前B细胞克隆增强因子与心血管病关系的研究进展

前B细胞克隆增强因子与心血管病关系的研究进展

严闹杨威1周建良1龚艺1董啸1

(南昌大学医学院，江西南昌330006)

关键词〔〕前B细胞克隆增强因子；心血管病

中图分类号〔〕R714.252〔

基金项目：国家自然科学基金课题(81260054)；江西省自然科学

通讯作者：董啸(1970-)，男，主任医师，医学博士，主要从事体外循环肺保护研究。

1南昌大学第二附属医院心胸外科

第一作者：严闹(1988-)，男，在读硕士，主要从事体外循环肺保护研究。

前B细胞克隆增强因子(PBEF)是新发现具有多种生物学活性的细胞因子，广泛表达于人的各种器官和组织，在炎症相关性疾病、糖尿病、肥胖、动脉粥样硬化、血管内皮炎性损伤等疾病的发生发展过程中发挥着重要作用，PBEF与心血管病关系的研究已成为热点。

1PBEF/尼克酰胺磷酸核糖转移酶(NAMPT)内脏脂肪素(Visfatin)的发现

1994年Samal等〔1〕从人外周血淋巴细胞的cDNA基因文库中转录出PBEF基因序列。PBEF无独立的活性，协同白介素(IL)-7和干细胞因子(SCF)，刺激前B细胞的形成，对髓系和红系细胞则无作用。2001年Martin等〔2〕在杜克嗜血杆菌中发现了nadv基因，且其翻译产物是生成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)的限速酶。2002年Rongvaux等〔3〕发现nadv基因与PBEF基因高度同源，认为PBEF是尼克酰胺磷酸核糖转移酶(NAMPT)。2005年Fukuhara等〔4〕利用差异显示法发现一个在内脏脂肪特异性高表达的脂肪细胞因子，命名为Visfatin，基因序列测定显示与PBEF具有相同的5'端非翻译区序列,现已证实PBEF/NAMPT/Visfatin为同一种蛋白质。PBEF在基因和蛋白质水平进化的过程中均高度保守，从原核生物、原始多细胞动物到人类，基因具有高度的序列同源性，如狗与人的PBEF蛋白序列有96%的相同，与鼠和兔有94%的相同，提示PBEF有多种生物学功能〔5〕。

2PBEF基因结构

人PBEF基因位于染色体7q22.1和7q31.33之间，长37.4 kb，共有11个外显子和10个内含子。首端外显子编码PBEF信号肽区和5'非翻译区,尾端外显子编码PBEF羧基末端和3'非翻译区。5'端含有两个特殊启动子区，位于转录起始点上游3.2 kb的序列中。近、远端启动子区含有许多同样的结合位点,如:GR、肾上腺皮质素释放因子、CREB和NFs〔1〕。PBEF基因经转录、剪接生成3种长为2.0、2.4、4.0 kb的mRNA。2.4 kb mRNA是其主要转录产物，其编码区包含有1 476个核苷酸组成的开放阅读框，翻译出491个氨基酸，构成相对分子质量为52 kDa PBEF蛋白,含有2个天门冬酰胺糖基化位点，4个蛋白激酶C磷酸化位点和5个肌酸激酶磷酸化位点。已有研究发现PBEF基因具有复杂的遗传多态性：其中T-1001G SNP和C-1535T SNP与急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的发生率密切相关。

3PBEF的生理功能

3.1类胰岛素样作用研究〔6〕发现PBEF可与胰岛素受体相互作用表现出类胰岛素的降血糖作用，并不依赖胰岛素变化来降低血浆葡萄糖水平。对胰岛素抵抗的小鼠和有胰岛素分泌缺陷的小鼠体内注入重组PBEF，血糖水平显著下降。将包含PBEF基因的质粒转染到小鼠体内，血糖和胰岛素水平均显著下降。用RNAi干扰技术抑制小鼠PBEF基因表达，其血糖浓度升高，而胰岛素水平没有明显变化。胰岛素受体(IR)由一对α亚基和一对β亚基构成。Stephens 等〔7〕研究发现PBEF可与胰岛素受体(IR)结合，引起胰岛素受体构象的改变,激活酪氨酸蛋白激酶(PTK)活性,使底物的酪氨酸残基磷酸化；激活Akt/蛋白激酶B和Ras/丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)号转导通路，从而促使葡萄糖从细胞质转移到细胞外，发挥降血糖作用。PBEF的类胰岛素样作用由胰岛素受体介导，与胰岛素有相似的亲和力，但结合位点不同〔8〕。然而PBEF是否能与胰岛素受体结合仍有许多争议，尤其是2007年《Science》杂志撤回了2005年日本学者发现PBEF与胰岛素受体结合的论著〔9〕。另外Revollo等〔10〕发现,在体外培养的胰腺β细胞和非肥胖小鼠β细胞中,PBEF 可提高葡萄糖刺激的胰岛素分泌,是通过NAD途径在胰岛β细胞水平上调节胰岛素分泌来降低血浆水平〔11〕，而研究〔12〕发现肾小球系膜细胞和成骨细胞表达的PBEF也具有胰岛素样作用，介导葡萄糖的转运。但尚无证据证实PBEF 可直接与胰岛素受体结合，发挥降血糖作用。

3.2烟酰胺磷酸核糖转移酶(Nampt)活性生物NAD的合成有从头合成和补救合成两条基本途径，而Nampt是烟酰胺NAD补救合成途径的限速酶。研究证实PBEF晶体结构是一个Ⅱ型磷酸核糖转移酶二聚体,催化5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP)和烟酰胺合成烟酰胺单核苷酸(NMN)〔13〕。但是Hara等〔14〕研究却发现Nampt不能催化形成NAD的中间产物，这与多年来公认的Nampt是补救合成限速酶的理论相反。去乙酰化酶(Sirtuins)是NAD生物合成依赖的组蛋白去乙酰化酶家族成员，PBEF的表达上调能促进血管平滑肌(SMCs)的分化成熟，下调PBEF的表达，抑制SMCs分化成熟。其后研究〔15〕证实PBEF是通过增加去乙酰化酶Sirt1的表达和生物活性并通过抑制P53的累积来抑制SMCs细胞的凋亡。现Nampt酶活性抑制剂FK866已作为抗肿瘤药物进入临床Ⅱ期试验，为应用于临床治疗肿瘤等疾病提供了新的思路〔16〕。

3.3促炎细胞因子PBEF在各种急慢性炎症反应中起着重要作用。Luk等〔17〕研究发现，PBEF的表达上调时IL-1β、IL-8、IL-6、TNF-α等炎症因子的产生明显增加。PBEF能增加外周血单个核细胞中IL-lβ、IL-lRa、IL-6、IL-10和TNF-α的表达，以及CD14+单核细胞中IL-1β、IL-6和TNF-α的表达，并能增加共刺激分子CD54、CD40和CD80的表达〔18〕。流感(H1N12009)病毒可致人肺微血管内皮细胞各种炎症因子(IL-8、IL-6、TNF-α)和凋亡因子(FASL/TRAIL)表 达 升 高，而通过SiRNA 沉默PBEF的表达可以抑制这些炎症因子和凋因子的表达〔19〕。已有研究〔20〕证实多种炎症刺激因子如：LPS、IL-1β、TNF-α等在体内外能显著增加PBEF的表达，尤其是中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞以及上皮细胞和内皮细胞。PBEF能抑制中性粒细胞的凋亡，通过RNA干扰(RNAi)抑制PBEF表达可以对抗炎性细胞因子导致的中性粒细胞凋亡抑制。缺氧诱导因子(HIF-1α)能促进脂肪细胞分泌PBEF,干扰素(IFN)-γ促进B细胞分化时PBEF基因高表达。研究〔21〕发现用IL-6处理人滑液成纤维细胞时，PBEF表达明显升高；而加用抑制转录激活子(STAT)3的抑制剂同时处理人滑液成纤维细胞时，PBEF表达明显降低，推测IL-6通过一条STAT3的信号通路可以调节PBEF表达。Otero等〔22〕研究发现在风湿性关节炎患者血浆中检测到大量PBEF蛋白，PBEF可能为风湿性关节炎的一种生物学标志物。Romacho等〔23〕研究发现人血管内皮细胞能合成和释放PBEF,尤其是在炎症反应时,还可以影响PBEF在细胞外的分布,提出炎性的内皮细胞是PBEF的来源之一。在人血管平滑肌中，PBEF可以通过激活细胞外信号调节激酶(ERK)1/2-核因子(NF)-κB-诱生型一氧化氮合酶(iNOS)信号通路来促进炎症反应，从而损伤血管壁。

4PBEF与心血管病及高危因素相关研究

4.1PBEF与冠心病及动脉粥样硬化Dahl等〔24〕研究发现冠状动脉不稳定粥样硬化患者的颈动脉斑块中PBEF表达明显增加，急性心肌梗死病人破裂斑块中PBEF表达增加，且不稳定斑块中TNF-α和氧化型LDL可以诱导增加单核细胞THP-1中PBEF的表达，PBEF可增强单核细胞THP-1中基质金属蛋白酶(MMP)-9的活性，增加外周血单核细胞中TNF-α及IL-8水平。黄芬等〔25〕研究发现PBEF可通过激活NF-κB通路，从而促进人外周血单核细胞MMP-2和MMP-9 mRNA及蛋白的表达，且呈浓度依赖性；同时还能增强MMP-2和MMP-9的酶活性，MMP可以降解细胞外基质，使纤维帽变薄,导致斑块破裂，提示PBEF在动脉粥样硬化斑块不稳定中起重要作用。研究发现〔26〕牛冠状动脉内皮细胞内,PBEF可导致NADPH氧化酶亚单位的聚集和活化，引起冠脉内皮损伤。PBEF也能损害人类肠系膜微血管中内皮细胞依赖的舒张反应,应用Nampt酶活性抑制剂AP0866可阻止损害的发生。而多项研究报道PBEF可通过其Nampt酶活性,激活HASMC的ERK1/2-NF-κB-iNOS通路,来促进血管炎症，提示PBEF与内皮功能障碍有密切联系。王淑萍等〔27〕认为血清PBEF水平可以帮助早期诊断冠心病，初步估计冠状动脉病变的严重程度。Montecucco等〔28〕研究提示PBEF在冠心病的发生、发展过程发挥重要作用。

4.2PBEF与糖尿病及胰岛素抵抗2型糖尿病(T2DM)是以胰岛素抵抗、脂代谢紊乱、肥胖等为特征的一种多基因遗传性疾病,肥胖(尤其是中心性肥胖)会引起胰岛素抵抗，是造成T2DM的主要因素之一。国内外多项研究显示PBEF与肥胖患者的T2DM及胰岛素抵抗有密切的联系。Kang等〔29〕在体外细胞实验中研究发现脂肪细胞在糖尿病的环境下，高血糖和血管紧张素Ⅱ的刺激可明显增加脂肪细胞中PBEF的合成。叶小龙等〔30〕研究显示T2DM患者腹部皮下和网膜PBEF mRNA表达量较正常组明显升高，多元回归分析发现网膜PBEF mRNA表达量与胰岛素抵抗有统计学差异。陈述林等〔31〕研究说明在汉族糖尿病人群中，内脏脂肪组织中PBEF的高表达与糖尿病的发展有一定关系。方士强等〔32〕分析显示T2DM患者血清内脂素水平与空腹血糖(FPG)、空腹胰岛素(FINS)、甘油三酯(TG)、血清胆固醇(TC)、胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)呈正相关。小鼠动物模型研究〔33〕显示,高糖高脂饮食的小鼠,内脏PBEF mRNA水平明显升高，且 PBEF可改善糖尿病小鼠胰岛素的敏感性。然而也有研究〔34〕表明T2DM患者血浆内脂素水平低于正常对照。HOMA-IR是PBEF的独立相关因素,提示PBEF在与胰岛素降血糖的机制不一致，PBEF可能并不随机体能量代谢改变而急剧变化，即短暂的血糖改变对其并无影响，长期慢性的高血糖可能使其浓度降低，提示了PBEF与糖代谢紊乱和胰岛素抵抗有密切关系。

4.3PBEF与肥胖及脂代谢内脏脂肪组织可分泌PBEF。PBEF的血浆浓度与内脏脂肪的数量有很强的相关性，而与皮下脂肪关系不大。Mu等〔35〕研究发现血浆PBEF水平与腰臀比(WHR)、体重指数(BMI)、胆固醇等呈正相关，且WHR血浆PBEF水平是独立相关因素。王青等〔36〕研究也发现血浆PBEF浓度与腰围(WC)、TG相关，TG 是血浆PBEF水平独立相关因素，血浆PBEF浓度与中心型肥胖及高TG血症密切相关。赖爱萍等〔37〕提示PBEF不仅与BMI相关，而且参与肥胖相关的脂质代谢,与胆固醇代谢有关,可能是联系NAD和HDL代谢过程的结合点。已有研究〔38〕表明，PBEF可促进血浆葡萄糖转化为TG，在脂肪细胞积聚，通过旁分泌途径作用于内脏脂肪组织，促进脂肪组织的分化、合成和积聚。PBEF在增殖期的3T3脂肪细胞质含量比细胞核含量高，而在非增殖细胞中细胞核含量比细胞质高，在脂代谢中发挥重要作用。张亚丽等〔39〕研究发现PBEF可通过抑制脂肪酸和胆固醇代谢的关键核转录因子(SREBP-1c和sREBP-2)，抑制脂肪酸的合成，降低了胆固醇的代谢，胆固醇在脂肪细胞的积聚。研究发现，BMI、HDL-C、TG、LDL-C等代谢综合征相关表型的连锁基因位于人第5、7和19号染色体上，而PBEF基因位于人染色体7q22.1和7q31.33之间，由此认为是肥胖相关表型或糖脂代谢的候选基因。

4.4PBEF与高血压吴刚勇等〔40〕认为随着高血压分级的升高，患者血清PBEF相应升高，认为PBEF与血压密切相关。柴雅琴等〔41〕，研究发现PBEF在妊娠高血压综合征产妇胎盘组织中高表达，且二者的表达水平呈明显正相关，提示其与妊娠期高血压密切相关。而有人通过检测年轻男性高血压患者的血清PBEF水平后，发现高血压患者与健康对照组的差异没有统计学意义。Schutte等〔42〕发现血清PBEF与平均动脉压没有相关性，PBEF可能通过炎症反应、血管收缩等作用于心血管系统。

综上所述，PBEF是具有多种生物活性的细胞因子,与心血管病及其危险因素的发生发展过程密切相关，但针对心血管病的确切发病机制还没有明确,随着研究的不断深入,将为心血管病的有效防治提供新的思路。

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〔2013-04-17修回〕

(编辑曲莉/滕欣航)