在高血壓發(fā)病過(guò)程中Rho/Rho激酶系統(tǒng)的作用

李巋 趙麗

1 Rho/Rho激酶概述

神經(jīng)遞質(zhì)和細(xì)胞因子等作用于相應(yīng)的受體，引起相應(yīng)受體的興奮，然后借助于G-蛋白將信息傳遞到細(xì)胞內(nèi)。G-蛋白大體上分兩大類。其中Rho就是其中之一。Rho是哺乳類動(dòng)物Ras基因超家族的一個(gè)亞群，被稱為小GTP結(jié)合蛋白。Rho主要作用是調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)肌動(dòng)蛋白骨架，與細(xì)胞的變形、運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞分裂等有關(guān)，并調(diào)節(jié)平滑肌收縮過(guò)程中對(duì)鈣的敏感性[1]。Rho分有活化型和失活型兩種，通常大部分是以和GDP結(jié)合的形式存在的。在激動(dòng)劑等細(xì)胞外刺激因素作用下，GDP結(jié)合型轉(zhuǎn)變?yōu)镚TP結(jié)合型而被活化?；罨腞ho向下游分子傳遞信息。Rho的靶蛋白中，具有代表性的就是Rho激酶[2]。近年來(lái)人們普遍認(rèn)為Rho激酶與高血壓、肺動(dòng)脈高壓、冠脈痙攣、蛛網(wǎng)膜下腔出血后的腦血管痙攣、動(dòng)脈硬化、血栓形成、冠脈術(shù)后再狹窄，以及心功能不全等心血管系統(tǒng)疾病有關(guān)，認(rèn)為它是心血管病發(fā)病病因的重要組成部分[3]。本文就Rho與高血壓發(fā)病的關(guān)系做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。

2 血管平滑肌收縮與Rho激酶

眾所周知，血管平滑肌的收縮是由細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度升高誘發(fā)的，與血管平滑肌收縮直接相關(guān)的是肌球蛋白輕鏈的磷酸化。細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度升高時(shí)，Ca2+與鈣調(diào)蛋白(CaM)結(jié)合，形成復(fù)合物，此復(fù)合物可通過(guò)活化肌球蛋白輕鏈激酶(MLCK)，使肌球蛋白輕鏈(MLC)磷酸化，進(jìn)而使肌球蛋白重鏈頭部的Mg-ATP酶活化，其釋放的能量可使肌動(dòng)蛋白和間橋旋轉(zhuǎn)進(jìn)而引起平滑肌收縮[4]。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度下降時(shí)，Ca2+從與CaM結(jié)合上解離下來(lái)，MLCK失活，這時(shí)肌球蛋白脫磷酸化酶(MP)的活性占優(yōu)勢(shì)，MLC的磷酸化水平下降，結(jié)果使平滑肌松弛。

如上所述，平滑肌是通過(guò)改變MLCK和MP活性之間的平衡，來(lái)改變MLCK的磷酸化程度，從而進(jìn)行自身張力的調(diào)節(jié)。然而，在血管緊張素Ⅱ和內(nèi)皮素-Ⅰ等激動(dòng)劑作用下，會(huì)使Ca2+敏感性亢進(jìn)，引發(fā)較高水平的MLC磷酸化，從而使平滑肌產(chǎn)生較高的張力[5]。在誘發(fā)該現(xiàn)象的過(guò)程中，低分子量的G蛋白R(shí)ho和Rho激酶，發(fā)揮著重要的作用[6]。MP是由肌球蛋白結(jié)合亞基(MYPT1)、酶促亞基(PPIe)及M20等三部分組成。Rho激酶，通過(guò)使MYPT1的第696位的蘇氨酸殘基或使第853位的蘇氨酸殘基磷酸化，抑制MP活化[7-8]，Rho激酶可使依賴于MP抑制蛋白CPI-17的第38位蘇氨酸殘基磷酸化，通過(guò)抑制MP的活性，可使Ca2+敏感性亢進(jìn)[9]。通過(guò)以上信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，Rho激酶可引起非依賴于Ca2+濃度的強(qiáng)烈的血管收縮。另外，MP活化會(huì)使Ca2+敏感性下降，誘導(dǎo)舒張。到目前為止，雖然上述信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路并未充分闡明，然而人們普遍認(rèn)為與NO/cGMP通路有關(guān)的Rho活性的抑制與該舒張作用有關(guān)[10-11]。

3 高血壓與Rho/Rho激酶

Uehata等發(fā)現(xiàn)了Y-27632這一選擇性Rho激酶抑制劑對(duì)各種高血壓模型大鼠給藥，均有顯著的降壓作用，而對(duì)正常大鼠血壓無(wú)影響。根據(jù)這一現(xiàn)象提出了Rho/Rho信號(hào)傳遞系統(tǒng)與高血壓發(fā)病有關(guān)[12]。后來(lái)，又發(fā)現(xiàn)在自發(fā)性高血壓大鼠血管平滑肌上，Rho激酶抑制劑可抑制新福林等激動(dòng)劑引起的血管收縮，其抑制程度較正常大鼠的血管強(qiáng)。長(zhǎng)期給予Rho激酶抑制劑法舒地爾(fasudil)可顯著抑制血管中膜變厚及血管周圍的纖維化。人在給予Rho激酶抑制劑法舒地爾后，高血壓患者上肢血管阻力減少，血流量增多，均比正常人明顯。這說(shuō)明，Rho激酶與高血壓患者外周血管阻力增大有關(guān)?？傊?，從種種報(bào)道來(lái)看，Rho激酶在高血壓患者血壓升高的發(fā)病機(jī)制中具有重要的作用[13-14]。

為了闡明高血壓發(fā)病中，Rho/Rho激酶信息系統(tǒng)的作用機(jī)制，TakemotM等，采用從正常大鼠胸主動(dòng)脈分離培養(yǎng)的血管平滑肌細(xì)胞，研究了激動(dòng)劑作用下，RhoA活化和MP磷酸化對(duì)RhoA/Rho激酶信號(hào)傳遞系統(tǒng)的影響[15]。當(dāng)血管緊張素Ⅱ作用于血管平滑肌細(xì)胞后，RhoA會(huì)顯著被激活，用8-bromo-cGMP(100M)預(yù)處理，血管緊張素Ⅱ?qū)hoA的活化作用完全被抑制。另外，在血管緊張素Ⅱ作用下，血管平滑機(jī)細(xì)胞上的MYPT1(Thr696)的磷酸化水平會(huì)顯著升高，用8-bromo-cGMP(100M)或Y-27632(10M)預(yù)處理，會(huì)明顯抑制該磷酸化作用。由此可見(jiàn)，在血管平滑肌細(xì)胞上，8-bromo-cGMP和Y-27632均可抑制血管緊張素Ⅱ引起的RhoA活化、Rho激酶活化及MP磷酸化。從而又進(jìn)一步證明了U-46619和內(nèi)皮素-1等血管收縮劑也可引起MYPT1(Thr696)的磷酸化，在血管平滑肌細(xì)胞上，激動(dòng)劑確實(shí)能引起RhoA/Rho激酶介導(dǎo)的MYPT1(Thr696)磷酸化。

Seko T等采用連續(xù)給予L-NAME,抑制NO合成，造成血管內(nèi)皮損傷，制備了高血壓動(dòng)物模型[15]，在該動(dòng)物模型上研究了Y-27632的作用。在7～8周齡的SD大鼠，將L-NAME連續(xù)給藥3周，其收縮壓升至(152±7)mmHg，比給藥前升高了(37±5.5)mmHg。而Y-27632(30mg/kg)口服給藥后，L-NAME組大鼠，從1小時(shí)開始出現(xiàn)降壓作用，5小時(shí)收縮壓降至最低，下降了(32±14)mmHg，持續(xù)降壓作用達(dá)7小時(shí)，而對(duì)照組動(dòng)物則沒(méi)有降壓作用。由此可見(jiàn)，Y-27632對(duì)內(nèi)皮損傷的高血壓模型動(dòng)物有顯著的降壓作用。在研究作為NO供體的Isosorbide mononitrate(ISMN)(30mg/kg)口服給藥時(shí)發(fā)現(xiàn)，在L-NAME組大鼠有明顯的降壓作用，ISMN對(duì)自發(fā)性高血壓大鼠則無(wú)顯著降壓作用，因此，認(rèn)為ISMN對(duì)內(nèi)皮損傷型高血壓有特異性效果。

Y-27632不僅與高血壓的發(fā)病有關(guān)，而且對(duì)高血壓模型大鼠有明顯的降壓作用，由此可以推斷RhoA/Rho激酶信號(hào)傳遞系統(tǒng)與高血壓病具有密切的聯(lián)系。MorishitaR等為了研究在高血壓病中，Rho激酶活化的機(jī)制，采用各種抗體分別研究了胸主動(dòng)脈肌球蛋白輕鏈磷酸化相關(guān)因子，如RhoA、Rho激酶、CPI-17、MYPT1、MLCK等量的變化，然而在制備的各種高血壓動(dòng)物模型上，均未發(fā)現(xiàn)其與對(duì)照組之間的顯著差異。因此，又對(duì)高血壓大鼠和正常大鼠間胸主動(dòng)脈RhoA活化水平進(jìn)行了比較研究，結(jié)果表明，高血壓模型的活化型RhoA明顯升高。另外，有研究表明，在腎性高血壓模型動(dòng)物中，腎素-血管緊張素系統(tǒng)明顯亢進(jìn)[16]。在自發(fā)高血壓大鼠中，組織血管緊張素Ⅱ水平顯著增高[17]。在DOCA鹽負(fù)荷模型及自發(fā)性高血壓大鼠中，均發(fā)現(xiàn)血中內(nèi)皮素-1升高[18]。在L-NAME負(fù)荷模型動(dòng)物中，DOCA鹽負(fù)荷模型動(dòng)物中，可見(jiàn)內(nèi)皮機(jī)能障礙和NO生成抑制，而在自發(fā)性高血壓大鼠和腎性高血壓模型中則未發(fā)現(xiàn)此種現(xiàn)象[16]。如此可見(jiàn)，雖然高血壓發(fā)病病因不同，出現(xiàn)的一些現(xiàn)象不同，但均有RhoA活化誘導(dǎo)Rho激酶活化這一共同現(xiàn)象發(fā)生，這說(shuō)明該型號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)在高血壓發(fā)病過(guò)程中發(fā)揮著主要的作用。

為了研究自發(fā)性高血壓大鼠血管RhoA活化的機(jī)制，有人用來(lái)源于大鼠主動(dòng)脈的血管平滑肌細(xì)胞進(jìn)行了研究。在細(xì)胞水平的研究結(jié)果表明，自發(fā)性高血壓大鼠的血管平滑肌細(xì)胞與正常大鼠血管平滑肌細(xì)胞相比，RhoA活化程度顯著增強(qiáng)。在對(duì)血管平滑肌細(xì)胞給予血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑纈沙坦后，自發(fā)性高血壓大鼠的血管平滑肌細(xì)胞活化型RhoA明顯減少。給予α1受體拮抗劑哌唑嗪，則未見(jiàn)顯著變化。雖然細(xì)胞內(nèi)cAMP濃度、cGMP濃度與正常大鼠血管平滑肌細(xì)胞相比無(wú)顯著差異，而cGMP依賴性蛋白激酶Iα(cGKIα)的表達(dá)則顯著下降了。由此可見(jiàn)，在自發(fā)性高血壓大鼠的血管平滑肌細(xì)胞上，作為RhoA活化的機(jī)制，血管緊張素Ⅱ在自發(fā)性高血壓大鼠的血管平滑肌細(xì)胞上生成亢進(jìn)，可能是因?yàn)镽hoA活化。至于cGKIα表達(dá)減少，則可能是抑制RhoA活化的NO/cGMP/cGK信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)下調(diào)所致[18]。

本文就Rho/Rho激酶系統(tǒng)與高血壓發(fā)病關(guān)系的研究進(jìn)展做了一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。從目前的研究來(lái)看，RhoA可以說(shuō)在高血壓病的發(fā)病過(guò)程中起到了一個(gè)分子啟動(dòng)因子的作用。Rho/Rho激酶系統(tǒng)在誘導(dǎo)血管過(guò)度收縮方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

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