血管緊張素轉換酶2激動藥三氮脒研究與應用進展

劉愛鵬，焦雅麗 綜述 畢 珣 審校

腎素血管緊張素系統(tǒng)(renin angiotensin system，RAS)在調節(jié)體液平衡、維持血壓和血管張力方面具有重要作用[1]。經典的RAS通路是由血管緊張素轉換酶(angiotensin converting enzyme，ACE)產生血管緊張素Ⅱ(vasoconstrictor angiotensin Ⅱ，Ang Ⅱ)，主要與血管緊張素酶Ⅱ1型受體結合(angiotensin type 1 receptors，AT1R)而發(fā)揮作用(即ACE/AngⅡ/AT1R通路)。而非經典RAS通路主要是由血管緊張素轉化酶2(angiotensin converting enzyme 2，ACE2)水解AngⅡ產生血管緊張素1-7(vasoconstrictor angiotensin1-7，Ang1-7)而作用于Mas受體(即ACE2/Ang(1-7)/Mas通路)，從而發(fā)揮舒張血管、抗氧化應激、抗炎等拮抗經典RAS通路的作用[2]。RAS的失調與多種疾病密切相關，如心血管功能障礙、腎功能障礙、腫瘤、炎癥等[3]。因此，激活ACE2的活性或降低Ang II的作用是治療上述疾病的重要機制之一。三氮脒是一種常用于治療牛、貓、犬、馬及人的抗寄生蟲藥，如巴貝斯蟲病、肉芽腫性阿米巴腦炎、錐蟲病等，也是一種ACE2的激動藥，具有血管緊張素轉換酶的活性[4]。研究顯示，三氮脒在高血壓、心肌梗死、急性腎損傷、乳腺癌、肝炎等疾病中具有較好的治療效果[5]，筆者就三氮脒在心血管、腎臟、腫瘤等疾病中的治療機制及其作用進行綜述。

1 治療心血管系統(tǒng)疾病

ACE2是心血管功能的重要調節(jié)因子，而高血壓是臨床中最常見的心血管疾病，因此，有多項研究觀察了三氮脒對不同情況高血壓的影響。De Maria等[6]觀察了三氮脒對正常血壓和高血壓大鼠的血壓和心率的影響，并探討了其作用機制，通過評估Ang1-7受體Mas和NO在三氮脒效應中的作用，觀察到三氮脒可使正常血壓大鼠血壓顯著降低，而心率代償性升高，同時腸系膜的血流量也顯著減少。而在患有腎血管性高血壓的大鼠中，三氮脒引起的血壓下降與卡托普利的降壓效應相似，且三氮脒還可以防止高血壓引起的心肌肥厚，而三氮脒的擴血管作用依賴于Mas的激活和NO的釋放。因此，三氮脒可通過Mas的激活和NO的釋放降低正常血壓和高血壓大鼠的血壓。Shenoy等[7]探討了三氮脒對肺動脈高壓的影響，結果顯示三氮脒可顯著預防肺動脈高壓的發(fā)展，該保護機制與炎性細胞因子減少，肺血管反應性改善和心臟功能增強有關。Bessa等[8]進一步探討了妊娠期應用三氮脒或血管緊張素(1-7)對成年自發(fā)性高血壓大鼠子代心血管功能障礙的影響，結果顯示孕期服用三氮脒或血管緊張素-(1-7)可顯著減輕子代心臟收縮壓的升高，并減輕左室心肌細胞的直徑與纖維化，還可改善由緩激肽引起的成年子代離體心臟的冠脈擴張。表明妊娠期使用三氮脒可改善高血壓子代的心血管功能并抑制心臟重塑。

Macedo等[9]探討了三氮脒治療對壓力超負荷大鼠心臟的影響，結果顯示三氮脒可預防心肌細胞的肥大，可誘導心肌組織ANP和BNP mRNA的表達，減輕左室收縮末壓，還可抑制了TGF-β mRNA表達的增加，但并沒有改變ACE2和Mas蛋白的表達。表明三氮脒能有效地預防心肌細胞肥大，減輕壓力超負荷所致的左室收縮功能損害。然而，需要進一步的研究來證實這些效應是否是由于ACE2的激活所致。因此，有研究探討了ACE2缺陷小鼠血管功能調節(jié)和血管氧化還原平衡的情況，研究顯示，ACE2缺陷小鼠的體外和體內血管功能均受到損害。與對照組相比，ACE2缺陷小鼠主動脈eNOS蛋白和mRNA表達水平顯著降低，NO濃度顯著降低。這些小鼠一直表現(xiàn)出較低的血漿和尿亞硝酸鹽濃度，證實在ACE2缺乏的動物中NO的利用率降低。ACE2缺陷小鼠主動脈勻漿脂質過氧化明顯增強，超氧化物歧化酶活性降低，提示抗氧化能力下降。該研究表明ACE2通過調節(jié)NO釋放和氧化應激來調節(jié)血管功能[10]。

為進一步比較三氮脒與其他心血管治療藥物的療效，有研究探討了Ang1-7、ACE1抑制劑卡托普利、ACE2激動藥三氮脒對冠狀動脈的直接與間接影響，結果顯示在冠狀動脈中，Ang1-7和卡托普利可僅通過抑制血管緊張素轉換酶1(ACE1)來改善NO的生物利用度并增強內皮依賴性超極化對緩激肽的作用，而三氮脒并不能增加血管內皮細胞的ACE2活性以產生局部足夠量的Ang1-7來影響血管張力[11]。Castardeli等[12]則直接比較了三氮脒和ACE抑制藥依那普利對大鼠急性心肌梗死后心功能不全的保護作用。結果顯示，與依那普利相比，三氮脒可顯著激活心臟ACE2并顯著增強心臟血流動力學，還可顯著降低心型脂肪酸結合蛋白、β-肌球蛋白重鏈、心臟質量與總體重的比率。

2 治療腎臟疾病

急性腎損傷是一種病死率很高的疾病，其主要的危險因素之一是糖尿病，與非糖尿病患者相比，糖尿病患者的急性腎損傷的風險很高。糖尿病和急性心肌梗死患者的不良腎臟結局主要是由于腎素-血管緊張素系統(tǒng)驅動絲裂原活化蛋白激酶介導的細胞凋亡、NF-κB介導的炎性反應及氧化還原失衡促進氧化應激的發(fā)生。因此，通過血管緊張素Ⅱ受體阻滯藥或血管緊張素轉換酶抑制藥抑制RAS被認為可預防急性腎損傷。研究顯示，三氮脒的保護機制主要是通過ACE2/血管緊張素-(1-7)/AT受體軸對糖尿病腎損傷發(fā)揮保護作用[13]。Sharma 等[14]探討了三氮脒分別在血糖正常的急性腎損傷及高血糖條件下在急性腎損傷中的作用，結果顯示兩組不同血糖水平的急性腎損傷大鼠模型中血漿ACE、AT1R、AT2R、AngⅡ均升高，ACE2、Ang-(1-7)表達降低，而腎臟炎性反應和細胞凋亡加重，但在糖尿病急性腎損傷大鼠中的變化更為顯著，而血管緊張素Ⅱ受體激動藥與三氮脒聯(lián)合應用可進一步增強急性腎損傷大鼠中ACE2、Ang-(1-7)、AT2R和MASR的表達，減輕腎小管損傷。表明上述藥物可通過預防氧化應激、炎癥、纖維化和細胞凋亡介導的腎小管損傷保護大鼠的急性腎損傷[15]。

腎缺血/再灌注損傷發(fā)生在低血容量、感染性休克、腎移植或心血管手術中，也是急性腎損傷常見的原因，其與病死率增加及向相關慢性腎臟病的發(fā)展有關。有研究探討了三氮脒在大鼠缺血/再灌注損傷中的作用，結果顯示三氮脒治療后大鼠血中的尿素氮(BUN)、肌酐、肝功能指標、血清丙二醛顯著降低，而肌酸酐顯著升高。表明三氮脒可能通過抗氧化活性保護腎臟免受缺血/再灌注損傷[16]。

有研究進一步探討了三氮脒對高血壓大鼠腎功能及腎臟炎性反應變化的影響，結果顯示三氮脒可顯著減輕高血壓大鼠腎臟功能障礙，降低尿中硝酸鹽/亞硝酸鹽水平，降低血中定N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶、髓過氧化物酶水平，降低細胞因子和趨化因子(IL-1β、IL-6、TNF-α和MCP-1)水平，表明三氮脒可顯著有效改善腎血管性高血壓引起的腎臟改變和炎性反應[17, 18]。

3 治療腫瘤

RAS在癌癥中也起作用，研究顯示，ACE2表達增加在減少細胞遷移、增殖、轉移與血管生成方面的具有重要作用，因此三氮脒可能是減少腫瘤治療不良反應的一個可能的靶點[19]。。在胰腺癌細胞中，ACE2過表達的胰腺癌細胞表現(xiàn)出成瘤性降低和腫瘤生長延遲。另外，腺病毒載體介導的ACE2表達恢復可顯著抑制已建立的腫瘤生長，增強吉西他濱體內抗胰腺癌移植瘤的活性，顯著延長荷瘤動物的存活時間[20]。另一項研究也顯示，三氮脒可導致人腺癌細胞系(SK-LU-1和A549)的DNA合成呈劑量和時間依賴性的減少[21]。

AGTR1(編碼AT1R的基因)的上調也與部分腫瘤相關，尤其是浸潤性乳腺癌的發(fā)生[22]。在乳腺癌相關研究顯示，ACE2在乳腺癌患者中被下調，而ACE2表達較高的患者具有更長的無復發(fā)生存期。ACE2的高表達還與抑制人臍靜脈內皮細胞的遷移和增殖有關。該研究還顯示，在人臍靜脈內皮細胞中，來自乳腺癌細胞的ACE2導致VEGFR2、MEK1/2和ERK1/2等關鍵蛋白的磷酸化受到抑制，抑制人臍血管內皮細胞增殖和遷移，減少新血管的生成[23]。

許多與G-四鏈體結合的化合物已顯示出可通過端粒酶抑制DNA底物的延伸，除端粒外，G-四鏈體還存在于許多癌癥相關基因的啟動子區(qū)域，例如，c-myc、BCL-2、KRAS、c-kit39和VEGF，它們通過破壞轉錄因子的結合而參與這些基因的轉錄調控。有研究顯示，三氮脒能夠與位于c-myc癌基因啟動子區(qū)域的G-四鏈體結合[24]，且可與G-四鏈體DNA緊密結合，是與DNA雙鏈體結合的1000倍，也是目前與G-四鏈結合親和力最強的藥物之一，因此，三氮脒可能是癌癥治療的一個靶點。研究顯示三氮脒在對卵巢癌細胞、前列腺癌細胞和三陰性乳腺癌細胞已經表現(xiàn)出較好的抗癌活性，是開發(fā)抗癌藥物的新方向[25]。因此，上述研究表明三氮脒可能是部分腫瘤的一種有前途的候選藥物。

4 治療炎性疾病

三氮脒具有抗炎活性，有研究顯示，三氮脒可顯著抑制血漿丙氨酸氨基轉移酶和天冬氨酸氨基轉移酶的升高，減輕肝組織病理損傷，提高存活率，同時抑制腫瘤壞死因子-α和白細胞介素-6的表達，還能抑制caspase-3、caspase-8、caspase-9的活化，降低caspase-3的裂解水平，抑制c-Jun-N末端激酶的磷酸化，減少TUNEL陽性細胞數，表明三氮脒在預防肝炎方面可能有潛在的價值[26]。炎性反應與哮喘也具有一定的相關性，且ACE在肺部高表達并哮喘呈正相關。有研究檢測了ACE2激活在哮喘動物模型中的作用，用三氮脒對哮喘大鼠治療2周。結果顯示在對照組哮喘大鼠中，觀察了哮喘的特征，如氣道對卡巴膽堿的反應性改變，嗜酸性粒細胞增多和中性粒細胞減少，以及肺組織ACE1、IL-1β、IL-4、NF-κB、bcl_2、p-AKT、p-p38表達增加，ACE2和I-κB表達降低。而三氮脒可通過改變AKT、p38、NF-κB和其他炎性標志物來阻止哮喘進展，并逆轉哮喘大鼠肺泡間質增厚、炎細胞浸潤、間質纖維化、氧化應激和右心室肥厚。表明三氮脒激活ACE2對哮喘具有保護作用[27]。此外，在抗炎方面，三氮脒的局部給藥還可減輕葡萄膜炎，降低青光眼大鼠的眼壓[28]。

5 對骨細胞的影響

研究在體外和體內ACE2/Ang-(1-7)/MAS受體通路對成骨細胞和破骨細胞中的表達及其作用，結果顯示成骨細胞和破骨細胞在體內外均可表達ACE2和MAS受體。Ang-(1-7)可刺激成骨細胞堿性磷酸酶、基質合成、骨鈣素和1型膠原轉錄上調以及IL-6表達降低，也可刺激破骨細胞的IL-1 mRNA轉錄、IL-6和IL-1蛋白表達水平降低。在體內，Ang-(1-7)通過改善成骨細胞/破骨細胞比例，可顯著降低牙槽骨的損失，ACE2/Ang-(1-7)/Mas受體通路的激活還可降低IL-6的表達(但IL-1的表達并沒有降低)。此外，在人類牙齦樣本中也檢測到ACE2和MAS受體，且在健康組織中的表達高于炎性組織，結果表明ACE2/Ang-(1-7)/MasR在牙槽骨重塑中起著積極的作用[29]。

ACE2的激活可能在心血管疾病中重要的有益調節(jié)作用，在某些情況下還具有降壓的特性，在腎臟相關疾病中也具有一定的治療療效，甚至在癌癥中發(fā)揮重要作用，因為它與減少癌癥中的細胞遷移、增殖和轉移有關。但三氮脒的上述治療療效僅在細胞培養(yǎng)和動物疾病模型中進行了研究，目前還沒有關于三氮脒臨床治療研究報道，因此需要進一步的研究以闡明三氮脒的確切治療機制及臨床使用的安全性與有效性。