促紅細胞生成素衍生肽的組織保護作用研究進展

游偉、劉映峰、繆緋綜述，劉芃審校

促紅細胞生成素衍生肽的組織保護作用研究進展

游偉、劉映峰、繆緋綜述，劉芃審校

促紅細胞生成素(EPO)因其促進造血功能而廣泛用于臨床。近年來大量實驗證實，大劑量EPO能夠通過抗氧化應(yīng)激、抗凋亡、抗炎癥等效應(yīng)發(fā)揮組織保護作用，但會產(chǎn)生血栓及高血壓等不良反應(yīng)，臨床效果不佳。而促紅細胞生成素衍生肽(HBSP)既保留了EPO的組織保護活性又無EPO的副作用，近年來備受關(guān)注。最新報道證實，HBSP通過抗凋亡、抗炎、抗氧化應(yīng)激對神經(jīng)系統(tǒng)、心臟、腎臟等發(fā)揮多種組織保護作用，具有良好的臨床應(yīng)用前景。

促紅細胞生成素衍生肽；促紅細胞生成素；組織保護作用

促紅細胞生成素（EPO）是一種主要由腎臟分泌的糖蛋白激素，具有促進造血的功能，已被廣泛應(yīng)用于貧血的治療。近十年來研究證實EPO還可作為一種保護因子，作用于機體多種組織器官，包括神經(jīng)系統(tǒng)、心臟、腎臟等，通過減少細胞凋亡、抑制炎癥反應(yīng)、促血管生長等發(fā)揮其組織保護作用[1-5]。但EPO需要大劑量才能發(fā)揮組織保護作用，會造成對骨髓造血系統(tǒng)的過度刺激。近年來在幾個大型臨床實驗中[6-9]，大劑量EPO的副作用（如高凝狀態(tài)、血栓、高血壓等）難以避免，EPO的臨床推廣遇到瓶頸。近期，Brines等[10]通過分析EPO的空間結(jié)構(gòu)，合成了螺旋B表面肽，即促紅細胞

生成素衍生肽（HBSP），并進一步證實其具有神經(jīng)組織保護作用，而無促進紅細胞生成的副作用。HBSP因其良好的臨床應(yīng)用前景而受到廣泛關(guān)注，本文就HBSP的組織保護作用研究進展做一綜述。

1 概述

HBSP的發(fā)現(xiàn):對EPO的構(gòu)象研究表明其由Helix A、B、C、D 4個疏水螺旋連接成環(huán)。 Brine 等發(fā)現(xiàn)當EPO與其促進紅細胞生成的（ EPOR）2同源二聚受體結(jié)合時，Helix B的親水表面并不與其接觸。已有報道表明對EPO進行氨甲?；揎椇笃淙钥砂l(fā)揮組織保護作用但不會促進紅細胞生成[11，12]，說明EPO中不能被氨甲?；揎椀慕Y(jié)構(gòu)含有起組織保護作用的成份，考慮到EPO的分子構(gòu)象中僅Helix B不含賴氨酸，不能被氨甲?；揎?，故認為Helix B中可能存在能起組織保護作用的成份。研究顯示當EPO 結(jié)合同源二聚受體時，B 螺旋段親水基團的氨基酸序列是 QEQLERAL，并且其活性由近端BC環(huán)上的三個氨基酸殘基所控制，于是得到了包含11個氨基酸殘基的B螺旋段表面肽HBSP: QEQLERALNSS[10]，并證實HBSP無EPO副作用。

HBSP的作用受體及信號通路:已有研究發(fā)現(xiàn)，EPO受體有兩種類型:同源二聚受體（ EPOR）2和異源二聚受體EPOR-βcR（β common receptor，βcR 是I型細胞因子受體超家族中白細胞介素3、白細胞介素5、粒細胞—巨噬細胞集落刺激因子等細胞因子受體的共享鏈）。EPO的促紅細胞生成作用是由（ EPOR）2介導的，而組織保護效應(yīng)是由EPOR-βcR介導。已有研究證實，敲除βcR基因可完全消除EPO對神經(jīng)系統(tǒng)及心臟的組織保護作用[13]；而HBSP不能結(jié)合（EPOR）2同源二聚受體，故無促紅細胞生成作用，但其可以通過EPOR-βcR異源二聚受體而起到廣泛的組織保護作用。HBSP在大鼠體內(nèi)血漿半衰期為2min，多項研究證實HBSP經(jīng)靜脈注射在循環(huán)中短時間的保護作用效能與血漿半衰期為4～6 h的EPO相當[10，14，15]。Yang等[16]研究發(fā)現(xiàn)在小鼠腎臟缺血再灌注模型中腎臟組織EPOR-βcR異源二聚受體表達上調(diào)，并且HBSP可以通過EPOR-βcR異源二聚受體而起到腎臟保護作用。HBSP與EPOR-βcR異源二聚受體結(jié)合后可以激活多種信號通路，包括磷脂酰肌醇-3激酶/絲氨酸蘇氨酸蛋白激酶通路（PI3K/Akt）、胞外信號調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2 /絲裂原活化蛋白激酶通路（ERK1/2 /MAPK）、信號轉(zhuǎn)導和轉(zhuǎn)錄激活因子3通路（STAT3）等，通過抑制凋亡、炎癥等發(fā)揮組織保護作用[17，18]。

2 HBSP的組織保護作用

HBSP對心血管系統(tǒng)的保護作用:近年來，體內(nèi)外實驗均證實了HBSP在心臟中的保護作用。Ueba等[18]通過體外培養(yǎng)的心肌細胞發(fā)現(xiàn)HBSP可以通過激活A(yù)kt，ERK1/2，STAT3等胞內(nèi)信號通路抑制腫瘤壞死因子-α（TNF-α）誘導的心肌細胞凋亡，發(fā)揮與EPO 相似的心肌細胞保護作用。王琛等[19]發(fā)現(xiàn)HBSP能夠抑制缺血再灌注誘導的大鼠心肌微血管內(nèi)皮細胞的損傷。此外，Ueba等[18]還建立了擴張型心肌病倉鼠模型，從而在體內(nèi)實驗中證明了HBSP可以通過激活A(yù)kt信號通路而起到抗凋亡的作用，并發(fā)現(xiàn)HBSP可以下調(diào)血漿中肌酸肌酶和心房鈉尿肽的水平，說明HBSP具有改善心力衰竭的作用。此后，Ahmet等[20]對HBSP與心力衰竭的關(guān)系進行研究，通過結(jié)扎前降支建立大鼠心肌梗死后心力衰竭模型，并于結(jié)扎2周后開始腹腔給予HBSP（60 μg/kg，2次/周，共10個月），發(fā)現(xiàn)與對照組相比，HBSP組大鼠死亡率明顯下降，超聲心動圖顯示左心室擴大、射血分數(shù)情況均有明顯改善，而組織學分析同樣顯示HBSP組心肌的凋亡和纖維化程度降低，這說明HBSP能夠減慢大鼠心肌梗死后心室重塑和心力衰竭的進程，并降低死亡率。

此外，HBSP在急性心肌梗死中也起到保護作用。有研究顯示，結(jié)扎冠狀動脈后即刻給予單劑焦谷胺酸HBSP 60 μg/kg（即pHBSP:在HBSP的Q氮端增加一個焦谷胺酸進行修飾，起到增加HBSP穩(wěn)定性的作用，生物學作用有效成份為HBSP），可以減輕大鼠心肌缺血區(qū)的凋亡和炎癥，減小心肌梗死面積，而小劑量pHBSP（1 μg/kg）同樣可以起到這種保護作用。另外，實驗還提出這種保護作用可能是通過激活ERK1/2，STAT3通路抑制凋亡來實現(xiàn)的[14]，這與Ueba H的研究相一致。另一項研究則提出HBSP具有抑制動脈粥樣硬化，預(yù)防冠狀動脈事件的作用。該研究利用遺傳性高脂血癥誘發(fā)的自發(fā)性心肌梗死免模型，證實了HBSP可以降低冠狀動脈粥樣硬化的發(fā)生，而這種作用部分是通過抑制冠狀動脈內(nèi)皮細胞的凋亡來實現(xiàn)，并且與冠狀動脈粥樣硬化病變中TNF-α的減少和巨噬細胞的極化改變有關(guān)[21]。

HBSP對腎臟的保護作用:目前，關(guān)于HBSP在腎臟中保護作用的研究主要集中在缺血再灌注方面。Patel等通過暫時性夾閉大鼠兩側(cè)腎蒂復(fù)制了大鼠腎的急性缺血再灌注模型，發(fā)現(xiàn)再灌48 h后，pHBSP組與缺血再灌注組相比，血尿素氮、血肌酐、肌酐清除率、鈉排泄分數(shù)均有所降低， 這說明HBSP可以減輕缺血再灌注引起的腎小球和腎小管的功能障礙。實驗還提出pHBSP可以促進Akt和糖原合成酶激酶-3β（GSK-3β）的磷酸化而抑制核轉(zhuǎn)錄因子-κB（NF-κB）的激活，從而揭示了HBSP在腎缺血再灌注中可能的保護機制[15]。Yang等[16]則證實了HBSP能顯著減輕小鼠腎臟缺血再灌注損傷后腎小管上皮細胞損傷程度和凋亡水平，這與 PI3K/Akt信號通路的激活和凋亡蛋白caspase9及caspase3的活化受抑制有關(guān)。

在腎移植中，缺血再灌注和環(huán)孢素A引起的損傷難以避免。Wu等[22]對大鼠進行了右腎缺血后再灌，左腎切除處理，并予環(huán)孢素A灌胃以模擬腎移植時面臨的情況，發(fā)現(xiàn)HBSP能減輕缺血再灌注和環(huán)孢素A引起的腎小管間質(zhì)損害和間質(zhì)纖維化，并改善腎功能，這種作用可能是通過抑制凋亡和炎癥來實現(xiàn)的。

HBSP對神經(jīng)系統(tǒng)的保護作用:原發(fā)性腦損傷后的各種生化級聯(lián)反應(yīng)導致的繼發(fā)性腦損傷會進一步加重腦損害。已有很多研究證實EPO可以通過調(diào)節(jié)凋亡、炎癥、腦血流等方式影響這些級聯(lián)反應(yīng)而起到神經(jīng)保護作用[23]。而目前關(guān)于HBSP對腦的保護作用研究較少。Robertson等[24]利用出血性休克誘導大鼠腦皮質(zhì)輕度損傷模型，發(fā)現(xiàn)pHBSP與EPO相似，可以加速腦損傷后腦血流的恢復(fù)，提高大鼠腦損傷后在平衡梁上堅持的時間和通過橫梁的速度。另一項研究則發(fā)現(xiàn)pHBSP能夠改善輕度外傷性腦損害大鼠在Morris水迷宮實驗中的表現(xiàn)，提示HBSP可能可以改善大鼠輕度外傷性腦損害后的認知功能[25]。

HBSP對其他組織器官的保護作用:一項研究表明，pHBSP能激活內(nèi)皮型NO合酶和Akt通路，抑制GSK-3β及NF-kB，減輕炎癥反應(yīng)，從而在大鼠重度缺血性休克模

型中對腎臟、肝臟、胰腺、肺等多種器官起到保護作用[26]。Mcvicar等[27]則發(fā)現(xiàn)HBSP能明顯減輕糖尿病相關(guān)的神經(jīng)膠質(zhì)細胞功能障礙和神經(jīng)元DNA損傷，抑制視網(wǎng)膜局部促炎因子的釋放，有效改善由神經(jīng)膠質(zhì)細胞和血管變性引起的糖尿病視網(wǎng)膜病變。

3 展望

HBSP作為EPO的衍生物，能夠作用于心血管系統(tǒng)、腎臟、神經(jīng)系統(tǒng)等，發(fā)揮與EPO相似的組織保護作用，但它不刺激骨髓造血系統(tǒng)，避免了紅細胞增多、血壓升高、血栓形成等不良反應(yīng)，具有良好的臨床應(yīng)用前景。但目前關(guān)于HBSP的研究較少，需要進一步的實驗尤其是臨床研究來證明HBSP的各種保護作用和安全性，為其臨床應(yīng)用提供依據(jù)。

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2015-03-31)

(編輯:汪碧蓉)

廣東省自然科學基金（10151051501000038；2015A030313238）；廣東省醫(yī)學科學技術(shù)研究基金 （B2015023）

510280 廣東省廣州市，南方醫(yī)科大學珠江醫(yī)院 心內(nèi)科

游偉 碩士研究生 研究方向為冠心病的防治及分子免疫機制 Email:497455490@qq.com 通迅作者:劉芃 Email: 65473751@qq.com

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1000-3614（2015）11-1122-03

10.3969/j.issn.1000-3614.2015.11.021