非对称性二甲基精氨酸、内皮祖细胞与冠心病关系的研究进展

李阳，曾高峰

动脉粥样硬化（AS）是与血脂异常、血管成分改变有关的全身性疾病，血管内皮功能不全在动脉粥样硬化的形成、发展中越来越重要；内皮功能受损主要表现为功能紊乱、解剖损伤，其中内皮细胞功能障碍为新的研究热点。

1 非对称性二甲基精氨酸（asymmetric dimethylarginine，ADMA）的生物特性及其与冠心病的关系

1.1 ADMA的生物特性 非对称性二甲基精氨酸（ADMA）是一种天然的氨基酸，广泛分布于人体组织细胞液中，它主要是由含甲基化精氨酸残基的蛋白质以特异性S-腺苷甲硫氨酸为甲基供体，经蛋白精氨酸N-甲基转移酶（PRMT）催化多肽中的L-精氨酸胍基氮甲基化水解释放而来，可以竞争性抑制体内一氧化氮合酶（eNOS）的活性而发挥生物学效应。正常人每天生成ADMA约300 umol，其中约1/5经肾脏以原型排泄出体外[1]。ADMA可经甲基精氨酸二甲胺水解酶水解酶（DDAH）分解生成L-胍氨酸和二甲基胺[2]。ADMA主要由PRMT-I催化蛋白质形成，通过DDAH的调节作用抑制NOS活性，减少NO的合成，进一步诱导血管收缩，最终导致平滑肌增殖、内膜增生、血管内皮功能受损[3]。

1.2 ADMA与冠心病 1992年Vallance[4]首次发现一氧化氮合酶（eNOS）抑制剂—非对称性二甲基精氨酸（ADMA）可竞争性抑制NOS的活性，减少NO合成，促进血管内皮功能受损。ADMA水平升高与冠心病的多种高危因素（吸烟、肥胖、血脂异常等）相关[5]，在中国人群中，ADMA的异常升高也与冠心病的发病密切相关[6]。ADMA浓度的改变在反映冠心病严重程度和对预后的预测中有着十分重要的价值。Landin等[7]认为ADMA是冠心病独立的危险因素，Elesber等[8]也认为内皮功能障碍与早期AS患者的血浆高ADMA水平独立相关。Krempl等[9]的研究发现冠心病患者的血浆ADMA浓度高于健康对照组，而且不稳定性心绞痛与稳定性心绞痛患者ADMA浓度也有明显升高。国内相关研究发现ADMA水平与冠状动脉狭窄程度Gnesini评分呈正相关，还可预测心血管危险事件的发生[10]。Thum等[11]研究证实血浆ADMA水平在冠状动脉AS患者中显著增加并与患者冠状动脉受累的严重程度呈正相关，与循环中的内皮祖细胞（EPCs）数量呈负相关。

2 内皮祖细胞的来源、特性及其与冠心病的关系

2.1 EPCs的来源和特性 EPCs是一种能够分化为成熟内皮细胞（ECs）的多功能干细胞，EPCs主要来源于两大类：①骨髓源性EPCs[12]，包括造血干细胞源性、骨髓细胞、间充质干细胞源性内皮细胞、脐血、外周血来源的EPCs；②非骨髓源性EPCs[13]，包括心脏、血管、脂肪组织、组织特异干细胞的EPCs。通常认为EPCs和ECs可共同表达CD31、E选择素、血管内皮细胞生长因子受体-2（VEGFR-2）、内皮型一氧化氮合酶、选择型蛋白IV等，但仍未发现区分二者的特异性表面标志物。Peichev等[14]发现CD133抗原仅存在于内皮前体细胞，而成熟内皮细胞并不表达，因此可将CD133作为内皮祖细胞区别于成熟内皮细胞的一个表面标志。

正常情况下，EPCs定居在骨髓内，可参与胚胎发育时的血管生成，出生后可保持自我更新能力，定向分化为成熟内皮细胞，在损伤、缺血、应激等因素作用下，可从骨髓释放到外周血或人为将其移植到体内，归巢于特定器官或组织[15]，并在局部分化增殖形成内皮细胞，促进受损内皮修复、微血管新生等[16，17]。

2.2 EPCs与冠心病 1997年Asahara等[18]首次证实出生后人血中存在一种高增殖潜能的前体细胞—EPCs，在一定条件下可诱导分化为成熟的血管内皮细胞。曾有报道[19]称EPCs在促进内皮修复、血管重塑过程中发挥重要作用，但当其数量减少、迁移功能下降时可被预测为动脉粥样硬化诱发的机制之一。另外，循环血中的EPCs数量与冠心病的危险因素呈负相关，EPCs的数量变化可以反映疾病的好转、恶化，甚至能预测疾病复发[20]。在急性冠状动脉痉挛或缺血等急性心血管事件发生时，外周血液的EPCs浓度还可出现一过性的增高[21]。

近来，自体骨髓干细胞EPCs移植治疗缺血性心脏病倍受医学界重视，这种新型而有效的生物疗法有可能为心肌梗死后心衰患者的预后提供新的生机。Kawamoto[22]等在人为造成的心肌缺血的动物模型中发现，通过向受损心肌组织血管中注入在体外扩增的EPCs后，受损心肌缺血明显改善，疤痕显著减少，心功能得到一定程度的恢复；Assmus等[23]研究小组通过长期临床研究、后期随访发现, 将自体骨髓EPCs经体外扩增后回输到狭窄的冠脉内后，能显著增加冠脉血流储备, 改善左室功能。

3 miRNA介导ADMA对EPCs功能失调的影响

3.1 miRNA与冠心病 miRNA是由非编码区转录后在细胞核内经双链RNA特异性核酸酶处理，形成（70～100）bp的发夹结构。多个miRNAs被证实在AS的病理生理过程中发挥关键作用[24]。有研究表明，急性心肌梗死（AMI）后数小时内有多种miRNAs表达升高[25]。Fichtlscherer等[26]发现大部分表达异常的miRNAs都是已知的并表达于血管壁，尤其是内皮细胞。病变的稳定性、严重程度可直接影响miRNAs表达水平，差异表达的miRNAs有望成为不同类型冠心病的鉴别指标。有研究显示，ADMA可诱导内皮祖细胞中microRNA-21的表达，而microRNA-21可以通过抑制内皮祖细胞中超氧化物歧化酶2（SOD2）的表达增加ROS水平，由此我们可以推测冠心病患者可以通过ADMA诱导内皮祖细胞中miR-21的表达而引起内皮祖细胞的功能失调[27]。

3.2 miRNA在ADMA诱导EPCs功能失调过程中的表达Heissner等[27]通过EPCs的迁移能力来检测它的功能并且在利用ADMA诱导EPCs功能失调的过程中发现，ADMA调节EPCs功能失调中至少有一部分是通过NO生物利用率的降低来实现的，ADMA诱导EPCs迁移是一种剂量依赖型的方法，在miRNA翻译分析完成之前和24 h后的ADMA浓度增加。

通过对冠心病患者进行血浆ADMA浓度、EPCs数量、miRNA-21的检测，发现离体EPCs中miRNA-21表达与血浆ADMA水平有重要联系，并与迁移能力成正相关[27]。血管造影证实冠心病患者的离体EPCs数量影响并决定了血浆中ADMA的水平、miRNA-21的表达和EPCs的功能。ADMA可阻断eNOS的活性并可提高EPCs中NO的生物利用率，充当了内皮再生和维持血管稳态的重要角色。

4 问题与展望

冠状动脉粥样硬化性心脏病（CHD）发生、发展机制的研究已颇为广泛，内皮损伤是其始动因素之一，内皮功能障碍破坏了原有的心血管系统稳定状态。ADMA、EPCs近来被广泛认为是心血管疾病的独立预测因子，EPCs功能失调机制涉及到内皮功能损伤和冠状动脉疾病的起始和发展，而更精确地治疗EPCs功能失调将对临床有重要意义。但我们同样面临很多问题，如何与药物联合降低冠心病患者体内ADMA浓度、增加EPCs数量改善其功能并预测疾病好转；EPCs的特异性表面标记物需继续探索；对ADMA与EPCs之间存在的关系以及具体相互作用机制仍有待进一步研究。

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