锌α2 糖蛋白与神经和心血管系统疾病的研究进展

2020-12-31马冰倩韩雄

世界最新医学信息文摘 2020年30期

关键词：脑脊液结构域脂质

马冰倩，韩雄

（1 郑州大学人民医院，河南郑州；2 河南省人民医院神经内科，河南郑州）

0 引言

锌-ɑ2- 糖蛋白（zinc-α2-glyprotein，ZAG）是一类可溶性脂质动员因子，既往研究多集中在脂质代谢、癌症等方面，在神经和心血管系统疾病方面研究较少，本文旨在综述这方面的研究进展。

1 ZAG 的发现

ZAG 是一种41kDa 人蛋白，最初由Burgi 和Schmid（1961年）从人血浆中分离出来，可加入锌离子沉淀，在α2 区具有电泳迁移率，含有约18%的碳水化合物，因此而命名。

2 ZAG 的结构

ZAG 由276 个氨基酸残基构成，色氨酸和酪氨酸含量较高，含有四个半胱氨酸残基，氨基末端为焦谷氨酸。二级结构由23%的α 螺旋、27%的β 片层和22%的β 转角组成。ZAG 结构解剖类似于主要组织相容性复合体I（MHC I），不同的是MHC I 类分子含β2- 微球蛋白（β2M），而ZAG 包含催乳素诱导蛋白（PIP）。ZAG 包含3 个结构域，分别命名为α1、α2、α3 结构域，每个结构域的氨基酸残基数目基本相同，α1 和α2 结构域形成一个开放性凹槽，可与配体结合，α3 结构域则呈类似于免疫球蛋白恒定结构域的折叠；α1-α2 超结构域的水平面与α3 结构域平面几乎垂直，其整体结构类似倒字母的“L”型。α1-α2 结构域凹槽主要由疏水残基组成，其中Arg73（精氨酸）对ZAG 的活性至关重要。人类ZAG α3 结构域包含RGD 序列（Arg231、Gly232和Asp233），被认为与细胞粘附有关。

3 ZAG 的基因

ZAG 由位于染色体7q22.1 上的AZGP1 基因编码，全长9.7kb 以上，由四个外显子和三个内含子组成；该基因存在于多种动物物种中，包括猴子、老鼠、狗、牛、兔、人类。ZAG 基因整体结构及核苷酸序列与MHC I 类基因的前四个外显子非常相似，但缺乏典型MHC 基因编码跨膜和胞质结构域的信息，因此推测ZAG 具有可溶性，可作为可溶性HLA 样抗原参与免疫应答。

4 ZAG 的分布、受体及其配体等

ZAG 在乳腺、前列腺、肝、肾、胰腺、唾液腺、支气管、胃肠道和汗腺等多种分泌上皮细胞的胞浆中均有表达。因此，ZAG 可以分泌到各种体液中，如汗液、唾液、尿液、精液、脑脊液等体液中。尽管α1-α2 结构域螺旋与MHC 分子中多肽结合位点对应的结构域相同，并能形成相似的开放凹槽，但ZAG 不与任何多肽结合。ZAG 沟槽中心的分子表面呈中性电荷，与CD1 配体结合位点相似，而后者在性质上是疏水的，这表明ZAG 可以结合疏水配体；目前发现的配体有脂肪酸、聚乙二醇，受体有β3 肾上腺素受体。ZAG 表达受生长激素、甲状腺激素、雄激素、糖皮质激素及肿瘤坏死因子α（TNF-α）等影响，葡萄糖共转运体2（SGLT2）、过氧化物酶体增殖剂激活受体γ（PPARγ）等对其也有调控作用。健康人血清ZAG 浓度为25-140μg/ml，可能与检测方法不同和年龄有关。在10 名18-35 岁健康人中（男5 个，女5 个），发现血液循环中的ZAG 水平有明显的昼夜节律，ZAG 在20：00 开始上升，在24：00 达到高峰，然后在8：00 下降到最低点。

5 ZAG 与神经系统疾病

神经系统中关于ZAG 的研究较少，ZAG 在脑组织中有表达，但是其分布及起源均存在争议。在Krabbe 病患者中，肥大的星形胶质细胞、Purkinje 细胞、脉络丛上皮细胞和毛细血管周围细胞外基质中均有ZAG 表达，而健康对照组中未发现ZAG 分布，推断脑ZAG 通过受损的血脑屏障来源于血液循环。与此明显不同的是，ZAG 在难治性颞叶癫痫患者皮层和癫痫大鼠模型中皮层及海马神经元胞浆中有表达，而在星型胶质细胞中无表达，作者更倾向于认为ZAG 产自脑组织本身。前者的研究对象为7-25 例月龄病人，而后者多为青少年及青年患者，考虑年龄差异可能是造成上述两项研究结果不同的原因。阿尔茨海默病患者血清和脑脊液ZAG 水平相关性较弱[1]；肌萎缩侧索硬化患者脑脊液与血清ZAG 水平变化也非同步，这两项研究都更支持脑组织自身可产生ZAG。未来需要更大样本量、更大年龄跨度的实验研究来进一步探讨ZAG 在脑组织中的分布与起源问题。

Hu 等[1]在阿尔茨海默病（alzheimer disease, AD）患者研究中发现，与无认知障碍患者(59 名) 相比，非常轻度及轻度痴呆患者（39 名）空腹的脑脊液ZAG 水平升高，且与其严重程度相关。Hansson 等[2]研究了5 名额颞叶痴呆患者，预萃取二维凝胶电泳发现其脑脊液ZAG 水平也升高；但是，Roher 等[3]对死亡后AD 患者的研究却有不同发现，即调整性别及年龄后，AD 患者脑脊液ZAG 浓度低于非AD 痴呆及非痴呆患者，样本数量、采集时间等因素可能是造成上述结果不同的原因，此外，痴呆患者脑脊液中ZAG 变化的机制尚不清楚，未来需要进一步研究痴呆患者脑脊液、血液ZAG 水平的变化及相关的基础实验，以探讨ZAG 能否作为痴呆或者其分类的生物标志物。

实时定量聚合酶链反应及免疫组化检测发现14 名难治性颞叶癫痫患者皮层、癫痫模型大鼠皮层及海马中AZGP1 mRNA 和ZAG 水平均降低；Mo 等[4]运用ELISA 技术的研究也发现，10 名成人颞叶癫痫患者脑脊液中ZAG 水平降低；Liu 等[5]研究显示，AZGP1 过表达的癫痫鼠模型可引起ZAG表达增加，并延缓癫痫大鼠的完全点燃，减轻痫样放电。这三项不同层面研究的发现均提示我们ZAG 可能和癫痫有关，并可能发挥拮抗的积极作用，但具体机制尚不清楚，考虑与以下原因有关：ZAG 作为一种脂质动员因子，可能影响神经元内脂肪酸的代谢，在缺氧或正常条件下，代谢生成酮体，而产生神经保护作用；ZAG 可能抑制mTOR 信号传导，影响mTOR 的活性，而参与脂肪酸氧化和抗癫痫作用；此外，有研究表明，胰岛素抵抗与ZAG 有关，而1 型糖尿病患者癫痫发生风险明显增高；在癫痫模型研究中，过度表达的ZAG 可抑制TNF-α、转化生长因子β（TGF-β）等炎症因子增加，并降低癫痫发作时细胞外调节蛋白激酶（ERK）的磷酸化水平；ZAG 也可与p-ERK 和TGF-β 同时结合[5]，因此，ZAG也可能通过抑制神经炎症来抑制癫痫产生，这些研究为癫痫治疗提供了新的思路，但需要更多、更深入的研究。

6 ZAG 与心血管疾病

高血压病是一种常见的慢性病，可导致严重的心脑血管疾病[6]。一项包含32 例高血压患者的研究发现，高血压病患者血清ZAG 水平较对照组降低；然而，另一项对326 名健康人研究发现，血清ZAG 浓度与收缩压和舒张压呈正相关，其中高血压患者血清ZAG 较对照组明显升高。两者研究结果相反，可能是诸如人群数量、血脂、吸烟、饮酒等混杂因素干扰所致结果差异，后者推测ZAG 可能通过促进血管平滑肌细胞RhoA 的活化，介导肌动蛋白细胞骨架的重排，诱导血管平滑肌收缩，从而引起血压升高。这也许能成为治疗高血压的新靶点，需要进一步的研究。

一项对于冠心病患者的研究发现，ZAG 与肾上腺素β3受体共同定位于动脉粥样硬化斑块的富脂区，尤其是巨噬细胞周围；且冠心病患者血清中ZAG 水平下降，并与冠脉狭窄程度Gensini 评分呈负相关。近期，我国一项有关动脉粥样硬化患者的研究发现，其血浆ZAG 水平降低，而且血浆ZAG是动脉粥样硬化独立的影响因子，并认为ZAG 对于冠状动脉粥样硬化的筛查价值大于颈动脉和下肢动脉硬化。这些研究提示，ZAG 有可能成为冠心病的治疗靶点，未来需要大样本、前瞻性研究以及基础研究。

一项伴有或不伴有恶病质的心力衰竭研究显示，患者循环中的ZAG 水平均较对照组升高，但二者之间无统计学差异性。钙化性主动脉狭窄患者，主动脉瓣置换术前后血清中ZAG 水平升高，但未恢复到类似对照组血清ZAG 水平，可能是炎症机制所致ZAG 水平升高，Kazumi 等推测ZAG 有可能是钙化性主动脉狭窄术前、术后独特的监测指标。

7 其他方面

有研究显示，ZAG 与脂肪质量相关，并可促进白色脂肪组织褐变，促进解偶联蛋白1（UCP1）[7]，在肥胖患者体内降低，未来关于肥胖治疗研究中ZAG 值得关注。体外研究发现，甲状腺激素（T3）可以剂量依赖的方式升高肝脏ZAG 的产生[8]；临床研究也有相似的发现，甲亢患者血清ZAG 升高，治疗后血清ZAG 即下降，同时发现FT3 与血清ZAG 独立相关[9]；ZAG 近端启动子含有功能性甲状腺激素受体结合位点，可能解释上述结果；此外，虽然ZAG 与脂质代谢有关，但体外研究T3 并未增加脂肪细胞ZAG 产生，因此推测ZAG 可能不是甲亢所致体重减轻的原因。

关于非酒精脂肪肝患者及小鼠的研究显示，ZAG 在非酒精性脂肪肝肝组织中表达降低，并可通过负向机制调节肿瘤坏死因子-α，从而减轻非酒精性脂肪肝[10]；另有研究发现，丙型肝炎肝纤维化患者的血清ZAG 水平降低[11]；SrensenZender 等研究发现，ZAG 在心、肾组织中具有抗纤维化特性[12]，因此，ZAG 可能与肝纤维化相关，值得关注和深化研究。