(guò)ERK1/2-MMP-9信號(hào)增強(qiáng)ADSCs的增殖/遷移，并通過(guò)ERK-Nrf2/抗氧化蛋白表達(dá)促進(jìn)細(xì)胞存活[12]。在一項(xiàng)體外培養(yǎng)細(xì)胞研究中，微小RNA-34a-5p(miR-34a-5p)可以靶向并下調(diào)心肌細(xì)胞中的CTRP9，下調(diào)的miR-34a-5p在體外通過(guò)上調(diào)CTRP9的表達(dá)促進(jìn)ADSCs增殖和遷移并抑制ADSCs凋亡。而且，miR-34a-5p的下調(diào)或CTRP9的上調(diào)促進(jìn)了ADSCs在體內(nèi)對(duì)心肌缺血損傷的保護(hù)作用。抑制miR-34a-5p可能會(huì)通過(guò)刺激CTRP9的表達(dá)促進(jìn)ADSCs對(duì)心肌缺血損傷的保護(hù)功能[26]。因此，CTRP9可促進(jìn)干細(xì)胞植入梗死心肌組織，從而增強(qiáng)干細(xì)胞治療功效。

2.4 CTRP9與心力衰竭

心肌肥大和纖維化是心力衰竭的主要原因。在最近一項(xiàng)研究中，高脂飲食喂養(yǎng)的小鼠中CTRP9基因敲除加重了心臟肥大、纖維化、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)引起的細(xì)胞凋亡和氧化應(yīng)激。體外補(bǔ)充CTRP9治療以劑量依賴方式顯著減輕了NRCM中棕櫚酸酯誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。在進(jìn)一步的機(jī)制研究中，CTRP9增強(qiáng)了Ser428磷酸化肝臟激酶B1(liver kinase B1，LKB1)的表達(dá)并促進(jìn)了LKB1的胞質(zhì)定位。此外，慢病毒對(duì)LKB1基因的沉默大大抑制了CTRP9對(duì)AMPK的激活，并部分消除了CTRP9對(duì)心臟脂毒性的保護(hù)作用[27]。所以，CTRP9通過(guò)LKB1/AMPK信號(hào)通路發(fā)揮抗心肌脂毒性和抑制心肌肥大的作用。

微型滲透泵持續(xù)輸注CTRP9蛋白可改善心肌梗死后野生型小鼠的心臟功能、細(xì)胞凋亡和纖維化[23]。炎癥消退對(duì)改善心肌梗死后的組織損傷和心功能有重要作用，這一過(guò)程需要巨噬細(xì)胞的協(xié)同作用。從炎癥表型巨噬細(xì)胞(M1)到修復(fù)性表型巨噬細(xì)胞(M2)的早期表型轉(zhuǎn)化，有利于傷口愈合和顯著改善心臟功能[28]。Liu等[29]發(fā)現(xiàn)，CTRP9在心肌梗死后主要通過(guò)TLR4/MD2/MyD88和AMPK-NF-κB途徑調(diào)節(jié)M1/M2巨噬細(xì)胞極化，從而減少炎癥反應(yīng)和改善心肌梗死早期的心臟功能。心肌梗死早期心肌炎和繼發(fā)性間質(zhì)纖維化是其后心房顫動(dòng)的重要病理生理機(jī)制。CTRP9的下調(diào)加重了心房炎癥、纖維化、心房顫動(dòng)易感性，延長(zhǎng)了心房間傳導(dǎo)時(shí)間，但對(duì)心功能沒(méi)有影響。CTRP9通過(guò)抑制TLR4/NF-κB和Smad2/3信號(hào)通路而有效減輕心房炎癥和纖維化[30]。

循環(huán)中β腎上腺素受體的持續(xù)激活是心肌重構(gòu)的關(guān)鍵機(jī)制之一[31]，其持續(xù)激活會(huì)導(dǎo)致心力衰竭的發(fā)生。CTRP9在異丙腎上腺素誘導(dǎo)的小鼠心臟中表達(dá)明顯降低，同時(shí)CTRP9通過(guò)增加神經(jīng)型一氧化氮合酶和eNOS表達(dá)改善異丙腎上腺素誘導(dǎo)模型小鼠的收縮和舒張功能，減輕心肌肥厚和心肌纖維化，延緩心肌重構(gòu)[32]。Gao等[33]臨床研究發(fā)現(xiàn)，心力衰竭患者中CTRP9的濃度降低，并且其降低與發(fā)病率和死亡率增加相關(guān)。

綜上，CTRP9有望成為預(yù)防心力衰竭的靶向分子，同時(shí)可能作為對(duì)心力衰竭嚴(yán)重程度分層的新型生物標(biāo)志物。

3 CTRP9在CVD中的不利作用

然而，也有研究顯示了CTRP9對(duì)心血管的不利作用。CTRP9主要來(lái)源于心肌毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞，有研究發(fā)現(xiàn)肥厚型心肌病患者的心臟中CTRP9表達(dá)明顯上調(diào)，主要以旁分泌的方式作用于心肌細(xì)胞，使心臟肥厚重構(gòu)、心室壁厚度增加和心室容積增大，最后導(dǎo)致心臟功能障礙加重[7]。其可能機(jī)制是通過(guò)激活ERK5，后者直接使其下游靶標(biāo)-促肥大轉(zhuǎn)錄因子GATA4磷酸化而促進(jìn)心肌細(xì)胞肥大。此研究表明，CTRP9在壓力超負(fù)荷期間具有不良適應(yīng)能力。而較早研究顯示，內(nèi)源性CTRP9下調(diào)時(shí)，它在心臟缺血損傷中具有適應(yīng)性，重組gCTRP9在急性心肌梗死中發(fā)揮著減小梗死面積并抑制心肌梗死后心肌重構(gòu)的心臟保護(hù)作用[25]。因此，CTRP9發(fā)揮不同的效應(yīng)可能與不同疾病模型有關(guān)，也可能是因?yàn)閮?nèi)源性全長(zhǎng)CTRP9在功能上有所不同，由于其與不同受體或共受體蛋白的結(jié)合而產(chǎn)生不同的作用。目前研究發(fā)現(xiàn)，ERK5-GATA4是CTRP9促心肌肥大的信號(hào)通路，將來(lái)需要做更多的工作來(lái)詳細(xì)闡明壓力過(guò)載期間CTRP9觸發(fā)的心臟功能障礙的確切信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制。此外，未來(lái)的研究還應(yīng)闡明CTRP9如何響應(yīng)不同的疾病刺激而觸發(fā)不同信號(hào)通路的激活，從而誘導(dǎo)抗凋亡或促進(jìn)生長(zhǎng)的作用。

最新研究發(fā)現(xiàn)，CTRP9通過(guò)JAK2/STAT3途徑在Raw 264.7和腹膜巨噬細(xì)胞中以劑量和時(shí)間依賴性方式上調(diào)誘導(dǎo)型一氧化氮合酶的表達(dá)[34]，而后者參與某些CVD病理進(jìn)程，且其是具有促炎特性的M1巨噬細(xì)胞的標(biāo)志物之一。因此，CTRP9發(fā)揮心血管保護(hù)作用的條件和更多作用通路值得繼續(xù)深入研究。

4 小結(jié)與展望

CTRP9通過(guò)多種信號(hào)通路在動(dòng)脈粥樣硬化、心肌I/R損傷以及心力衰竭等CVD中發(fā)揮重要作用。隨著對(duì)CTRP9在CVD中保護(hù)機(jī)制的深入研究，其可能成為抗動(dòng)脈粥樣硬化、抗心肌重構(gòu)、預(yù)防心肌梗死后心房顫動(dòng)的有效治療靶點(diǎn)。目前關(guān)于CTRP9的基礎(chǔ)研究證據(jù)較為豐富，但臨床研究相對(duì)缺乏。多項(xiàng)研究中CTRP9在2型糖尿病和冠心病患者中的水平存在差異，這有待臨床多中心、大樣本的研究證實(shí)。希望未來(lái)有更多研究闡明CTRP9在CVD的診斷和防治中的作用價(jià)值，并使其在臨床實(shí)踐中推廣應(yīng)用。

利益沖突：無(wú)