中介素对冠状动脉粥样硬化性心脏病的作用机制研究

李　翠　刘丽云　王治平



中介素对冠状动脉粥样硬化性心脏病的作用机制研究

李翠刘丽云王治平

046000山西，长治医学院附属和平医院心血管内科

【摘要】中介素又称肾上腺髓质素2，是一种新发现的降钙素基因相关肽超家族成员，具有广泛的生物学效应，尤其对心、肺、肾等脏器有重要的调节作用。该文主要介绍中介素的生物学特性、分布、受体及其对冠状动脉粥样硬化性心脏病的作用机制。

【关键词】中介素；肾上腺髓质素2；冠状动脉粥样硬化性心脏病；作用机制

中介素(intermedin,IMD)是一种新发现的小分子血管活性肽，是公认的内源性保护因子，与降钙素(calcitonin)、降钙素基因相关肽(calcitonin gene related peptide,CGRP)、肾上腺髓质素(adrenomedullin,ADM)、胰淀粉样多肽(amylin)同属于CGRP超家族成员[1-2]，共同参与体内环境的稳态调节。

1IMD的生物学特性、分布及受体

2003年，IMD首先在硬骨鱼中被发现；2004年，美国学者Roh等[1]和日本学者Takei等[2]先后发现IMD和肾上腺髓质素2(adrenomedullin 2,ADM2)，IMD和ADM2的核苷酸序列和氨基酸序列经比较完全一致，即二者是同一物质，IMD是ADM的横向同源物。IMD基因位于人类第22号染色体，编码含148个氨基酸残基的IMD前体蛋白(prepro-IMD)，成熟IMD位于prepro-IMD C端，成熟IMD的N-端为6个氨基酸残基，由S-S连接形成的分子内环，其后是1个CGRP超家族成员共有的无序结构。成熟IMD序列高度保守，人类和鱼有大于60%的结构相似，人类和啮齿动物87%完全一致，而小鼠和大鼠仅有1个氨基酸残基不同，说明IMD在全身稳态调节中发挥重要作用。根据不同的酶切位点，prepro-IMD在体内被剪切为不同的活性片段，分别是IMD1-47(prepro-IMD101-147)、IMD8-47(prepro-IMD108-147)和IMD1-53(prepro-IMD95-147)[3]。

IMD在体内分布广泛，利用基因转录、免疫组化、放射免疫等方法，检测到在人类和啮齿类动物多部位表达。(1)脑：大脑、小脑、下丘脑视上核、室旁核、垂体前叶和后叶；(2)心脏：心室肌细胞、成纤维细胞、心包脂肪细胞、心包静脉内皮细胞；(3)血管：大小动脉内皮细胞及平滑肌细胞、微血管表层的内皮细胞；(4)肾脏：近端小管、远端小管、髓质集合管细胞；(5)消化道：食管、胃(尤其是胃黏膜肌层)、肠；(6)腺体：颌下腺、甲状腺、胰腺、胸腺；(7)其他：肝、脾、肺、淋巴组织、胰岛、卵巢、皮肤、肠系膜等，但睾丸、肾上腺不表达。另外，血浆中可检测到成熟IMD，其来源不确定，可能主要来源于垂体分泌。在血浆中也可检测到prepro-IMD，说明部分IMD成熟是在细胞外完成的[1,2,4]。

IMD作用于CGRP超家族共同受体而发挥作用。该受体由降钙素受体样受体(calcitonin receptor-like receptor,CRLR)、受体活化修饰蛋白(receptor activity-modifying protein, RAMP)、受体补体蛋白(receptor complement protein,RCP)构成。CRLR本身无活性，需要与RAMP结合才能发挥作用，CRLR属于G蛋白偶联受体，无选择性结合配体。RAMP作为分子伴侣将CRLR转运至细胞表面且决定配体与CRLR结合的特异性。RAMP有3种亚型，RAMP1、2、3，CGRP选择性作用于CRLR/RAMP1，ADM选择性作用于CRLR/RAMP2/3，而IMD无选择性地作用于CRLR/RAMP1/2/3，从而推断IMD在体内有广泛的生物学作用[1-2]。Hong等[5]提出机体可能存在IMD的特异性受体，IMD对其亲和力大，且比与CRLR/RAMP受体结合发挥的作用更大，但目前研究还不成熟，有待进一步探索。

2IMD对冠状动脉粥样硬化性心脏病的作用机制

2.1抗动脉粥样硬化

血脂异常是动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)发病的主要危险因素之一。AS形成的主要机制是动脉管壁的巨噬细胞通过CD36、清道夫受体A(A scavenger receptor,SR-A)和凝集素样氧化低密度脂蛋白受体1(lectin-like oxidized low-density lipoprotein receptor-1,LOX-1)摄取修饰低密度脂蛋白，即氧化型低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein,ox-LDL)和乙酰化低密度脂蛋白(acetylated low-density lipoprotein,ac-LDL)，形成泡沫细胞[6]。Zhang等[7]发现，IMD能够显著降低ApoE-/-小鼠血中总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇，升高高密度脂蛋白胆固醇，而三酰甘油无明显变化，显著降低大动脉内膜中层厚度，缩小动脉粥样硬化斑块面积，从而抑制AS进展。Dai等[8]研究发现，IMD可以通过增加磷酸酶张力蛋白同源物的稳定性和蛋白表达水平，降低巨噬细胞SR-A mRNA和蛋白表达，减少对ac-LDL的摄取，细胞内胆固醇含量减少，进而抑制ApoE-/-小鼠体内泡沫细胞形成，抑制AS发生发展。IMD能通过降低RAW264.7细胞中CD36 mRNA和蛋白质表达水平，抑制CD36摄取ox-LDL，抑制RAW264.7细胞形成泡沫细胞，且IMD呈剂量依赖性抑制CD36表达，从而抑制AS进展[9]。Dai等[10]进一步研究发现，IMD通过锌指蛋白介导促进巨噬细胞CD36 mRNA降解，显著缩短CD36 mRNA半衰期，从而抑制巨噬细胞向泡沫细胞转化。

2.2扩张冠状动脉

Kobayashi等[11]首次报道了IMD对猪离体血管的舒张作用，IMD可浓度依赖性地作用于CRLR/RAMP1受体，显著扩张冠状动脉，同时对颈动脉、肠系膜动脉扩张作用较弱，但不能扩张股动脉、肺动脉和肾动脉。IMD1-53增加正常和缺血再灌注(I/R)损伤离体大鼠心脏灌注,说明IMD增加冠状动脉血流量不依赖心功能的改变[3]。

2.3对I/R损伤的保护作用

在离体大鼠心脏I/R模型中，外源性给予IMD1-53可增加左室收缩压、左室压力最大变化速率(±LVdp/dtmax)，降低左室舒张压，增加冠状动脉血流量，减少总蛋白、肌红蛋白、乳酸脱氢酶(LDH)漏出及心肌脂质过氧化终产物丙二醛(MDA)生成，心肌组织环腺苷酸(cAMP)含量显著增加，明显改善心肌受损及心脏功能[3]。

在I/R损伤过程中内源性IMD的变化目前各研究观点不一致。Teng等[12]认为，缺血区IMD表达减少，非缺血区IMD表达升高，其受体均上调，认为缺血区IMD减少加重心肌损伤。而Zhang等[13]研究发现，梗死心肌IMD mRNA和蛋白质表达升高，其受体CRLR/RAMP2、3表达上调，CRLR/RAMP1无明显变化；经外源性IMD干预后，I/R损伤明显改善。研究发现，与I/R组大鼠相比，IMD处理后心肌肌钙蛋白I(cTnI)、肌酸激酶(CK)、LDH含量降低，镜下心肌坏死减轻；用格列本脲和IMD干预后，cTnI、CK、LDH均升高，镜下心肌坏死明显，考虑IMD减轻心肌I/R损伤可能与ATP敏感性钾通道激活有关[14]。

I/R损伤是复杂的病理生理过程，IMD通过抑制内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)、氧化应激和细胞凋亡，降低钙超载，发挥心肌保护作用。有研究证实IMD1-53抑制ERS的标志蛋白GRP78、GRP94、CHOP和活化的胱天蛋白酶(caspase)-12的表达，可被磷脂酰肌醇3激酶/苏氨酸激酶(phosphoinositide 3-kinase/ threonine kinase,PI3K/Akt)信号通路阻断剂阻断，说明IMD通过PI3K/Akt信号通路发挥抑制ERS，保护I/R损伤心肌细胞[15]。IMD1-53降低大鼠血浆MDA水平和心肌LDH活性，提高超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性，减少活性氧产生，增加细胞外信号调节激酶(ERK)磷酸化，从而改善了心肌氧化应激[16]。Song等[17]首次报道了大鼠心肌I/R损伤后，IMD1-53通过激活苏氨酸激酶/糖原合酶激酶-3β(threonine kinase/glycogen synthase kinase-3β,Akt/GSK-3β)信号通路抑制线粒体释放细胞色素C，caspase-3活性降低，凋亡抑制基因Bcl-2 mRNA和蛋白表达升高，Bcl-2与凋亡促进基因Bax比值升高，从而抑制心肌细胞凋亡，减小梗死面积。之后有研究发现，IMD作用于CRLR/RAMP受体，升高心室肌细胞内cAMP，减轻急性缺血性心肌损伤，抑制心肌细胞凋亡[18]。大鼠体外培养心肌细胞I/R模型实验表明，IMD可降低I/R损伤引起的钙超载，提高细胞活性，抑制细胞凋亡，减轻细胞损伤[19]。

2.4抑制心肌纤维化

心肌纤维化是心肌重构的重要病理特征，逆转心肌纤维化可降低心血管事件。Yang等[20]发现，用血管紧张素Ⅱ诱导大鼠心肌纤维化，心肌IMD及其受体的mRNA及蛋白质表达上调；外源性给予IMD后，α-平滑肌肌动蛋白表达水平降低，心脏成纤维细胞合成cAMP增加，抑制成纤维细胞活性及其转化为肌成纤维细胞，抑制心肌纤维化。进一步研究发现，与对照组相比，大鼠心肌梗死模型梗死区Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白表达增加，左心室IMD1-53及其受体CRLR、RAMP1、RAMP2、RAMP3表达上调。体外实验证实，IMD1-53可浓度依赖性地拮抗醛固酮诱导的心肌成纤维细胞增殖和羟脯氨酸释放，CGRP8-37和ADM22-52可明显阻断此作用，说明IMD1-53作用于CRLR/RAMP受体发挥抗心肌纤维化作用[21]。

3IMD对病情的评估

急性冠脉综合征患者中血浆IMD水平明显升高，且与冠状动脉狭窄程度呈正相关，血浆IMD水平有助于预测冠状动脉病变程度[22-23]。血浆IMD水平可作为ST段抬高型心肌梗死患者发生再次心肌梗死、失代偿性心力衰竭、恶性心律失常和死亡等重大心血管事件的预测指标[24]。

IMD对心血管系统的保护作用还有调节心脏功能、降低血压、抑制心肌肥厚、抑制血管钙化、抑制血管重塑、促进血管生成、调节内皮屏障功能等。IMD可能成为治疗心血管疾病的新靶点，同时也可能成为诊断或评估预后的指标之一。

参考文献

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(收稿:2015-11-12修回:2015-12-21)

(本文编辑：丁媛媛)

基金项目：长治医学院科技创新团队项目(CX2014-01)

通信作者：王治平，Email:ganendexin7463@163.com

doi:10.3969/j.issn.1673-6583.2016.03.010