Src酪氨酸蛋白激酶及其在高血壓中的作用

曾嘉煒，關(guān)永源

高血壓是目前人類面臨的一個(gè)重大疾病，在我國35～74歲的成年人中，高血壓患者約有1.3億人［1］。高血壓的一個(gè)重要病理生理改變是心腦血管外周阻力變大，這主要是由血管內(nèi)徑變小引起的［2］。根據(jù)Poiseuillu定律，外周阻力與血管內(nèi)徑的4次方成反比，因此血管內(nèi)徑的微小變化就能引起外周阻力很大的變化。在高血壓的發(fā)生過程中，影響外周阻力的動脈血管會發(fā)生結(jié)構(gòu)和功能的改變［3］，其中主要包括內(nèi)皮功能的紊亂、血管張力的改變、血管壁增厚、血管平滑肌細(xì)胞(VSMCs)增殖以及血管炎癥等［4］，其中血管壁增厚、血管平滑肌細(xì)胞增殖以及血管內(nèi)徑縮小的過程稱為血管重構(gòu)［5］。腦卒中是高血壓最常見的一個(gè)并發(fā)癥，由高血壓所致的腦血管重構(gòu)是腦卒中發(fā)生的基礎(chǔ)［6］。

Src酪氨酸蛋白激酶是一個(gè)非受體型原癌基因酪氨酸激酶，是Src家族激酶的一個(gè)成員［7］，它參與抗原抗體、細(xì)胞因子受體和整合素介導(dǎo)的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，在細(xì)胞的分化、增殖、轉(zhuǎn)化調(diào)節(jié)中起重要作用［8－10］。最近有研究提示，Src酪氨酸蛋白激酶在高血壓的發(fā)生過程中發(fā)揮重要作用，其作用機(jī)制包括影響影響氧化還原信號、偶聯(lián)因子6、緩激肽、血管內(nèi)皮生長因子和轉(zhuǎn)化生長因子-β1等，從而使血管發(fā)生結(jié)構(gòu)和功能的變化，在心血管疾病中，特別是高血壓和腦卒中，發(fā)揮重要作用。

1 Src酪氨酸蛋白激酶結(jié)構(gòu)及功能特性

Src酪氨酸蛋白激酶由C-端到N-端，包括4個(gè)基本的結(jié)構(gòu)域，分別是 SH1(Src Homology 1)、SH2、SH3、SH4，其中SH1與Src家族催化結(jié)構(gòu)域的一級結(jié)構(gòu)高度同源，大部分Src家族的蛋白在SH1有一個(gè)相當(dāng)于Tyr527的自主磷酸化位點(diǎn);SH2由長度約為100個(gè)氨基酸殘基的蛋白質(zhì)組件組成，比較保守，主要介導(dǎo)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)多種信號蛋白的相互連接，形成蛋白異聚體復(fù)合物，從而調(diào)節(jié)信號傳遞;SH3是保守性的氨基端序列，約有50個(gè)氨基酸殘基，目前研究發(fā)現(xiàn)SH3的識別部位是富含脯氨酸的區(qū)域PXXP，能通過脯氨酸以疏水性氨基端殘基與靶蛋白相結(jié)合，SH3在亞細(xì)胞定位和細(xì)胞骨架蛋白相互作用過程中起一定作用;SH4是一個(gè)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)域，SH4連接了一個(gè)飽和的 14 烷基脂肪酸［8，11］。SH2 與SH3在Src酪氨酸蛋白激酶功能的調(diào)控中發(fā)揮重要作用，他們主要的功能有以下4個(gè)［8］:(1)它們通過分子內(nèi)結(jié)合抑制了激酶的活性;(2)包含SH2與SH3配體的蛋白可以與之結(jié)合，從而將Src酪氨酸蛋白激酶引入到細(xì)胞特定的位置;(3)它們通過Tyr416和Tyr527的磷酸化/去磷酸化可以激活Src酪氨酸蛋白激酶的活性;(4)包含SH2與SH3配體的蛋白可以作為Src酪氨酸蛋白激酶底物。

Src酪氨酸蛋白激酶有兩個(gè)重要的磷酸化位點(diǎn)——Tyr527和Tyr416。Tyr527的磷酸化與其他酪氨酸蛋白激酶的活動有關(guān)，如 Csk和 Chk［12－13］。Tyr416在正常狀態(tài)下處于非磷酸化的狀態(tài)，與SH3結(jié)構(gòu)域分子內(nèi)結(jié)合，從而阻止Src酪氨酸蛋白激酶與其底物蛋白的結(jié)合。Tyr527與Tyr416磷酸化與去磷酸化之間存在相互作用，即Tyr527磷酸化減少可能引發(fā)Tyr416磷酸化增加，這在Src磷酸化過程中是一個(gè)關(guān)鍵過程［8］。

Src酪氨酸蛋白激酶在幾種癌癥的發(fā)生過程中活性增加，其特異性功能也加強(qiáng)。例如表皮生長因子受體在乳腺癌中表達(dá)上調(diào)，而這些受體可能導(dǎo)致腫瘤發(fā)生過程中Src酪氨酸蛋白激酶的激活。Src酪氨酸蛋白激酶在結(jié)腸癌、胃癌、肺癌、胰腺癌、神經(jīng)以及卵巢腫瘤中都被激活［10，14－15］。令人感興趣的是，最近越來越多的研究表明，Src酪氨酸蛋白激酶參與了高血壓的病理變化，可能在其中發(fā)揮重要的作用。

2 Src酪氨酸蛋白激酶對氧化還原信號的作用

氧化還原信號主要從兩個(gè)方面影響血壓，一是促進(jìn)NO生成，血管內(nèi)皮eNOS表達(dá)增加，抗氧化劑谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(SOD)的表達(dá)上調(diào)，導(dǎo)致血管舒張、血壓降低并且使氧化對血管的損傷減少;另一方面，由震蕩剪切增加血管內(nèi)的活性氧(ROS)含量，從而氧化損傷血管，產(chǎn)生高血壓［16］。

2.1 Src酪氨酸蛋白激酶與eNOS eNOS是NO的合成酶，主要可以促進(jìn)NO和一些抗氧化物的生成。人體內(nèi)源性的NO主要在心血管系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)揮作用，在心血管系統(tǒng)NO的主要作用是使血管平滑肌舒張，擴(kuò)張血管，從而促進(jìn)血液流通并降低血壓。血管內(nèi)的抗氧化物可以保護(hù)血管，減少血管損傷和老化。當(dāng)血管內(nèi)皮受到剪切應(yīng)力作用時(shí)，血管內(nèi)皮上的eNOS表達(dá)將上調(diào)，因此NO和抗氧化物合成增多。目前有文獻(xiàn)報(bào)道，當(dāng)用Src酪氨酸蛋白激酶抑制劑PP1和PP2時(shí)，由剪切應(yīng)力引起的eNOS上調(diào)會被阻斷，用腺病毒使Src酪氨酸蛋白激酶失活同樣可以阻斷這條通路，從而阻斷eNOS的作用［17］。血管內(nèi)皮受剪切應(yīng)力作用時(shí)，上調(diào)eNOS表達(dá)從而增加NO和其他抗氧化物的生成這一過程中，Src酪氨酸蛋白激酶發(fā)揮了決定性的作用。

2.2 Src酪氨酸蛋白激酶與ROS ROS可以由血管內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和外壁細(xì)胞產(chǎn)生，當(dāng)血管內(nèi)ROS含量升高時(shí)，血管易受氧化損傷，高血壓及其他心血管疾病隨之而來。黃嘌呤氧化酶(XOD)，非偶聯(lián)eNOS以及NAD(P)H氧化酶都可以酶促產(chǎn)生ROS。促分裂素原活化蛋白(MAP)激酶是ROS的下游分子靶點(diǎn)，是重要的生長信號通路，它參與調(diào)控細(xì)胞的增殖、分化和凋亡。外源性的ROS可以激活MAP激酶［18］，導(dǎo)致血管平滑肌細(xì)胞增殖。氧化還原敏感型RhoA信號通路處于ROS的下游。由血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)和醛固酮(Aldo)誘導(dǎo)的ROS可以激活氧化還原敏感型RhoA信號通路，使血管平滑肌細(xì)胞遷移［19］。Src酪氨酸蛋白激酶參與了ROS的生成及其對下游信號通路影響的整個(gè)過程。血管細(xì)胞的增殖、分化、凋亡和遷移等最終都會導(dǎo)致血管重構(gòu)，血管重構(gòu)直接參與了高血壓和腦卒中的發(fā)生。

2.2.2 Src酪氨酸蛋白激酶與MAP激酶 Src酪氨酸蛋白激酶誘導(dǎo)了 Aldo引起的 MAP激酶的活化，其中包括p38MAPK、JNK以及ERK1/2激酶，這3個(gè)MAP激酶與血管細(xì)胞的生長、凋亡以及膠原沉淀有關(guān)［21］。在遺傳性高血壓大鼠的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，p38MAPK激酶是調(diào)控膠原合成的重要因素，而且其在血管平滑肌細(xì)胞的生長中也發(fā)揮重要作用［22］。Keisuke等［23］的實(shí)驗(yàn)證明，在大鼠主動脈平滑肌細(xì)胞中，Aldo可以激活MAPK蛋白激酶，而MAPK蛋白激酶可誘導(dǎo)平滑肌細(xì)胞增殖，提示Src酪氨酸蛋白激酶通過影響MAPK激酶，調(diào)控了血管結(jié)構(gòu)和功能的變化。

2.2.3 Src酪氨酸蛋白激酶與RhoA信號通路 在AngⅡ和Aldo誘導(dǎo)活化氧化還原敏感型RhoA通路的過程中，AngⅡ和Aldo分別通過激活表皮生長因子受體(EGFR)和血小板衍化生長因子受體(PDGFR)協(xié)同激活Src酪氨酸蛋白激酶，進(jìn)而活化NAD(P)H，產(chǎn)生ROS，誘導(dǎo)下游的RhoA信號通路激活，最終產(chǎn)生血管平滑肌細(xì)胞遷移的作用［19］。

3 Src酪氨酸蛋白激酶對偶聯(lián)因子6(CF6)的影響

CF6是線粒體ATP合成酶的一個(gè)亞基，在能量轉(zhuǎn)導(dǎo)的過程中發(fā)揮重要作用［24］。CF6主要由血管內(nèi)皮細(xì)胞釋放，由腫瘤壞死因子-α和剪切應(yīng)力激活NF-κB信號通路從而激發(fā)產(chǎn)生［25］。在血液循環(huán)中CF6是一個(gè)強(qiáng)烈的血管收縮肽，在血管內(nèi)皮細(xì)胞上CF6主要通過抑制前列環(huán)素2(PGI-2)的合成，從而產(chǎn)生升高血壓的作用。在血管平滑肌細(xì)胞中，CF6可以通過AngⅡ誘導(dǎo)的鈣運(yùn)動增加細(xì)胞的胞內(nèi)鈣離子濃度，Src酪氨酸蛋白激酶激活介導(dǎo)了AngⅡ誘導(dǎo)的胞內(nèi)鈣池的鈣運(yùn)動［26］。在將人類carcitonin(Met1-Arg84)的基因轉(zhuǎn)到成熟CF6(Asn33-Ala108)的上游的轉(zhuǎn)基因小鼠的實(shí)驗(yàn)中，Tomohiro等［26］發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因小鼠CF6 mRNA的表達(dá)與正常組相比增加了一倍，轉(zhuǎn)基因小鼠體內(nèi)新鮮分離的阻力血管受AngⅡ誘導(dǎo)產(chǎn)生的血管收縮增強(qiáng)，同時(shí)由乙酰膽堿產(chǎn)生的血管舒張與正常組相同，提示在轉(zhuǎn)基因小鼠中由AngⅡ誘導(dǎo)的血管收縮與血管平滑肌細(xì)胞CF6有直接聯(lián)系。在胞內(nèi)鈣信號上調(diào)和血管平滑肌細(xì)胞收縮的過程中，Src酪氨酸蛋白激酶活化均增加［26－27］，提示Src酪氨酸蛋白激酶可能通過影響CF6而調(diào)控血壓。

4 Src酪氨酸蛋白激酶與緩激肽(BK)

在血管損傷時(shí)，血漿和組織的激肽原在激肽釋放酶的作用下產(chǎn)生BK，BK在多種血管平滑肌細(xì)胞增殖的過程中起調(diào)節(jié)作用［28］。BK通過活化Src酪氨酸蛋白激酶、內(nèi)皮生長因子和磷脂酰肌醇-3(PI3)激酶，進(jìn)而激活 p42/p44MAP激酶［29］。BK激活的Src酪氨酸蛋白激酶磷酸化在1 min時(shí)磷酸化水平達(dá)到最大值，隨時(shí)間推移磷酸化水平降低。BK誘發(fā)的內(nèi)皮生長因子、p42/p44MAP激酶和Akt磷酸化能被Src酪氨酸蛋白激酶抑制劑PP1抑制［29］，說明Src酪氨酸蛋白激酶介導(dǎo)了BK誘發(fā)的內(nèi)皮生長因子、p42/p44MAP激酶和Akt磷酸化過程。提示Src酪氨酸蛋白激酶很可能成為一個(gè)重要的調(diào)控血管平滑肌細(xì)胞增殖和遷移的靶點(diǎn)。

5 Src酪氨酸蛋白激酶與血管內(nèi)皮生長因子

血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)是一種內(nèi)皮細(xì)胞特異性的有絲分裂原［30］，VEGF可以促進(jìn)血管生成、提高血管通透性和舒張血管，提示VEGF在高血壓過程中能夠降低血管張力，降低血壓［31－32］。有臨床試驗(yàn)證明，VEGF信號通路抑制劑可以導(dǎo)致高血壓［33］。目前的研究認(rèn)為VEGF誘導(dǎo)NO和PGI-2的生成，VEGF最大能使NO的合成增加50倍，使PGI-2生成提高3～4倍，NO和PGI2的協(xié)同作用介導(dǎo)了VEGF對血管內(nèi)皮最終的作用。而在這一過程中，Src酪氨酸蛋白激酶的激活是必須的［32］。這些研究證明，Src酪氨酸蛋白激酶參與了VEGF誘導(dǎo)的NO和PGI-2生成，提示Src酪氨酸蛋白激酶參與了VEGF在血管內(nèi)皮發(fā)揮的降低血管張力、舒張血管、降低血壓的過程。

6 Src酪氨酸蛋白激酶與食鹽

有科學(xué)研究顯示，人類每天食用的食鹽含量與高血壓等心血管疾病的發(fā)病率有密切的關(guān)系。Kirsten等［34］的研究組發(fā)現(xiàn)，減少人們每天食用食鹽的含量是一個(gè)極有潛力提高公眾健康的方法，降低食鹽用量能使冠心病、腦卒中、心肌梗死發(fā)病率都降低50%以上。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)［36］，食鹽對血壓的影響主要與轉(zhuǎn)化生長因子-β1(TGF-β1)和NO有關(guān)。前者需要募集大量的Src蛋白并將之激活，從而激活下游的MAP激酶信號通路，最終促進(jìn) TGF-β1的產(chǎn)生［35］，TGF-β1能加快高血壓的發(fā)生過程。而后者同樣有Src酪氨酸蛋白激酶參與，Src酪氨酸蛋白激酶通過促進(jìn)內(nèi)皮上 NO合成酶3(NOS3)活化，從而促進(jìn)NO合成，這一過程則是針對TGF-β1生成增加的一個(gè)血管代償反應(yīng)［37］。過量的食鹽攝入會導(dǎo)致血管結(jié)構(gòu)和功能的變化，尤其對于那些食鹽敏感型體質(zhì)的人，最終提高發(fā)生高血壓和其他的心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)，Src酪氨酸蛋白激酶在這一過程中扮演重要角色。

7 總結(jié)

綜上所述，Src酪氨酸蛋白激酶可以通過不同信號途徑對血壓產(chǎn)生影響，既可產(chǎn)生升高血壓的作用，又可以產(chǎn)生降低血壓的作用。提示Src酪氨酸蛋白激酶很可能直接參與了血壓調(diào)控。今后我們可以通過研究不同信號通路中Src酪氨酸蛋白激酶的作用，尋找治療高血壓及其他心血管疾病新的藥物靶點(diǎn)。

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