他汀类药物与缺血-再灌注损伤血管渗透性

赵世杰 综述齐国先 审校

(中国医科大学附属第一医院老年心血管内科，辽宁沈阳 110001)

他汀类药物与缺血-再灌注损伤血管渗透性

赵世杰 综述齐国先 审校

(中国医科大学附属第一医院老年心血管内科，辽宁沈阳 110001)

急性心肌梗死是危害人类身体健康和生命安全的重大疾病。缩短组织缺血时间，尽早恢复血流是防治缺血损伤最有效的措施。然而，经过一定时间缺血的组织器官，即使恢复血液灌注，其代谢、功能及结构的损伤反而加重，甚至出现不可逆性损伤，即缺血-再灌注损伤(ischemia-reperfusion injury，IRI)。在IRI的过程中，冠脉血管内皮屏障受损，渗透性增加是损伤的主要始动因素，是构成IRI病理生理过程的基础。作为HMG-CoA还原酶抑制剂，他汀类药物是目前公认的可以预防和减少IRI的药物，其降脂作用外的多效性尤其是对内皮屏障的直接保护作用正日益受到关注。

1 血管渗透性的病理生理

在机械性层面，血管渗透性主要表现为两种方式，即通过内皮细胞的通道或囊泡(经细胞性)及穿过内皮细胞连接处(经细胞旁性)。经细胞性方式主要通过小凹(细胞腔面的压痕，可穿过细胞)、囊-泡小体(一种细胞器，贯通内皮细胞的腔内外面)、开窗(单个细胞内压缩的细胞质孔)等三种方式实现，主要见于生理状态。而经细胞旁途径的血管渗漏则常见于病理状态［1］，并通过肌动蛋白细胞骨架的收缩、紧密连接及黏附连接等调节［2］。其中，肌动蛋白细胞骨架其主要成分则是肌球蛋白轻链(myosin light chain，MLC)，紧密连接主要包含跨膜蛋白(claudins、occludins)及胞浆附着蛋白(ZO)，黏附连接则主要由钙黏蛋白(cadherin)及连环蛋白(catenin)组成。肌动蛋白细胞骨架、紧密连接蛋白及黏附连接蛋白均可通过激酶及磷酸化等方式调节及相互作用。

2 他汀类药物一氧化氮合酶/一氧化氮依赖的内皮保护作用

他汀类药物可以通过抗炎症、抗血小板聚集、抗氧化应激等多种途径实现对血管内皮屏障的保护，而这些作用被认为可能与其可上调内皮型一氧化氮合酶(eNOS)的活性，增加一氧化氮(NO)的生成和生物利用度有关［3］。目前，已证实他汀类药物可通过诱导激活PI3K/AKT/eNOS、抑制异戊二烯防止RhoGTP酶的激活、下调血管内皮细胞小凹蛋白-1(caveolin-1，Cav-1)表达等多种途径来上调eNOS的生成，并认为eNOS的上调和激活，可能是他汀对抗缺血-再灌注损伤的基础［3］。甚至研究认为，在单纯应用eNOS阻断剂L-NAME对心肌梗死面积无影响的前提下，应用LNAME可完全阻断他汀类药物的心脏保护作用，从而认为他汀的心脏保护作用完全通过NO实现［4］。但是，NO是一把双刃剑，在一定浓度下起保护作用，但超过该浓度后又会因产生新的自由基而起损伤作用。其次，L-NAME实际是一种eNOS非特异阻断剂，不仅可阻断eNOS的保护作用，同样还可阻断神经型一氧化氮合酶(nNOS)及诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的损伤作用。也就是说，他汀类药物对血管内皮屏障的保护还可能存在其它途径。近年来的一系列研究也对他汀类药物对内皮屏障的直接保护作用有了新的进展。

3 他汀类药物非eNOS/NO依赖的内皮保护作用

3.1 他汀类药物与小凹蛋白

Cav-1是小凹蛋白维持其结构及功能所必需的组份［5］。Caveolae通过液相、非特异性吸附或特异性的受体介导等方式把血液中许多大分子物质(白蛋白、免疫球蛋白等)运送到内皮下间隙，此过程称为跨细胞转运。一般认为，该过程主要存在于生理状态下维持血管内稳态，病理状态下的血管通透性增加主要由细胞间隙增大引起。然而，有研究发现，在脓毒血症引起的呼吸窘迫综合征患者中，肺毛细血管内皮间隙在大多数情况下是完好的［1］。同样有研究证实，在Cav-1缺陷的小鼠中，血管内皮生长因子(VEGF)介导的血管高通透性呈显著减弱［5］;在体实验也表明，跨细胞白蛋白转运在缺血性休克引起的微血管通透性增加方面起主要作用［6］。这些研究均表明以Cav-1为代表的跨细胞转运可能在病理性的内皮细胞通透性增加及组织损伤中同样具有重要作用。

Cav-1同时还是eNOS的负性调节因子，目前已有多个研究证实了他汀类药物可通过下调Cav-1的表达而激活与其紧密偶联的eNOS，发挥其心脏保护作用［7］。尽管如此，这仍无法解释上述某些病理及干预情况下白蛋白跨细胞转运的减少或增加。因此，他汀类药物通过Cav-1实现的保护作用可能为在激活eNOS的同时又可减少通过Cav-1实现的白蛋白跨细胞转运，从而降低经细胞途径的血管渗透性，其具体机制尚需进一步研究。

3.2 他汀类药物与细胞骨架的收缩性

RhoGTP酶又称小G蛋白，包括Ras家族和Rho家族等，可通过调节应力纤维、板状伪足、丝状伪足来调控肌动蛋白细胞骨架的收缩，影响细胞间连接及其完整性［8］。其中，RhoA、Rac1和cdc42是研究最多的Rho家族成员。Rac1及Cdc42主要起稳定细胞间黏附、保护屏障的作用，而RhoA倾向于破坏内皮的屏障［9］。IRI时，大量炎性介质和毒性产物能够激活胞质中的RhoA，使其活化后转移到质膜上与Rho激酶(ROCK)结合;活化后的RhoA/ROCK转移到特定的细胞亚结构上，提升MLC的磷酸化水平，增加肌动-肌球蛋白的收缩力，使组织细胞间距增大，血管通透性增加，引起组织损伤［10］。

他汀类药物可抑制微血管中RhoA/ROCK通路活性，这个通路无论是在动物试验还是在临床研究中，都被认为是他汀类药物发挥其多重血管保护作用的重要通路［11-13］。其主要机制是他汀类药物除可抑制甲羟戊酸合成胆固醇的过程外，还可抑制类异戊二烯的生成，减少RhoA的亲脂性及其在细胞质膜上的定位，实现对微血管中RhoA/ROCK通路活性的抑制，从而降低MLC的磷酸化水平，发挥对内皮屏障的直接保护作用［14］。目前，对RhoGTP酶及其下游效应分子如ROCK等的研究正在不断进展，为实现通过抑制RhoA的促渗透性和/或增强Rac1及Cdc42的抗渗透性，进而保护内皮屏障提供了新的治疗靶点。

3.3 他汀类药物与紧密连接蛋白

内皮细胞间的紧密连接主要由occludin、claudin组成［15］，它们均为四个跨膜域结构，其C末端可与ZO蛋白结合。目前已知，occludin及claudin在调节紧密连接的结构中均起重要作用，然而小鼠中occludin的缺失并未对紧密连接的形态造成大的变化，亦未能改变内皮屏障的功能［16］。与之对比，已有研究证实claudin-5可能是雌激素新的作用靶点，雌激素可通过增加其水平实现对心血管内皮结构完整性及屏障功能的保护作用［17］，从而表明claudin-5在调节紧密连接组成及血脑屏障功能中起重要作用，而occludin可能并不是必需的。最近Chen等［18］的研究也支持这一结论。此外，ZO对于决定occludin和claudin的组成及功能亦有重要作用［19］。目前，紧密连接的结构、功能组份及信号的相互作用渐被重视，可能在内皮屏障调节中起关键作用。

Mirza等［14］的研究证实，人芽囊原虫感染可通过MLC的磷酸化、肌动蛋白骨架及ZO-1的重组显著增加肠道上皮细胞的渗透性，而这些作用可被辛伐他汀所改善，其机制可能与他汀对微血管中RhoA/ROCK/ MLC的抑制有关。亦有研究表明，对于外伤后脑水肿，应用辛伐他汀可上调紧密连接蛋白claudin-5的表达，保护紧密连接，使中性粒细胞渗出减少，血脑屏障渗透性下降［20］。Morofuji等［21］应用原代培养鼠脑微血管内皮细胞构造的体外血脑屏障的研究显示，匹伐他汀可以上调紧密连接蛋白claudin-5的表达，增强屏障的完整性，其机制亦与他汀抑制RhoA/ROCK激活，减少了claudin-5的磷酸化有关。

3.4 他汀类药物与黏附连接蛋白

血管内皮cadherin(VE-cad)是内皮细胞间连接的主要蛋白之一，在保持内皮细胞和微血管结构完整方面发挥重要作用。研究证实，再灌注损伤可促使VE-cad降解，内皮屏障功能破坏;而抑制其降解将有效保护内皮结构完整，减轻炎性渗出［22］。β-catenin则在细胞连接处与cadherin相互作用，参与形成黏合带。Barandon等［23］研究表明，阻断β-catenin降解将显著减轻急性心肌梗死再灌注后中性粒细胞浸润，并缩小梗死面积。其中，VE-cad对于黏附连接的作用更为关键，因为其特殊位点的酪氨酸磷酸化可以充分阻断βcatenin对其的绑定［24］。此外，在炎症反应时，VE-cad的酪氨酸磷酸化同样参与了黏附连接的破裂及单核细胞跨内皮迁移等过程［25］。

Khaidakov等［26］的研究发现，辛伐他汀可在人脐静脉内皮细胞中明显上调VE-cad的表达，通过加强细胞间连接而抑制新生血管的出芽作用，在抑制新生血管形成的同时降低血管渗透性。Haidari等［27］研究发现，阿托伐他汀可通过抑制RhoA及MLC磷酸化来抑制人脐静脉上皮细胞中白介素1及单核细胞介导的VE-cad酪氨酸磷酸化的作用，从而保护内皮细胞的黏附连接。Chang等［28］证实，辛伐他汀可逆转RhoA激活介导的catenin下调所致的内皮功能障碍。从而证实了他汀类药物对于黏附连接蛋白的直接保护作用。Xiao等［29］亦证实，阿托伐他汀可以显著降低血栓素刺激后的人脐静脉内皮细胞的渗透性，增加细胞连接处VE-cad的表达，保护连接的完整性。

综上所述，虽然他汀类药物已是公认的可以预防和减少IRI的药物，但其具体的保护机制仍有待于进一步的研究。尤其在对内皮屏障的直接保护作用方面，对于小凹蛋白、细胞骨架及连接蛋白等结构的深入研究很可能会为我们提供新的治疗靶点。

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Statin and Vascular Permeability in Ischem ia-reperfusion Injury

ZHAO Shijie，QIGuoxian
(Department of Geriatric Cardiology，The First Affliated Hospital of China Medical University，Shenyang 110001，Liaoning，China)

缺血-再灌注损伤是临床亟需解决的问题之一，而他汀类药物是目前公认的可以预防和减少缺血-再灌注损伤的药物，其机制多认为与一氧化氮合酶/一氧化氮依赖的内皮保护作用相关。近年来，他汀类药物对于内皮屏障的直接保护作用正日益受到关注，现对此加以概述。

他汀类药物;缺血-再灌注损伤;紧密连接;黏附连接;细胞骨架

Ischemia-reperfusion injury is one of the primary problems that is solved in the clinic.Treatment of ischemia-reperfusion injuries in the clinic is typically done using statins.Statins are a widely accepted treatment for ischemia-reperfusion injury as they can reduce the injury via the Enos/NO dependentmechanism.In recent years，the direct protective effect of statins on the endothelial barrier has been receiving increased attention.This review examines progressmade in discovering how statins interactwith the permeability of the endothelial barrier.

statin;ischemia-reperfusion injury;tight junction;adherent junction;cytoskeleton

1004-3934(2015)01-0055-04

R9725.6;R541.4

A

10.3969/j.issn.1004-3934.2015.01.016

2014-04-28

2014-07-21

赵世杰(1982—)，主治医师，博士在读，主要从事冠心病的临床防治研究。Email:zhaosj82@163.com

齐国先，主任医师，博士生导师，主要从事冠心病的临床防治研究。Email:qigx2002@medmail.com.cn