腺苷A2B受体在心血管系统研究新进展

易 云，高 云

(南昌大学基础医学院生理学教研室，江西南昌 330006)

腺苷 (adenosine)是人体内的一种重要的生物活性物质，它可以在全身各处组织产生［1］。细胞内生成的腺苷可以通过跨膜转运方式到达胞外与腺苷受体(adenosine receptor)结合发挥其生理作用。腺苷不仅是细胞修复和酶反应所需辅助因子的重要中间体，也是调节细胞代谢活动的重要调节因子，在细胞各项生理功能中起重要调节作用。根据腺苷与腺苷受体结合的能力的差异以及对腺苷环化酶的活性调控作用的不同，腺苷受体分为4个亚型:A1、A2A、A2B和 A3。A2B受体是4种腺苷受体中与腺苷亲和力最低的一个受体，在某些病理状态下(炎症反应、缺血、缺氧等)腺苷高度聚集时才能被激活［2］。

近年来有大量研究表明腺苷A2B受体在血管舒张、内皮素释放、炎症因子生成、氧自由基释放、血小板的聚集、血管新生、心肌缺血、心肌纤维化等方面有着重要作用，有可能成为心血管系统疾病治疗的靶点。

1 腺苷A2B受体结构、表达及分布

1.1 腺苷A2B受体结构 腺苷是腺嘌呤核苷酸的前体和代谢产物［3］，在细胞氧化或应激时产生，在组织缺氧和炎症时增加。研究表明腺苷A2B受体属于G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor，GPCR)，具有7个由高度保守的2 027个氨基酸残基构成α-螺旋结构构成的疏水跨膜区段(transmembrane，TM)。

腺苷A2B受体和腺苷结合后，可以活化腺苷酸环化酶(AC)，使ATP脱磷酸为环磷酸腺苷cAMP，cAMP为重要的第二信使分子，可引发一系列相应的细胞功能反应。A2B受体活化后也可激活磷脂酶C(phosphlipase C，PLC)，产生另外两个重要的第二信使分子:甘油二酯(diacylglycerol，DAG)和三磷酸肌醇［inositol(1，4，5)-trisphosphate，IP3］。IP3 和DG可分别调节胞质中的Ca2+浓度和蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)来始动细胞的功能。

正常生理状态下，低浓度腺苷激活A2A受体，较高浓度腺苷才能激活A2B受体。因此我们认为只有当腺苷水平上升并超过生理水平或达到病理水平时A2B受体才被激活［4-7］。

1.2 腺苷A2B受体的分布 腺苷受体可以分布在体内各个组织，这一点经放射配体结合试验、免疫组织化学及原位杂交等技术都可以证实［8］。A2B受体在体内普遍存在，如心血管系统、消化系统、泌尿系统等，而中枢神经系统(仅仅星形胶质细胞上有发现)及呼吸系统分布相对较少。在各种组织细胞中，有研究表明A2B受体在内皮细胞、心肌细胞、肥大细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞等均有表达。

2 腺苷A2B受体和心血管系统

2.1 腺苷A2B受体和血管舒张 腺苷是机体ATP代谢中间产物，有研究发现腺苷有舒张血管，减慢房室传导，降低窦房结的自律性等功能，从而引起血压降低和心率减慢［9］。腺苷A2B受体与腺苷的亲和力较低，主要分布在脑血管内皮细胞，具有较弱的舒血管作用。有报道腺苷和2-氯腺苷可先引起麻醉大鼠短暂且较弱的血压升高，随后相对持久而明显的血压降低，该升压效应主要与腺苷A2B受体激活兴奋颈动脉体化学感受器有关。但在少数动物颈动脉内注射腺苷的升压效应，切除窦神经后并未完全消除，说明腺苷还可能直接进入神经中枢而发挥其升压作用。腺苷的降压效应可能是通过腺苷直接激活心脏和血管上的A2B受体，产生负性变力、变时、变传导和血管舒张等作用，导致心率减慢，心输出量减少和外周阻力降低所致。

血管内皮是覆盖血管内腔的一层细胞，是血液和血管及其周围组织之间的一道重要屏障，作为运输机构，它的首要机能是搬运血中物质到周围组织去，最近研究发现内皮细胞具有调节血管舒缩的功能，尤其在心肌再灌注期间，A2B受体主要参与血管舒张和腺苷的心肌保护作用［10］。

血管内皮衍生性舒张因子NO是心血管系统最重要的调节因子之一。NO在不同类型的细胞内合成，在血管紧张度、神经传递和免疫调节中均担负着重要的功能。内皮型一氧化氮合酶(eNOS)于1991年由For-stermann和Pollock在内皮细胞中首次发现，eNOS主要分布于内皮细胞和心肌细胞［11］。研究表明，eNOS可以引起腺苷A2B受体参与介导的血管舒张，并且这种效应可以用腺苷A2B受体阻滞剂阻断，而不能用A2A和A3受体阻断剂。El-Gowelli等［12］通过研究发现抑制NOS活性能够消除腺苷A2B受体的血管舒张作用，NOS活性激活增强血管舒张作用，表明腺苷A2B受体的血管舒张作用是由eNOS/NO信号通路介导。Olanrewaju等［13］研究也发现血管内皮细胞腺苷A2B受体信号转导机制是通过NO和CGMP信号通路实现的，使用腺苷A2B受体激动剂(NECA)可以增强NO和CGMP的合成，增强血管舒张作用。

2.2 腺苷A2B受体和心血管系统活性物质释放 在心血管系统中，血管内皮细胞起着关键的作用，它不仅仅是一层分隔血管内外的屏障，而且是一个有着调节血管功能作用的重要器官。内皮细胞除了生成如上所述影响血管舒张的NO外，还可以通过生成炎性趋化因子、细胞因子和细胞表面黏附分子等促进白细胞迁移完成免疫反应。炎症、创伤等应激性损伤刺激激活内皮细胞，增加血管通透性和在内皮细胞表面表达的黏附分子，促进水肿和白细胞的附着和渗出，引发炎症级联反应。此外，内皮细胞在血管新生进程中起着重要作用，包括血管扩张、复原和结构重塑。

腺苷A2B受体可参与调节血管炎症反应。在炎症、缺氧、肿瘤、创伤等应激性损伤下，细胞外腺苷水平明显升高，通过接合并活化表达在各种细胞表面的4种G蛋白偶联受体(A1、A2A、A2B和A3)发挥免疫调节的作用。有研究表明在炎症因子TNF-α刺激下，A2B受体的表达会出现增加［14］，Figler等［15］用A2B受体敲除小鼠进行研究都证实A2B受体的激活会导致炎症因子IL-6释放增强，而Eckle等［16］发现A2B受体基因敲除小鼠的黏附分子如ICAM-1和E选择素的表达出现升高，引起缺氧条件下白细胞渗出和黏附的增多，破坏血管内皮细胞屏障功能，引起液体丢失和水肿［16］。

腺苷A2B受体参与调节血管氧自由基(oxygen-derived free radicals，OFR)。OFR攻击的主要目标是血管内皮细胞，可以影响内皮细胞各项重要生理功能。近年来发现OFR的心血管作用广泛，动脉粥样硬化与OFR有关，OFR增多或抗氧化剂减弱参与高血压的形成与发展［17］;OFR可加剧心肌细胞凋亡活动，使功能心肌细胞数目减少，引起心脏重塑［18］;近年来研究发现腺苷A2B受体参与调节氧自由基，Broad等［19］研究发现腺苷 A2B受体能激活腺苷酸环化酶(AC)，来抑制活性氧代谢产物。

腺苷A2B受体是血小板聚集抑制的重要调节分子。cAMP是一种强有力的血小板聚集抑制剂。大量的研究证实血小板介导的炎症过程在冠心病尤其是急性冠状动脉综合症(ACS)的发生发展中起着至关重要的作用［20］，抗血小板药物(如阿司匹林、氯吡格雷、阿昔单抗等)已经成为防治冠心病(包括ACS)最重要的药物［21］。腺苷主要来源于血管内皮细胞代谢产物，也可以由细胞表面外生酶激活产生，通过与腺苷A2A和A2B受体结合，激活内源性cAMP，抑制血小板激活［22］。在不稳定的心血管综合征的发展过程中，血小板活化是动脉粥样硬化的重要组成部分，发挥着核心作用。Yang等［23］研究发现在炎症、创伤条件下，腺苷A2B受体抑制血小板聚集能力增强。

2.3 腺苷A2B受体和血管新生 在缺血心肌已有的血管床上，促进内皮细胞发芽长出新枝，形成血管网是近几年的研究热点。正常生理状态下，机体内的血管一经生成即保持高度的稳定性，然后受到具有正负向调节性质的活性因子如促血管生长因子和抑血管生长因子的共同调控，使血管的生长与退缩维持在动态平衡状态。大量研究发现，当组织创伤、缺氧、肿瘤生长时，腺苷A2B受体与腺苷结合可激活促血管生长因子，启动血管新生［24］。目前研究证实血管内皮细胞生长因子(VEGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)、血小板源性生长因子(PDGF)、表皮生长因子(EGF)、转化生长因子(TGF)等都是重要的促血管生长因子，其中bFGF和VEGF是最强有力的促血管新生因子，在体和离体实验中均显示其对血管生成的各个阶段都发挥作用。Feoktistov等［25］研究发现低氧能够促进腺苷A2B受体激活，激活VEGF，通过降低缺氧诱导因子(HIF-1)的反应性，促进血管新生。Feoktistov等［26］研究也发现通过肥大细胞的血管生成因子表达和旁分泌机制，腺苷A2B和A3受体具有协同作用共同促进血管的生成。Gu等［27］的研究显示抑制腺苷激酶时可增加腺苷浓度，可增加心肌成肌细胞生成和VEGF表达。Marshall等［28］对鼠骨骼肌的研究表明，腺苷可促进 VEGF表达。Fischer等［29］的研究指出，腺苷可促进猪脑微血管内皮细胞VEGF的表达和稳定性，可能是通过A1和A2B受体介导的。王艳等［30］的研究显示HUVEC在未用腺苷干预的状态下，VEGF蛋白的表达水平是较低的，但当加入一定浓度的腺苷后，可明显促进 VEGF的表达。王艳等［31］的研究显示一定浓度的腺苷对HUVEC合成和分泌bFGF蛋白有促进作用，能产生促进HUVEC增殖的效应。

2.4 腺苷A2B受体与心肌纤维化 腺苷A2B受体在体内分布广泛，可分布于内皮细胞、中性粒细胞、淋巴细胞、肥大细胞及心肌成纤维细胞，但其与腺苷的结合力较弱［32］，有报道心肌梗死(MI)后激活腺苷A2B受体可以减轻非梗死区心肌的纤维化并有利于心肌功能的恢复。慢性心力衰竭是MI的主要并发症，其中MI后的心肌重构(即室腔扩大、纤维化、心肌肥厚)是慢性心力衰竭主要诱因。Wakeno等［33］发现，MI后连续1周给予腺苷类似物(2-chroloadenosine)治疗，MI动物在血流动力学及超声心动图参数方面均有明显改善，说明腺苷在心肌坏死后能发挥心脏保护功能。通过对MI动物应用选择性腺苷抑制剂潘生丁(dipyridamole)证明腺苷A2B受体的激活可发挥抑制心肌纤维化的作用。作用机制可能和腺苷A2B受体抑制胶原生成、成纤维细胞的有丝分裂有关［33］。但是腺苷A2B受体介导的抑制心肌纤维化的信号机制尚不是很清楚。

2.5 腺苷A2B受体与心肌缺血 腺苷是一种内源性嘌呤核苷酸［3］，在细胞外，作为一种信号转导分子［34］。临床应用中，腺苷A2B受体是最不敏感的腺苷受体，这是由其组织适应缺氧和缺血条件所决定的。低氧和缺血是相互依存的，发现腺苷能够降低由缺氧引起的炎症反应和提升组织适应低氧的能力。在低氧和缺血期间，细胞外腺苷主要来源于ATP和ADP代谢产物。细胞内的ATP浓度非常高，细胞外的腺苷释放主要与细胞的损伤有关，主要发生在心肌细胞、内皮细胞、血小板或是炎症细胞［35］。心肌缺血与组织缺氧具有明确的因果关系，在基因水平，研究发现腺苷A2B受体可以增加碳水化合物的氧利用度来减弱心肌缺血引起的心肌梗死。对于腺苷A2B受体的作用在学术界存在着不同的说法。有研究发现，在心肌梗死后心室重构，腺苷A2B受体信号通路是有害的，而其他的一些研究发现腺苷A2B受体激动剂具有心脏保护的作用。最有可能产生这些差异性说法的是由于治疗时机、不同的模型系统导致的。在基因敲除小鼠，我们发现腺苷A2BR-/-特别容易产生心肌缺血［36］。

3 总结和展望

腺苷是一种内源性嘌呤核苷酸，由正常细胞代谢释放，在炎症和组织损伤时大量ATP降解，腺苷局部浓度增高与相应的受体结合，对血管形成、免疫调节、肿瘤生长有很大的影响。相信通过对腺苷A2B受体在心血管系统的深入研究能进一步揭示其对血管舒张、炎症因子生成、氧自由基释放、血小板的聚集、血管新生、心肌缺血、心肌纤维化等方面的重要作用，随着机制研究的清晰，在将来腺苷A2B受体有可能成为心血管系统疾病治疗的新的作用靶点。

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