花生四烯酸及其衍生物在肺動(dòng)脈高壓發(fā)生發(fā)展中的作用

李勇，張健②?

①天津醫(yī)科大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)系，天津 300070；②華東理工大學(xué) 藥學(xué)院藥物科學(xué)系，上海 200030

肺動(dòng)脈高壓(pulmonary arterial hypertension, PAH)是以肺動(dòng)脈阻力進(jìn)行性增大，從而使肺動(dòng)脈壓力不斷上升，最終導(dǎo)致右心衰竭甚至死亡為主要特征的病理過程。其診斷標(biāo)準(zhǔn)為在海平面狀態(tài)下，靜息時(shí)右心導(dǎo)管測量平均肺動(dòng)脈壓升高大于或等于25 mmHg。PAH主要的病理改變包括肺血管收縮、血管重構(gòu)和血管栓塞。這是一種較為棘手的心肺疾病，可進(jìn)一步發(fā)展為慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)、肺源性心臟病及右心衰竭等。正常的肺動(dòng)脈(PA)由三層結(jié)構(gòu)組成，即內(nèi)膜、中膜和外膜。內(nèi)膜為單層內(nèi)皮細(xì)胞，被基底層包圍，由內(nèi)部彈性組織分隔；中膜主要由彈性蛋白和膠原蛋白等細(xì)胞外基質(zhì)支撐的肺血管平滑肌細(xì)胞(pulmonary artery smooth muscle cells, PASMCs)組成；外膜包含成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和周細(xì)胞等多種細(xì)胞類型[1]。然而研究者在PAH患者PA內(nèi)膜中卻發(fā)現(xiàn)了血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth muscle cells, VSMCs)，這種新生內(nèi)膜是由中膜平滑肌細(xì)胞(SMCs)脫分化遷移到內(nèi)膜與炎性細(xì)胞共同形成；同時(shí)觀察到中膜SMCs也發(fā)生了增殖，在外膜中存在增殖的成纖維細(xì)胞和巨噬細(xì)胞[2]。PASMCs的增生、肥大、凋亡、遷移及細(xì)胞外基質(zhì)的產(chǎn)生和降解等參與了血管重構(gòu)并發(fā)揮重要作用[3]。同時(shí)，內(nèi)皮細(xì)胞異常增殖及凋亡在受到抑制時(shí)往往會(huì)促使血管過度生成來參與肺血管重構(gòu)。有數(shù)據(jù)顯示，干/祖細(xì)胞能夠修復(fù)功能受損的內(nèi)皮細(xì)胞和促進(jìn)新生血管的增生，顯著改善PAH動(dòng)物模型的血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)[4]。

根據(jù)2018年在法國召開的第6屆世界肺動(dòng)脈高壓大會(huì)(World Symposium on Pulmonary Hypertension, WSPH)，PAH分為以下5大類：動(dòng)脈性PAH、肺部疾病/缺氧性PAH、左心疾病相關(guān)性PAH、肺動(dòng)脈阻塞性PAH以及未知因素所致的PAH。PAH的臨床治療方法一般以傳統(tǒng)治療和靶向藥物治療兩種最為常見。傳統(tǒng)治療主要是指對(duì)癥支持治療，強(qiáng)調(diào)相關(guān)共癥(即缺氧性肺系疾病、左心舒張功能受損等)以減輕相應(yīng)癥狀[5]。臨床上常用的對(duì)癥支持治療有：①氧療，防止缺氧誘發(fā)PA重構(gòu)、血流阻力增大進(jìn)而加重PAH患者病情；②利尿劑和強(qiáng)心劑，降低心臟負(fù)荷，增強(qiáng)心肌收縮力，預(yù)防心衰；③抗凝治療，預(yù)防PAH患者的肺小動(dòng)脈的原位血栓；④離子通道拮抗劑，抑制PA收縮，降低PA壓力[6-7]。目前相對(duì)成熟的PAH治療藥物主要分為4類：①前列環(huán)素(prostacyclin, PGI2)類，激活前列環(huán)素受體(prostacyclin receptor, IP)及下游的腺苷酸環(huán)化酶(adenylate cyclase, AC)，進(jìn)而促使環(huán)磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate, cAMP)的產(chǎn)生，可起到抗血栓、抗PASMCs增殖及舒張血管的作用；②利奧西呱(Riociguat)及NO吸入劑，利奧西呱通過增強(qiáng)內(nèi)源性NO的作用增強(qiáng)NO-可溶性鳥苷酸環(huán)化酶(soluble guanylyl cyclase, sGC)-環(huán)磷酸鳥苷(cyclic guanosine monophosphate, cGMP)通路，誘導(dǎo)血管舒張和抑制PASMCs增殖；③內(nèi)皮素(endothelin, ET)受體拮抗劑，PAH患者PA中的ET-1表達(dá)明顯上調(diào)，促使PASMCs收縮并誘導(dǎo)NO與PGI2水平下調(diào)，ET受體拮抗劑能抑制上述過程而被廣泛應(yīng)用于PAH治療；④5型磷酸二酯酶(phosphodiesterase type 5, PDE-5)抑制劑，能升高cGMP的水平，使血管擴(kuò)張。此類藥物主要包括西地那非、伐地那非及他達(dá)那非等。目前PAH的傳統(tǒng)治療和靶向藥物治療，都對(duì)PAH癥狀和心肺血流力學(xué)有所改善，提高了患者的生存質(zhì)量，但始終無法抑制或者逆轉(zhuǎn)PA血管重塑，一旦被確診，患者在1年內(nèi)的病死率高達(dá)10%[8]。因此，研究探索PAH發(fā)病機(jī)制和抑制血管重構(gòu)的藥物靶點(diǎn)十分關(guān)鍵。

PAH發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，多種因素共同致病[9](圖1)。轉(zhuǎn)化生長因子β(transforming growth factor β, TGF-β)超家族參與了肺動(dòng)脈高壓的發(fā)生發(fā)展，可以通過參與調(diào)節(jié)PASMCs的細(xì)胞周期、細(xì)胞代謝和表型轉(zhuǎn)化，促進(jìn)肺血管的重構(gòu)。特別是TGF-β/BMP2(bone morphogenetic protein 2，骨形態(tài)發(fā)生蛋白2)信號(hào)通路的平衡，在維持肺動(dòng)脈血管穩(wěn)態(tài)中有著重要的作用，兩者的相互作用結(jié)果對(duì)肺血管的ECs表型轉(zhuǎn)化、肺血管周圍的炎癥反應(yīng)及肺血管的生長都會(huì)產(chǎn)生重要影響[10-11]。TGF-β還可以通過促進(jìn)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子2/3(mothers against decapentaplegic homolog 2/3, smad2/3)磷酸化影響ECs表型轉(zhuǎn)換[12]。血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)是內(nèi)皮細(xì)胞特異性有絲分裂原。PAH患者的呼吸道黏液中VEGF水平顯著高于健康人群，而且在患者的叢狀病變部位也有明顯上調(diào)，從而促進(jìn)肺動(dòng)脈血管的增生[13-15]。

圖1PAH形成機(jī)制及對(duì)應(yīng)的治療藥物(VSMCs，血管平滑肌細(xì)胞；Fibroblasts，成纖維細(xì)胞；Macrophages，巨噬細(xì)胞；ECs，內(nèi)皮細(xì)胞)

花生四烯酸(arochidonic acid, AA)是人體所必需的不飽和脂肪酸，是合成前列腺素(prostaglandin, PG)等炎性脂質(zhì)小分子的前體物質(zhì)，參與機(jī)體多種病理生理過程。AA主要通過代謝形成的各種衍生物引起血管的收縮、SMCs的表型轉(zhuǎn)化及內(nèi)皮細(xì)胞增殖與凋亡失衡，最終導(dǎo)致血管重構(gòu)。正常機(jī)體內(nèi)的AA來源主要有飲食攝入和亞油酸(lionleic acid, LA)在肝臟或肝外組織生物合成兩個(gè)途徑[16]。通常，AA以無活性的酯化形式儲(chǔ)存于細(xì)胞膜的磷脂中，而當(dāng)機(jī)體需要或在炎癥等病理因素的刺激下，磷脂酶A2(phospholipase A2, PLA2)或磷脂酶C(phospholipases C, PLC)會(huì)作用于膜磷脂產(chǎn)生AA。此外，甘油三酯通過甘油三酯酶也能合成AA[17-19]。研究表明，AA可以通過抑制電壓依賴性Ca2+內(nèi)流來緩解缺氧引起的PASMCs收縮，PLA2阻斷劑或PLA2敲除也都可以在一定程度上緩解缺氧所致的PASMCs收縮[20]。

AA主要有環(huán)氧化酶(cyclooxygenase, COX)、脂氧合酶(lipoxygenase, LOX)和細(xì)胞色素P450酶(cytochrome P450, CYP) 三種代謝途徑(圖2)。前列腺素合成關(guān)鍵酶COX也叫作前列腺素H合成酶 (prostaglandin H synthase, PGHS)，分為COX-1和COX-2兩種亞型，一般以前者為主，后者表達(dá)較少[21-22]。AA在COX-1或者COX-2催化下產(chǎn)生前列腺素H(prostaglandin H2, PGH2)，然后在PGD2合成酶(prostaglandin D synthase, PGDS)、PGE2合成酶(prostaglandin E synthase, PGES)、PGI2合成酶(prostacyclin synthase, PGIS)、TXA2合成酶(thromboxane A2synthase, TXS)及PGF2α合成酶(prostaglandin F synthase, PGFS)的作用下分別合成PGD2、PGE2、PGI2、TXA2及PGF2α。其中TXA2在水溶液中性質(zhì)不穩(wěn)定，易進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)門XB2；PGI2可以在一定條件下經(jīng)肝臟代謝轉(zhuǎn)變?yōu)?-k-PGE1[23]。

圖2AA的主要代謝途徑及其代謝產(chǎn)物(PLA2 ,磷脂酶A2；PLC，磷脂酶C；CYP，細(xì)胞色素P450酶；COX，環(huán)氧化酶；TXS，TXA2合成酶；PGIS，PGI合成酶；PGDS，PGD合成酶；PGES，PGE合成酶；LOX，脂氧合酶；sEH，可溶性環(huán)氧化物水解酶；LTA4H，LTA4水解酶；LTC4S，LTC4合成酶)

1 COX途徑衍生物在PAH發(fā)生發(fā)展中的作用及其機(jī)制

PGH2是一種內(nèi)皮源性收縮因子，通過sPLA2依賴途徑引起PA收縮，其進(jìn)一步代謝產(chǎn)生的前列腺素通過各自的G蛋白偶聯(lián)受體調(diào)節(jié)VSMCs的表型轉(zhuǎn)化來參與PAH的發(fā)生發(fā)展過程[24-26](圖3)。研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)械牽拉和乙酰膽堿可以誘導(dǎo)TXA2水平上調(diào)，并可通過抑制NO/cGMP通路誘導(dǎo)的血管擴(kuò)張來進(jìn)一步促進(jìn)PA收縮[27-28]。TXA2除了是一種血管收縮劑外，還是血小板活化的有力刺激物。TXA2與二烯丙啶(dipetalodipin)及三鉑(triplatin)結(jié)合后有體外抑制血小板網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形成的作用，這或許能為PA血栓治療提供新的思路[29-31]。PGI2類藥物主要是IP受體通過促使cAMP升高來舒張PA而發(fā)揮作用的[32]，IP受體的敲除能夠促進(jìn)VSMCs增殖和內(nèi)膜新生來加重血管重塑[33]。最近研究發(fā)現(xiàn)，特發(fā)性肺動(dòng)脈高壓(idiopathic pulmonary arterial hypertension, IPAH)患者中IP受體發(fā)生了下調(diào)且體內(nèi)的cAMP水平正常，并且得出PGI2類藥物可以通過過氧化酶增殖因子活化受體γ(peroxisome proliferatoractivated receptor gamma, PPARγ)通路抑制VSMCs的增殖來產(chǎn)生療效的結(jié)論[34]。同時(shí)，野百合堿(monocrotaline, MCT)誘導(dǎo)的大鼠PAH模型中也存在IP受體下調(diào)現(xiàn)象，并在該模型中證實(shí)了PGI2類似物伊洛前列腺素可通過EP4受體來發(fā)揮舒血管作用[35]。此外，PGI2還因具有促進(jìn)PASMCs的凋亡并減輕PASMCs肥大來抑制血管重塑且有效改善血流動(dòng)力學(xué)的作用，而常被廣泛用于PAH的臨床治療[36-38]。

圖3前列腺素受體參與調(diào)控VSMC表型轉(zhuǎn)化(mTORC1，雷帕霉素機(jī)能靶標(biāo)蛋白復(fù)合物1；PI3K，磷脂酰肌醇3-激酶；PKA，蛋白激酶A；RhoA，Ras同源基因家族成員A)

PGI2類藥物對(duì)PAH患者進(jìn)行治療后，其6 min步行距離增加，NYHA功能評(píng)級(jí)、平均肺動(dòng)脈壓(mean pulmonary artery pressure, MPAP)、肺血管阻力(pulmonary vascular resistance, PVR)和全因死亡率顯著改善[39]，并且對(duì)PAH兒童患者、先天性心臟病相關(guān)的PAH患者也都有明顯的治療效果[40-41]。目前應(yīng)用于PAH臨床治療的PGI2類藥物主要包括司來帕格(selexipag)、依前列烯醇(epoprostenol)、貝前列素(beraprost)、伊洛前列素(iloprost)及曲前列環(huán)素(treprostinil)。依前列烯醇是第一個(gè)獲準(zhǔn)用于治療PAH的藥物[42]，緊接著貝前列素也被發(fā)現(xiàn)可以改善重癥PAH患者的臨床癥狀和血流動(dòng)力學(xué)[43]，伊洛前列素可以顯著提高PAH患者的心輸出量并改善心功能[44]，因此都被納入PAH治療的常規(guī)藥物。曲前列尼爾鈉(treprostinil sodium)在2013年被批準(zhǔn)用于治療PAH。研究發(fā)現(xiàn)，單一的口服曲前列尼爾鈉可以顯著改善PAH患者的運(yùn)動(dòng)能力，該結(jié)論也在兒童的PAH患者中得到進(jìn)一步的證實(shí)。此外，皮下注射曲前列環(huán)素給藥治療先天性心臟病相關(guān)性肺動(dòng)脈高壓(pulmonary arterial hypertension associated with congenital heart disease, CHD-PAH)的安全有效性至少能持續(xù)12個(gè)月[45-47]。嚴(yán)重的IPAH患者的平均肺動(dòng)脈壓、肺血管阻力和心臟指數(shù)在PGI2類藥物的使用下都得到了顯著改善[48]。另一名PAH伴丙型肝炎的女性患者，在接受PGI2類藥物治療后，呼吸困難和疲勞的癥狀也都得到了顯著的改善，但令人意外的是，在治療的后期該患者出現(xiàn)了肝脾腫大[49]。因此，在合并肝炎的PAH患者中要慎用此類藥物。有證據(jù)表明，肺動(dòng)脈高壓中產(chǎn)生的介質(zhì)和細(xì)胞因子，如緩激肽(bradykinin, BK)、白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β, IL-1β)和TGFβ1，能夠減弱伊洛前列素和卡巴前列環(huán)素的治療作用。這可能是通過降低PASMCs中cAMP水平促使藥效減弱[50]。

PGI2類似物具有一定的非特異性，可以識(shí)別PGE2受體EP3[51]，因此有可能對(duì)PAH產(chǎn)生副作用。我們發(fā)現(xiàn)在嚙齒類低氧/SU5416模型中，EP3受體基因的敲除或藥物抑制可明顯減少PAH小鼠的細(xì)胞外基質(zhì)沉積，PASMCs中的EP3缺失會(huì)延緩PA中膜厚度增加的進(jìn)程[52]。

PGE2不僅可通過EP4受體介導(dǎo)大鼠肺內(nèi)動(dòng)脈(intrapulmonary artery, IPA)的缺氧性血管收縮[8,53]，也可抑制小鼠的PASMCs對(duì)缺氧的強(qiáng)烈收縮反應(yīng)[54]。PGE1能降低PAH大鼠肺組織的肌層化程度[55]，這可能是通過招募轉(zhuǎn)錄因子腺苷反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(cyclic AMP response element binding protein, CREB)促進(jìn)10號(hào)染色體上缺失的磷酸酶和張力蛋白同源物(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten, PTEN)的表達(dá)來抑制PASMCs的遷移和增殖[56]。臨床證據(jù)表明PGE1具有全身降壓作用[57]，能改善PAH患者的血流動(dòng)力學(xué)[58]，能有效降低二尖瓣置換術(shù)后PAH患者的血壓 (blood pressure, BP)、肺動(dòng)脈壓(pulmonary arterial pressure, PAP)和肺毛細(xì)血管楔壓(pulmonary artery wedge pressure, PCWP)[48,59]，使先天性心臟病矯正手術(shù)后的PAH患者死亡風(fēng)險(xiǎn)降低[60]，還可改善慢性血栓栓塞性肺動(dòng)脈高壓(chronic thromboembolic pulmonary hypertension, CTEPH)血栓殘留程度[61]。在肺移植期間，霧化吸入PGE1可在不損害全身血流動(dòng)力學(xué)的前提下降低肺動(dòng)脈壓，改善氧合情況[62-63]。

我們團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞釋放的PGD2介導(dǎo)了煙酸，抑制低氧/SU5416誘導(dǎo)的肺血管重塑機(jī)制[64]。PGD2受體DP1的激活可以減輕小鼠低氧誘導(dǎo)的肺血管重塑，而敲除DP1能通過增強(qiáng)哺乳動(dòng)物的雷帕霉素靶蛋白復(fù)合物1(mammalian target of rapamycin, mTOR1)活性，進(jìn)而促進(jìn)PASMCs的增殖與肥大，抑制了raptor亞基與mTORC1的分離來增強(qiáng)低氧誘導(dǎo)的肺動(dòng)脈重構(gòu)[65]。輔助性T細(xì)胞(Th細(xì)胞)極化促進(jìn)PAH的形成[66]。我們團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在特發(fā)性肺動(dòng)脈高壓患者和嚙齒動(dòng)物PAH模型體內(nèi)的CD4+T細(xì)胞中的PGD2受體DP2表達(dá)上調(diào)，而藥物抑制或者敲除DP2會(huì)減弱輔助型T細(xì)胞2(T helper 2 cell, Th2)的活性，進(jìn)而延緩小鼠PAH的發(fā)展進(jìn)程[67-68]。

2 LOX途徑衍生物在PAH發(fā)生發(fā)展中的作用及其機(jī)制

LOX主要包含5-LOX、12-LOX和15-LOX三種同工酶。5-LOX被認(rèn)為通過炎癥介質(zhì)白三烯(leukotriene, LT)來調(diào)控炎癥反應(yīng)。5-LOX至少存在3個(gè)磷酸化位點(diǎn)共同參與炎癥進(jìn)展，其磷酸化位點(diǎn)的調(diào)節(jié)有望成為治療PAH的有效手段[69-70]。5-LOX發(fā)揮作用需要5-脂氧合酶(5-lipoxygenase, 5-LO)激活蛋白(FLAP)和輔酶蛋白(CLP)來增強(qiáng)其酶活性[71]。有研究表明，5-LO通過促進(jìn)白三烯B4(leukotriene B4, LTB4)分泌加重肺部炎癥和PAH[72]，而5-LO選擇性抑制劑RF22-c能夠治療野百合堿誘導(dǎo)的大鼠PAH[73]。過度的血小板反應(yīng)所形成的血栓是導(dǎo)致PAH的元兇之一。Adili等人[74]的相關(guān)研究數(shù)據(jù)表明，12-LOX是機(jī)體內(nèi)血小板反應(yīng)的關(guān)鍵決定性因素，因此12-LOX抑制劑能在一定程度上緩解PAH的進(jìn)展。

AA在12-LOX催化下生成12-羥過氧化物酶二十碳四烯酸(12-hydroperoxy-5Z,8Z,10E,14Zeicosatetraenoic acid, 12-HPETE)、12-羥基二十碳四烯酸(12-hydroxy-5,8,10,14-eicosatetraenoic acid, 12-HETE)等，并在5-LOX等酶的作用下進(jìn)一步代謝。低氧誘導(dǎo)大鼠12-LOX合成12-HETE，后者能通過磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase, PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B, PKB)通路來促進(jìn)肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞(pulmonary artery endothelial cells, PAECs)遷移和血管形成，并抑制低氧所誘發(fā)的凋亡信號(hào)[75]。15-LOX作用AA后可以產(chǎn)生15-過氧化氫二十碳四烯酸(15-HPETE)、15-羥基二十碳四烯酸(15-HETE)等物質(zhì)。15-LOX在PAH患者的肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞和PASMCs中的表達(dá)上調(diào)[76]；15-HETE可以促使大鼠PA中層肥厚和PAECs遷移，也可促進(jìn)新生血管的產(chǎn)生[77]。內(nèi)源性15-HETE可以通過引起PASMCs內(nèi)Ca2+上調(diào)來促進(jìn)收縮過程，也可以通過鈣依賴性的轉(zhuǎn)錄因子活化T細(xì)胞核因子3(nuclear factor of activated T cells 3, NFATC3)來抑制缺氧條件下的PASMCs凋亡和促進(jìn)增殖，引起肺動(dòng)脈血管重構(gòu)[78]。15-HETE能夠促進(jìn)在野百合堿誘導(dǎo)的肺動(dòng)脈高壓模型中TERT端粒酶敲除引起的細(xì)胞周期阻滯[79]，也可通過激活TGF-β1/smad2/3信號(hào)通路，促進(jìn)缺氧誘導(dǎo)的血管外膜纖維化[80]。15-HETE處理小鼠患上PAH的概率明顯增加，其原因可能是促進(jìn)了CD8+CD69+細(xì)胞數(shù)量增加和肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞凋亡[81]。

LT是LOX途徑的另一類重要產(chǎn)物，它包含A、B、C、D、E及F六類。雖然它在體內(nèi)的含量很低，卻是炎癥反應(yīng)的重要介質(zhì)。如PAH患者的小肺動(dòng)脈附近大量巨噬細(xì)胞聚集并產(chǎn)生的白三烯A4水解酶(recombinant leukotriene A4hydrolase, LTA4H)，使得患者LTB4血清含量明顯高于健康人群[82]。據(jù)報(bào)道，LTB促進(jìn)PASMCs增殖和肺動(dòng)脈重塑。LTB誘導(dǎo)的PASMCs增殖可能是PI3K/Akt及細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK1/2)通路通過調(diào)節(jié)糖原合成酶3β(GSK-3β)/β-連環(huán)蛋白(β-catenin)/細(xì)胞周期素D1(cyclin D1)軸介導(dǎo)的[83]。LTB4下調(diào)時(shí)可抑制內(nèi)皮鞘氨醇激酶1(sphingosine kinase 1, Sphk1)-內(nèi)皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase, eNOS)途徑從而引起PAECs凋亡[82]。此外，LTB4也促使肺血管外膜成纖維細(xì)胞發(fā)生增殖、遷移和分化[84]。

3 CYP途徑衍生物在PAH發(fā)生發(fā)展中的作用及其機(jī)制

CYP途徑主要在NADPH和O2的條件下發(fā)生，有CYP表氧化酶代謝和CYPω-水解酶代謝兩條通路。CYP表氧化酶代謝通路主要由CYP2J和CYP2C兩種酶參與，使得AA環(huán)氧化產(chǎn)生環(huán)氧二十碳三烯酸(epoxyeicosatrienoic acids, EETs)。EETs在持續(xù)缺氧性肺血管收縮(HPV)中有著重要作用。5,6-EET是截至目前唯一被發(fā)現(xiàn)在肺血管中具有收縮和舒張雙重功能的EET類物質(zhì)[85]；14,15-EET在肺循環(huán)中起到舒張血管的作用[86]，能夠促進(jìn)血管新生[87]。8,9-EET、11,12-EET和14,15-EET可通過c-Jun氨基末端蛋白激酶(c-Jun N-terminal kinases, JNK)/c-Jun途徑誘導(dǎo)PAECs增殖和血管的生成，并有一定的抑制細(xì)胞凋亡的作用[88]。從豬肺動(dòng)脈中分離的PAECs和PASMCs的相關(guān)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，EETs和細(xì)胞色素P4502J2(cytochrome P450 2J2, CYP2J2)過表達(dá)能減緩肺血管細(xì)胞的凋亡。此外，11,12-EET和14,15-EET還能抑制TGF-β1誘導(dǎo)的PASMCs遷移，減輕肺血管重構(gòu)[89-90]。EETs可在sET的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)镈HETs，從而失去其原有的作用。sEH在正常人肺動(dòng)脈壁表達(dá)，而在PAH病人中表達(dá)降低。sEH全身敲除加重了慢性低氧誘導(dǎo)的小鼠肺動(dòng)脈高壓[91]。sEH的抑制劑能夠緩解野百合堿誘導(dǎo)的大鼠PAH發(fā)展[92]。

CYPω-水解酶代謝通路主要由CYP4A11和CYP4F2兩種酶使AA發(fā)生羥基化形成19-羥過氧化物酶二十碳四烯酸(19-hydroxy arachidonic acid, 19-HETE)與20-羥過氧化物酶二十碳四烯酸(20-hydroxy arachidonic acid, 20-HETE)。20-HETE是促炎因子，能夠促進(jìn)PAH的發(fā)展[93-95]，在牛的肺動(dòng)脈內(nèi)通過細(xì)胞間縫隙連接介導(dǎo)平滑肌肌球蛋白重鏈(SM-MHC)的表達(dá)來加速持續(xù)低氧性收縮過程[96]。此外，20-HETE能抑制內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，加速NO的釋放，從而舒張血管，降低肺總阻力，這為治療PAH提供一種新的思路[97-98]。

4 展望

細(xì)胞在缺氧情況下會(huì)出現(xiàn)一系列的功能異常。例如：CD146, 一種細(xì)胞黏附分子，也是內(nèi)皮細(xì)胞的標(biāo)志物(marker)，在慢性缺氧性小鼠PAH模型中發(fā)現(xiàn)，它促進(jìn)了PAH血管重構(gòu)[99]；在慢性缺氧和野百合堿誘導(dǎo)的大鼠PAH模型中發(fā)現(xiàn)，低氧誘導(dǎo)因子-1α(hypoxia inducible factor-1α, Hif1α)促進(jìn)DRP1(dynamin-related protein 1)介導(dǎo)的線粒體分裂，進(jìn)而促使PASMCs增殖[100]。缺氧會(huì)直接影響到線粒體，它是細(xì)胞能量代謝的最重要場所，參與細(xì)胞增殖、凋亡及活性氧(ROS)生成[5]。近幾年研究者探索線粒體在PAH形成中的分子機(jī)制時(shí)發(fā)現(xiàn)，PASMCs的正常膜電位(ΔΨm)和ROS水平與PAH發(fā)生發(fā)展有關(guān)[101-102]。與健康人相比，PAH患者的PASMCs中Kv1.5通道的表達(dá)下降，進(jìn)而誘發(fā)肺動(dòng)脈重塑，而轉(zhuǎn)錄因子活化T細(xì)胞核因子c2(nuclear factor of activated T cells c2, NFATc2)能夠有效逆轉(zhuǎn)這一過程[5,101,103]。

炎癥反應(yīng)在PAH的形成中扮演了很重要的角色。在PAH患者的肺血管周圍存在大量炎性細(xì)胞浸潤[104]，其中血管緊張素-2和內(nèi)皮素信號(hào)通路介導(dǎo)了血管重塑的進(jìn)程[105-106]。CX3CL1是一種由內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的炎癥因子，可誘導(dǎo)VSMCs的增殖[107]。白介素-6(interleukin-6, IL-6)的升高與門脈高壓癥、結(jié)締組織疾病密切相關(guān)，臨床上將IL-6的血清水平作為評(píng)估患者生存質(zhì)量的指標(biāo)之一[108-109]。巨噬細(xì)胞移動(dòng)抑制因子(macrophage migration inhibitory factor, MIF)是一種抑制巨噬細(xì)胞遷移的細(xì)胞因子，能與CXR2或CXR4相結(jié)合，促使PASMCs增殖和血管重塑，并且與腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α, TNF-α)和IL-6共同作用加速疾病的發(fā)生發(fā)展[110-111]。

miRNA在PAH血管新生和血管重構(gòu)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。例如：miRNA-17通過對(duì)周期抑制物P21的負(fù)性調(diào)控參與缺氧介導(dǎo)的PAECs增殖[112-114]；在缺氧PA中miRNA-328的表達(dá)顯著下調(diào)，miRNA-328能在低氧誘導(dǎo)PAH小鼠模型中降低右室的收縮壓和PA的厚度，也能通過抑制胰島素生長因子1受體、L型鈣通道-α1C等多個(gè)靶點(diǎn)抑制PA收縮和重構(gòu)的進(jìn)程[115]。Omura團(tuán)隊(duì)[116]發(fā)現(xiàn)H19及其編碼的miRNA-657在PAH合并右心室失代償?shù)幕颊咧斜磉_(dá)上調(diào)，也被證實(shí)可以作為改善PAH合并右心衰竭患者的新靶標(biāo)。長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA, lncRNA)與相應(yīng)的miRNA協(xié)同調(diào)節(jié)PAH的發(fā)生發(fā)展過程。低氧處理的小鼠PASMCs中l(wèi)ncRNA-MEG3(long non-coding RNA-maternally expressed gene 3，母性表達(dá)基因3)和miRNA-328-3p通過胰島素樣生長因子1受體(type 1 insulin-like growth factor receptor, IGF1R)通路和p53通路來介導(dǎo)PASMCs的增殖[117-119]。lncRNA-MALAT1(metastasis associated lung adenocarcinoma transcript 1，肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子1)在暴露于低氧環(huán)境的小鼠體內(nèi)的PAECs和PASMCs中表達(dá)上調(diào)，在基因干預(yù)或藥物抑制MALAT1后可促進(jìn)增殖型EC向遷移型表型的轉(zhuǎn)化，抑制EC和PASMCs增殖[120-121]。值得注意的是，在不同研究中l(wèi)ncRNA和miRNA在血管重構(gòu)中的功能差異可能與物種、細(xì)胞中的分布情況、測定時(shí)間的節(jié)點(diǎn)等有關(guān)[122-123]。

PGI2類似物已被廣泛應(yīng)用于PAH臨床治療，但大部分AA及其衍生物在PAH中的作用的研究還處在實(shí)驗(yàn)室階段。研究表明，包括PGI2在內(nèi)的很多AA衍生物對(duì)ECs和PASMCs的增殖、凋亡等表型轉(zhuǎn)化具有重要作用。研究AA及其衍生物在PAH發(fā)生發(fā)展中的作用，對(duì)于更好地了解PAH發(fā)生發(fā)展機(jī)制和探索新的藥物靶點(diǎn)會(huì)有所啟迪。

(2021年11月24日收稿)