細(xì)胞特異性鹽皮質(zhì)激素受體對(duì)血壓的調(diào)節(jié)作用研究進(jìn)展

馬茜鈺，張丹，張錦

1蘭州大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，蘭州 730000；2蘭州大學(xué)第一醫(yī)院心內(nèi)科/甘肅省心血管疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730000

高血壓作為心血管系統(tǒng)的常見(jiàn)疾病，不僅影響患者的生活質(zhì)量，還加重了醫(yī)療系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。以外周血流阻力增加為特征的高血壓是心血管疾病最危險(xiǎn)的因素，交感神經(jīng)系統(tǒng)、腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS)及血漿容量、血管重構(gòu)等參與了血壓調(diào)節(jié)，其中不同細(xì)胞的鹽皮質(zhì)激素受體(mineralcoticoid receptor，MR)活化在調(diào)節(jié)血管張力、心臟和血管重塑以及容量調(diào)節(jié)方面具有重要作用。闡明不同細(xì)胞MR活化在高血壓中的作用機(jī)制可為日后的疾病干預(yù)提供參考。本文對(duì)不同細(xì)胞MR在血壓調(diào)節(jié)中的作用機(jī)制進(jìn)行綜述。

1 MR表達(dá)與配體

MR表達(dá)于體內(nèi)多種組織細(xì)胞中，如血管內(nèi)皮細(xì)胞(endothelial cell，EC)、平滑肌細(xì)胞(smooth muscle cell，SMC)、心肌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、炎性細(xì)胞及免疫細(xì)胞等。醛固酮被認(rèn)為是EC-MR的內(nèi)源性配體，其他細(xì)胞MR的配體是醛固酮或是糖皮質(zhì)激素則取決于其局部11β-羥基類固醇脫氫酶(11β-HSD)活性和(或)局部醛固酮、糖皮質(zhì)激素的合成[1]。此外，血管緊張素Ⅱ(Ang Ⅱ)還可以通過(guò)Ang Ⅱ 1型受體(AT1R)激活SMC-MR[2]。

2 血管平滑肌細(xì)胞(VSMC)-MR

2.1 VSMC-MR活化促進(jìn)血管鈣化 血管鈣化常見(jiàn)于老年人、慢性腎臟病、動(dòng)脈粥樣硬化及糖尿病患者。VSMC-MR活化增加了成骨轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)，上調(diào)了鈉依賴性磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)，從而增加了血管硬度[3]。螺內(nèi)酯可預(yù)防腺嘌呤誘發(fā)的慢性腎臟病大鼠及Klotho(一種抗衰老基因)亞型小鼠的血管鈣化[4]。另外，糖皮質(zhì)激素相關(guān)的血管鈣化可能也是由MR介導(dǎo)的。研究表明，糖皮質(zhì)激素受體拮抗劑對(duì)小鼠VSMC鈣化無(wú)影響，而MR拮抗劑依普利酮減少了皮質(zhì)酮誘導(dǎo)的VSMC鈣化，表明皮質(zhì)酮可通過(guò)MR誘導(dǎo)血管鈣化[5]。因此，抑制MR可能是防止血管鈣化的有效策略。

2.2 VSMC-MR活化促進(jìn)血管重塑 生理?xiàng)l件下，VSMC-MR能調(diào)節(jié)大動(dòng)脈的血管緊張度并維持正常血壓。一項(xiàng)對(duì)VSMC-MR基因敲除(VSMC-MR-KO)小鼠的研究表明，VSMC-MR在收縮蛋白活化，以及鈣離子、一氧化氮介導(dǎo)的血管收縮及松弛中必不可少[6]。 此外，與血壓正常的對(duì)照組大鼠相比，卒中易感性原發(fā)性高血壓(SHRSP組)大鼠的血壓及血漿醛固酮水平更高，血管纖維化物質(zhì)及促纖維因子[膠原、纖連蛋白、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(TGF-β)、基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)]及p66Shc蛋白(一種重要的氧化還原敏感信號(hào)分子)表達(dá)增加；機(jī)制研究表明，SHRSP組大鼠增高的醛固酮通過(guò)MR-Nox1-p66Shc介導(dǎo)調(diào)節(jié)了促纖維化及促炎性信號(hào)通路誘導(dǎo)的血管損傷，從而促進(jìn)了血管重塑[7]。

2.3 VSMC-MR隨年齡的變化 所有器官及組織都存在與年齡相關(guān)的生理性功能下降，在心血管疾病(包括高血壓)中可觀察到這一過(guò)程的加速及早期發(fā)生[8]。血管老化是涉及血管結(jié)構(gòu)及功能的變化過(guò)程，包括血管收縮力增加、彈性及舒張力降低、硬度增加及內(nèi)皮功能受損，從而增加了心血管疾病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。高血壓的主要特征是血管纖維化、血管周圍炎癥及血管鈣化，在血管老化過(guò)程中這些特征非常明顯[9]。因此，闡明驅(qū)動(dòng)血管老化的機(jī)制對(duì)于尋找新的治療靶點(diǎn)以預(yù)防或逆轉(zhuǎn)血管老化具有重要意義。

2.3.1 血管張力隨年齡的變化 隨著年齡增長(zhǎng)，MR在脈管系統(tǒng)的表達(dá)增加。McCurley等[10]通過(guò)對(duì)SMC-MR基因敲除(SMC-MR-KO)小鼠進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)：隨著年齡增長(zhǎng)，無(wú)腎功能缺陷的SMC-MR-KO小鼠的血壓適度升高是可以預(yù)防的；在對(duì)Ang Ⅱ的反應(yīng)方面，與MR完整表達(dá)的同齡小鼠相比，SMCMR-KO小鼠的血管張力及氧化應(yīng)激水平更低，表明SMC-MR對(duì)老化血管的收縮、血管張力及氧化應(yīng)激增加的直接作用導(dǎo)致血壓隨著年齡增長(zhǎng)不可避免地升高。DuPont等[11]通過(guò)研究小鼠主動(dòng)脈中miRNA的表達(dá)譜發(fā)現(xiàn)，miRNA(miR)-155是老化血管中下調(diào)最顯著的miRNA。MR轉(zhuǎn)錄抑制了宿主基因啟動(dòng)子，隨著年齡增長(zhǎng)，血管MR表達(dá)增加并抑制了miR-155，miR-155靶基因[包括L型鈣通道(LTCC)亞基Cav1.2及AT1R]表達(dá)會(huì)上調(diào)，而這些靶基因與血管收縮及氧化應(yīng)激的關(guān)聯(lián)度更高；此外，在SMCMR-KO小鼠中預(yù)防了這些老化效應(yīng)，進(jìn)一步支持了SMC-MR在衰老過(guò)程中對(duì)血管收縮及張力的影響。

2.3.2 血管彈性隨年齡的變化 盡管多種心血管疾病危險(xiǎn)因素會(huì)加速血管硬化，但衰老本身也可獨(dú)立于高血壓在內(nèi)的其他心血管疾病危險(xiǎn)因素而導(dǎo)致血管硬化。血管硬化的一個(gè)重要原因是過(guò)度的血管纖維化及彈性降低。Kim等[12]研究發(fā)現(xiàn)，SMC-MR與血管結(jié)構(gòu)改變有關(guān)，這些變化決定了血管壁的彈性；在MR完整表達(dá)小鼠中，主動(dòng)脈、頸動(dòng)脈及腎小動(dòng)脈的纖維化程度隨年齡的增長(zhǎng)而增加，這些與衰老相關(guān)的血管硬化及纖維化增加在SMC-MRKO小鼠中有所降低；主動(dòng)脈MR基因表達(dá)譜分析表明，SMC-MR缺失在老化的脈管系統(tǒng)中誘導(dǎo)了獨(dú)特的抗纖維化基因表達(dá)，包括下調(diào)結(jié)締組織生長(zhǎng)因子(CTGF)、基質(zhì)金屬蛋白酶2(MMP-2)及骨形態(tài)發(fā)生蛋白4(BMP-4)的表達(dá)，促進(jìn)了血管纖維化；此外，該研究還發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期使用鹽皮質(zhì)激素受體拮抗劑(mineralcorticoid receptor antagnist，MRA)治療能減慢老年小鼠的血管硬化進(jìn)程，具體機(jī)制涉及血管纖維化基因表達(dá)減少及抗纖維化基因表達(dá)增加。該項(xiàng)研究還同時(shí)開(kāi)展了人群隊(duì)列研究，結(jié)果顯示，與安慰劑治療相比，使用MRA治療1個(gè)月可降低老年患者血清中的纖維化生物標(biāo)志物水平[12]。

總之，脈管系統(tǒng)SMC-MR表達(dá)隨著年齡的增長(zhǎng)而增加，并通過(guò)增加氧化應(yīng)激、激活促纖維化基因轉(zhuǎn)錄而誘導(dǎo)血管結(jié)構(gòu)及功能發(fā)生改變，使血管收縮力增加、彈性減弱，進(jìn)而導(dǎo)致血壓升高。

3 EC-MR

3.1 EC-MR表達(dá)的性別差異 動(dòng)物及人體試驗(yàn)研究表明，EC-MR表達(dá)存在性別差異[13-14]。在小鼠模型中這種差異與肥胖及血漿醛固酮水平升高有關(guān)，在肥胖小鼠模型中，雌性小鼠的血漿醛固酮水平高于雄性小鼠[13]。人體試驗(yàn)研究表明，女性脈管系統(tǒng)中EC-MR的表達(dá)是性別特異性上調(diào)的，內(nèi)皮細(xì)胞中的孕激素受體活化是女性內(nèi)皮MR表達(dá)增加的關(guān)鍵因素，孕激素受體與MR間的相互作用介導(dǎo)了肥胖女性脈管的內(nèi)皮損傷[14]。

高血壓作為一種代謝疾病通常與肥胖并存。肥胖相關(guān)高血壓的病理生理機(jī)制與交感神經(jīng)系統(tǒng)激活、せAS激活、脂肪因子尤其是瘦素密切相關(guān)[15]。 瘦素依賴醛固酮誘發(fā)高血壓及內(nèi)皮功能障礙，瘦素受體拮抗降低了醛固酮水平。在男性中，瘦素通過(guò)增加交感神經(jīng)活性促進(jìn)了肥胖相關(guān)的心血管疾?。慌苑置诘氖菟乇饶行远?～4倍，但并未表現(xiàn)出與肥胖相關(guān)的高交感神經(jīng)活性；但女性分泌的醛固酮水平比男性更高，EC-MR活化參與了瘦素誘導(dǎo)的內(nèi)皮功能障礙，從而引起血管功能受損，且醛固酮-MR軸的過(guò)度活化與血壓升高程度呈正相關(guān)[16]。瘦素及MRA降低了肥胖雌性小鼠的血壓并改善了內(nèi)皮功能，表明雌性小鼠的瘦素通過(guò)醛固酮-MR依賴性機(jī)制誘導(dǎo)了高血壓的發(fā)生[17]。

3.2 EC-MR活化對(duì)血管的影響 EC-MR通過(guò)影響血管舒張力在控制血壓中起重要作用。MR阻滯在難治性高血壓中的臨床效果也突顯了MR阻滯的重要性[18]。氧化應(yīng)激及炎癥是內(nèi)皮功能障礙及血管損傷的關(guān)鍵機(jī)制，且二者之間又互為因果[9]。研究表明，EC-MR活化會(huì)增加NADPH氧化酶的活性及表達(dá)水平，從而促進(jìn)活性氧(reactive oxygen species，ROS)的生成，增加氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的血管損傷[5]。ROS產(chǎn)生增加還可促進(jìn)EC中促炎途徑的激活，增加了炎性標(biāo)志物細(xì)胞間黏附分子-1(ICAM-1)的表達(dá)，從而導(dǎo)致炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。ICAM-1啟動(dòng)子含有MR反應(yīng)元件，該元件可直接介導(dǎo)ICAM-1表達(dá)增加[19]。Aroor等[20]的研究表明，EC-MR缺失可通過(guò)改善內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)活化并減少巨噬細(xì)胞向促炎性M1表型分化，減弱轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶-2(TG-2)和MMP-9的表達(dá)來(lái)預(yù)防內(nèi)皮功能障礙及腎動(dòng)脈纖維化。EC-MR不僅在內(nèi)皮功能障礙及高血壓的發(fā)展中起重要作用，而且在介導(dǎo)高血壓性心臟損傷及功能障礙中也起著至關(guān)重要的作用，這些現(xiàn)象表明，MR阻滯是預(yù)防心血管疾病發(fā)展的關(guān)鍵策略。

EC-MR一般不調(diào)節(jié)基礎(chǔ)血壓，但在特定條件下MR過(guò)表達(dá)則會(huì)對(duì)血壓產(chǎn)生有害影響。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明，EC-MR缺失并不影響小鼠的正常血壓，但是當(dāng)小鼠過(guò)表達(dá)EC-MR時(shí)，其血壓明顯升高；在基礎(chǔ)條件下，EC-MR-KO小鼠雖然未顯示血管改變，但預(yù)防了Ang Ⅱ誘導(dǎo)的高血壓小鼠血管內(nèi)皮依賴性舒張障礙[21]。

總之，在生理?xiàng)l件下，EC-MR活化維持著血管張力及反應(yīng)性，當(dāng)EC-MR過(guò)度活化時(shí)，通過(guò)增加氧化應(yīng)激及炎癥導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙，降低了血管舒張功能，從而在血壓調(diào)節(jié)中起重要作用。

4 免疫細(xì)胞MR

炎癥及免疫在高血壓發(fā)病中起著核心作用。研究表明，血壓升高及靶器官損傷部分是由免疫細(xì)胞浸潤(rùn)介導(dǎo)的，腎臟及血管中的T細(xì)胞，以及組織中的巨噬細(xì)胞、樹(shù)突細(xì)胞釋放炎性細(xì)胞因子[包括白細(xì)胞介素17A、腫瘤壞死因子α、γ干擾素等(IFN-γ)]及MMP，促進(jìn)了血管收縮、重塑及纖維化，影響了腎臟及血管功能[22-23]。

4.1 T細(xì)胞對(duì)血管的影響 在Ang Ⅱ誘導(dǎo)的高血壓小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，T細(xì)胞MR基因敲除(T-MR-KO)小鼠在緩慢輸注Ang Ⅱ過(guò)程中血壓升高程度較低，主動(dòng)脈及腎臟纖維化減弱，并且內(nèi)皮依賴性血管舒張功能改善，證明T細(xì)胞中的MR缺乏明顯降低了收縮壓及舒張壓，并減輕了腎臟及血管損傷[23]。機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，MR可能與T細(xì)胞核因子1(NFAT1)及活化蛋白1(AP-1)相互作用以控制T細(xì)胞中產(chǎn)生的IFN-γ，最終調(diào)節(jié)血壓。IFN-γ作為炎性細(xì)胞因子，主要來(lái)源于CD8+T細(xì)胞，Barrows等[24]在高血壓患者中觀察到CD8+T細(xì)胞的比例明顯增高。IFN-γ通過(guò)調(diào)節(jié)靶器官的炎癥及氧化應(yīng)激來(lái)介導(dǎo)T細(xì)胞MR對(duì)高血壓的影響，T細(xì)胞MR靶向治療可能是治療高血壓的有效新方法。

4.2 免疫細(xì)胞MR在心肌功能障礙中的作用 Wilson等[25]研究發(fā)現(xiàn)，MR過(guò)度表達(dá)的大鼠在心肌肥大或纖維化前就已發(fā)生了炎癥及氧化應(yīng)激反應(yīng)。巨噬細(xì)胞MR在介導(dǎo)心臟組織重塑，刺激巨噬細(xì)胞向促炎性M1表型分化，以及調(diào)節(jié)不同的炎性及促纖維化標(biāo)記物(腫瘤壞死因子α、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1)的轉(zhuǎn)錄中起關(guān)鍵作用[26]。在高血壓心臟病大鼠模型中心肌細(xì)胞及外周血單核細(xì)胞(PBMC)中的促炎及氧化應(yīng)激標(biāo)志物明顯增多，最終導(dǎo)致心臟纖維化[27]。T淋巴細(xì)胞MR過(guò)度激活可上調(diào)進(jìn)入心臟的CD8+T細(xì)胞及輔助T細(xì)胞17(Th17)。MRA減少了小鼠心臟中T細(xì)胞的積累及活化，與此一致的是，與對(duì)照組相比，T-MR-KO小鼠的心肌肥大、纖維化及功能障礙程度明顯更低[28]。

5 腸上皮細(xì)胞(intestinal epithelium cell，IEC)-MR對(duì)血容量的調(diào)節(jié)

IEC-MR也參與了高血壓中的鈉潴留，這與IEC-MR調(diào)節(jié)上皮鈉通道(ENaC)表達(dá)有關(guān)，提示IEC-MR通過(guò)管理血容量在高血壓病理中起重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，使用標(biāo)準(zhǔn)飲食喂養(yǎng)的IEC-MR-KO小鼠的糞便鈉排泄量比對(duì)照組小鼠高1.5倍，且結(jié)腸中的上皮鈉通道β及γ亞基表達(dá)明顯降低，但其尿鈉排泄減少，從而保持了鈉平衡；通過(guò)脫氧皮質(zhì)酮/ 鹽輸注使IEC-MR過(guò)表達(dá)，兩組小鼠血壓均升高，并使腸道鈉吸收增加，但I(xiàn)EC-MR-KO小鼠的血壓升高程度明顯小于對(duì)照組[29]。IEC-MR是研究高血壓及心血管疾病分子機(jī)制的新方向，特異性作用于腸道的MRA可能減少了高鉀血癥等不良反應(yīng)。

6 總結(jié)與展望

MR通過(guò)不同途徑調(diào)節(jié)血壓，其作用存在性別與年齡差異，還需要進(jìn)一步研究以充分闡明所涉及的機(jī)制。目前用于臨床的MRA如螺內(nèi)酯及依普利酮可有效減少高血壓患者的靶器官損害，降低患者病死率，并延長(zhǎng)其生存期，但其應(yīng)用也受到明顯的不良反應(yīng)，如高鉀血癥、腎功能損傷、男性乳房發(fā)育、陽(yáng)痿及女性月經(jīng)紊亂等的限制。進(jìn)一步闡明細(xì)胞特異性MR對(duì)血管、心臟及水鈉潴溜等的影響，可為今后高血壓靶向藥物的研發(fā)提供依據(jù)。