α-烯醇化酶蛋白抗原的表达与血管相关疾病及肿瘤发生的关系①

刘逸夫 卢一寒 李 静

(中国医科大学附属第一医院，沈阳 110000)

α-烯醇化酶(ENO1)为烯醇化酶家族成员，烯醇化酶包含3种异构体：α-烯醇化酶(非神经元烯醇化酶)，β-烯醇化酶(肌肉特异性烯醇化酶)及γ-烯醇化酶(神经元特异性烯醇化酶)[1]。ENO1存在于大多数真核生物体内,广泛分布在人类各组织，主要存在于细胞质，作为糖酵解酶的关键酶催化2-磷酸甘油酸转化为磷酸烯醇式丙酮酸。

ENO1广泛表达于肾脏、血管内皮等细胞的表面，作为纤溶酶原受体，与纤溶酶原结合并促使其被水解为纤溶酶，可引起血管内皮细胞的促炎活化，激活免疫细胞导致内皮细胞损伤，引自身免疫疾病、微血管损害等相关疾病[2，3]。恶性肿瘤生长、新生血管生成、血道转移及组织侵袭等过程都与ENO1过度表达呈正相关，提示ENO1与肿瘤的发生发展及演变密不可分。因此，本文从以下4个方面对ENO1在血管相关疾病及肿瘤发展演变过程中所起的作用和发病机制进行综述。

1 血管内皮细胞及相关免疫细胞表面的ENO1参与介导炎症活化，引起血管相关疾病

ENO1可在许多细胞表达，如中性粒细胞，T细胞、B细胞、单核细胞和血管内皮细胞表面，并作为纤溶酶原受体与纤溶酶原结合转变为纤溶酶;在自身免疫性和炎症疾病中，ENO1Ab(抗-α烯醇化酶抗体)作为多种自身免疫疾病及肾小球肾炎的自身抗体，通过免疫复合物的生成和补体经典途径的激活诱导血管内皮损伤，通过启动凋亡过程诱导细胞死亡[4，5]。此外,ENO1Ab还通过抑制纤溶酶原与ENO1结合，激活纤溶酶原向纤溶酶转化，干扰血管内和细胞周围纤溶系统引起血管内皮细胞损伤[6]。

1.1ENO1作为抗内皮细胞抗体的靶抗原参与血管相关免疫疾病的发生发展 抗内皮细胞抗体是一种与内皮细胞抗原反应的异质性抗体，存在于结缔组织疾病、血管炎、其他炎症疾病和同种异体排斥反应中。健康机体中也能检测到天然抗内皮细胞抗体，其靶抗原是高度保守的蛋白(如细胞骨架蛋白和糖酵解酶ENO1)，维持细胞生理和稳态,可通过选择性抑制血栓素A2、内皮素1和基质金属蛋白酶9分泌，增加内皮细胞抗炎特性[7]。

Kimura等[7]从30名健康受试者的血清中鉴定出7种人脑微血管内皮细胞抗原与抗内皮细胞抗体结合，包括78-kDa葡萄糖调节蛋白、二氢嘧啶酶相关蛋白2、异质核核糖核蛋白L、波形蛋白、脂滴包被蛋白3、ENO1和膜联蛋白A2[7,8]。其中，ENO1已被确认为多种自身免疫性和炎症疾病的自身抗原，并被认为是Behcet综合征中抗内皮细胞抗体的靶抗原。此外，将血管内皮细胞(EA.hy926细胞)与从ENO1Ab阳性患者血清中纯化得到的IgG型抗ENO1Ab体外孵育后可诱导前者发生时间-剂量相关的细胞凋亡，而ENO1与其自身抗体之间的相互作用可促使内皮细胞凋亡，因而需要进一步研究阐明这些抗体对微血管内皮细胞的影响[9]。

发表在Arch Dermatol Res上的研究报道证实了血链球菌感染和Behcet活动性疾病患者血清中的炎症因子可诱导血管内皮细胞膜式表达ENO1，膜式表达的ENO1可与抗ENO1Ab结合,导致炎症反应[10]。Lee等[11]也通过实验研究证实ENO1蛋白是Behcet综合征患者血清中抗内皮细胞IgM抗体的靶抗原，并仅在IgM自身抗体阳性Behcet综合征患者血清中检测到对微血管内皮细胞ENO1的反应性。此外，该课题组的另一项研究发现Behcet综合征患者体内的抗内皮细胞抗体阳性血清可促进人类皮肤微血管内皮细胞表面细胞间黏附分子1(ICAM-1)、血管细胞黏附分子1(VCAM-1)以及内皮细胞选择素(E-selectin)的表达增加，并促进T淋巴细胞对微血管内皮细胞的黏附，从而引发或扩大炎症血管损伤,抗内皮细胞IgM抗体可通过直接激活内皮细胞，而不是通过人微血管内皮细胞产生TNF-α或IL-1α导致Behcet综合征[12]。此外，细胞外信号调控激酶1和2作为信号转导通路的一部分，参与抗内皮细胞IgM抗体刺激微血管内皮细胞后导致ICAM-1表达[13]。

1.2ENO1作为纤溶酶原受体参与血管相关疾病的发生 研究证明严重创伤患者体内ENO1比健康志愿者增加10.8倍(P<0.05)。凝血酶和ENO1使得肺微血管内皮细胞ICAM-1表达显著增加，诱导中性粒细胞黏附。ENO1与蛋白酶活化受体-2及纤溶酶原/纤溶酶共沉淀在肺微血管内皮细胞和中性粒细胞上并诱导中性粒细胞细胞毒性，介导内皮细胞损伤、毛细血管渗漏甚至器官功能障碍。此外，该研究发现在单核细胞表面上ENO1介导纤溶酶产生增加可引起炎症细胞迁移和侵入肺部，引起肺损伤。

CD4+T淋巴细胞表面ENO1的表达与心脑血管疾病有关。Bennett等[14]通过独立样本(按年龄匹配的病例)对照研究，招募患有冠状动脉疾病而住院的10例患者及按年龄相匹配的对照组，测定其ENO1表达水平可得出：心脑血管疾病患者体内CD4+T细胞表面的ENO1表达显著减少；心血管疾病的发生与特定获得性免疫应答下降有关，老年人群较低水平的ENO1可能会影响T细胞表面的纤溶酶原浓度、纤溶酶原激活、纤溶酶蛋白水解酶活性以及纤溶酶介导的细胞内信号传导。因此，CD4+T淋巴细胞表面ENO1表达水平的降低在老年人群血管疾病易感性中的作用值得进一步研究。肿瘤细胞可利用纤溶酶的广谱蛋白水解活性侵袭组织，形成转移灶[15,16]。细胞表面的ENO1可促进血浆蛋白形成参与细胞周围蛋白水解的调控[17]。

2 低氧条件下HIF-1α通过诱导ENO1的表达参与血管的生成

低氧诱导因子-1(HIF-1)是一种螺旋-环-螺旋结构的转录因子，在哺乳动物细胞缺氧状态下表达，通过激活包括ENO1在内的糖酵解酶、血管内皮生长因子(VEGF)及促红细胞生成素等多个基因的转录，对缺氧环境进行应答，以维持全身氧稳态[18-20]。缺氧条件下，糖酵解途径是能量代谢的补偿过程，能够引起类似于癌症及新生血管形成等多种病理状态。

2.1缺氧条件下，脉络膜新生血管(CNV)形成 CNV的形成是由于在脉络膜内形成了新生血管，引起严重视力丧失低氧状态下，ENO1在上皮细胞的修复过程中呈高表达，说明ENO1在维持眼部功能中起重要作用，在癌症相关的视网膜病变、自身免疫性视网膜病变和年龄相关性的黄斑变性患者血清中均发现抗ENO1抗体存在[1]。ENO1已被确认为血管内皮细胞中表达的低氧应激蛋白。

Zheng等[1]将正常的视网膜色素细胞和HIF-1α含量缺乏的ARPE-19细胞(人类视网膜色素细胞系的一种)全部应用CoCl2或者厌氧条件下进行处理，测得ENO1表达，并在视网膜色素细胞内HIF-1α通过上调ENO1表达对缺氧环境做出应答，但ENO1的上调过程并不影响视网膜色素细胞对血管内皮生长因子VEGF的分泌。通过分析ALDA、ENO1和Ldha的启动子中的缺氧反应元件基因，证明功能性缺氧反应元件由一对连续的转录因子结合位点组成，其中至少一个位点包含核心序列5′-RCGTG-3′，并可被HIF-1识别[19]。综上，虽然ENO1的过度表达已经被证实能够促进内皮细胞的增殖和迁移，但ENO1促进视网膜血管生成的潜在作用机制尚不明确。进一步研究敲除ENO1基因后如何影响内皮细胞迁移和增殖，将有助于阐明ENO1参与视网膜血管生成的过程[1]。

2.2缺氧条件下恶性肿瘤的生长、新血管的生成及组织侵袭转移 HIF-1α是一种与肿瘤生长及癌组织血管新生联系紧密的重要转录因子。ENO1已被证实在氧缺乏的癌组织及脑细胞中，受HIF-1α调控表达上调，并与肿瘤的生长、新血管生成及血道转移呈正相关，但是ENO1如何促进癌组织新血管生成的分子机制尚不明确。

Didiasova等[17]发现在导管乳腺癌和高度转移乳腺癌细胞株MDA-MB-231的细胞表面ENO1蛋白表达水平升高,而细胞表面ENO1表达升高与MDA-MB-231细胞迁移和侵袭性增强相关。

3 ENO1通过翻译后修饰参与血管相关疾病的发生发展

肽酰精氨酸脱亚胺酶(PAD)对ENO1的瓜氨酸化修饰是疾病中一种重要的翻译后修饰。Jang等[21]通过时间和剂量依赖的方式研究证实PAD通过瓜氨酸化负性调节ENO1活性，散发性克雅氏病和阿尔茨海默病患者皮质神经元细胞或额叶皮质血管周围的神经元细胞中的ENO1与对照组相比活性下降。此外，ENO1的瓜氨酸化通过钙离子依赖性钙蛋白酶-1有效促进其蛋白水解，而亮抑蛋白酶肽(钙蛋白酶抑制剂Ⅰ)可以抑制这一水解过程。使用亲和力测定法可得出ENO1的瓜氨酸化增强ENO1与纤溶酶原相结合的亲和力。

登革病毒(DENV)通过调节ENO1翻译后修饰引起一系列疾病。Higa等[22]发现ENO1是受DENV感染的肝细胞所分泌的水平较高的蛋白之一，二维蛋白印迹技术发现DENV通过对ENO1翻译后修饰的调节影响受感染细胞ENO1的分泌。此外，ENO1相关纤溶酶活性诱导的细胞外基质降解可介导巨噬细胞浸润、肌肉再生、肿瘤转移和病原体侵袭[23-25]。DENV感染的肝细胞所分泌ENO1中的特定亚型可通过促进纤维蛋白溶解和细胞外基质降解改变血管通透性，导致止血功能障碍[22]。

此外，质谱分析发现，ENO1在IL-22刺激下发生羰基化，且IL-22通过影响NADPH氧化酶依赖氧化的信号机制促进肺血管平滑肌细胞生长[26]。

4 ENO1作为毒性因子增加血管通透性，引起血管相关疾病

猪链球菌血清型2 (SS2)是一种新发的人畜共患病，脑膜炎是其最常见的临床表现，但其毒性因子ENO1引起脑膜炎的发病机制尚不明确。Sun等[27]将诱导表达的ENO1添加到由猪脑微血管内皮细胞和星形胶质细胞组成的血脑屏障体外Transwell共培养模型中，结果显示外源性ENO1能显著增加血脑屏障通透性，明显地促进伊文思蓝染色液从血液向大脑迁移，并诱导IL-8等细胞因子释放，破坏血脑屏障完整性。

综上所述，ENO1以不同的作用机制参与血管相关疾病的发生发展及恶性肿瘤的侵袭转移，可作为抗血管内皮细胞抗体的靶抗原并与之结合，参与自身免疫性相关疾病微血管的损害过程，但相关机制尚不明确。通过研究ENO1及其抗体对血管内皮细胞生长和功能的影响，可进一步明确其作为自身抗原在自身免疫疾病发生发展中的作用，进而推动疾病的临床诊断与治疗。