脫氫表雄酮在肺動脈高壓中的研究進(jìn)展

張藝韜綜述，曾偉杰、程康林審校

脫氫表雄酮在肺動脈高壓中的研究進(jìn)展

張藝韜綜述，曾偉杰、程康林審校

脫氫表雄酮是一種起源于腎上腺的由膽固醇合成的類固醇激素，脫氫表雄酮與脫氫表雄酮硫酸酯是循環(huán)中含量最高的激素。肺動脈高壓是一種多因素介導(dǎo)的、可以惡化心血管及呼吸系統(tǒng)疾病的病理生理異常。許多動物實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明了脫氫表雄酮是一個強(qiáng)效的抗增殖、促凋亡、改善血管重構(gòu)以及舒張血管的藥物。對于脫氫表雄酮的作用機(jī)制有一個清晰的認(rèn)識也許能為肺動脈高壓的治療提供一個新的方法。

綜述；硫酸脫氫表雄酮；高血壓， 肺性

脫氫表雄酮（DHEA）是一種起源于腎上腺的由膽固醇合成的類固醇激素［1］。在人體中，DHEA是含量最多的類固醇激素，肺動脈高壓是一類涉及到大量的臨床癥狀，可以加劇心血管及呼吸系統(tǒng)疾病的一組病理生理學(xué)病變，并存在較高的死亡率。目前越來越多的證據(jù)表明DHEA可能對肺動脈高壓有效［2-4］。對DHEA在肺動脈高壓中所扮演的角色有一個更好的了解或許可以給臨床治療提供些許參考。本文旨在闡述DHEA在肺動脈高壓中所扮演的角色。我們將從一個獨(dú)特的視角來介紹DHEA對肺動脈高壓的影響及其分子生物學(xué)機(jī)制。

1　脫氫表雄酮的合成與代謝

DHEA是血漿中濃度最高的類固醇激素?；瘜W(xué)名為3β-羥基雄甾-5-烯-17-酮，它是一種具有膽固醇△ 5， 6- 雙鍵及可酯化3β -羥基的甾體，分子式C19H28O2，相對分子質(zhì)量288.43，吸收波長范圍為200～215 nm［5］。在人及其它靈長類動物中， DHEA最初由腎上腺皮質(zhì)的網(wǎng)狀帶分泌。該分泌受促腎上腺皮質(zhì)激素（ACTH）及其它腦垂體因素調(diào)節(jié)，人體中腎上腺皮質(zhì)激素每天分泌約75%～90%的DHEA，余下的則由睪丸和卵巢產(chǎn)生［6］。DHEA主要以脫氫表雄酮硫酸酯（DHEAS）的形式進(jìn)入血液循環(huán)中，后者的血漿濃度是前者的300～500倍。DHEA與DHEAS在磺基轉(zhuǎn)移酶以及類固醇硫酸酯酶作用下互相轉(zhuǎn)換。因此，不同組織中DHEA磺基轉(zhuǎn)移酶以及類固醇硫酸酯酶的表達(dá)不同主要取決于DHEA儲存和DHEA新陳代謝間的平衡。胎兒的DHEAS水平大約在3～7 μM/L，出生后則迅速降低并且維持在較低水平直至腎上腺機(jī)能初現(xiàn)，到30歲以前，血液中DHEAS的濃度持續(xù)升高，峰值為10 μM/L左右［7］。血液循環(huán)中DHEAS的濃度有明顯的性別差異：男性（10 μM/L）高于女性（5 μM/L）［8］，并且成年人血液中該激素濃度逐漸降低。

2　脫氫表雄酮與肺動脈高壓

2.1肺動脈高壓的定義與分類

肺動脈高壓是指人在靜息狀態(tài)下通過右心導(dǎo)管（RHC）測量平均肺動脈壓力（mPAP）≥25 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）的一類疾?。?］。自1988年開始，肺動脈高壓的分類正逐步的完善，到目前為止，大致可分為幾類：（1）動脈性肺動脈高壓；（2）左心疾病相關(guān)的肺動脈高壓；（3）肺疾病和（或）缺氧導(dǎo)致的肺動脈高壓；（4）慢性血栓栓塞性肺動脈高壓以及其他肺動脈阻塞；（5）原因不明或多因素導(dǎo)致的肺動脈高壓。目前國際上肺動脈高壓的數(shù)據(jù)很少，在英國，肺動脈高壓的患病率為97/100萬人，男女比約為1:1.8，美國肺動脈高壓患者的死亡率約為4.5～12.3/10萬人［9，10］。

2.2肺動脈高壓患者的性別差異

近年來，隨著對肺動脈高壓病理生理學(xué)特征以及治療選擇的逐漸深入，人們發(fā)現(xiàn)了一個重要的現(xiàn)象：在該病的發(fā)病率上有明顯的性別差異，女性肺動脈高壓的發(fā)病率遠(yuǎn)高于男性（NIH登記注冊研究顯示女性：男性為1.7:1，而更多的最近的登記注冊研究結(jié)果提示女性：男性在1.4:1～4.1:1不等［11］），而預(yù)后方面，肺動脈高壓患者男性的預(yù)后明顯差于女性（法國的登記注冊研究顯示女性與男性患者的死亡率之比為0.375:1，歐洲的登記注冊研究也提示了男性患者死亡風(fēng)險高于女性，美國的REVEAL注冊登記研究也提示60歲以上男性患者死亡風(fēng)險增高［11，12］。很遺憾，到目前為止，我們無法從上述性別差異中得出結(jié)論甚至是共識，即性激素對肺動脈高壓是有益還是有害。然而，DHEA既能轉(zhuǎn)化成睪酮，亦可以轉(zhuǎn)化成雌激素，能否對DHEA治療有所幫助呢？這是本文旨在探討的問題。

2.3脫氫表雄酮對肺動脈高壓的影響

Farrukh等［13］在動物實(shí)驗(yàn)中證明了DHEA是肺血管擴(kuò)張劑以及通過開放鉀離子通道（Kca）來抑制急性缺氧型肺血管收縮，自此以來，越來越多的研究報道了DHEA對肺動脈高壓的影響。

2.3.1動物實(shí)驗(yàn)方面

在動物實(shí)驗(yàn)方面，每2天口服DHEA（30 mg/kg）已經(jīng)被許多學(xué)者證實(shí)［14-18］對缺氧或者野百合堿導(dǎo)致肺動脈高壓的大鼠有效。（1） DHEA可以降低缺氧導(dǎo)致肺動脈高壓大鼠的肺動脈壓［14］，該現(xiàn)象最初由Bonnet等發(fā)現(xiàn)，此后得到了很多研究證實(shí)；（2）DHEA可以降低右心室收縮壓，而對全身血壓、心率無明顯影響；（3）DHEA可以降低肺動脈中膜厚度、肺血管阻力［17，18］；（4）DHEA可以顯著提高心收縮力及心輸出量［18，19］，但是亦有研究未發(fā)現(xiàn)心輸出量的差異［16，17］；（5）DHEA可以顯著減輕右心室肥厚，使得右心室/左心室+室間隔的質(zhì)量比（RV/ LV+IVS）顯著降低，在結(jié)構(gòu)和功能方面保護(hù)右心室；（6）在野百合堿導(dǎo)致肺動脈高壓的模型中，Homma等［18］發(fā)現(xiàn)相較于未經(jīng)DHEA治療的大鼠，就其30%的9周存活率而言，經(jīng)過DHEA治療的模型鼠可以獲得100%的存活率。

2.3.2基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)方面

眾所周知，肺動脈高壓是一種多因素導(dǎo)致的疾?。?0］，目前有許多關(guān)于DHEA對肺動脈平滑肌細(xì)胞（PASMC）以及內(nèi)皮細(xì)胞影響的報道，這也反映了DHEA治療肺動脈高壓的機(jī)制是多元的，其具體機(jī)制如下：

（1）DHEA對膜電位以及離子通道的影響：一些有關(guān)人PASMC在缺氧環(huán)境下的電生理實(shí)驗(yàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：①DHEA通過增加膜兩側(cè)鈣離子激活的Kca開發(fā)使細(xì)胞膜超極化，從而保護(hù)PASMC［21，22］；②DHEA作為大電導(dǎo)鈣激活的鉀通道（BKca）的開放劑，通過提高Kca對膜電位的敏感性來逆轉(zhuǎn)缺氧對PASMC的影響［21，22］。在缺氧導(dǎo)致的肺動脈高壓模型中，DHEA提高了BKca的活性以及增加了該通道的表達(dá)［14］。而在鼠PASMC中，有研究顯示，DHEA可以通過Gi蛋白依賴通路直接抑制T型電壓依賴性鈣通道的鈣離子內(nèi)流［23］。

（2）DHEA對PASMC中鈣離子的影響：PASMC胞漿中游離鈣離子濃度升高不僅是血管收縮的主要刺激因素，而且在平滑肌肥厚的刺激中也扮演了重要的角色［23］。在肺動脈高壓大鼠以及肺動脈高壓患者的PASMC細(xì)胞中，細(xì)胞內(nèi)剩余鈣離子濃度都有升高，而在經(jīng)過DHEA治療后，該指標(biāo)顯著降低［14，23］。但該效應(yīng)可以被一種電壓依賴性鉀離子通道（Kv）阻斷劑（IBTX，4AP）以及二硫蘇糖醇（DTT）抑制。眾所周知，在缺氧環(huán)境下，肺動脈細(xì)胞的氧化還原平衡處在一個還原態(tài)中，這造成了Kv的抑制從而導(dǎo)致肺動脈高壓［6］，而DHEA可以造成煙酰胺腺嘌呤二核苷酸/煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH/NAD）比值降低，從而導(dǎo)致細(xì)胞氧化。因此，我們有理由認(rèn)為，DHEA可以改變細(xì)胞的氧化還原平衡，使其朝向氧化狀態(tài)，從而激動BKca以及Kv。

（3） DHEA對環(huán)鳥甘酸（cGMP）的影響：cGMP聚集是控制血管舒縮的關(guān)鍵因子，肺動脈高壓的特征之一就是改變肺血管的舒縮。因此，可以認(rèn)為，調(diào)整cGMP的聚集可能是抵抗肺動脈高壓的重要手段，并且已經(jīng)用于臨床［6，24，25］。Oka等［17］發(fā)現(xiàn)，在缺氧導(dǎo)致肺動脈高壓模型中，DHEA可以上調(diào)肺動脈可溶性鳥苷酸環(huán)化酶蛋白的表達(dá)，同時也增加肺動脈對一氧化氮（NO）的舒張反應(yīng)性。

（4）DHEA對缺氧誘導(dǎo)因子-1α（HIF-1α）的影響：HIF-1α是機(jī)體在缺氧環(huán)境下為保持體內(nèi)氧平衡做出反應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子之一［26］。在野百合堿導(dǎo)致肺動脈高壓模型中，線粒體活性氧（ROS）降低，HIF-1α激活，這抑制了氧敏感以及電壓依賴性鉀離子通道1.5（Kv1.5）的表達(dá)，而阻斷這一過程，如阻斷HIF-1α的激活可以恢復(fù)Kv1.5的功能［27］。而DHEA恰恰能降低HIF-1α的聚集，這一點(diǎn)已被Dessouroux等［26］證實(shí)，該實(shí)驗(yàn)中缺氧組、DHEA治療組的HIF-1α mRNA水平?jīng)]有改變，因此考慮HIF-1α降低可能是類固醇的轉(zhuǎn)錄后效應(yīng)。

（5）DHEA對Rho相關(guān)螺旋卷曲蛋白激酶（ROCK）信號通路的影響：ROCK信號通路在血管收縮與重塑中扮演了一個重要的角色，這個信號通路是被其上游的導(dǎo)致肺血管重塑關(guān)鍵分子激活的，如血小板衍生生長因子（PDGF）、內(nèi)皮素-1（ET-1）、5-羥色胺、血管緊張素［28］。而ROCK的激活與肺動脈高壓的持續(xù)有著密切的關(guān)系［29］。ROCK信號通路抑制劑在動物實(shí)驗(yàn)中的獲益在將來被用于臨床治療是十分有希望的。在野百合堿所致肺動脈高壓的模型中，DHEA治療可以阻止ROCK信號通路的激活［18］。

（6）DHEA對Src（一種編碼絡(luò)氨酸激酶的原癌基因）/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）通路的影響：肺動脈高壓是一種以PASMC增殖以及抗凋亡為特征的阻塞性血管病變的疾病。這種現(xiàn)象的維持需要促存活轉(zhuǎn)錄因子如STAT3以及活化T細(xì)胞核因子（NFAT）的激活。STAT3通路原理如下：循環(huán)中生長因子、細(xì)胞因子等增加誘發(fā)STAT3活化，進(jìn)而增加活化T細(xì)胞核因子2（NFATc2）的表達(dá)以及激活原癌基因Pim-1，一旦被激活，Pim-1刺激NFATc2表達(dá)，從而通過B淋巴細(xì)胞瘤-2基因（Bcl-2）依賴機(jī)制促進(jìn)鈣離子依賴PASMC的增殖以及抑制線粒體依賴的凋亡［30］。最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，DHEA可以促進(jìn)肺動脈高壓的PASMC凋亡，抑制其增殖并降低細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度；應(yīng)用在野百合堿導(dǎo)致肺動脈高壓的SD大鼠身上，則可以觀察到經(jīng)過DHEA治療后，mPAP下降，右心室肥厚減輕。而這些現(xiàn)象，都與Src、STAT3、Pim-1、NFATc2，生存素的抑制以及骨形成蛋白II受體（BMPR2）以及微小RNA-204（miR-204）表達(dá)增加有關(guān)。這些都說明了DHEA可以通過抑制Src/STAT3信號通路逆轉(zhuǎn)肺動脈高壓。

（7）DHEA對葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（G6PD）的影響：葡萄糖是維持生命的必須，也是細(xì)胞代謝中重要的組成部分。糖代謝中的產(chǎn)品或者副產(chǎn)品都被用于許多化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)往往掌控著細(xì)胞的生死。當(dāng)細(xì)胞有能量剩余時，就會啟動磷酸戊糖途徑，而G6PD是該途徑的關(guān)鍵酶。磷酸戊糖途徑產(chǎn)生了保護(hù)細(xì)胞免受氧化傷害的NADPH以及合成RNA及DNA的原料核糖。在PASMC以及右心室中，缺氧環(huán)境可以使G6PD活性升高［19，31］。在PASMC中，G6PD活性升高可以增加HIF-1α及細(xì)胞周期蛋白的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞增長與增殖以及CD133+細(xì)胞分化成平滑肌細(xì)胞，這些現(xiàn)象導(dǎo)致了肺血管重塑［32］。而DHEA恰恰可以抑制G6PD的活化，從而逆轉(zhuǎn)上述現(xiàn)象的發(fā)生，降低細(xì)胞內(nèi)氧化壓力，促進(jìn)葡萄糖有氧氧化，提高乙酰輔酶A含量，減輕心肌細(xì)胞自噬，改善肺血管重塑，提高心輸出量［19，31，32］。

3　結(jié)語

在過去的十多年里，DHEA在心血管疾病中的研究越來越熱門。今天，我們對DHEA在血管系統(tǒng)中所扮演的角色有了一個更全面的了解。DHEA通過促進(jìn)血管舒張、抗細(xì)胞增殖來治療肺動脈高壓。DHEA對肺動脈高壓的益處在許多動物實(shí)驗(yàn)中已得到證實(shí)，因?yàn)镈HEA是一個安全的并且已得到臨床應(yīng)用的藥物，甚至有樣本量很小的試點(diǎn)研究顯示DHEA對慢性阻塞性肺疾?。–OPD）相關(guān)肺動脈高壓有益［33］。我們相信不久的將來，DHEA可以不僅僅局限于動物實(shí)驗(yàn)，而是更進(jìn)一步到臨床試驗(yàn)。

［1］ Miller WL. Androgen biosynthesis from cholesterol to DHEA. Mol Cell Endocrinol， 2002， 198: 7-14.

［2］ Alzoubi A， Toba M， Abe K， et al. Dehydroepiandrosterone restores right ventricular structure and function in rats with severe pulmonaryarterial hype rtension. Am J Physiol Heart Circ Physiol， 2013， 304: H1708-1718.

［3］ Paulin R， Meloche J， Jacob MH， et al. Dehydroepiandrosterone inhibits the Src/STAT3 constitutive activation in pulmonary arterial hypertension. Am J Physiol Heart Circ Physiol， 2011， 301: H1798-1809.

［4］ Dumas de la Roque E， Quignard JF， Ducret T， et al. Beneficial effect of dehydroepiandrosterone on pulmonary hypertension in a rodent model of pulmonary hypertension in infants. Pediatr Res， 2013， 74: 163-169.

［5］ 覃旺軍， 李朋梅， 崔剛， 等. 脫氫表雄酮與老年性疾病關(guān)系的研究進(jìn)展. 臨床藥物治療雜志， 2015， 13: 5-8.

［6］ Dumas de la Roque E， Savineau J， Bonnet S. Dehydroepiandrosterone: A new treatment for vascular remodeling diseases including pulmonary arterial hypertension. Pharmacol Ther， 2010， 126: 186-199.

［7］ Campbell BC， Leslie P， Campbell K. Age-related patterns of DHEAS among Turkana males of northern Kenya. Aging Male， 2007， 10: 203-209.

［8］ Parker CR Jr. Dehydroepiandrosterone and dehydroepiandrosterone sulfate production in the human adrenal during development and aging. Steroids， 1999， 64: 640-647.

［9］ Galiè N， Humbert M， Vachiery J， et al. 2015 ESC/ERS Guidelines for the diagnosis and treatment of pulmonary hypertension. Eur Respir J，2015， 46: 1032-2015.

［10］ 楊濤， 何建國. 左心疾病相關(guān)性肺動脈高壓預(yù)后的研究進(jìn)展. 中國循環(huán)雜志， 2013， 28: 237-239.

［11］ Lahm T， Tuder RM， Petrache I. Progress in solving the sex hormone paradox in pulmonary hypertension. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol， 2014， 307: L7-26.

［12］ Martin YN， Pabelick CM. Sex differences in the pulmonary circulation: implications for pulmonary hypertension. Am J Physiol Heart Circ Physiol， 2014， 306: H1253-1264.

［13］ Farrukh IS， Peng W， Orlinska U， et al. Effect of dehydroepiandrosterone on hypoxic pulmonary vasoconstriction: a Ca（2+）-activated K（+）-channel opener. Am J Physiol， 1998， 274（2 Pt 1）: L186-195.

［14］ Bonnet S， Dumas-de-La-Roque E， Bégueret H， et al. Dehydroepiandrosterone （DHEA） prevents and reverses chronic hypoxic pulmonary hypertension. Proc Natl Acad Sci USA， 2003， 100: 9488-9493.

［15］ Dumas de La Roque E， Bellance N， Rossignol R， et al. Dehydroepiandrosterone reverses chronic hypoxia/reoxygenationinduced right ventricular dysfunction in rats. Eur Respir J， 2012， 40: 1420-1429.

［16］ Hampl V， Bibova J， Povysilova V， et al. Dehydroepiandrosterone sulphate reduces chronic hypoxic pulmonary hypertension in rats. Eur Respir J， 2003， 21: 862-865.

［17］ Oka M， Karoor V， Homma N， et al. Dehydroepiandrosterone upregulates soluble guanylate cyclase and inhibits hypoxic pulmonary hypertension. Cardiovasc Res， 2007， 74: 377-387.

［18］ Homma N， Nagaoka T， Karoor V， et al. Involvement of RhoA/ Rho kinase signaling in protection against monocrotalineinduced pulmonary hypertension in pneumonectomized rats by dehydroepiandrosterone. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol， 2008，295: L71-78.

［19］ Rawat DK， Alzoubi A， Gupte R， et al. Increased reactive oxygen species， metabolic maladaptation， and autophagy contribute to pulmonary arterial hypertension-induced ventricular hypertrophy and diastolic heart failure. Hypertension， 2014， 64: 1266-1274.

［20］ 鄭亞國， 何建國， 熊長明. 肺動脈高壓免疫炎癥機(jī)制研究進(jìn)展. 中國循環(huán)雜志， 2013， 28: 469-471.

［21］ Peng W， Hoidal JR， Farrukh IS. Role of a novel KCa opener in regulating K+ channels of hypoxic human pulmonary vascular cells. Am J Respir Cell Mol Biol， 1999， 20: 737-745.

［22］ Farrukh IS， Peng W， Orlinska U， et al. Effect of dehydroepiandrosterone on hypoxic pulmonary vasoconstriction: a Ca（2+）-activated K（+）-channel opener. Am J Physiol， 1998， 274（2 Pt 1）: L186-195.

［23］ Chevalier M， Gilbert G， Lory P， et al. Dehydroepiandrosterone （DHEA）inhibits voltage-gated T-type calcium channels. Biochem Pharmacol，2012， 83: 1530-1539.

［24］ Steiner MK， Preston IR， Klinger JR， et al. Pulmonary hypertension: inhaled nitric oxide， sildenafil and natriuretic peptides. Curr Opin Pharmacol， 2005， 5: 245-250.

［25］ Klinger JR. The nitric oxide/cGMP signaling pathway in pulmonary hypertension. Clin Chest Med， 2007， 28: 143-167.

［26］ Dessouroux A， Akwa Y， Baulieu EE. DHEA decreases HIF-1alpha accumulation under hypoxia in human pulmonary artery cells: potential role in the treatment of pulmonary arterial hypertension. J Steroid Biochem Mol Biol， 2008， 109（1-2）: 81-89.

［27］ Bonnet S， Michelakis ED， Porter CJ. An abnormal mitochondrialhypoxia inducible factor-1alpha-Kv channel pathway disrupts oxygen sensingand triggers pulmonary arterial hypertension in fawn hooded rats: similarities to human pulmonary arterial hypertension. Circulation， 2006， 113: 2630-2641.

［28］ Montani D， Chaumais MC， Guignabert C， et al. Targeted therapies in pulmonary arterial hypertension. Pharmacol Ther， 2014， 141: 172-191.

［29］ Do EZ， Fukumoto Y， Takaki A， et al. Evidence for Rho-kinase activation in patients with pulmonary arterial hypertension. Circ J，2009， 73: 1731-1739.

［30］ Paulin R， Courboulin A， Meloche J， et al. Signal transducers and activators of transcription-3/pim1 axis plays a critical role in the pathogenesis of human pulmonary arterial hypertension. Circulation，2011， 123: 1205-1215.

［31］ Chettimada S， Gupte R， Rawat D， et al. Hypoxia-induced glucose-6-phosphate dehydrogenase overexpression and -activation in pulmonary artery smooth muscle cells: implication in pulmonary hypertension. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol， 2015， 308: L287-300.

［32］ Chettimada S， Joshi SR， Alzoubi A， et al. Glucose-6-phosphate dehydrogenase plays a critical role in hypoxia-induced CD133+ progenitor cells self-renewal and stimulates their accumulation in the lungs of pulmonary hypertensive rats. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol， 2014， 307: L545-556.

［33］ Dumas de la Roque E， Savineau JP， Metivier AC， et al. Dehydroepiandrosterone （DHEA） improves pulmonary hypertension in chronic obstructive pulmonary disease （COPD）: a pilot study. Ann Endocrinol， 2012， 73: 20-25.

2016-01-21）

（編輯: 漆利萍）

國家自然科學(xué)基金-青年科學(xué)基金項(xiàng)目（81400301）

510000 廣東省廣州市，中山大學(xué)附屬第六醫(yī)院 心血管內(nèi)科

張藝韜 碩士研究生 主要研究方向?yàn)樾难軐I(yè) Email：Casillatao@163.com 共同通訊作者：曾偉杰 Email：zengwj2011@126.com程康林 Email：chengkangling@126.com

R543.2

A

1000-3614（2016）09-0928-03 doi:10.3969/j.issn.1000-3614.2016.09.024