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血管内皮的收缩和舒张因子研究进展
血管内皮的收缩和舒张因子研究进展
【关键词】血管内皮
关键词:
血管内皮;收缩因子;舒张因子
血管内皮是分割血液和组织的屏障,通过内分泌、自分泌及旁分泌而产生多种生命活性物质,调剂多种器官的功能。
其中,对调控血管滑腻肌收缩与舒张的因子又有新发觉,本文对其研究新进展加以综述。
1内皮分泌的收缩因子
内皮素(endothelinET)
内皮素是从内皮细胞分离并纯化的一种迄今所知最强的缩血管物质[1]。
ET为含有21个氨基酸的多肽,具有三种异构体:
ET-一、ET-二、ET-3。
人血管内皮细胞只生成ET-1,无ET-2与ET-3异构体;大鼠生成ET-3[2]。
另外,血管滑腻肌细胞也产生ET,具体机制及生物意义不详。
ET-1来自ET前肽原,在内肽酶的作用下转化为大ET-1(BigET-1),再经ET转化酶(ECE)作用生成ET。
ET-1的前体大ET-1从血管内皮细胞分泌后,可能在细胞间隙被ECE-1转化为ET-1,此种转化对ET-1具有特异性。
ET与不同的受体结合产生不同的效应。
ET受体分两类:
一类是ETA受体,存在于血管滑腻肌,收缩血管,ET-1对ETA受体的效应强;另一类是ETB受体,存在于血管内皮细胞,释放NO与PGI2而舒张血管[3]。
近来,开发了很多ET受体拮抗药,在动物模型中证明了其成效。
如降低真性高血压的药物[4],改善慢性心功能不全血流动力学的药物[5]。
在各疾病模型中,应用ETA选择性拮抗药和ETA/ETB非选择性拮抗药,发觉ET受体亚型存在脏器不同,也存在种属不同。
通过开发去除内皮素基因位点的鼠(Knockoutmouse-KO鼠)模型,明确了内皮素新的生理作用。
ET-1和ETA受体基因的KO鼠心血管系统发育异样、下颚形成不全。
故ET-1/ETA的是决定外胚叶、间叶组织产生、分化成的必然形态的因子[6]。
ET-3和ETB受体基因的KO鼠由于缺乏色素细胞和肠管神经节而发生巨结肠症[7],故ET-3/ETB对神经细胞的发生、分化是必要的[8]。
在人的先本性巨结肠病家系中ETB受体基因变异[9]。
进一步研究发觉,先本性巨结肠病的鼠模型,ETB受体和ET-3的基因在S'和1s别离变异[7]。
ETB受体的KO鼠在诞生后初期(因巨结肠死亡之前),在肠管神经结,把特异性发觉的多巴胺氢化酶转录增强子(DBH)连接于ETB基因,导入S'的鼠,那么此鼠不显现细胞色素缺损和先本性巨结肠而正常发育[10]。
此鼠尽管血压正常,但在高食盐饵饲育下能够产生显著的高血压[11]。
ECE是和中性肽链内切酶具有相同性质的膜结合性酶,其有两种同功酶(ECE-一、ECE-2)。
ECE-1的KO鼠表示为心血管系统异样,下颚形成不全(ET-1/ETA系统)和色素细胞缺失,巨结肠(ET-3/ETB系统)的表现型[12]。
即ECE-1操纵大ET-1和大ET-3一起的转录修饰。
ECE-2是需氧作用的酶,其生理作用不清楚。
最近有学者制成了ECE-2的KO鼠模型,但未发觉其表现型的异样[13],可是ECE-1/ECE-2双重KO鼠的心血管系统异样(专门是房室瓣形成)比ECE-1的KO鼠显著[13]。
因为ECE-2在胎儿心内膜垫发觉的,推测在机体内也是通过ECE-2引发ET转录修饰。
尾加压素II(Urotensin,UTII)
UTII最初是从鱼类的脊髓中发觉的,具有生长抑素样环状结构,由12个氨基酸组成的血管收缩性多肽。
后来别离从猪、兔、鼠及人分离到了UTII[14],不同种属UTII的C结尾有一起的环状结构,但N结尾种属不同专门大。
哺乳类动物的UTII要紧散布在神经系统延髓、脊髓前角。
最近免疫组织学证明了在人或猴子的心血管系统也存在UTII。
最近,有学者报导[15]:
UTII的受体是一种孤立的G蛋白藕联受体称为GPR14的特异性受体。
GPR14是由389个氨基酸组成的反复7次贯穿膜的特定构造,和生长抑制素4型受体有41%的同源性。
在人体组织中,包括心血管系统普遍发觉了该受体的表达。
人的UTII在兔的胸主动脉血管收缩作用很强,但在其它血管(腹主动脉、股动脉、肾动脉)无效。
故由于血管部位的不同,GPR14的含量也有不同。
人的UTII对猴子动脉的血管收缩作用超级强烈,比ET-1强6~28倍[15]。
UTII是迄今为止发觉的最强的缩血管物质。
可是,UTII高用量(300pmol/kg)给猴子静注,未显现血压升高,表现为末梢血管抗击显著增加,心肌收缩性能低下,循环衰竭而死亡。
因此引发猴子心肌收缩性能障碍及循环衰竭的物质不是血管紧张素AII和ET-1,而是UTII。
有学者发觉:
当UTII的剂量小于30pmol/kg给兔子静注时,显现轻度的心输出量增加和末梢血管阻力下降,但血压转变不大;当剂量大于30pmol/kg时,心输出量减少,末梢血管阻力增加。
因此,UTII对心脏及血管的作用是复杂的,高用量时的心肌缺血可引发心肌收缩力低下,循环衰竭。
在循环系统疾病,专门是心肌缺血及心功不全时,UTII的病理生理作用是尔后研究的重点。
最近,有学者报导[16]:
在兔的心脏、胸主动脉及肺动脉发觉了GPR14特异性受体的表达,主动脉的收缩作用(EC50:
)因持续地被冲失,很难判定。
UTII的缩血管作用不能为各类受体的阻断剂所阻断,是直接作用于血管滑腻肌而引发。
UTII可使细胞内[Ca]i增加,其收缩作用可被Ca2+拮抗药阻滞。
因此以为UTII的作用是动员细胞内Ca2+游离和细胞外Ca2+流入细胞内。
2血管内皮舒张因子
一氧化氮(NO)
NO是以L-精氨酸为基质,通过三种NO合成酶(NOS)的作用生成。
最近发觉了内皮型NOS(eNOS)是与内皮产生的舒张因子(EDRF)-NO的生成有关的酶。
eNOS要紧在内皮合成。
eNOS催化合成的NO具有如下作用:
舒张血管,抑制血小板聚集及白细胞粘附,清除氧自由基,抑制血管滑腻肌细胞游走、增殖等,主若是血管爱惜作用[17]。
eNOS通过脂质修饰连接于细胞膜的特殊小凹陷的部位。
eNOS与膜小凹陷上的磷酸结合,其活性被抑制。
乙酰胆碱及缓激肽等作用于内皮,使[Ca]i上升,钙结合蛋白(CaM)被活化。
于是eNOS与凹陷磷酸解离,和CaM结合,开始被活化。
[Ca]i下降,那么eNOS与凹陷磷酸失去再结合活性[17]。
最近,有报告通过胆固醇中的LDL,增加凹陷磷酸,使eNOS活性减少[18]。
由高胆固醇血症引发内皮障碍可能与通过凹陷磷酸介导的eNOS低下有关。
人们发觉通过剪切应力,雌激素、氧化LDL、TGF-β等作用,可使eNOS增加,称为向上调剂。
相反,通过缺氧、TNF-α可使eNOS减少,称为向下调剂。
此转变是在eNOS基因转录水平进行调剂。
有报导,雌激素与内皮的雌激素受体-α(ER-α)结合,通过eNOS基因启动子SP-1使转录活性亢进[19]。
因此,闭经后女性激素补充疗法的抗动脉硬化作用机制是通过eNOS活化而爱惜内皮。
在医治高胆固醇血症时,应用的HMG-COA还原酶能使eNOS亢进,此作用是使eNOS的mRNA稳固化[20]。
因此,HMG-COA还原酶不仅具有使胆固醇降低的作用,也具有通过eNOS活化而爱惜血管内皮的作用。
eNOS基因与内皮依托性扩张反映[21]、肺血管的收缩(致肺动脉高压)[22]、内膜障碍后的内膜新生等均有关。
从而证明了由eNOS催化产生的NO,不仅与抑制血管收缩,而且与血管的改建有关[23]。
eNOS催化产生的NO还具有心肌爱惜的作用[24]。
eNOS催化产生的NO关于内皮细胞的游走、增殖、分化也有必然关系[25]。
事实证明了由VEGF使eNOS活化,增进血管新生。
最近,有人报导:
在VEGF的eNOS活化信息传导是通过PI3激活酶/Akt通路及热休克蛋白(HSP)90介导的[26]。
在eNOS的KO鼠的血管,通过其它途径NO产生的血管依托性扩张反映增强,cGMP产生也亢进[27]。
血管内可溶性鸟苷酸激酶(sGC)的数量尽管没有转变,但活性亢进,因此,由于NO的基础分泌低下引发sGC的反映性亢进。
eNOS催化产生的NO有抗动脉硬化的作用[28],其作用的一部份是由于降低了高血压而起作用的。
这对预防动脉硬化进程中,降压医治的重要性有一个从头熟悉。
内皮超极化因子
通过乙酰胆碱及缓激肽产生的血管内皮依托性舒张的物质不仅有NO和前列腺素,还有一类总称为内皮超极化因子(EDHF)。
EDHF可使血管滑腻肌细胞膜产生超极化,使电压依存性Ca2+通道关闭,从而抑制Ca2+内流,引发的内皮性舒张反映。
EDHF引发的超极化,可使钙激活K+通道开放,其机制不明。
最近,已经明确了几种EDHF的候补物质。
(1)环氧花生烯酸(epoxyeicosatrienoicacid:
EETs):
是细胞色素P450的代谢产物[29]。
EDHF的产生可通过细胞色素P450阻滞药所抑制。
而且EETs引发的血管扩张作用可被钙激活K+通道阻断剂所阻滞。
14、15-EET及1一、12-EET可使冠状动脉血管滑腻肌钙激活K+通道开放次数增加。
细胞色素P450产生EETs时有两种同功酶。
一个是在猪的冠状动脉内皮发觉的CYP2C8/34[30],另一个是从人的冠状动脉内皮克隆了的CYP2J2[31]。
EETs不仅有超极化作用,还具有抗炎作用。
EETs和eNOS催化产生的NO是相同的。
尔后,EETs和NO与疾病的关系有待于证明。
(2)K+:
最近有报导:
K+也是EDHF的候补物质[32]。
在豚鼠阻力血管,EDHF的作用可被Na+/K+・ATP酶阻断剂及内向K+通道阻滞剂阻断。
仅通过细胞外K+浓度([K+]0)的增加,也取得了和EDHF一样的作用。
乙酰胆碱使内皮细胞超极化,细胞间隙的[K+]0增加,但可被钙激活K+通道阻断剂阻断。
因此以为EDHF是K+。
即通过内皮的灵敏性K+通道及Na+/K+・ATP酶介导而产生超极化和和血管扩张反映。
可是,血管局部K+的变更对血压及血流动力学调剂的重要性,有待于尔后验证。
在血管内皮发觉了多种收缩和舒张的调剂因子。
专门是用分子生物学的克隆方式分离了多种物质,通过KO及TG动物把基因整合插入而制成的预想的性能模型,对这些物质的研究都起到了专门大作用,但其生理、药理及临床方面还有很多问题有待于解决。
参考文献:
[1]YanagisawaM,KuriharaH,KimuraS,etal.Anovelpotentvasoconstrictorpeptideproducedbyvascularendothelialcells[J].Nature1988,332:
411-415.
[2]InoueA,YanagisawaM,etal.Thehumanendothelinfamily:
Threestructurallyandpharmacologicallydistinctisopeptidespredictedbythreeseparategenes[J].ProcNatlAcadSciUSA1989,86:
2863-2867.
[3]MasakiT.Possibleroleofendothelininendothelialregulationofvasculartone[J].AnnuRevPharmacolToxicol1995,35:
235.
[4]KrumH,ViskoperRJ,LacourciereY,eteffectofanendothelin-receptorantagonist,bosentan,onbloodPressureinpatientswithEssentialHypertension.NewEngl[J].JMed,1998,338:
378.
[5]GivertzMM,ColucciWS,LeJemtelTH,etendothelinareceptorblockadecausesselectivepulmonaryvasodilationinpatientswithchronicheartfailure[J].Circulation,2000,101:
2922.
[6]ClouthierDE,HosodaK,RichardsonJA,etandcardiacneuralcrestdefectsinendothelin-Areceptor-deficientmice[J].Development,1998,125:
813.
[7]GreensteinA,HosodaK,GiaidAdel,etal.:
InteractionofEndothelin-3withendothelin-Breceptorisessentialfordevelopmentofepidermalmelanocytesandentericneurons.Cell,1994,79:
1277.
[8]ShinMK,LevorseJM,lngramRS,ettemporalrequirementforendothelinreceptor-Bsignallingduringneuralcrestdevelopment[J].Nature,1999,402:
496.
[9]PuffenbergerEG,HosodaK,WashingtonSS,etmissensemutationoftheendothelin-Breceptorgeneinmultigenichirschsprung'sdisease.Cell,1994,79:
1257.
[10]GariepyCE,WilliamsSC,RichardsonJA,etexpressionoftheendothelin-Breceptorpreventscongenitalintestinalaganglionosisinaratmodelofhirschsprungdisease[J].JClinInvest,1998,102:
1092.
[11]GariepyCE,OhuchiT,WilliamsSC,ethyperteensioninendothelin-Brecepror-deficientrats[J].JClinInvest,2000,105:
925.
[12]YanagisawaH,HammerRE,RechardsonJA,etofendothelin-1/endothelin-Areceptor-mediatedsignalingpathwayintheaorticarchpatterninginmiceJClinInvest,1998,102:
122.
[13]YanagisawaH,HammerRE,RichardsonofECE-1andECE-2revealsaroleforendothelin-convertingenzyme-2inmuringcardiacdevelopment[J].JClinInvest,2000,105:
1373.
[14]CoulouarnY,JégouS,TostivintH,et,sequenceanalysisandtissuedistributionofthemouseandraturotensinⅡprecursors[J].FEBSLett,1998,457:
428.
[15]AmesRS,SarauMH,ChambersJK,eturotensin-ⅡisapotentvasoconstrictorandagonistfortheorphanrecetorGPR14[J].Nature,1999,401:
282,
[16]Chambers,hormoneisthecognateligandfortheorphanG-proteincoupledreceptorSLC-1[J].Nature1999,400:
261-265.
[17]MichelT,etregulationofendothelialnitric-oxidesynthasebyCa2+-calmodulinandcaveolin[J].JClinInvest,1997,100:
2146.
[18]FeronO,DessyC,MoniotteS,etdecreasesnitricoxideprodctionbypromotingtheinterationofcaveolinandendothelialnitricoxidesynthase[J].JClinInvest,1999,103:
897.
[19]CheuZ,YuhannaIS,Galcheva-GargovaZ,etreceptorαmediatrsthenongenomicaitivationofendothelialnitricoxidebyestrogen[J].JClinInvest,1999,103:
401.
[20]LaufsU,FataVL,PlutzkyJ,etofendothelialNitricOxideSynthasebyHMGCoAreductaseinhibitors[J].Circulation1998,97:
1129.
[21]SheseleyEG,MaedaN,KimHS,etbloodpressuresinmicelackingendothelialnitricoxide[J].NatlAcadSciUSA,1996,93:
13176.
[22]FaganKA,foutyBW,TylerRC,etpulmonaryciculationofhomozygousorheterozygouseNOS-nullmiceishyperresponsivetomildhypoxia[J].JClinInvest,1999,103:
291.
[23]JonesSP,GirodWG,PalazzoAJ,etischemia-reperfusioninjuryisexacerbatedinabsenceofendotheliacellnitricoxidesynthase[J].AmJPhysiol,1999,276:
H1567.
[24]HultonD,GrattonJP,McCabeTJ,etofendothelimderivednitricoxideproductionbytheproteinkinaseakt[J].Nature,1999,399:
597.
[25]DimmelerS,FlemingL,FisslthalerB,etoxidesynthaseinendothelialcellbyakt-dependentphosphorylation[J].Nature,1999,399:
601.
[26]KnowlosJW,ReddickRL,JennetteJC,etatherosclerosclerosisandkidneydysfuntionineNOS-apoe-miceareamelioated[J].JClinInvest,2000,105:
451.
[27]OhashiY,KawashimaS,HirataK,etandreducednitricoxide-elicitedvasorelaxationintransgenicmiceoverexpressingendothelialNitricOxideSynthase[J].JClinInvest,1998,102:
2061.
[28]YamasshitaT,KawashimaS,OhashiY,etal.ResistancetoendotoxinshockintransgenicmiceoverexpressingendothelialNitricOxideSynthase[J].Circulation,2000,101:
931.
[29]CampbellWB,GebremedhinD,PrattPF,etal.Identificationofepoxyeicosatrienoicacidsasendothelium-derivedhyperpolarizingfactors[J].JCirRes,1996,78:
415.
[30]FisslthalerB,PoppR,KissL,etal.CytochromeP4502CisanEDHFsynthaseincoronaryarteries[J].Natuer,1999,401;493.
[31]NodeK,HuoYQ,RuanXL,etpropertiesofcytochromeP450eposxygenasse-derivedeicosanoids[J].Science,1999,285:
1276.
[32]EdwardeG,DoraKA,Gardener+isanendothelium-derivedhyperpolarizingfactorinratarteries[J].Natuer,1998,396:
269.