作用于血管壁G蛋白偶聯(lián)受體的血管反應(yīng)調(diào)節(jié)劑的研究新進(jìn)展

王成燕，林 花，何 雨，金春香＊

（吉林大學(xué)第一醫(yī)院1.超聲診斷中心；2.檢驗(yàn)科，吉林 長春 130021）

作用于血管壁G蛋白偶聯(lián)受體的血管反應(yīng)調(diào)節(jié)劑的研究新進(jìn)展

王成燕1，林 花2，何 雨1，金春香1＊

（吉林大學(xué)第一醫(yī)院1.超聲診斷中心；2.檢驗(yàn)科，吉林 長春 130021）

＊通訊作者

血管系統(tǒng)富含G蛋白偶聯(lián)受體（G-protein coupled receptors，GPCRs），尤其是A類G蛋白偶聯(lián)受體，這些受體被激活后可以直接引起血管收縮或者舒張，也可以間接引起血管舒張，因此G蛋白偶聯(lián)受體在血壓的調(diào)節(jié)中發(fā)揮著主導(dǎo)作用。長期以來，對血管活性神經(jīng)遞質(zhì)的研究從未停止過，近年來，又新發(fā)現(xiàn)了許多具有血管活性的神經(jīng)遞質(zhì)，血管收縮劑包括：apelin，胃動素，神經(jīng)調(diào)節(jié)肽U，鞘氨醇磷酸鹽和硬骨魚緊張肽－Ⅱ等；血管舒張劑包括：胃饑餓素，致痛素等，這些神經(jīng)遞質(zhì)作用于血管壁上的G蛋白偶聯(lián)受體，從而對血壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，研究這些新發(fā)現(xiàn)的具有血管調(diào)節(jié)作用的神經(jīng)遞質(zhì)會為高血壓病的臨床治療和診斷提供新的思路。

1 A類GPCRs

A類GPCRs是G蛋白偶聯(lián)家族中量最大和最多樣化的一類受體，包括273個(gè)受體［1］，研究表明190個(gè)A類GPCRs與神經(jīng)遞質(zhì)或者化學(xué)信使相互作用，其中包括許多與血管活性相關(guān)的復(fù)合物家族［2］。A類GPCRs是目前降壓藥物的主要靶點(diǎn)，A類GPCRs的激活能夠直接引起血管收縮或者舒張，或者通過釋放內(nèi)皮源性的舒張因子來調(diào)節(jié)血管張力。激活該級受體的血管激動劑主要為多肽類神經(jīng)遞質(zhì)，除此之外還包括生物胺，類花生酸，核苷酸，核苷，乙酰膽堿和生物活性脂類。

1.1 作用于A類GPCRs的直接血管收縮劑

交感神經(jīng)系統(tǒng)主要通過血管周圍神經(jīng)釋放的去甲腎上腺素和平滑肌釋放的α－腎上腺素導(dǎo)致血管收縮。其它可以引起局部血管收縮的神經(jīng)遞質(zhì)有血管緊張素Ⅱ，血小板釋放的5-HT和肥大細(xì)胞釋放的組胺。除此之外血管內(nèi)皮也可以通過分泌內(nèi)皮素-1等局部內(nèi)皮源性收縮因子引起血管收縮。

1.1.1 Apelin Apelin是G蛋白偶聯(lián)受體APJ的內(nèi)源性配體，為77個(gè)氨基酸組成的多肽，apelin家族是由能夠編碼各種大小和帶有較短C－末端的氨基酸序列的單一基因序列編碼的，其中修飾后的apelin-13能夠通過激活其受體從而對心血管功能進(jìn)行重要的調(diào)節(jié)［3］。Apelin是從人類血管分離出來的血管收縮劑，廣泛的分布于血管內(nèi)皮，并在內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)通過固有途徑合成，這表明了apelin是一種局部釋放的血管活性肽［4］。Aplein在心血管病理方面的作用還不十分清楚，Chen等［5］利用基因芯片技術(shù)表明在心衰患者的心室編碼APJ受體的基因表達(dá)上調(diào)，但是Sarah［5］等的研究發(fā)現(xiàn)，擴(kuò)張性心肌病、缺血性心肌病引起的心力衰竭晚期患者，雖然血漿中apelin水平無明顯改變，但心房及心室組織中的apelin受體表達(dá)均顯著下降，提示心力衰竭的發(fā)展可能與心房、心室組織中的apelin受體表達(dá)下降導(dǎo)致心肌收縮力減弱有關(guān)。

1.1.2 胃動素 胃動素是另一種新發(fā)現(xiàn)的血管收縮劑，是一種最初從胃腸道分離的22－氨基酸多肽。胃動素可以通過與孤兒受體GPR38結(jié)合發(fā)揮其生理作用。研究表明，胃動素具有血管活性效應(yīng)，在損毀腦脊髓大鼠的體內(nèi)是收縮效應(yīng)，在離體的豬冠狀動脈是內(nèi)皮依賴性的舒張作用，對人的冠狀動脈具有較弱的血管收縮作用。在人的心血管系統(tǒng)中（包括動脈和靜脈）檢測到胃動素受體的存在［7］，且該受體主要在平滑肌細(xì)胞中表達(dá)，被血漿中循環(huán)的胃動素或者神經(jīng)末端局部釋放的胃動素所激活。

1.1.3 神 經(jīng) 調(diào) 節(jié) 肽 U-25 神 經(jīng) 調(diào) 節(jié) 肽 U-25（NMU-25）最初是從豬的脊髓中分離出來的，基于該肽有收縮子宮平滑肌的功能，因此作為NMU1和NMU2受體的同源配體［8］。編碼NMU1受體的mRNA主要分布在周圍神經(jīng)系統(tǒng)，而編碼NMU2受體的mRNA主要分布在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，在周圍神經(jīng)系統(tǒng)的量比較少［8］。研究表明，在意識清醒的長期放有裝置（一種每隔幾個(gè)小時(shí)測定血液動力學(xué)的裝置）的大鼠中，NMU-25在腸系膜血流中最先減弱，這表明了NMU-25具有局部的血管收縮效應(yīng)。NMU-25能夠直接作用于人的大動脈和靜脈血管平滑肌，引起血管收縮［9］。有關(guān)該肽的外周血管效應(yīng)沒有更深的研究，但是其受體由于NMU mRNA的廣泛表達(dá)而廣泛分布。

1.1.4 鞘氨醇-1-磷酸鹽 鞘氨醇-1-磷酸鹽是膜磷脂的細(xì)胞內(nèi)代謝物，它作為細(xì)胞外生物活性脂的第一信使，能夠激活五個(gè) GPCRs（S1P1-5）［10］。存在于血管系統(tǒng)的主要受體亞型為S1P1，S1P2和S1P3受體［11］。血管收縮是通過S1P3和（或）S1P2受體活性調(diào)節(jié)的，然而內(nèi)皮依賴性的血管舒張可能是通過S1P1和S1P3受體活性調(diào)節(jié)的。有趣的是，S1P的血管收縮效應(yīng)在管徑小的血管較管徑大的血管更為強(qiáng)烈，這種效應(yīng)有助于進(jìn)行血壓的調(diào)節(jié)。內(nèi)皮細(xì)胞S1P1基因敲除鼠因血管成熟障礙而導(dǎo)致胚胎死亡，其結(jié)果說明S1P1對血管內(nèi)皮細(xì)胞的完整性和存活起到重要作用。Argrave［12］等證實(shí)SlP提高內(nèi)皮屏障作用是通過提高內(nèi)皮細(xì)胞緊密連接表達(dá)閉合小環(huán)蛋白和閉合蛋白水平與調(diào)節(jié)SlP1／Gi／Akt／Rac通路實(shí)現(xiàn)的。Kimura等［13］研究顯示，SlP促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞移行和存活是通過S1P1和SlP3途徑實(shí)現(xiàn)的。

1.1.5 硬骨魚緊張肽－Ⅱ 硬骨魚緊張肽－Ⅱ使得蝦虎魚（一種硬骨魚）在極端環(huán)境下通過調(diào)節(jié)平滑肌收縮和滲透壓來幫助其生存。將人硬骨魚緊張肽－Ⅱ注入麻醉的猴子體內(nèi)，猴子的外周阻力明顯增加，同時(shí)心臟收縮力下降，從而引起致命的心血管系統(tǒng)崩潰［14，15］，因此這些研究者推測此肽能夠維持心血管的內(nèi)穩(wěn)態(tài)。在人血管功能方面，硬骨魚緊張肽是一種有力的血管收縮劑，在所有的動脈和靜脈都能檢測到其血管收縮應(yīng)，該效應(yīng)有助于調(diào)節(jié)血管張力。在不同的動物中，硬骨魚緊張肽的作用并不一致，存在明顯的種屬差異和解剖差異，例如可引起大鼠胸主動脈收縮，而不能引起腹主動脈、股動脈及腎動脈收縮；對小鼠主動脈無明顯收縮作用；對狗有致冠狀動脈選擇性痙攣?zhàn)饔?；在靈長類動物可引起動脈血管廣泛收縮，但對靜脈血管效應(yīng)較弱［16，17］。

1.2 作用于A類GPCRs的直接血管舒張劑

在血漿中循環(huán)的化學(xué)信使，從內(nèi)皮細(xì)胞或血管周圍神經(jīng)局部釋放的介質(zhì)可能通過與平滑肌細(xì)胞上存在的A類GPCRs相互作用，直接引起血管舒張。

1.2.1 胃饑餓素 胃饑餓素是一種28氨基酸多肽，是生長激素促分泌素受體的內(nèi)源性配體，強(qiáng)烈刺激垂體生長激素的釋放［18］。胃饑餓素在體內(nèi)和體外可以直接引起血管舒張。胃饑餓素的作用與內(nèi)皮無關(guān)，而是直接作用于血管平滑肌，這種效應(yīng)比鈉尿肽的作用更為強(qiáng)烈。近年研究發(fā)現(xiàn)，胃饑餓素及其受體廣泛存在于全身各個(gè)組織器官中，除能促進(jìn)生長激素釋放外，還有多種生物學(xué)效應(yīng)，如增強(qiáng)食欲，促進(jìn)脂肪堆積及保護(hù)心臟等，尤其是作為血管活性肽，對心血管系統(tǒng)具有多方面的保護(hù)作用［19］。動脈粥樣硬化患者的胃饑餓素受體表達(dá)明顯上調(diào)，這表明胃饑餓素可以消除在這種條件下的血管收縮效應(yīng)。

1.2.2 孤啡肽 孤啡肽的血管舒張效應(yīng)被報(bào)道后不久就作為新發(fā)現(xiàn)的阿片類物質(zhì)NOP受體的內(nèi)源性配體。以前認(rèn)為阿片類物質(zhì)沒有血管活性作用，但是最近研究發(fā)現(xiàn)孤啡肽在大鼠活體內(nèi)具有降壓作用，且該作用不受NO合酶（NOS）和環(huán)氧酶2抑制劑的影響，這提示著孤啡肽直接作用于血管平滑肌，從而引起血管舒張。在小豬的軟膜動脈，孤啡肽引起的血管舒張效應(yīng)同樣對NOS抑制劑不敏感，這表明是該效應(yīng)是由于KC通道被激活后引起cAMP水平增加所引起的。盡管到目前為止，阿片類物質(zhì)在不同種屬和不同血管床的研究有限，但是，孤啡肽對血管最主要的作用是直接舒張血管［20］，最近的報(bào)道表明孤啡肽的血管舒張效應(yīng)在離體豬的冠狀動脈是內(nèi)皮依賴性的并且由NO和cGMP調(diào)節(jié)［21］。

1.3 作用于A類GPCRs的間接血管舒張劑

內(nèi)皮除了調(diào)節(jié)血液凝固和血栓形成之外，還通過對一系列物理因子的應(yīng)答參與血管張力的調(diào)節(jié)，比如對切應(yīng)力的應(yīng)答［22］，釋放內(nèi)皮源性舒張因子（NO，內(nèi)皮源性超級化因子和前列腺素等）［23］。神經(jīng)遞質(zhì)通過在內(nèi)皮細(xì)胞表面存在的GPCRs轉(zhuǎn)換信號，從而引起內(nèi)皮細(xì)胞舒張因子的釋放和平滑肌的舒張，因此間接引起血管舒張。相同神經(jīng)遞質(zhì)受體的不同亞型在內(nèi)皮細(xì)胞和基本平滑肌細(xì)胞都有表達(dá)，在多數(shù)情況下，在內(nèi)皮細(xì)胞上表達(dá)的受體作為一種負(fù)反饋機(jī)制阻止血管收縮，該作用是通過在平滑肌上表達(dá)的相同受體的不同亞型調(diào)節(jié)的。同樣，新發(fā)現(xiàn)的直接收縮血管的物質(zhì)代表硬骨魚緊張肽和鞘氨醇-1-磷酸鹽也可能通過內(nèi)皮源性受體導(dǎo)致間接的血管舒張。

2 B類GPCRs

B類GPCRs包括48個(gè)受體，有些是由受體活性修飾蛋白（receptor activity-modifying proteins，RAMPs）構(gòu)成的二聚體［1］，這個(gè)家族的所有成員都由30-40個(gè)氨基酸組成的多肽激活。這些多肽可以直接舒張血管，包括已經(jīng)確定的神經(jīng)遞質(zhì)如腎上腺髓質(zhì)素，降鈣素基因相關(guān)肽（CGRP），血管活性腸肽（VIP）和新發(fā)現(xiàn)的尿皮素等。盡管這些物質(zhì)通過B類GPCRs促進(jìn)血管舒張，但是B類GPCRs作為口服小分子藥物的靶點(diǎn)受到質(zhì)疑，其中只有一小部分用于臨床試驗(yàn)［24］。

2.1 作用于B類GPCRs的直接血管舒張劑

尿皮素 尿皮素-1（UCN1），UCN2和 UCN3和促腎上腺皮質(zhì)激素釋放因子（CRF），及在心血管系統(tǒng)具有舒張血管作用的因子，都與血壓調(diào)節(jié)有關(guān)［25］。CRF和 UCN1分別與受體亞型CRF1和CRF2結(jié)合，它們雖然表現(xiàn)出相似的高親和力，但是UCN2和UCN3選擇性的與受體CRF2結(jié)合［26］。在長期放有裝置的大鼠中檢測到UCN2的血管舒張作用被CRF2受體拮抗劑所阻滯，與NO或前列環(huán)素（PGI2）無明顯相關(guān)性［27］。通過與放射性配體結(jié)合發(fā)現(xiàn)CRF2受體在人所有血管的平滑肌上都有表達(dá)，尿皮素能不依賴內(nèi)皮而引起血管舒張［28］。在心率失常病人的心室UCN的免疫反應(yīng)性增加，這對心血管具有保護(hù)作用。

3 C類GPCRs

C類GPCRs具有10個(gè)孤兒受體［1］，由γ－氨基丁酸（GABA）和谷氨酸鹽激活，這些受體一般不在內(nèi)皮或者平滑肌表達(dá)，而在血管周圍神經(jīng)突觸局限性表達(dá)。這些受體對血管的作用可能是間接性的調(diào)節(jié)，未必是新的藥物靶向，因此尚未見作用于此類受體的血管調(diào)節(jié)劑的有關(guān)報(bào)導(dǎo)。

4 D類GPCRs

11個(gè)GPCRs組成了一個(gè)跨膜受體單獨(dú)分級，即Frizzled家族［1］。這些跨膜受體被富含半胱氨酸的糖基化信號通路蛋白配體激活。該級受體廣泛分布在血管系統(tǒng)并且與血管重塑有關(guān)，但是在血管活性方面的作用還未報(bào)導(dǎo)。

5 結(jié)論

隨著選擇性非肽類拮抗劑的發(fā)展，消除作用于A類受體的血管收縮劑的收縮效應(yīng)將會為高血壓病提供更多的治療方向，因此那些具有血管活性作用的GPCRs，將為高血壓病新的治療和診斷提供新的靶向。

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1007－4287（2012）11－2150－04

吉林省科技廳國際合作項(xiàng)目資助（20120734）

2011－09－24）