絲氨酸蛋白酶抑制劑vaspin與炎癥反應關系的研究進展

程應湘，馬曉冬，劉曉田，鄭永鋒，邵東華

江蘇大學附屬人民醫(yī)院，江蘇鎮(zhèn)江212002

脂肪組織不僅可以儲存能量，也能分泌瘦素、內(nèi)脂素、脂聯(lián)素和網(wǎng)膜素等細胞因子。研究表明，脂肪細胞因子在糖脂代謝、心血管功能和炎癥等方面發(fā)揮重要作用。起源于內(nèi)臟脂肪組織的絲氨酸蛋白酶抑制劑（vaspin）是一種新型脂肪細胞因子，在人脂肪組織、肝臟、胃、胰腺、皮膚及小鼠棕色脂肪組織均有表達［1-3］。vaspin屬于絲氨酸蛋白酶抑制劑超家族成員，具有潛在抗蛋白酶特性，可改善高脂食物喂養(yǎng)大鼠的胰島素敏感性［4］。研究發(fā)現(xiàn)，vaspin不僅與糖代謝異常有關，也與動脈粥樣硬化（AS）、2 型糖尿病、銀屑病等炎癥相關疾病的發(fā)生發(fā)展有關?，F(xiàn)將vaspin與炎癥反應的研究進展綜述如下。

1 vaspin對炎癥相關信號通路的調(diào)控作用

vaspin 的抗炎作用與多種信號通路有關，各個通路之間相互聯(lián)系，共同調(diào)控機體炎癥反應及細胞凋亡等反應。

1.1 調(diào)控絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路 MAPK 信號通路存在于大多數(shù)細胞內(nèi)，能將胞外信號傳至胞內(nèi)，調(diào)控炎癥反應的多個方面，包括細胞黏附、脫顆粒、趨化以及免疫相關細胞因子的釋放等。LI 等［5］報道，vaspin 能夠下調(diào)MAPK 信號通路，抑制高糖刺激的血管平滑肌細胞（VSMCs）增殖和趨化運動，減少高糖誘導活性氧自由基（ROS）生成和降低煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶（NADPH）活性。然而，也有研究發(fā)現(xiàn)vaspin 可激活MAPK信號通路，增強ERK磷酸化，上調(diào)Bcl-2表達，下調(diào)Bax表達，從而減少人成骨細胞凋亡［6］。這表明vaspin 對MAPK 信號通路的調(diào)控不同，發(fā)揮的作用也不相同。

1.2 調(diào)控核因子κB（NF-κB）信號通路 NF-κB 是一種具有調(diào)節(jié)作用的核轉(zhuǎn)錄因子，幾乎所有真核細胞均能表達，在細胞對刺激的反應（如應激反應、炎癥反應、凋亡等）過程中具有重要作用。vaspin 可下調(diào)NF-κB 及其下游分子，減輕炎癥反應對人內(nèi)皮EA. hy926 細胞的損害［7］。vaspin 也可抑制NF-κB，降低miR-33a 表達，促進THP-1 巨噬細胞源性泡沫細胞膽固醇外流，延緩AS進展［8］。

1.3 調(diào)控Toll 樣受體4（TLR4）信號通路 TLR4 是一種跨膜蛋白，通過識別、結(jié)合多種內(nèi)源性或者外源性配體發(fā)揮作用。TLR4 同時擁有髓樣分化因子88和誘導IFN-β 的含TIR 結(jié)構(gòu)域的接頭分子兩種接頭蛋白，接頭蛋白受刺激后可激活NF-κB 促進炎癥因子釋放，因此，NF-κB 是TLR4 信號通路的關鍵分子［9］。YUAN 等［10］報道，vaspin 能夠抑制大鼠TLR4/NF-κB 信號通路，減少IL-1β、IL-18 和TNF-α 生成，減輕心肌細胞凋亡，對缺血再灌注心肌起保護作用。

1.4 調(diào)控磷脂酰肌醇3 激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）信號通路 PI3K/Akt信號通路可以協(xié)調(diào)細胞內(nèi)多種信號通路，控制細胞對外界刺激的反應，調(diào)節(jié)細胞活動。vaspin 可通過上調(diào)PI3K/Akt 信號通路，減輕血管內(nèi)皮細胞凋亡［11］。但是，在一項vaspin 對高糖誘導血管平滑肌細胞的研究中發(fā)現(xiàn)，vaspin 可阻斷PI3K/Akt 信號通路轉(zhuǎn)導，抑制高糖誘導的血管平滑肌細胞增殖和趨化運動，對糖尿病血管內(nèi)膜的增生和再狹窄有積極意義［5］。

1.5 調(diào)控糖原合成酶激酶3（GSK3）信號通路 GSK3是一種多功能的絲氨酸/蘇氨酸激酶，參與調(diào)節(jié)細胞凋亡、細胞周期、細胞遷移和基因表達等細胞功能，在許多胞內(nèi)信號通路中發(fā)揮核心作用，GSK3 有GSK3α 和GSK3β 兩種同工酶，在動物模型中，GSK3促進炎癥因子生成和細胞遷移［12］。抑制GSK3 可影響NOD 樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域3（NLRP3）炎癥小體激活，對心肌梗死的大鼠有保護作用［13］。vaspin 可激活Akt/GSK3β通路，抑制肺內(nèi)皮細胞炎癥、ROS產(chǎn)生和細胞凋亡，有利于急性呼吸窘迫綜合征的預防和治療［14］。

2 vaspin對炎癥相關疾病的作用

眾所周知，大多數(shù)疾病存在炎癥細胞和炎癥因子增多，并進一步促進疾病惡化。研究發(fā)現(xiàn)vaspin可以通過抑制炎癥因子表達，減輕炎癥反應，延緩炎癥相關疾病的進展。

2.1 vaspin 與AS vaspin 在AS 過程中發(fā)揮血管保護作用。高血脂、高血壓、糖尿病、肥胖是AS的主要危險因素，AS 是冠心病、腦梗死及外周血管病的主要原因，vaspin 對AS 的血管保護作用是其對冠心病、2 型糖尿病并發(fā)癥等有積極影響的原因之一。內(nèi)皮型一氧化氮合酶（eNOS）活性降低在AS 形成中起重要作用，不對稱二甲基精氨酸（ADMA）是公認的eNOS 競爭性抑制劑，也是心血管疾病的危險因素。一氧化氮（NO）由eNOS 產(chǎn)生，能使血管舒張，NO 生物利用度降低，ROS 表達增多，從而導致內(nèi)皮功能障礙。vaspin 通過激活STAT3 信號通路，促進eNOS 磷酸化，增加ADMA 水解酶Ⅱ表達，減少血管內(nèi)皮細胞中ADMA 水平，增加NO 的生物利用度，這可能是vaspin 抗AS 的新機制［15］。ESAKI 等［16］報道，vaspin 表達水平與穩(wěn)態(tài)胰島素評價指數(shù)和頸動脈內(nèi)膜中層厚度相關，表明vaspin 與胰島素抵抗及AS 具有相關性。

炎癥因子是促AS因子，炎癥因子黏附于血管內(nèi)皮細胞及平滑肌細胞是AS 形成的關鍵環(huán)節(jié)。如前所述，vaspin 能降低炎癥因子表達，影響AS 進展。研究發(fā)現(xiàn)，vaspin 在血管內(nèi)皮細胞功能障礙和炎癥浸潤中發(fā)揮作用［17］。內(nèi)皮祖細胞（EPCs）是血管內(nèi)皮細胞的前體細胞，來源于骨髓，受高糖等刺激后，可從骨髓動員到外周血參與損傷血管修復。vaspin通過PI3K/Akt/eNOS途徑增強EPCs的內(nèi)皮修復能力而對AS 的形成產(chǎn)生影響［18］。vaspin 能抑制人主動脈平滑肌細胞（HASMCs）遷移和增殖，減少泡沫細胞形成。小鼠實驗也顯示，慢性輸注vaspin 可顯著抑制主動脈AS進展［19］。

2.2 vaspin與冠心病 冠心病的病理基礎是AS，研究發(fā)現(xiàn)，vaspin 不僅對AS 有血管保護作用，而且影響冠心病的發(fā)生發(fā)展。冠心病患者血漿vaspin 水平明顯低于健康對照組，其中急性心肌梗死（AMI）患者血漿vaspin 水平低于不穩(wěn)定型心絞痛患者、不穩(wěn)定型心絞痛患者血漿vaspin 水平低于穩(wěn)定型心絞痛患者，病變的血管數(shù)越多，血漿vaspin 水平越低，血漿vaspin 水平與冠心病嚴重程度呈負相關［20］。預測發(fā)生主要不良心臟事件（MACEs）的血漿vaspin 水平最佳臨界值為0.259 ng/mL，血漿vaspin＞0.259 ng/mL 的患者發(fā)生MACEs 和血運重建的風險較低，血漿vaspin＜0.259 ng/mL 的患者血漿C 反應蛋白水平高于vaspin＞0.259 ng/mL 患者。AMI 患者經(jīng)治療后，血漿vaspin＞0.259 ng/mL 的患者LVEF、心功能的改善及預后優(yōu)于血漿vaspin＜0.259 ng/mL 的患者，vaspin濃度降低會降低vaspin的抗炎作用和對心肌細胞的保護作用，血漿vaspin水平與AMI有密切聯(lián)系［21］。因此，vaspin降低可能是冠心病的預測因子。

以上研究表明，vaspin 通過作用于內(nèi)皮細胞、血管平滑肌細胞、巨噬細胞和炎癥因子，對冠心病的發(fā)生發(fā)展產(chǎn)生影響，這可能是AS及冠心病治療的新方向。vaspin 不僅能改善冠心病患者的心功能，對糖尿病性心肌病的心功能也有積極作用。

2.3 vaspin 與2 型糖尿病及其并發(fā)癥 2 型糖尿病是一種慢性自身炎癥性疾病。vaspin 可改善胰島素抵抗，增強胰島素敏感性，延緩糖尿病及其并發(fā)癥進展。vaspin 能激活IRS/PI3K/AKT/GLUT 信號通路，降低TNF-α和IL-6表達，減輕高脂飲食大鼠肝臟、骨骼肌、脂肪組織的胰島素抵抗和炎癥反應［22］。與非糖尿病者相比，2 型糖尿病患者血清vaspin 含量較高，肝臟分泌的vaspin 能增強外周組織對胰島素的敏感性［23-24］。

炎癥是糖尿病心肌病發(fā)生發(fā)展的主要機制，炎癥細胞的參與、炎癥因子的激活及表達增多導致糖尿病心臟氧化應激、纖維化和功能障礙。vaspin 能夠改善糖尿病心肌病炎癥反應。研究發(fā)現(xiàn)，腹腔注射vaspin 能增強自噬，抑制TNF-α 誘導的心肌細胞凋亡，提高左心室射血分數(shù)，改善鏈脲佐菌素（STZ）誘導的糖尿病心肌病大鼠心功能。體外實驗發(fā)現(xiàn)，vaspin 可明顯減輕TNF-α 誘導的心肌細胞凋亡［25］。NLRP3 炎癥小體在炎癥中占核心地位，在2 型糖尿病病程中，NLRP3 炎癥小體可調(diào)節(jié)促炎細胞因子分泌。糖尿病心肌病大鼠腹腔注射vaspin 治療8 周后，大鼠心臟自噬細胞增強，NLRP3 炎癥小體活性減弱，IL-1β、TNF-α 減少，心功能、心肌細胞凋亡、心肌組織形態(tài)和線粒體形態(tài)均有所改善。體外研究發(fā)現(xiàn)，vaspin 可提高高糖誘導的H9C2 細胞自噬水平，改善線粒體膜電位，抑制ROS 生成［26］。因此，vaspin能改善2 型糖尿病患者的胰島素抵抗，減少炎癥因子表達，減輕糖尿病大鼠心肌細胞凋亡，改善心功能，可使2型糖尿病患者受益。

2.4 vaspin 與銀屑病 銀屑病是由T 細胞介導的、與心血管疾病和脂質(zhì)功能障礙相關的全身性炎癥性皮膚病。皮膚中表達vaspin mRNA 的細胞主要是角質(zhì)形成細胞，與沒有發(fā)生皮損的銀屑病患者相比，銀屑病皮損患者皮膚中vaspin 表達降低［2］。vaspin 過量表達可抑制巨噬細胞、單核細胞和中性粒細胞等炎癥細胞活化，減少TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8 分泌，減輕銀屑病小鼠髓系細胞浸潤［27］。銀屑病患者接受窄帶紫外線B 治療前血清vaspin 明顯低于健康對照組；治療后疾病改善，vaspin水平也隨之上調(diào)［28］。

2.5 vaspin 與風濕性疾病 風濕性疾病是影響骨、關節(jié)及周圍軟組織的一組疾病，其病因包括感染、遺傳、代謝及內(nèi)分泌紊亂等，病理改變以血管和結(jié)締組織慢性炎癥為基礎。研究發(fā)現(xiàn)膝關節(jié)軟骨、滑膜和骨贅等關節(jié)組織均表達vaspin 蛋白，且骨關節(jié)炎（OA）患者血清vaspin 水平明顯低于健康對照者［29］。NO 和TNF-α 是OA 發(fā)生發(fā)展過程中重要的炎癥因子，vaspin 呈劑量依賴性抑制瘦素誘導軟骨細胞NO和TNF-α 分泌，對OA 起到保護作用［30］。vaspin 水平除了在OA 患者中有變化，在其他的風濕性疾病中也有改變。系統(tǒng)性紅斑狼瘡、強直性脊柱炎和合并指端潰瘍的系統(tǒng)性硬化癥患者血清vaspin 水平均較健康者明顯降低［31-33］。大多數(shù)風濕性疾病患者體內(nèi)vaspin水平較健康者降低，研究vaspin與風濕性疾病之間的關系及其作用機制，對進一步認識及治療風濕性疾病有重大意義。

2.6 vaspin 與肺部炎癥 近年研究表明，vaspin 也可改善肺部炎癥。vaspin 能夠顯著抑制野百合堿誘導的肺組織ROS 生成和基質(zhì)金屬蛋白酶2 活化，降低肺動脈壓［34］。急性呼吸窘迫綜合癥（ARDS）是多種原因?qū)е碌模灶B固性低氧血癥為顯著特征的臨床綜合征，微生物產(chǎn)物、細胞損傷內(nèi)源性毒物作用于肺上皮細胞，致肺部急性炎癥反應發(fā)生。vaspin 能夠抑制ROS 產(chǎn)生和NADPH 氧化酶激活，減少IL-6、TNF-α和NF-κB 分泌，促進肺內(nèi)皮細胞存活，對肺臟產(chǎn)生保護作用［14］。目前關于vaspin 與ARDS 的研究較少，仍需更多研究去探索兩者之間的聯(lián)系，為臨床實踐中ARDS患者的治療提供更多實驗依據(jù)。

炎癥因子是眾多疾病的起始因子，多種疾病的發(fā)生發(fā)展與炎癥密切相關，炎癥導致疾病惡化，加速疾病進展。vaspin 作為一種新型脂肪因子，通過調(diào)控不同的信號通路，抑制炎癥細胞激活和炎癥因子釋放，在糖尿病心肌病、冠心病及銀屑病等疾病中發(fā)揮作用。進一步研究vaspin 對炎癥的作用，探索vaspin 在冠心病和腦卒中的具體機制，將有望為AS性疾病提供新靶點及理論依據(jù)。今后需更多研究來探索vaspin 在不同疾病中的作用機制，闡明vaspin與炎癥之間的關系，最大限度減輕炎癥反應對機體帶來的損傷，為疾病的治療指明新的方向。