新型丝氨酸蛋白酶Corin在心血管病中的研究进展

冯模强　余朝萍　赵佐芳

[摘要] Corin是一种新近发现的产生于心肌细胞并使心血管活性肽前体酶原向活性肽转化的Ⅱ型跨膜丝氨酸蛋白酶。Corin在降低血容量、调节体液平衡、降血压以及改善心功能方面扮演重要角色，是心力衰竭的一种新的生物标志物。越来越多的研究发现，Corin不仅与心力衰竭有关，而且与高血压、冠心病等心血管疾病的发生发展相关。

[关键词] Corin；利钠肽；高血压；冠心病；心力衰竭

[中图分类号] R54 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2017）09（c）-0066-04

[Abstract] Corin is a recently discovered Ⅱ type transmembrane serine protease， which is produced in cardiomyocytes， and let cardioascular active peptide precursor enzyme converte to bioactive peptide. Corin plays an important role in reducing blood volume， regulating fluid balance， controlling blood pressure and improving heart function， which is a kind of new biomarkers of heart failure. More and more studies have found that Corin is not only related to heart failure， but also related to the development of hypertension， coronary heart disease and other cardiovascular diseases.

[Key words] Corin； Natriuretic peptide； Hypertension； Coronary heart disease； Heart failure

利鈉肽（natriuretic peptides，NP）系统是一类具有排钠、利尿、舒张血管、抗组织细胞增殖等作用的多肽，在心力衰竭患者中表达量明显升高。利钠肽在维持机体水盐平衡、降低血压、维持心血管等器官功能中具有重要意义。Corin是一种新近发现的Ⅱ型跨膜丝氨酸蛋白酶，参与体内多种重要的生理病理过。Corin能将无生物活性的心钠素原（pro-atrial natriuretic peptide，pro-ANP）和脑钠素原（pro-brain natriuretic peptide，pro-BNP）转化为具有生物活性的心钠素（ANP）和脑钠素（BNP）。当人体血容量负荷增加或者血压增高时，ANP和BNP从心脏释放入血产生排钠、利尿和舒张血管的作用，从而降低血压和血容量，维持心血管等器官功能的稳定。Corin通过ANP和BNP在调节体内水盐平衡方面起到重要作用。近年来研究发现，Corin不仅在调节体液平衡方面起到重要作用，而且与高血压[1]、急性心肌损伤[2]等心血管疾病具有明显的相关性。本文针对Corin的分子生物学特征、在体内的分布、生物学作用及与高血压、心力衰竭、冠状动脉粥样硬化性心脏病等的相互联系进行综述。

1 Corin的分子生物学特征及分布特点

在心肌细胞中pro-ANP和pro-BNP的N端前肽被水解转变为ANP和BNP，许多年来是什么酶导致这种转化一直不清楚。1999年Yan等[3]从人心脏cDNA文库中发现能编码一种不同寻常的镶嵌丝氨酸蛋白酶的基因——Corin，通过蛋白印迹技术分析发现，Corin是一种含有1042个氨基酸和高度糖基化的蛋白质，其N端位于胞质区，含有一个细胞内胞质结构域，在胞外区含有2个卷曲的富含半胱氨酸（cysteine，Cys）的结构域，8个低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）受体结构域，1个巨噬细胞清道夫受体结构域（scavenger receptor，SR），1个胞外区胰蛋白酶（Trypsin-like）样结构域。这些结构域对Corin发挥其生物学作用具有重要作用。胞外区胰蛋白酶样结构域包含有丝氨酸蛋白酶共同的结构序列。Corin包括两个半胱氨酸残基：CYS817、CYS880，二者连接两个β亚单位形成二硫键在维持蛋白质的稳定中起重要作用，其胞质结构域还具有两个蛋白激酶C（protein kinase，PKC）磷酸化作用位点，可能与Corin参与细胞表面信号传递有关。Corin的氨基酸末端疏水结构无信号肽，表明Corin是一种非分泌的Ⅱ型跨膜蛋白。通过原位免疫杂交分析发现，人类Corin基因定位于染色体4p12-13。Corin基因cDNA全长4933 bp，转录起始点在第95位的ATG，其基因定位与一种罕见疾病-全肺静脉回流障碍综合征（total anomalous pulmonary venous return，TAPVR）基因位于相同的染色体，Corin基因曾被认为是TAPVR的候补基因，但是在TAPVR中并没有检测到Corin基因的表达[4]。Northern分析Corin mRNA在人体组织中的分布[3-5]，发现在心脏中特异性高表达，同时，Corin还表达于肾脏、妊娠的子宫、骨骼系统、横纹肌细胞膜、平滑肌肉瘤细胞、骨肉瘤细胞、子宫内膜癌细胞等器官及细胞中。Corin表达有性别的差异，在男性中表达高于女性[5]。

2 Corin的生物学作用

NP是一种调节水盐平衡的肽类激素，当体内血容量增加或血压升高时，ANP和BNP便从心脏释放，与肾脏及外周血管的特异性利钠肽受体结合，通过环磷酸鸟苷（cyclic guanosine monophosphate，cGMP）信使途径产生排钠、利尿及松驰血管平滑肌的作用，从而使血容量和血压降低，减轻心脏负荷[6]。同时，ANP和BNP作用于肾脏内髓部集合管及系膜细胞，抑制肾素和血管紧张素分泌并降低肾素和血管紧张素活性。ANP还通过增加肾小球率过滤（GFR）和直接抑制肾小管的转运功能来增加排尿、排钠[7]。在小鼠研究中发现，ANP缺乏导致高血压，ANP分泌过多导致低血压，体内缺乏ANP的高血压小鼠对饮食中的盐很敏感，表明ANP是体内水盐平衡的一个关键调节因子[8]。endprint

在心肌细胞中，利钠肽前体原（prepro-ANP、prepro-BNP）去除其N端信号肽变成前体利钠肽（pro-ANP、pro-BNP），利钠肽前体再经过转化酶裂解变成具有活性的利钠肽（ANP、BNP），进而发挥生物学作用。直到1999年Corin的发现，对这一转化机制才有了进一步了解。Corin以酶原及其活性形式与pro-ANP共同储存在心肌细胞的致密颗粒中。Pro-ANP在分泌后被Corin激活转变成具有活性的ANP[8-9]。在Corin缺陷的小鼠心肌细胞中，抑制Corin的表达会阻止pro-ANP的激活[10]，表明Corin是pro-ANP转化酶。Fathy等[11]研究同样表明Corin是pro-BNP向BNP的转化条件之一。Corin还可能作用于其他一些底物从而发挥生物学效应。比如，在肾脏中监测到Corin，但是在肾脏中的生物作用尚不清楚。最近的一些研究发现，Corin mRNA及蛋白质在表皮中表达，Corin基因突变小鼠的皮毛颜色比野生型小鼠的颜色浅[12]。

3 Corin与高血压

高血压是多种心脑血管疾病的重要病因和危险因素，迄今仍是心血管疾病死亡的主要原因之一。高血压的发病机制复杂，Corin的发现对高血压发病机制的研究有了进一步推动。

研究表明，Corin基因缺陷的小鼠对容量负荷的耐受性降低，并表现出明显的高血压[13-14]。利用超声心动图分别检测Corin基因敲除8周后小鼠和正常小鼠的主动脉收缩功能、心脏结构以及心功能的变化，结果发现与正常小鼠相比，Corin基因缺陷小鼠的心脏变化迅速，左心室明显扩张肥厚，心功能明显受损。同时，在给予Corin基因缺陷小鼠高氯化钠溶液后，其血压明显升高、体重明显增加，然而经相同浓度氯化钠溶液处理的正常小白鼠血压没有明显的变化[15]。

黑人比白人具有较高的高血压和心脏病发病率。在对高血压和心脏肥厚的黑人研究中发现，黑种人Corin等位基因T555I/Q568P频率明显高于白种人[16]。同时流行病学研究表明，Corin等位基因T555I/Q568P与黑种人的高血压有关。在转黑种人Corin等位基因T555I/Q568P小鼠实验研究中发现，其对盐的敏感性更高，发生高血压和心脏肥厚的风险亦明显增高，表明在黑种人盐敏感性高血压和心肌肥厚的发生过程中，Corin基因突变可能是其机制之一[15]。Dong等[17]对中国家族性高血压患者的研究结果显示，Corin基因的12号外显子发生了C-T突變使Corin蛋白第539位氨基酸残基从精氨酸转变为半胱氨酸，进一步导致Pro-ANP催化障碍。这些研究表明，Corin基因缺陷可能是血压升高和心脏肥厚的病因之一。

妊娠期高血压是女性特有的妊娠期疾病，是孕产妇及围生儿死亡的主要原因。Liu等[18]对比研究妊娠期高血压患者与正常对照组血浆Corin时发现，具有妊娠期高血压的患者其妊娠中期血浆Corin水平明显高于正常对照组，并且在这些患者中血浆Corin水平越高其妊娠期高血压危险越大，由此认为血浆Corin水平可能是妊娠期高血压的一种预测指标。Dong等[19]在妊娠期高血压患者中发现两个显著削弱Corin功能的基因突变（K317E和 S472G），揭示Corin基因突变能抑制其功能，导致妊娠高血压的发生。

以上这些结果均表明，Corin在调节血压和维持心脏形态等方面具有重要的生理意义，而Corin基因突变和多态性可能是导致高血压及左心室肥厚的重要原因。

4 Corin与心力衰竭

Corin在心力衰竭的发生发展中具有重要作用。在糖尿病性心肌病小鼠模型中，Tripathi等[20]测定A～D期心力衰竭小鼠血浆中Corin、BNP、ANP水平并分析Corin与BNP、ANP的关系，结果发现，随着心力衰竭的发展小鼠血浆中Corin水平降低，血浆Corin水平与心功能呈正相关性而与肺水肿呈负相关；在终末期心力衰竭小鼠血浆中pro-ANP/BNP水平明显增高。这项研究表明血浆Corin与ANP/BNP表达不同步，削弱了pro-ANP/BNP的活性转化，导致体液潴留和心力衰竭的进展。

Barnet等[21]以99例冠状动脉搭桥术患者为研究对象，测定围术期、术后1～4 d以及术后5年内因心力衰竭长期住院或死亡患者的血浆Corin浓度，结果发现术后患者血浆Corin浓度明显低于术前，而在术后因发生心力衰竭住院或死亡的患者血浆Corin浓度低于围术期浓度。说明血浆Corin浓度与心力衰竭发病密切相关，血浆Corin浓度的减少增加了患者的死亡率和重度心力衰竭的发生率。

心肌病是一种以左或右心室或双侧心室扩大为特征的心脏病，在疾病发展晚期常常表现为心力衰竭。小鼠扩心病模型中，Corin的减少可导致心力衰竭、纤维化等不良事件的发生，而Corin的过表达能有效提高扩心病小鼠的存活时间[22]。在糖尿病性心肌病小鼠模型中得出同样的研究结果，Corin过表达可延长小鼠生存时间[23]。这些结果表明，Corin通过抑制心肌纤维化在心肌病中发挥作用。

以上结果提示，Corin缺乏可能是心力衰竭发生机制之一，血浆中Corin水平可作为心力衰竭的一种新的标志物。同时提示对于心力衰竭的治疗，予以补充外源性的可溶性Corin具有潜在的治疗价值。

5 Corin与冠心病

Corin在冠心病中同样具有重要的意义。Zhang等[24]对一组急性心肌梗死患者的研究显示，与正常人群相比较，血浆Corin浓度均明显降低。同样，Zhou等[25]纳入1382例急性心肌梗死患者，采用多变量Cox比例风险分析血浆Corin浓度与急性心肌梗死的关系发现，血浆Corin浓度更高的患者具有更低的主要心血管病事件。这些研究显示，Corin和冠心病有着明显关系，但其主要生物学作用尚不明确。endprint

6 Corin与其他疾病

Chen等[26]测定141例房颤患者血浆Corin水平，结果与正常对照组相比，房颤患者血浆Corin水平明显升高，说明在房颤的发病机制上可能有Corin的参与。Fang等[27]通过ELISA分析发现，在尿液中检测到Corin的表达，在正常个体尿液中Corin水平与血浆Corin水平没有相关性，表明尿液中的Corin可能来源于肾脏。慢性肾脏疾病患者尿液中Corin水平、肾脏中Corin含量及其mRNA表达量较正常人减少并与疾病严重程度相关，通过免疫染色分析进一步发现，Corin表达于肾小管内皮细胞表面。表明肾脏中Corin的减少可能反映潜在的肾脏疾病。Polzin等[28]制作了大鼠肾病综合征和肾小球肾炎模型，通过基因芯片技术及免疫组化检测到大鼠肾脏中Corin表达水平降低，同时ANP水平下降，而pro-ANP含量增加，提示Corin与肾小球肾炎的发病机制相关。

Cui 等[29]研究发现，Corin或ANP基因缺陷的妊娠小鼠会导致高血压和子痫。子痫前期患者子宫Corin及其mRNA水平较正常妊娠子宫明显下降，表明Corin和ANP是妊娠期母体和胎儿表面的生理反应不可少的因子，Corin和ANP功能缺陷可导致子痫的发生。

7 结语

Corin从心肌细胞中分泌产生，在多种器官或细胞中可检测到Corin表达，其使无活性的利钠肽前体转变为具有活性的利钠肽而间接发生利钠排水、维持体液平衡、控制血压、防治心力衰竭等生理作用。Corin等位基因缺陷可导致Corin的结构改变，从而影响Corin对pro-ANP、pro-BNP向ANP、BNP的转化，进而导致高血压、心力衰竭等疾病的发生。Corin在维持血压稳定、控制心力衰竭方面发挥着重要的作用，与冠心病、房颤、慢性肾脏疾病、肾小球肾炎、子痫前期及子痫等的发病具有相关性。目前对Corin的功能尚不完全了解，随着对Corin研究的不断深入，有助于对心血管疾病以及一些肾脏疾病发病机制的进一步了解，为这些疾病的诊断治疗提供新策略。

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（收稿日期：2017-06-22 本文編辑：程 铭）endprint