骨桥蛋白在冠心病中作用的相关研究

梁家荣 唐良秋 徐新 张社兵

骨桥蛋白在冠心病中作用的相关研究

梁家荣 唐良秋 徐新 张社兵

骨桥蛋白； 稳定型心绞痛； 急性心肌梗死； 风险评估； 预后

冠心病是心血管系统常见的疾病，其病理生理基础为冠状动脉粥样硬化，其发生发展直接影响冠心病的临床过程。骨桥蛋白（osteoprotein，OPN）最初由矿化的骨基质中分离，参与骨代谢，可介导骨组织细胞与骨基质的连接，因此得名。近年来发现骨桥蛋白作为一种重要的多功能糖蛋白，存在于细胞外基质中，由多种组织及细胞合成和分泌，如肺、骨、肾、肌肉、膀胱及血管平滑肌细胞、巨噬细胞、成纤维细胞、血管内皮细胞、血管上皮细胞等。至今国内外大量研究表明，在血管壁动脉粥样硬化处的内皮细胞和平滑肌细胞内OPN mRNA呈高表达状态，这引起了许多学者对骨桥蛋白在冠心病中作用的研究兴趣。

1 骨桥蛋白的分子结构

OPN的相对分子质量约为44 kDa，作为一种分泌型糖基化鳞蛋白，约含300个氨基酸残基，其中大部分是天冬氨酸、丝氨酸和谷氨酸残基。氨基酸序列分析显示，骨桥蛋白分子含有1个RGD（Arg-Gly-Asp）细胞结合序列、1个钙离子结合体点和2个肝素结合区。其小RGD序列是骨桥蛋白分子发挥黏附功能的结构基础，具有高度保守性，如果变异或缺失，将丧失促黏附功能。结构分析证实，OPN多肽链的二级结构中含有8个α螺旋和6个β折叠结构，高度保守的RGD基元两端各有1个β折叠结构。OPN主要通过两种机制发挥细胞信号分子的作用。一是以分子内的RGD基元与整合蛋白（integrin）家族的分子结合，其主要配体为B3整合蛋白；二是与细胞表面黏附性糖蛋白CD44以非RGD依赖的方式结合。这两种结合方式均通过激活细胞内的特异性信号传导系统而介导细胞黏附、迁移和增殖。另外，骨桥蛋白还有一个有意义的结构特征是：在RGD序列附近区域（离RGD序列仅有6个氨基酸残基）存在凝血酶裂解位点，能被凝血酶裂解成大小不同的一个氨基末端片段和一个羧基末端片段。

2 骨桥蛋白的表达及调控

2.1 概述 骨桥蛋白在多种组织均可表达，如骨、肾、肺、肝、膀胱等。不同细胞类型也能表达OPN，如血管平滑肌细胞、巨噬细胞、成纤维细胞、血管内皮细胞、血管上皮细胞、活化的T淋巴细胞、巨噬细胞和杀伤（NK）细胞亚群等。骨桥蛋白也存在于正常的体液，如血清、乳汁、尿液，尿结石和多种肿瘤细胞也能高表达OPN[1]。此外，OPN在重构组织和炎症部位中也可出现高表达。大量研究表明，OPN能增强巨噬细胞和T细胞向炎症部位趋化、黏附及移行，表明其参与了组织修复及炎症的过程[2,3]。Xie等[4]、Zhang 等[5]、Sodhi等[6]、Palaniyappan 等[7]的相关研究表明，OPN在体内受致炎因子、骨激素、钙调节相关激素、细胞因子、雌激素、肾素-血管紧张素系统等多种因素调控，具体如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、转化生长因子 β （TGF-β）、甲状旁腺素、成纤维生长因子（FGF）、血小板衍生生长因子（PDGF）、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）、上皮生长因子（EGF）、转化生长因子（TGFB）、血管内皮生长因子（VEGF）、尿苷三磷酸（UTP）、血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）、脂多糖（LPS）、一氧化氮（NO）、骨激素、雌激素等。此外，机体高糖及低氧状态均可刺激大鼠血管平滑肌细胞（VSMC）表达OPN。Myers等[8]和Zhang等[9]研究OPN在肿瘤生长及转移中的作用时发现，OPN能够介导血管内皮细胞与胞外基质的相互影响，促进血管内皮细胞的增殖致新生血管床的形成。

2.2 OPN在心血管系统中的表达及调控 在心血管系统，OPN主要来源于血管内皮细胞、血管上皮细胞、血管平滑肌细胞和肌成纤维细胞。Giachelli等[10]的早期实验发现，OPN能促进血管平滑肌细胞、外膜细胞的迁移，认为OPN是血管损伤修复的始动因素之一。Giachelli通过克隆血管新生内膜生成有关基因时，发现血管损伤后2～7天，平滑肌细胞中OPNm-RNA表达增高；损伤4周后，血管内膜增厚明显减缓，平滑肌细胞降至最低，同时OPN表达也明显降低。这一现象说明OPN有可能参与血管新生内膜生成。Veinot等[11]的研究也有类似发现，认为OPN不仅能促进平滑肌细胞、血管内皮细胞、巨噬细胞等多种细胞的迁移，还促进其与细胞外基质的黏附，为血管新生内膜的形成奠定基础。

原位杂交免疫组织化学和Western blot检测结果显示，不仅粥样硬化和再狭窄病变部位的内皮细胞和平滑肌细胞内骨桥蛋白mRNA呈高表达状态，而且细胞外基质中的骨桥蛋白含量也明显升高。OPN在无狭窄、无损伤的血管壁中几乎不表达，而在动脉粥样硬化或血管成形术后再狭窄的血管中大量表达，这已经得到许多实验证实。近年来亦有相关研究发现OPN存在于动脉粥样硬化斑块中，在动脉粥样硬化的过程中发挥重要的促进作用[12]。Romano等[13]的研究表明，粥样硬化斑块中的巨噬细胞、内皮细胞、平滑肌细胞均可合成OPN，其通过促进血管平滑肌细胞的增殖和迁移，在PCI术后再狭窄的过程中发挥重要作用。

3 骨桥蛋白与冠心病治疗的临床研究

3.1 OPN与药物治疗的研究 基于以上基础，樊清波等[14]通过对AMI后12小时内拟行急诊PCI治疗的患者，分别予低剂量（10 mg）、中剂量（20 mg）和高剂量（40 mg）阿托伐他汀，研究不同剂量阿托伐他汀对急性心肌梗死急诊行PCI患者血清骨桥蛋白的影响，发现不同剂量组AMI患者血清OPN含量不同，高剂量阿托伐他汀能显著降低血清OPN含量，与任霖和唐海燕[15]的研究一致。张玉玲等[16]将心肌梗死后24小时存活大鼠随机分为盐水组、厄贝沙坦组和假手术组，分别于心肌梗死后4周测定心功能及心肌组织骨桥蛋白表达，发现心肌梗死后大鼠心肌组织出现大量骨桥蛋白表达，厄贝沙坦治疗显著抑制心肌梗死大鼠骨桥蛋白的表达，并能改善心肌的纤维化，改善心脏功能，故认为这可能是其抗左心室重构作用的机制之一。

3.2 OPN与冠脉病变程度的研究 李晓涛等[17]入选住院经冠状动脉造影证实的冠心病患者70例（冠心病组），非冠心病患者30例（对照组），并根据其冠状动脉血管病变支数又将冠心病组分为1支病变亚组（n=24）、2支病变亚组（n=21）和3支病变亚组（n=25），分别比较冠心病和非冠心病患者以及冠心病患者3亚组之间血浆骨桥蛋白水平。结果发现，冠心病组患者血浆骨桥蛋白水平明显高于对照组（P<0．05）；冠心病组不同冠状动脉病变支数亚组间两两比较，血浆骨桥蛋白水平差异具有统计学意义（P<0．05），多元线性回归分析显示，不同冠状动脉病变支数间的血浆骨桥蛋白水平差异仍具有统计学意义（P<0．05）。由此推断，冠心病患者血浆骨桥蛋白水平明显升高，与冠状动脉病变的狭窄程度密切相关，这与国外大多数学者研究一致[18-21]。Coskun等[22]进一步将冠心病（CHD）患者分为稳定型心绞痛和不稳定型心绞痛组、非ST段抬高型心肌梗死组两组，检测两组患者血浆OPN水平，并与对照组（非CHD组）进行比较。结果发现，血浆中OPN的浓度，稳定型心绞痛组患者高于非CHD组，不稳定型心绞痛及非ST段抬高型MI组患者高于稳定型心绞痛组。此结果也表明，血浆OPN的浓度与CHD病变的严重程度呈正相关。

在OPN与冠脉钙化的研究中，贺兆发等[23]根据64层螺旋CT冠脉造影结果连续入选65例患者，分为冠脉钙化（CAC）组（37例）和非冠脉钙化（UCAC）对照组（28例），通过测定血清OPN水平，探讨OPN是否为冠脉钙化（CAC）的独立危险因素。相关分析显示，年龄、超重、睡眠质量差、不良饮食习惯等是CAC的独立危险因素；血清OPN水平与LDL-C、超重、年龄、糖尿病、缺乏运动等相关。这说明降低OPN水平可以减轻冠脉钙化，减慢其发展。此后贺兆发等[24]对确诊CAC患者用受试者工作特征曲线（ROC）对OPN水平进行分析，发现CAC患者血清OPN水平比非CAC患者明显升高，血清OPN≥32μg/L对CAC诊断有指导意义。

3.3 OPN对冠心病危险分层及预后的研究Minoretti等[25]入组799例稳定型心绞痛或冠脉造影（CAG）诊断为CHD的患者，检测其血清OPN浓度，并做前瞻性研究，利用单变量Cox比例风险分析及多变量Cox比例风险分析评估其与预后的相关性。结果表明，血清OPN浓度为心血管病事件的独立预测因子，可能参与了稳定型心绞痛患者危险分层及预后评估。刘鹏等[26]应用受试者工作特征曲线（ROC曲线）确定稳定型心绞痛患者血清OPN水平界值，根据该值将患者危险分层，分为高危组和低危组。结果血浆OPN水平危险分层的最佳界值取403 ng/ml，其敏感性78.6%，特异性90.9%。高危组预后情况较低危组更差。说明根据血浆OPN水平对稳定型心绞痛患者危险分层的最佳界值为403 ng/ml，是较可靠的生化指标。崔言红等[27]将冠心病组根据Gensini积分分为<20分组、20分组和>40分组，分析亦发现三组间骨桥蛋白水平明显不同，随着积分的增加，骨桥蛋白的含量也随之增加。推断血浆骨桥蛋白参与冠状动脉粥样硬化病变的发生和发展，其含量可用来评估冠状动脉Gensini积分，能够反映冠状动脉的狭窄程度，可作为临床判断冠状动脉病变的检测指标。

在急性心肌梗死方面，于洪伟等[28]通过研究急性心肌梗死患者血清骨桥蛋白水平变化，发现AMI患者血清OPN峰值水平与cTnI、BNP峰值水平呈正相关，这为OPN作为AMI危险分层及预后提供了理论依据。孟磊等[29]入选STEMI患者61例，另选健康对照63例，比较骨桥蛋白与临床指标、生化标志物及STEMI 3个月后左心室重构指标的关系。发现STEMI患者入院即刻血浆骨桥蛋白即明显升高，至第3天达到峰值；且相关分析显示，骨桥蛋白与年龄呈弱正相关，与STEMI 3个月后左心室收缩末容积指数呈弱正相关，与3个月时左心室射血分数呈弱负相关。但随访研究未发现骨桥蛋白水平与患者发生死亡、再梗死、脑卒中、再次血运重建、因心力衰竭住院等心脏事件相关。此研究认为，OPN作为STEMI患者的预后评估，尚未有足够证据，这与Bjerre等[30]和Okyay等[31]的结果不一致。

4 结语

OPN通过促进斑块内新生血管形成、血管平滑肌细胞移行和增殖及细胞外基质降解等影响冠状动脉斑块的稳定性，导致临床心血管不良事件的发生。最近有相关资料揭示，CD4 T表达的OPN与血浆OPN可反映心力衰竭的严重程度，OPN的高表达与心力衰竭程度呈正相关，并有可能成为评价心力衰竭的新指标[32,33]。OPN在冠状动脉钙化、粥样硬化和PCI术后血管再狭窄、心肌纤维化及心肌重构中起重要作用。细胞外基质的改变，尤其是胶原沉积的增加为冠心病患者心肌纤维化关键性的病理改变，OPN通过促进胶原沉积及血管紧张素受体表达加速心肌梗死后心脏重构进程[34]。国内外有少部分研究人员将血清OPN水平应用到冠心病患者的风险评估及预后评估，但结果尚未统一。OPN已经被证实作为稳定型心绞痛的独立危险因素，但OPN作为急性STEMI患者预后评估和危险分级尚未见大型临床试验报道。近年来随着基因技术的发展，抑制损伤血管部位OPN基因的表达也将成为临床上治疗PTCA、PCI后再狭窄，防治动脉粥样硬化及高血压等引起血管重塑的一种新策略。其无论是作为预后评估、风险评估或治疗指导，均为我们提供了新的防治路径。

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The relevant research on the role of plasma osteopontin in coronary heart disease

Osteopontin； Stable angina pectoris； Acute myocardial infarction； Risk evaluation； Prognosis

512000 广东省韶关市，粤北人民医院心血管内科

唐良秋，E-mail：tlq_550488@sina.com

10．3969/j．issn．1672－5301．2014．07．018

R541.4

A

1672-5301（2014）07-0640－04

2014-04-30）