CD39在心肌缺血再灌注中的心臟保護(hù)作用的研究進(jìn)展

肖青京，黃崢嶸

CD39在心肌缺血再灌注中的心臟保護(hù)作用的研究進(jìn)展

肖青京1，黃崢嶸2

腺苷循環(huán)的活化是缺血再灌注內(nèi)在重要的病理生理學(xué)機(jī)制。CD39［1］為膜外二三磷酸核苷水解酶.1（E. NTPDase-1），將細(xì)胞外的ATP（三磷酸腺苷）、ADP（二磷酸腺苷）水解產(chǎn)生AMP（一磷酸腺苷），參與腺苷循環(huán)的代謝，在缺血再灌注中如腎臟、心臟等起重要的作用。本文通過對CD39的心臟保護(hù)作用的研究進(jìn)展和現(xiàn)狀作一綜述，特別是在心肌缺血再灌注的發(fā)生發(fā)展中，以期能全面展示CD39在心肌缺血再灌注損傷中的的應(yīng)用和前景。

1 CD39的概述

C D3 9分子［1，2］為膜外二三磷酸核苷水解酶-1 （E.NTPDase-1），相對分子質(zhì)量為70 000～100 000。由510個氨基酸和兩個跨膜結(jié)構(gòu)區(qū)構(gòu)成。一個跨膜結(jié)構(gòu)區(qū)為NH2末端和COOH末端。另一個為細(xì)胞外的分解區(qū)域，含有5個三磷酸腺苷雙磷酸酶保守區(qū)是維持該分子的酶活性、結(jié)構(gòu)完整性和表達(dá)于細(xì)胞膜上必需的結(jié)構(gòu)。此蛋白主要的翻譯后修飾途徑主要包括糖基化，棕櫚?；头核鼗?-5］。

CD39通過陽離子依賴途徑分解ATP、ADP產(chǎn)生AMP。研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的CD39處于失活狀態(tài)，細(xì)胞表面的CD39處于活化狀態(tài)。其失活與活化的轉(zhuǎn)變主要通過脂質(zhì)代謝途徑，如胞膜窖［6］。

CD39廣泛表達(dá)于外周血、肺、骨骼肌、腎臟、心臟、腦等組織器官，在外周血白細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、角化細(xì)胞和神經(jīng)突觸有較高表達(dá)［2，7-9］。

2 CD39與心肌缺血再灌注

2.1心肌缺血再灌注與ATP 心肌缺血主要由于急性冠狀動脈（冠脈）血栓引起，進(jìn)而導(dǎo)致心肌細(xì)胞死亡，常見的疾病如急性心肌梗死等，發(fā)病率和死亡率在心血管疾病中占很高比例，給國家?guī)砹司薮蟮慕】岛徒?jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)［10］。缺血再灌注會加重組織或細(xì)胞的炎癥和缺氧。在炎癥或缺氧條件下，細(xì)胞內(nèi)［11］的ATP濃度減少，胞外的核苷酸［12］特別是ATP的釋放增多。細(xì)胞外ATP［13］釋放一方面是由于細(xì)胞損傷或者破壞，另一方面是由于泛連接蛋白半通道的凋亡細(xì)胞和聯(lián)結(jié)蛋白半通道的炎癥細(xì)胞。釋放的ATP［14］通過自分泌或者旁分泌作用于特定的細(xì)胞表面P2受體，其包括G蛋白偶聯(lián)的P2X7受體和ATP門控的P2X非選擇性陽離子通道。P2［15］受體介導(dǎo)的信號分子主要是通過核細(xì)胞膜外苷酸酶清除ATP來終止缺血再灌注。CD39是主要的細(xì)胞膜外苷酸酶，其有起到清除ATP的能力。

2.2心肌缺血再灌注與血栓 心肌缺血再灌注是由于動脈粥樣硬化斑塊（血栓）的急性損害導(dǎo)致。血栓形成在其中起到重要作用。血栓形成是血管受到損失導(dǎo)致血小板的活化和聚集。血栓調(diào)控機(jī)制［2］包括類花生酸的釋放，一氧化氮（NO）的產(chǎn)生，硫酸乙酰肝素的表達(dá)，腺苷循環(huán)中ATP，ADP，AMP等的分解代謝。由此可知在血栓形成過程中，核苷酸酸及其代謝產(chǎn)物腺苷也起到重要作用。

2.3CD39與腺苷 腺苷為一種內(nèi)源性的自分泌抗炎因子，通常狀態(tài)下，在細(xì)胞外濃度含量較低。在缺血缺氧條件［16］下轉(zhuǎn)錄水平增高，暗示腺苷信號能使組織適應(yīng)缺氧。當(dāng)細(xì)胞缺氧情況下，細(xì)胞外的腺苷水平急劇增高，主要是由于CD39分解細(xì)胞外的核苷酸導(dǎo)致。研究發(fā)現(xiàn)［17］CD39的轉(zhuǎn)錄和蛋白水平增加與腺苷密切相關(guān)，高于正?；€水平的9倍。因此缺血再灌注中腺苷循環(huán)的活化為其內(nèi)在的病理生理機(jī)制，促使器官、組織耐受進(jìn)一步的缺血障礙。CD39在缺血再灌注中起到重要作用。

在大鼠的離體心臟的心肌缺血再灌注模型［18］，發(fā)現(xiàn)其冠脈血管床缺乏CD39，可見CD39在心肌缺血再灌注中起重要作用。核苷酸在心肌的缺血再灌注中起至關(guān)重要的作用。細(xì)胞外的核苷酸濃度的改變能夠活化腺苷循環(huán)，導(dǎo)致血小板的聚集或解聚，改善心肌的缺血再灌注損傷。

2.4CD39與心肌保護(hù)作用 CD39對于調(diào)節(jié)心肌缺血再灌注起到重要作用。在細(xì)胞水平上［19］，細(xì)胞內(nèi)的穩(wěn)態(tài)和纖維反應(yīng)是由促纖維化的ATP和抗纖維化的腺苷組成的集成信號，CD39在集成信號中起了重要的作用，可能在心肌纖維化形成過程中起一定作用。在小鼠心肌缺血再灌注模型［20］中，CD39的缺乏造成ATP的聚集和腺苷的缺失，通過A2BR機(jī)制來使心肌細(xì)胞對損害的敏感性增加。相反，在小鼠心肌缺血再灌注模型中［21］，CD39的過度表達(dá)組梗死面積較正常組顯著減少，研究提示CD39可能具有心臟保護(hù)作用。隨后有研究將人的CD39基因鍥入豬、小鼠的模型中［22，23］，發(fā)現(xiàn)其梗死面積相應(yīng)減少。在人體的研究水平上，不穩(wěn)定型心絞痛和心肌梗塞患者［24］相對穩(wěn)定型心絞痛其CD39的免疫活性降低。對于外周的動脈粥樣硬化的患者研究發(fā)現(xiàn)［25］其相對正常組有較低水平的CD39，并與疾病進(jìn)程有關(guān)。

3 細(xì)胞表面的CD39分子

研究證實CD39使胞膜外的ATP和ADP水解為單磷酸腺苷，腺苷可作為免疫抑制因子作用于A2A腺苷受體，抑制促炎性因子γ-干擾素（IFN-γ）、白介素-17（IL17）分泌，促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞表達(dá)叉頭蛋白P3（forkhead box P3，F(xiàn)oxP3）、白介素-10（IL-10）和血清轉(zhuǎn)化生長因子（TGF-B）分泌，抑制效應(yīng)性T細(xì)胞增殖和功能。

CD39是表達(dá)于白細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的細(xì)胞表面酶。在白細(xì)胞亞群中，CD39主要表達(dá)于B淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞（PMN）和單核細(xì)胞，高達(dá)90%，而表達(dá)CD39的T淋巴細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞（NK細(xì)胞）為6%。盡管表達(dá)CD39的B淋巴細(xì)胞數(shù)量遠(yuǎn)高于T淋巴細(xì)胞，但T淋巴細(xì)胞中的CD39活性可能比B淋巴細(xì)胞中的活性高。在正常和缺血再灌注情況下，CD39表達(dá)于心臟循環(huán)的白細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞［26］。在前降支血流堵塞的心肌缺血50 min內(nèi)，免疫細(xì)胞數(shù)目增加，特別是粒細(xì)胞CD39。研究證實在心肌缺血再灌注過程中，在Treg細(xì)胞上的CD39在其中其了重要的作用［27］。在動物水平上，研究稱在心肌缺血再灌注的小鼠中Treg細(xì)胞快速積累。在調(diào)節(jié)性T細(xì)胞缺乏的小鼠模型中選擇性的Treg的缺乏導(dǎo)致心肌的缺血再灌注。對其機(jī)制的研究中發(fā)現(xiàn)活化的Treg細(xì)胞的保護(hù)不能被TGF-B1和IL-10抑制劑所阻止以及能被CD39的缺乏所消弱，在人體水平上，通過對經(jīng)皮冠脈介入術(shù)的急性冠脈綜合癥的患者的外周血分析發(fā)現(xiàn)其Treg細(xì)胞的減少，伴隨著相關(guān)CD39細(xì)胞的增加。因此推論在心肌的缺血再灌注中活化的treg細(xì)胞可通過CD39來起到心肌保護(hù)作用。

4 CD39的臨床應(yīng)用前景

血栓形成過程中動脈粥樣硬化斑塊的急性破裂是導(dǎo)致死亡和致殘的主要原因之一，抗血小板聚集對于其發(fā)生發(fā)展起到重要的作用?，F(xiàn)有的抗血小板聚集的藥物包括不可逆的環(huán)化酶抑制劑（阿司匹林）、P2Y12受體失活（氯吡格雷）和其他（如他汀類藥物等）。在體內(nèi)使用羥甲基戊二酸單酰輔酶A還原酶抑制劑（他汀類藥物）藥物［28］能引起CD39表達(dá)上調(diào)，導(dǎo)致凝血酶誘導(dǎo)下的血小板聚集降低。氯吡格雷等［29］可通過肝臟轉(zhuǎn)化作用抑制血管核苷酸分解酶的活性作用。

重組可溶性CD39［30］，是一種新型的抗血小板聚集抑制劑。具有抗血栓作用。研究發(fā)現(xiàn)在急性大腦中動脈閉塞的大鼠模型中［31］，重組可溶性CD39具有神經(jīng)源性保護(hù)作用。在急性冠脈球囊損傷的豬模型中［32］，結(jié)合肝素的重組可溶性CD39，其血小板和纖維蛋白沉積比率降低趨勢減弱。當(dāng)加入含豐富人類血小板的血漿中，能100%的組織ADP引起血小板聚集。因此結(jié)合現(xiàn)代急性血栓事件的標(biāo)注化治療方案，重組CD39能進(jìn)一步抑制血小板聚集。重組CD39能抑制內(nèi)皮新生［33］，減少血小板聚集。在心血管治療領(lǐng)域，可提供一種新的治療策略和拓寬心血管治療窗口的安全性。研究發(fā)現(xiàn)［34，35］8-BUS-ATP衍生物和多金屬氧酸酶，為胞膜外的選擇性的核苷酸酶抑制劑，對選擇性阻滯劑的研究很有必要。

在臨床上，磷酸二脂酶抑制劑如西洛他唑［5］具有抗栓作用，其獲得美國食品藥品監(jiān)督局批準(zhǔn)，作用機(jī)制為通過胞內(nèi)的cAMP的濃度的減少增加CD39的蛋白表達(dá)和ATP/ADP分解酶的活性，而不影響CD39轉(zhuǎn)錄。其提示CAMP可調(diào)控CD39的表達(dá)。

5 結(jié)論

CD39廣泛表達(dá)于心臟血管和組織。CD39水解ATP、ADP，最終產(chǎn)生腺苷。腺苷在抑制血小板活化和聚集方面起重要作用。CD39在心肌缺血再灌注的發(fā)生發(fā)展中起保護(hù)作用。

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本文編輯：孫竹

黃崢嶸，E-mail:604860552@qq.com

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