利鈉肽系統(tǒng)與高血壓的研究進(jìn)展

林軍華（綜述），洪華山（審校）

（福建醫(yī)科大學(xué)附屬協(xié)和醫(yī)院，福州 350004）

利鈉肽是一組具有利鈉、利尿、舒張血管、抗細(xì)胞增殖等活性的多肽，在維持機(jī)體水鹽平衡、血壓穩(wěn)定、心血管及腎臟等器官功能中具有重要意義。利鈉肽家族包括心房利鈉肽（atrial natriuretic peptide，ANP），腦利鈉肽（brain natriuretic peptide，BNP）和C型利鈉肽（C-type natriuretic peptide，CNP）。近年來(lái)還發(fā)現(xiàn)了一些新的成員，在鰻魚(yú)和虹鱒魚(yú)的心室發(fā)現(xiàn)心室利鈉肽（ventricular natriuretic peptide），從Dendroaspis angusticeps蛇毒液中發(fā)現(xiàn)了dendroaspis natriuretic peptide（DNP）及人工合成的血管鈉肽（vasonatrin peptide，VNP）等。利鈉肽家族通過(guò)與其受體結(jié)合而發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。目前研究較多、較清楚的主要有ANP、BNP、CNP，現(xiàn)就這三型利鈉肽及其受體與高血壓的研究予以綜述。

1 利鈉肽系統(tǒng)的生物學(xué)特性

1.1 利鈉肽的合成、分布 ANP于1981年由de Bol首先從心房組織中分離出來(lái)，BNP及CNP由日本人Sudoh等相繼于1988和1990年從豬腦中提取出來(lái)。三種利鈉肽均有共同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):含有一個(gè)二硫鍵（連接兩個(gè)半胱氨酸殘基）形成的、由17氨基酸組成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，為利鈉肽生物活性所必需。人類ANP是由28個(gè)氨基酸組成的多肽，BNP是32肽，CNP是22肽。ANP主要在心房合成，以126個(gè)氨基酸的ANP前體儲(chǔ)存于心房特殊的分泌顆粒中，當(dāng)心房壓力變化使心肌受到牽拉刺激后，儲(chǔ)存的ANP前體釋放出來(lái)，進(jìn)一步酶解為成熟的ANP。ANP于循環(huán)中作用于心臟、腎臟、腎上腺、血管平滑肌、肺、脂肪組織等多個(gè)組織器官。BNP與ANP同樣作用于上述器官，它同樣是由心臟產(chǎn)生的以134個(gè)氨基酸組成的BNP前體原形式貯存于心臟。受到牽拉刺激時(shí)，心室比心房產(chǎn)生更多的是 BNP。ANP、BNP以循環(huán)激素的形式作用于全身組織和器官，而CNP主要以旁分泌、自分泌形式在局部起作用，主要是由血管內(nèi)皮合成的調(diào)控血管緊張度和內(nèi)皮生長(zhǎng)。人類ANP和BNP基因主要定位于1號(hào)染色體短臂第3區(qū)第6條帶的第1亞帶（1p36.1），CNP基因定位于2號(hào)染色體長(zhǎng)臂第2區(qū)第4條帶（2q24）和長(zhǎng)臂末端之間。小鼠ANP和BNP基因定位于4號(hào)染色體，CNP定位于1號(hào)染色體。大鼠的ANP、BNP、CNP基因分別在染色體5q35、5q36和9q35上發(fā)現(xiàn)。利鈉肽相似的結(jié)構(gòu)提示它們可能具有共同的基因前體［1］。

1.2 利鈉肽受體 利鈉肽通過(guò)膜受體發(fā)揮作用，利鈉肽系統(tǒng)（natriuretic peptide system，NPs）受體（NPRs）有三種:NPRA、NPRB、NPRC。NPRA、NPRB又叫鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶A和B受體（GC-A、GC-B），擁有信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)需要的酶激活活性。NPRA、NPRB受體結(jié)構(gòu)相似，具有一個(gè)胞外配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域、單次跨膜結(jié)構(gòu)域和胞內(nèi)GC結(jié)構(gòu)域，胞內(nèi)還有一個(gè)激酶同源結(jié)構(gòu)域（kinase homologous domain，KHD）用于調(diào)節(jié)GC結(jié)構(gòu)域的活性。NPRC較NPRA、NPRB缺乏胞內(nèi)GC結(jié)構(gòu)區(qū)，主要參與受體的清除作用，故又稱“清除受體”。不同的利鈉肽和利鈉肽受體的親和力不同，NPRA和ANP、BNP有高親和力，NPRB和CNP有高親和力;NPRC不同于NPRA和NPRB，可以和三種利鈉肽及其相似物以高親和力結(jié)合。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，NPRC還可以與G蛋白耦聯(lián)，抑制細(xì)胞膜上腺苷酸環(huán)化酶的活性從而發(fā)揮信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。NPR胞外結(jié)構(gòu)域與相應(yīng)的配體結(jié)合后，受體構(gòu)象改變并在細(xì)胞膜中遷移，GC結(jié)構(gòu)域發(fā)生改變，催化三磷酸鳥(niǎo)苷生成環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷。KHD的ATP結(jié)合位點(diǎn)是NPs信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)所必需，去除KHD將抑制GC催化區(qū)域的活性。NPs與GC受體結(jié)合后，環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷作為第二信使激活蛋白激酶G，活蛋白激酶G調(diào)節(jié)離子通道的活性、基質(zhì)蛋白磷酸化或通過(guò)改變轉(zhuǎn)錄因子的活性調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)，導(dǎo)致一系列的細(xì)胞功能、狀態(tài)變化，從而發(fā)揮生理效應(yīng)。

1.3 利鈉肽的生理作用 ANP、BNP、CNP與其相應(yīng)的受體結(jié)合后通過(guò)環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷的升高，擴(kuò)張腎動(dòng)脈，增加腎小球?yàn)V過(guò)率，抑制腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)和交感神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)揮利鈉利尿作用，同時(shí)具有舒張血管從而降低血壓，以及調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)、抗細(xì)胞增殖等功能，這些功能均得到比較一致的公認(rèn)。

2 利鈉肽系統(tǒng)在血壓調(diào)節(jié)和高血壓診治中的作用

2.1 利鈉肽系統(tǒng)在血壓調(diào)節(jié)中的作用 高血壓是一種復(fù)雜的多因子參與的疾病，利鈉肽系統(tǒng)部分地參與了其發(fā)生發(fā)展的過(guò)程。利鈉肽通過(guò)利鈉利尿和擴(kuò)血管聯(lián)合作用而起降壓作用。Steinhelper等［2］對(duì)轉(zhuǎn)基因小鼠的研究發(fā)現(xiàn)，單純血漿ANP水平升高8倍可使血壓下降30 mm Hg，其中并未通過(guò)外用利鈉或利尿藥。John等［3］發(fā)現(xiàn)ANP基因雙倍剔除的純合型小鼠在含0.5%NaCl或2%NaCl的標(biāo)準(zhǔn)飲食條件下血壓水平升高8～23 mm Hg;異合型小鼠標(biāo)準(zhǔn)飲食喂養(yǎng)血壓正常，而以高鹽飲食喂養(yǎng)后血壓比較對(duì)照組升高27 mm Hg。以上說(shuō)明了ANP水平下調(diào)可導(dǎo)致鹽敏感性高血壓。ANP基因剔除的純合型小鼠出現(xiàn)左右心室肥厚同時(shí)伴有細(xì)胞外基質(zhì)蛋白和基質(zhì)金屬蛋白酶的表達(dá)增加［4］;這些小鼠即便腎小球?yàn)V過(guò)率和野生型小鼠相似，當(dāng)灌注鹽水時(shí)因無(wú)法排鈉而出現(xiàn)腎功能下降。主要是因?yàn)楦哜c和高氯的重吸收部位是在腎臟集合管，從而進(jìn)一步說(shuō)明了ANP在急性血管容量增加時(shí)，發(fā)揮其利鈉利尿的重要作用［5］。研究發(fā)現(xiàn)NPRA基因的表達(dá)和血壓的關(guān)系呈直線相關(guān)［6］。Oliver等［7-9］發(fā)現(xiàn) NPRA 基因完全缺失的小鼠出現(xiàn)鹽抵抗性高血壓、猝死率增加及由于Na+/H+離子交換器1過(guò)度活躍而出現(xiàn)的心肌肥厚。NPRA基因部分缺失的小鼠出現(xiàn)輕微的心肌肥厚、ANP分泌增加及血壓下降（可能歸因于ANP的全身作用）［10］。在一般情況下，平滑肌細(xì)胞缺失NPRA基因?qū)ρ獕簾o(wú)影響，但當(dāng)小鼠注射ANP后血管無(wú)擴(kuò)張反應(yīng)能力，由此導(dǎo)致急性血管容量增加時(shí)血壓的急劇升高［11］。血管內(nèi)皮細(xì)胞部分缺失NPRA基因的小鼠出現(xiàn)顯著的高血壓、心肌肥厚、抑制ANP依賴的滲出液至間質(zhì)［12］。相反地，NPRA基因過(guò)表達(dá)可使血壓下降、免受高鹽引起的高血壓;在NPRA基因缺失的小鼠中使心肌NPRA特異性過(guò)表達(dá)可使心肌細(xì)胞變小、ANP表達(dá)減少［13］。在對(duì)BNP的研究中發(fā)現(xiàn)，BNP過(guò)表達(dá)的轉(zhuǎn)基因小鼠與野生型比較血漿環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷水平顯著升高、血壓下降［14］。BNP缺失的小鼠血壓并未下降、心肌無(wú)肥厚，但出現(xiàn)了左心室心肌多灶性的纖維化，并且隨著左心室壓力負(fù)荷增加出現(xiàn)纖維化面積和數(shù)目的增多［15］。剔除CNP基因可出現(xiàn)肢體短小，而CNP基因過(guò)表達(dá)可改變CNP基因缺失時(shí)易出現(xiàn)的肢體短小，對(duì)血壓影響不大［16］。類似地，NPRB基因缺失的小鼠血壓正常，但軟骨發(fā)育異常、四肢和脊柱短?。?7］。NPRB負(fù)相表達(dá)占明顯優(yōu)勢(shì)的轉(zhuǎn)基因小鼠出現(xiàn)獨(dú)立于血壓之外的心肌肥厚、心率增快［18］。NPRC缺失可輕微下降血壓、中度利尿、減少血容量、增強(qiáng)骨骼發(fā)育;這些表型的表現(xiàn)均與利鈉肽的清除受損有關(guān)。在對(duì)人類的研究中，通過(guò)對(duì)家族性高血壓的患者首先利用微衛(wèi)星標(biāo)記進(jìn)行全基因組掃描，然后應(yīng)用高密度的單核苷酸多態(tài)性分子標(biāo)記位點(diǎn)（single nucleotide polymorphism marks，SNPs）研究發(fā)現(xiàn)，血壓和其他高血壓相關(guān)的性狀之間存在顯著的數(shù)量性狀遺傳位點(diǎn)（quantitative trait loci，QTL）。研究發(fā)現(xiàn)，含有ANP和BNP基因的1號(hào)染色體短臂第3區(qū)第6條帶（1p36）存在一QTL，該QTL在高血壓中具有顯著的優(yōu)勢(shì)對(duì)數(shù)分值（logarithm of odds，LOD），LOD 值≥1.9［19］。最近的一項(xiàng)研究也顯示，3個(gè)單核苷酸多態(tài)性分子標(biāo)記位點(diǎn)與循環(huán)利鈉肽水平之間具有密切聯(lián)系［20］。實(shí)際上，不管在正常血壓或高血壓患者中，ANP和BNP基因中的次要等位基因中的3個(gè) SNPs rs5068、rs198358、rs632793與升高的利鈉肽水平均具有直接關(guān)系。此外，研究還發(fā)現(xiàn)次等位基因rs5098和rs198358可輕微降低收縮壓和舒張壓降低發(fā)展為高血壓的風(fēng)險(xiǎn)。這些人類基因研究表明，利鈉肽基因的變化可改變利鈉肽的循環(huán)水平，ANP/BNP基因可能是包含在一系列與血壓有關(guān)的候補(bǔ)基因位置中。需要進(jìn)行更多的研究了解在人類1號(hào)染色體中基因與基因相互作用的復(fù)雜性。

2.2 利鈉肽系統(tǒng)在高血壓診治中的作用 目前利鈉肽是許多病理情況中非常有用的診斷工具。循環(huán)ANP和BNP水平的升高與充血性心力衰竭、高血壓、慢性腎衰竭緊密聯(lián)系。血漿BNP水平是左心室功能的標(biāo)志、腦卒中后病死率、心臟手術(shù)后心房顫動(dòng)的預(yù)測(cè)指標(biāo)，也可以用來(lái)評(píng)估充血性心力衰竭患者的預(yù)后。正如前面提到的，高血壓患者的利鈉肽水平往往有輕微地升高。因此，臨床上進(jìn)行了許多研究，以修正高血壓患者的這種病理狀態(tài)。對(duì)高血壓患者進(jìn)行急性注射ANP測(cè)試，發(fā)現(xiàn)可通過(guò)增加尿鈉排泄和尿量而降壓［21，22］。高血壓猴子長(zhǎng)期注射 ANP使血壓持續(xù)下降［23］。即使上述方法是陽(yáng)性的結(jié)果，應(yīng)用利鈉肽長(zhǎng)期治療高血壓由于該操作技術(shù)的實(shí)踐問(wèn)題顯然是不可能的?；虔煼ㄍ瑯釉谶M(jìn)行測(cè)試中以更長(zhǎng)期地控制高血壓。研究發(fā)現(xiàn)，靜脈注射ANP DNA使青年自發(fā)性高血壓大鼠血壓下降21 mm Hg而沒(méi)有任何明顯的不良反應(yīng)［24］。然而，基因療法具有爭(zhēng)議性，越經(jīng)典的和易被接受的控制激素水平的方法是建立在藥物治療為基礎(chǔ)上的。靜脈注射阿那利肽（人工合成ANP）降低高血壓和心力衰竭患者的血壓、利尿和增加尿鈉排泄［25，26］。奈西立肽（重組人工合成BNP）已被證明可使心衰竭患者血管舒張、降低醛固酮水平、促進(jìn)水鹽排泄［27］。然而，奈西立肽最近被發(fā)現(xiàn)與腎功能不全和病死率升高有關(guān)［28-30］。其他的方法包括抑制中性內(nèi)肽酶從而控制NP的降解。通過(guò)抑制NEP，循環(huán)利鈉肽水平升高，降血壓作用更強(qiáng)，特別是與血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑聯(lián)合后［31-33］。然而，這種抑制劑奧曲馬拉已被證明可使發(fā)生血管性水腫的風(fēng)險(xiǎn)增加3倍，尤其在黑人中［33］。因此，從利鈉肽獲得的產(chǎn)物應(yīng)用于治療需要進(jìn)行更多的研究，以加強(qiáng)其有效性和安全性。

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