鋅α2 糖蛋白與神經(jīng)和心血管系統(tǒng)疾病的研究進展

馬冰倩，韓雄

（1 鄭州大學人民醫(yī)院，河南 鄭州；2 河南省人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，河南 鄭州）

0 引言

鋅-ɑ2- 糖蛋白（zinc-α2-glyprotein，ZAG）是一類可溶性脂質(zhì)動員因子，既往研究多集中在脂質(zhì)代謝、癌癥等方面，在神經(jīng)和心血管系統(tǒng)疾病方面研究較少，本文旨在綜述這方面的研究進展。

1 ZAG 的發(fā)現(xiàn)

ZAG 是一種41kDa 人蛋白，最初由Burgi 和Schmid（1961年）從人血漿中分離出來，可加入鋅離子沉淀，在α2 區(qū)具有電泳遷移率，含有約18%的碳水化合物，因此而命名。

2 ZAG 的結(jié)構(gòu)

ZAG 由276 個氨基酸殘基構(gòu)成，色氨酸和酪氨酸含量較高，含有四個半胱氨酸殘基，氨基末端為焦谷氨酸。二級結(jié)構(gòu)由23%的α 螺旋、27%的β 片層和22%的β 轉(zhuǎn)角組成。ZAG 結(jié)構(gòu)解剖類似于主要組織相容性復合體I（MHC I），不同的是MHC I 類分子含β2- 微球蛋白（β2M），而ZAG 包含催乳素誘導蛋白（PIP）。ZAG 包含3 個結(jié)構(gòu)域，分別命名為α1、α2、α3 結(jié)構(gòu)域，每個結(jié)構(gòu)域的氨基酸殘基數(shù)目基本相同，α1 和α2 結(jié)構(gòu)域形成一個開放性凹槽，可與配體結(jié)合，α3 結(jié)構(gòu)域則呈類似于免疫球蛋白恒定結(jié)構(gòu)域的折疊；α1-α2 超結(jié)構(gòu)域的水平面與α3 結(jié)構(gòu)域平面幾乎垂直，其整體結(jié)構(gòu)類似倒字母的“L”型。α1-α2 結(jié)構(gòu)域凹槽主要由疏水殘基組成，其中Arg73（精氨酸）對ZAG 的活性至關(guān)重要。人類ZAG α3 結(jié)構(gòu)域包含RGD 序列（Arg231、Gly232和Asp233），被認為與細胞粘附有關(guān)。

3 ZAG 的基因

ZAG 由位于染色體7q22.1 上的AZGP1 基因編碼，全長9.7kb 以上，由四個外顯子和三個內(nèi)含子組成；該基因存在于多種動物物種中，包括猴子、老鼠、狗、牛、兔、人類。ZAG 基因整體結(jié)構(gòu)及核苷酸序列與MHC I 類基因的前四個外顯子非常相似，但缺乏典型MHC 基因編碼跨膜和胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域的信息，因此推測ZAG 具有可溶性，可作為可溶性HLA 樣抗原參與免疫應答。

4 ZAG 的分布、受體及其配體等

ZAG 在乳腺、前列腺、肝、腎、胰腺、唾液腺、支氣管、胃腸道和汗腺等多種分泌上皮細胞的胞漿中均有表達。因此，ZAG 可以分泌到各種體液中，如汗液、唾液、尿液、精液、腦脊液等體液中。盡管α1-α2 結(jié)構(gòu)域螺旋與MHC 分子中多肽結(jié)合位點對應的結(jié)構(gòu)域相同，并能形成相似的開放凹槽，但ZAG 不與任何多肽結(jié)合。ZAG 溝槽中心的分子表面呈中性電荷，與CD1 配體結(jié)合位點相似，而后者在性質(zhì)上是疏水的，這表明ZAG 可以結(jié)合疏水配體；目前發(fā)現(xiàn)的配體有脂肪酸、聚乙二醇，受體有β3 腎上腺素受體。ZAG 表達受生長激素、甲狀腺激素、雄激素、糖皮質(zhì)激素及腫瘤壞死因子α（TNF-α）等影響，葡萄糖共轉(zhuǎn)運體2（SGLT2）、過氧化物酶體增殖劑激活受體γ（PPARγ）等對其也有調(diào)控作用。健康人血清ZAG 濃度為25-140μg/ml，可能與檢測方法不同和年齡有關(guān)。在10 名18-35 歲健康人中（男5 個，女5 個），發(fā)現(xiàn)血液循環(huán)中的ZAG 水平有明顯的晝夜節(jié)律，ZAG 在20：00 開始上升，在24：00 達到高峰，然后在8：00 下降到最低點。

5 ZAG 與神經(jīng)系統(tǒng)疾病

神經(jīng)系統(tǒng)中關(guān)于ZAG 的研究較少，ZAG 在腦組織中有表達，但是其分布及起源均存在爭議。在Krabbe 病患者中，肥大的星形膠質(zhì)細胞、Purkinje 細胞、脈絡叢上皮細胞和毛細血管周圍細胞外基質(zhì)中均有ZAG 表達，而健康對照組中未發(fā)現(xiàn)ZAG 分布，推斷腦ZAG 通過受損的血腦屏障來源于血液循環(huán)。與此明顯不同的是，ZAG 在難治性顳葉癲癇患者皮層和癲癇大鼠模型中皮層及海馬神經(jīng)元胞漿中有表達，而在星型膠質(zhì)細胞中無表達，作者更傾向于認為ZAG 產(chǎn)自腦組織本身。前者的研究對象為7-25 例月齡病人，而后者多為青少年及青年患者，考慮年齡差異可能是造成上述兩項研究結(jié)果不同的原因。阿爾茨海默病患者血清和腦脊液ZAG 水平相關(guān)性較弱[1]；肌萎縮側(cè)索硬化患者腦脊液與血清ZAG 水平變化也非同步，這兩項研究都更支持腦組織自身可產(chǎn)生ZAG。未來需要更大樣本量、更大年齡跨度的實驗研究來進一步探討ZAG 在腦組織中的分布與起源問題。

Hu 等[1]在阿爾茨海默?。╝lzheimer disease, AD）患者研究中發(fā)現(xiàn)，與無認知障礙患者(59 名) 相比，非常輕度及輕度癡呆患者（39 名）空腹的腦脊液ZAG 水平升高，且與其嚴重程度相關(guān)。Hansson 等[2]研究了5 名額顳葉癡呆患者，預萃取二維凝膠電泳發(fā)現(xiàn)其腦脊液ZAG 水平也升高；但是，Roher 等[3]對死亡后AD 患者的研究卻有不同發(fā)現(xiàn)，即調(diào)整性別及年齡后，AD 患者腦脊液ZAG 濃度低于非AD 癡呆及非癡呆患者，樣本數(shù)量、采集時間等因素可能是造成上述結(jié)果不同的原因，此外，癡呆患者腦脊液中ZAG 變化的機制尚不清楚，未來需要進一步研究癡呆患者腦脊液、血液ZAG 水平的變化及相關(guān)的基礎實驗，以探討ZAG 能否作為癡呆或者其分類的生物標志物。

實時定量聚合酶鏈反應及免疫組化檢測發(fā)現(xiàn)14 名難治性顳葉癲癇患者皮層、癲癇模型大鼠皮層及海馬中AZGP1 mRNA 和ZAG 水 平 均 降 低；Mo 等[4]運 用ELISA 技 術(shù) 的 研究也發(fā)現(xiàn)，10 名成人顳葉癲癇患者腦脊液中ZAG 水平降低；Liu 等[5]研究顯示，AZGP1 過表達的癲癇鼠模型可引起ZAG表達增加，并延緩癲癇大鼠的完全點燃，減輕癇樣放電。這三項不同層面研究的發(fā)現(xiàn)均提示我們ZAG 可能和癲癇有關(guān)，并可能發(fā)揮拮抗的積極作用，但具體機制尚不清楚，考慮與以下原因有關(guān)：ZAG 作為一種脂質(zhì)動員因子，可能影響神經(jīng)元內(nèi)脂肪酸的代謝，在缺氧或正常條件下，代謝生成酮體，而產(chǎn)生神經(jīng)保護作用；ZAG 可能抑制mTOR 信號傳導，影響mTOR 的活性，而參與脂肪酸氧化和抗癲癇作用；此外，有研究表明，胰島素抵抗與ZAG 有關(guān)，而1 型糖尿病患者癲癇發(fā)生風險明顯增高；在癲癇模型研究中，過度表達的ZAG 可抑制TNF-α、轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF-β）等炎癥因子增加，并降低癲癇發(fā)作時細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（ERK）的磷酸化水平；ZAG 也可與p-ERK 和TGF-β 同時結(jié)合[5]，因此，ZAG也可能通過抑制神經(jīng)炎癥來抑制癲癇產(chǎn)生，這些研究為癲癇治療提供了新的思路，但需要更多、更深入的研究。

6 ZAG 與心血管疾病

高血壓病是一種常見的慢性病，可導致嚴重的心腦血管疾病[6]。一項包含32 例高血壓患者的研究發(fā)現(xiàn)，高血壓病患者血清ZAG 水平較對照組降低；然而，另一項對326 名健康人研究發(fā)現(xiàn)，血清ZAG 濃度與收縮壓和舒張壓呈正相關(guān)，其中高血壓患者血清ZAG 較對照組明顯升高。兩者研究結(jié)果相反，可能是諸如人群數(shù)量、血脂、吸煙、飲酒等混雜因素干擾所致結(jié)果差異，后者推測ZAG 可能通過促進血管平滑肌細胞RhoA 的活化，介導肌動蛋白細胞骨架的重排，誘導血管平滑肌收縮，從而引起血壓升高。這也許能成為治療高血壓的新靶點，需要進一步的研究。

一項對于冠心病患者的研究發(fā)現(xiàn)，ZAG 與腎上腺素β3受體共同定位于動脈粥樣硬化斑塊的富脂區(qū)，尤其是巨噬細胞周圍；且冠心病患者血清中ZAG 水平下降，并與冠脈狹窄程度Gensini 評分呈負相關(guān)。近期，我國一項有關(guān)動脈粥樣硬化患者的研究發(fā)現(xiàn)，其血漿ZAG 水平降低，而且血漿ZAG是動脈粥樣硬化獨立的影響因子，并認為ZAG 對于冠狀動脈粥樣硬化的篩查價值大于頸動脈和下肢動脈硬化。這些研究提示，ZAG 有可能成為冠心病的治療靶點，未來需要大樣本、前瞻性研究以及基礎研究。

一項伴有或不伴有惡病質(zhì)的心力衰竭研究顯示，患者循環(huán)中的ZAG 水平均較對照組升高，但二者之間無統(tǒng)計學差異性。鈣化性主動脈狹窄患者，主動脈瓣置換術(shù)前后血清中ZAG 水平升高，但未恢復到類似對照組血清ZAG 水平，可能是炎癥機制所致ZAG 水平升高，Kazumi 等推測ZAG 有可能是鈣化性主動脈狹窄術(shù)前、術(shù)后獨特的監(jiān)測指標。

7 其他方面

有研究顯示，ZAG 與脂肪質(zhì)量相關(guān)，并可促進白色脂肪組織褐變，促進解偶聯(lián)蛋白1（UCP1）[7]，在肥胖患者體內(nèi)降低，未來關(guān)于肥胖治療研究中ZAG 值得關(guān)注。體外研究發(fā)現(xiàn)，甲狀腺激素（T3）可以劑量依賴的方式升高肝臟ZAG 的產(chǎn)生[8]；臨床研究也有相似的發(fā)現(xiàn)，甲亢患者血清ZAG 升高，治療后血清ZAG 即下降，同時發(fā)現(xiàn)FT3 與血清ZAG 獨立相關(guān)[9]；ZAG 近端啟動子含有功能性甲狀腺激素受體結(jié)合位點，可能解釋上述結(jié)果；此外，雖然ZAG 與脂質(zhì)代謝有關(guān)，但體外研究T3 并未增加脂肪細胞ZAG 產(chǎn)生，因此推測ZAG 可能不是甲亢所致體重減輕的原因。

關(guān)于非酒精脂肪肝患者及小鼠的研究顯示，ZAG 在非酒精性脂肪肝肝組織中表達降低，并可通過負向機制調(diào)節(jié)腫瘤壞死因子-α，從而減輕非酒精性脂肪肝[10]；另有研究發(fā)現(xiàn)，丙型肝炎肝纖維化患者的血清ZAG 水平降低[11]；SrensenZender 等研究發(fā)現(xiàn)，ZAG 在心、腎組織中具有抗纖維化特性[12]，因此，ZAG 可能與肝纖維化相關(guān)，值得關(guān)注和深化研究。

8 小結(jié)

ZAG 作為一種新型脂質(zhì)動員因子，除了參與脂質(zhì)代謝，還具有免疫性、抗炎性、抗纖維化等特點，可能也參與了癲癇、癡呆、高血壓、冠心病等疾病的發(fā)病機制，有關(guān)這方面的研究是值得期待和關(guān)注的。