利钠肽系统与高血压的研究进展

林军华（综述），洪华山（审校）

（福建医科大学附属协和医院，福州 350004）

利钠肽是一组具有利钠、利尿、舒张血管、抗细胞增殖等活性的多肽，在维持机体水盐平衡、血压稳定、心血管及肾脏等器官功能中具有重要意义。利钠肽家族包括心房利钠肽（atrial natriuretic peptide，ANP），脑利钠肽（brain natriuretic peptide，BNP）和C型利钠肽（C-type natriuretic peptide，CNP）。近年来还发现了一些新的成员，在鳗鱼和虹鳟鱼的心室发现心室利钠肽（ventricular natriuretic peptide），从Dendroaspis angusticeps蛇毒液中发现了dendroaspis natriuretic peptide（DNP）及人工合成的血管钠肽（vasonatrin peptide，VNP）等。利钠肽家族通过与其受体结合而发挥生物学效应。目前研究较多、较清楚的主要有ANP、BNP、CNP，现就这三型利钠肽及其受体与高血压的研究予以综述。

1 利钠肽系统的生物学特性

1.1 利钠肽的合成、分布 ANP于1981年由de Bol首先从心房组织中分离出来，BNP及CNP由日本人Sudoh等相继于1988和1990年从猪脑中提取出来。三种利钠肽均有共同的结构特点:含有一个二硫键（连接两个半胱氨酸残基）形成的、由17氨基酸组成的环状结构，为利钠肽生物活性所必需。人类ANP是由28个氨基酸组成的多肽，BNP是32肽，CNP是22肽。ANP主要在心房合成，以126个氨基酸的ANP前体储存于心房特殊的分泌颗粒中，当心房压力变化使心肌受到牵拉刺激后，储存的ANP前体释放出来，进一步酶解为成熟的ANP。ANP于循环中作用于心脏、肾脏、肾上腺、血管平滑肌、肺、脂肪组织等多个组织器官。BNP与ANP同样作用于上述器官，它同样是由心脏产生的以134个氨基酸组成的BNP前体原形式贮存于心脏。受到牵拉刺激时，心室比心房产生更多的是 BNP。ANP、BNP以循环激素的形式作用于全身组织和器官，而CNP主要以旁分泌、自分泌形式在局部起作用，主要是由血管内皮合成的调控血管紧张度和内皮生长。人类ANP和BNP基因主要定位于1号染色体短臂第3区第6条带的第1亚带（1p36.1），CNP基因定位于2号染色体长臂第2区第4条带（2q24）和长臂末端之间。小鼠ANP和BNP基因定位于4号染色体，CNP定位于1号染色体。大鼠的ANP、BNP、CNP基因分别在染色体5q35、5q36和9q35上发现。利钠肽相似的结构提示它们可能具有共同的基因前体［1］。

1.2 利钠肽受体 利钠肽通过膜受体发挥作用，利钠肽系统（natriuretic peptide system，NPs）受体（NPRs）有三种:NPRA、NPRB、NPRC。NPRA、NPRB又叫鸟苷酸环化酶A和B受体（GC-A、GC-B），拥有信号转导需要的酶激活活性。NPRA、NPRB受体结构相似，具有一个胞外配体结合结构域、单次跨膜结构域和胞内GC结构域，胞内还有一个激酶同源结构域（kinase homologous domain，KHD）用于调节GC结构域的活性。NPRC较NPRA、NPRB缺乏胞内GC结构区，主要参与受体的清除作用，故又称“清除受体”。不同的利钠肽和利钠肽受体的亲和力不同，NPRA和ANP、BNP有高亲和力，NPRB和CNP有高亲和力;NPRC不同于NPRA和NPRB，可以和三种利钠肽及其相似物以高亲和力结合。近年来研究发现，NPRC还可以与G蛋白耦联，抑制细胞膜上腺苷酸环化酶的活性从而发挥信号转导作用。NPR胞外结构域与相应的配体结合后，受体构象改变并在细胞膜中迁移，GC结构域发生改变，催化三磷酸鸟苷生成环磷酸鸟苷。KHD的ATP结合位点是NPs信号转导所必需，去除KHD将抑制GC催化区域的活性。NPs与GC受体结合后，环磷酸鸟苷作为第二信使激活蛋白激酶G，活蛋白激酶G调节离子通道的活性、基质蛋白磷酸化或通过改变转录因子的活性调节细胞生长，导致一系列的细胞功能、状态变化，从而发挥生理效应。

1.3 利钠肽的生理作用 ANP、BNP、CNP与其相应的受体结合后通过环磷酸鸟苷的升高，扩张肾动脉，增加肾小球滤过率，抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统和交感神经系统发挥利钠利尿作用，同时具有舒张血管从而降低血压，以及调节细胞生长、抗细胞增殖等功能，这些功能均得到比较一致的公认。

2 利钠肽系统在血压调节和高血压诊治中的作用

2.1 利钠肽系统在血压调节中的作用 高血压是一种复杂的多因子参与的疾病，利钠肽系统部分地参与了其发生发展的过程。利钠肽通过利钠利尿和扩血管联合作用而起降压作用。Steinhelper等［2］对转基因小鼠的研究发现，单纯血浆ANP水平升高8倍可使血压下降30 mm Hg，其中并未通过外用利钠或利尿药。John等［3］发现ANP基因双倍剔除的纯合型小鼠在含0.5%NaCl或2%NaCl的标准饮食条件下血压水平升高8～23 mm Hg;异合型小鼠标准饮食喂养血压正常，而以高盐饮食喂养后血压比较对照组升高27 mm Hg。以上说明了ANP水平下调可导致盐敏感性高血压。ANP基因剔除的纯合型小鼠出现左右心室肥厚同时伴有细胞外基质蛋白和基质金属蛋白酶的表达增加［4］;这些小鼠即便肾小球滤过率和野生型小鼠相似，当灌注盐水时因无法排钠而出现肾功能下降。主要是因为高钠和高氯的重吸收部位是在肾脏集合管，从而进一步说明了ANP在急性血管容量增加时，发挥其利钠利尿的重要作用［5］。研究发现NPRA基因的表达和血压的关系呈直线相关［6］。Oliver等［7-9］发现 NPRA 基因完全缺失的小鼠出现盐抵抗性高血压、猝死率增加及由于Na+/H+离子交换器1过度活跃而出现的心肌肥厚。NPRA基因部分缺失的小鼠出现轻微的心肌肥厚、ANP分泌增加及血压下降（可能归因于ANP的全身作用）［10］。在一般情况下，平滑肌细胞缺失NPRA基因对血压无影响，但当小鼠注射ANP后血管无扩张反应能力，由此导致急性血管容量增加时血压的急剧升高［11］。血管内皮细胞部分缺失NPRA基因的小鼠出现显著的高血压、心肌肥厚、抑制ANP依赖的渗出液至间质［12］。相反地，NPRA基因过表达可使血压下降、免受高盐引起的高血压;在NPRA基因缺失的小鼠中使心肌NPRA特异性过表达可使心肌细胞变小、ANP表达减少［13］。在对BNP的研究中发现，BNP过表达的转基因小鼠与野生型比较血浆环磷酸鸟苷水平显著升高、血压下降［14］。BNP缺失的小鼠血压并未下降、心肌无肥厚，但出现了左心室心肌多灶性的纤维化，并且随着左心室压力负荷增加出现纤维化面积和数目的增多［15］。剔除CNP基因可出现肢体短小，而CNP基因过表达可改变CNP基因缺失时易出现的肢体短小，对血压影响不大［16］。类似地，NPRB基因缺失的小鼠血压正常，但软骨发育异常、四肢和脊柱短小［17］。NPRB负相表达占明显优势的转基因小鼠出现独立于血压之外的心肌肥厚、心率增快［18］。NPRC缺失可轻微下降血压、中度利尿、减少血容量、增强骨骼发育;这些表型的表现均与利钠肽的清除受损有关。在对人类的研究中，通过对家族性高血压的患者首先利用微卫星标记进行全基因组扫描，然后应用高密度的单核苷酸多态性分子标记位点（single nucleotide polymorphism marks，SNPs）研究发现，血压和其他高血压相关的性状之间存在显著的数量性状遗传位点（quantitative trait loci，QTL）。研究发现，含有ANP和BNP基因的1号染色体短臂第3区第6条带（1p36）存在一QTL，该QTL在高血压中具有显著的优势对数分值（logarithm of odds，LOD），LOD 值≥1.9［19］。最近的一项研究也显示，3个单核苷酸多态性分子标记位点与循环利钠肽水平之间具有密切联系［20］。实际上，不管在正常血压或高血压患者中，ANP和BNP基因中的次要等位基因中的3个 SNPs rs5068、rs198358、rs632793与升高的利钠肽水平均具有直接关系。此外，研究还发现次等位基因rs5098和rs198358可轻微降低收缩压和舒张压降低发展为高血压的风险。这些人类基因研究表明，利钠肽基因的变化可改变利钠肽的循环水平，ANP/BNP基因可能是包含在一系列与血压有关的候补基因位置中。需要进行更多的研究了解在人类1号染色体中基因与基因相互作用的复杂性。

2.2 利钠肽系统在高血压诊治中的作用 目前利钠肽是许多病理情况中非常有用的诊断工具。循环ANP和BNP水平的升高与充血性心力衰竭、高血压、慢性肾衰竭紧密联系。血浆BNP水平是左心室功能的标志、脑卒中后病死率、心脏手术后心房颤动的预测指标，也可以用来评估充血性心力衰竭患者的预后。正如前面提到的，高血压患者的利钠肽水平往往有轻微地升高。因此，临床上进行了许多研究，以修正高血压患者的这种病理状态。对高血压患者进行急性注射ANP测试，发现可通过增加尿钠排泄和尿量而降压［21，22］。高血压猴子长期注射 ANP使血压持续下降［23］。即使上述方法是阳性的结果，应用利钠肽长期治疗高血压由于该操作技术的实践问题显然是不可能的。基因疗法同样在进行测试中以更长期地控制高血压。研究发现，静脉注射ANP DNA使青年自发性高血压大鼠血压下降21 mm Hg而没有任何明显的不良反应［24］。然而，基因疗法具有争议性，越经典的和易被接受的控制激素水平的方法是建立在药物治疗为基础上的。静脉注射阿那利肽（人工合成ANP）降低高血压和心力衰竭患者的血压、利尿和增加尿钠排泄［25，26］。奈西立肽（重组人工合成BNP）已被证明可使心衰竭患者血管舒张、降低醛固酮水平、促进水盐排泄［27］。然而，奈西立肽最近被发现与肾功能不全和病死率升高有关［28-30］。其他的方法包括抑制中性内肽酶从而控制NP的降解。通过抑制NEP，循环利钠肽水平升高，降血压作用更强，特别是与血管紧张素转换酶抑制剂联合后［31-33］。然而，这种抑制剂奥曲马拉已被证明可使发生血管性水肿的风险增加3倍，尤其在黑人中［33］。因此，从利钠肽获得的产物应用于治疗需要进行更多的研究，以加强其有效性和安全性。

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