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      血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2-血管緊張素(1-7)-Mas受體軸與高血壓的相關(guān)性研究

      2021-12-05 17:04:01張浩強葉超毛露DirkHermann陳艾東
      心血管病學(xué)進展 2021年2期
      關(guān)鍵詞:心血管受體疫苗

      張浩強 葉超 毛露 Dirk Hermann 陳艾東,

      (1.南京醫(yī)科大學(xué)心血管病靶向干預(yù)重點實驗室,江蘇 南京 211166; 2.東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院,江蘇 南京 210096; 3.杜伊斯堡-埃森大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)研究中心,德國 埃森 45122)

      腎素-血管緊張素系統(tǒng)(renin-angiotensin system,RAS)已被公認為是大腦、腎臟、心臟和血管中正常和病理生理過程的最重要調(diào)節(jié)因子之一,對穩(wěn)定血壓具有關(guān)鍵作用[1]。近年來隨著研究的深入,人們發(fā)現(xiàn)了RAS的新成員:血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(angiotensin converting enzyme,ACE)2-血管緊張素(angiotensin,Ang)(1-7)-Mas受體軸[2]。它與經(jīng)典的ACE-AngⅡ-AngⅡ 1型受體(angiotensin Ⅱ type 1 receptor,AT1R)軸具有反向調(diào)節(jié)的作用,對高血壓有很好的負向調(diào)控作用,ACE和ACE2是RAS中的關(guān)鍵酶,在血壓調(diào)節(jié)中相互平衡[3],對血壓的調(diào)控起到至關(guān)重要的作用,ACE2已成為高血壓治療一個很有希望的藥物靶點。現(xiàn)對此做一全面分析和闡述,旨在為高血壓的治療整理出新思路。

      1 高血壓的概述

      高血壓是全球心血管疾病發(fā)病率和死亡率的重要危險因素,雖然已采取了一些積極的干預(yù)措施來降低高血壓的影響,但仍有很大比例的患者不能達到預(yù)期的血壓控制[4]。高血壓是心血管疾病的危險因素,全世界約有25%的成年人受高血壓影響[5],本病也是全世界心血管疾病致死的主要原因[6]。高血壓可引起心臟后負荷增加,為了維持正常的心臟輸出量,心肌發(fā)生代償性的向心性肥厚,從而增加做功,高血壓進一步發(fā)展可引起心臟舒張功能障礙或舒張性心力衰竭[7],其成為需解決的科學(xué)問題。

      2 ACE2-Ang(1-7)-Mas受體軸成員生物特性

      2.1 ACE2

      ACE2是從心力衰竭患者cDNA庫中克隆出的人類ACE第一個同源基因,是一種1型跨膜蛋白,其N端位于細胞外,而C端以羧酸肽酶的形式位于細胞內(nèi);其氨基末端域與ACE有42%的同源性,它能將AngⅠ合成非活性的Ang(1-9),并能將AngⅡ轉(zhuǎn)化為Ang(1-7),通過其對Mas受體的作用,負調(diào)控AngⅡ誘導(dǎo)的心血管損傷,表現(xiàn)出明顯的心血管保護作用[8-11]。ACE2啟動子的異常甲基化增加了高血壓的風(fēng)險,實驗證明,ACE2啟動子中的CpG4和CpG5在高血壓患者中被高度甲基化,并且在5個CpG位點之間顯著相互作用[2]。ACE2通過作用于RAS中的血管活性肽來平衡血壓[3]。ACE2可裂解愛帕琳肽(apelin),將[Pyr1]apelin-13轉(zhuǎn)化為[Pyr1]apelin-13(1-12),該代謝產(chǎn)物經(jīng)證實為一種血管舒張劑,具有降血壓作用[12]。ACE2是抗高壓肽在體內(nèi)的靶點,實驗證明抗高壓肽具有一定的降壓作用,其作用是通過ACE2-Ang(1-7)-Mas受體軸實現(xiàn)的[5]。有實驗表明,牛磺酸通過抑制ACE基因和蛋白表達,促進ACE2表達,使血管收縮,降低外周血管總阻力,從而抑制高血壓[9]。

      2.2 Ang(1-7)

      Ang(1-7)主要存在于細胞核及其周圍,細胞質(zhì)中鮮有分布,它可由不同的酶產(chǎn)生,但最有效的是ACE2,它可通過Ang(1-9)作為中間步驟從AngⅠ產(chǎn)生Ang(1-7),也可由ACE2降解AngⅡ而來,ACE2將AngⅡ的羧基端苯丙氨酸裂解形成Ang(1-7)[5],后一種途徑更為有效,因為ACE2對AngⅡ有親和力。AngⅡ損傷心血管健康,而Ang(1-7)的作用與AngⅡ完全相反[8],與Mas受體結(jié)合后發(fā)揮一系列有益作用,如抗纖維化、抗肥大和血管舒張等[4]。Ang(1-7)主要存在于包括腎臟在內(nèi)的多個組織和血清中,具有拮抗AngⅡ的作用,與腎組織中的G蛋白偶聯(lián)膜受體相互作用[13]。Ang(1-7)是一種特異性的Mas受體激動劑,在RAS的反調(diào)節(jié)機制ACE2-Ang(1-7)-Mas受體軸中起中心作用,可抵消AngⅡ的作用,促進利鈉和血管舒張[14-15]。其實,Ang(1-7)并非只通過Mas受體的介導(dǎo)發(fā)揮作用,有研究認為AngⅡ2型受體(angiotensinⅡtype 2 receptor,AT2R)是Ang(1-7)的血管抑制作用的原因,而其他研究表明Ang(1-7)以非競爭性的方式抑制AT1R,低濃度的Ang(1-7)降低了AT1R對AngⅡ的應(yīng)答,表明Ang(1-7)可保護機體免受AngⅡ的有害影響[13]。

      2.3 Mas受體

      Mas受體是在腎臟中發(fā)現(xiàn)的一種G蛋白偶聯(lián)受體[13],是Ang(1-7)活性介導(dǎo)的受體。與ACE2一樣,Ang(1-7)和Mas受體發(fā)揮作用。實驗證明,醛固酮會降低Mas受體的表達,從而影響RAS的降血壓作用,但未改變ACE2和Ang(1-7)的表達或催化活性。Mas受體與Ang(1-7)結(jié)合后發(fā)揮其舒張血管、減輕心肌纖維化和抗氧化應(yīng)激反應(yīng)等作用,ACE2-Ang(1-7)-Mas受體軸起對抗ACE-AngⅡ-AT1R軸的平衡作用,對心血管系統(tǒng)具有重要保護作用[11]。Ang(1-7)-Mas受體信號介導(dǎo)AngⅡ-AT1R信號的拮抗作用,如血管舒張、抗高血壓和抗纖維化,其通過激活內(nèi)皮細胞和心肌細胞的PBK/Akt/內(nèi)皮型一氧化氮合酶途徑釋放。脂氧素受體激動劑除了能顯著增加ACE2、Ang(1-7)和Mas受體的表達水平外,還能顯著增加ACE2的活性[16],未來有望成為抗高血壓的一個非常有效的新藥物。

      3 ACE2-Ang(1-7)-Mas受體軸與高血壓

      臨床上高血壓分為原發(fā)性高血壓和繼發(fā)性高血壓,前者是一種以血壓升高為主要臨床表現(xiàn)而病因尚不明確的獨立疾病,在全球13億高血壓發(fā)病中占主導(dǎo)地位;后者又稱癥狀性高血壓,在這類疾病中病因明確,高血壓僅是該病的臨床表現(xiàn)之一。

      3.1 原發(fā)性高血壓

      研究表明RAS的活性增加了原發(fā)性高血壓的易感性[17],過度活躍的RAS會增加患病的風(fēng)險,RAS阻斷劑的成功治療支持了這一理論。AngⅡ可升高動脈血壓,直接誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細胞凋亡,而ACE2在血管內(nèi)皮組織中高度表達,能有效地將AngⅡ代謝為一種具有保護作用的肽Ang(1-7),有研究認為AT2R是Ang(1-7)的血管抑制作用的原因,而其他研究表明Ang(1-7)以非競爭性的方式抑制AT1R,這導(dǎo)致了人們對RAS的反調(diào)節(jié)成分越來越感興趣。現(xiàn)在人們認為,RAS由截然不同的對立的兩條系統(tǒng)軸組成:ACE-AngⅡ-AT1R軸和ACE2-Ang(1-7)-Mas受體軸,ACE和ACE2是RAS的兩條手臂,二者相互作用、相互影響,因此,ACE2-Ang(1-7)-Mas受體軸被認為是一個有希望的高血壓治療靶點[18]。ACE和ACE2二者密不可分,ACE和ACE2基因多態(tài)性的結(jié)合會導(dǎo)致高血壓的發(fā)生[3]。雖然ACE2基因多態(tài)性(突變或變異)對高血壓的作用尚不完全清楚,但可能與ACE2-Ang(1-7)-Mas受體軸與ACE-AngⅡ-AT1R軸的交叉聯(lián)系有關(guān)[8]。ACE2是RAS的關(guān)鍵酶,定位于染色體Xp22,因此,增加位于Xp22染色體上的ACE2的表達可防止血壓升高,而抑制或缺失則可促進高血壓。ACE2啟動子的異常甲基化會增加患高血壓的風(fēng)險,所以控制相關(guān)基因的甲基化可能為治療或預(yù)防高血壓提供新的機會[2]。AngⅡ通過天冬氨酸殘基的脫羧作用生成的Alamandine與Ang(1-7)在結(jié)構(gòu)上相似,唯一區(qū)別是Alamandine氨基末端存在的是丙氨酸殘基,而Ang(1-7)中的相同位置是天冬氨酸殘基,因此二者的生物活性也相似。實驗證明,長期服用Alamandine對自發(fā)性高血壓大鼠的高血壓、心肌肥厚和惡化的左心室功能具有明顯的改善作用[15]。在動物模型中,患有高血壓的自發(fā)性高血壓大鼠腦中的ACE2 mRNA表達、蛋白表達和活性均降低[19-20]。對高血壓進行免疫治療并不罕見,幾項研究已對Ang疫苗作為抑制RAS的一種策略有了新的認識,抗高血壓疫苗作為一種特異的靶抗原,與細菌、病毒疫苗相比,其多因素的高血壓病因復(fù)雜,Cytos生物技術(shù)公司開發(fā)了一種血管特異性疫苗(CYT006-AngQb),該疫苗由一種具有N末端Cys-Gly-Gly延伸的AngⅡ肽組成,該肽與來自噬菌體Qb外殼蛋白的類病毒顆粒共價偶聯(lián)。類病毒顆??蓪⒆园l(fā)性高血壓大鼠的血壓降低到ACE抑制劑所能達到的水平,并且對人體具有良好的耐受性,針對AngⅡ的疫苗接種有可能成為一種有效的抗高血壓藥,可以提供持久的效果并提高患者的依從性。通過接種疫苗來實現(xiàn)慢性RAS抑制是一種治療高血壓的新方法,然而疫苗在控制高血壓和阻斷RAS后對身體的影響有待進一步研究。

      3.2 繼發(fā)性高血壓

      相比于原發(fā)性高血壓治療的復(fù)雜,對繼發(fā)性高血壓的適當(dāng)和早期干預(yù)除了治療潛在的病因外,還可能有助于控制血壓。繼發(fā)性高血壓病因明確,妊娠期高血壓就是其中一種,妊娠期高血壓最嚴重的一種形式是先兆子癇,先兆子癇可導(dǎo)致子癇,通常導(dǎo)致孕產(chǎn)婦和胎兒死亡。近年來發(fā)現(xiàn)Ang(1-7)與AngⅡ有相反的作用,在人類妊娠中發(fā)揮重要作用,有助于妊娠的血管舒張?zhí)匦?,防止妊娠期高血壓的發(fā)生。阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征是繼發(fā)性高血壓最常見的病因,肥胖的高血壓患者應(yīng)尤其注意。

      4 展望

      RAS過度增強是高血壓的重要病理生理學(xué)特征,ACE2-Ang(1-7)-Mas受體軸可減輕或消除高血壓狀態(tài)下這一效應(yīng),可通過對抗AngⅡ的效應(yīng)和增加[Pyr1]apelin-13(1-12)、抗高壓肽等這些降壓肽的表達,對高血壓具有很好的治療作用。干預(yù)ACE2-Ang(1-7)-Mas受體軸,有望成為高血壓治療新的方向。脂氧素受體激動劑除了能顯著增加ACE2、Ang(1-7)和Mas受體的表達水平外,還能顯著增加ACE2的活性,未來有可能成為高血壓治療的新藥。

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