鹽皮質(zhì)激素受體對(duì)心血管疾病影響的研究進(jìn)展

馬茜鈺，彭 石，張兆元，張 丹，張 錦

(1.蘭州大學(xué) 第一臨床醫(yī)學(xué)院； 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， 甘肅 蘭州 730000)

醛固酮-鹽皮質(zhì)激素受體(aldosterone-mineralocorticoid receptor，aldo-MR)通路在心臟應(yīng)激如高血壓、冠心病和心力衰竭(heart failure，HF)等期間被激活。鹽皮質(zhì)激素受體(mineralocorticoid receptor，MR)作為核受體類固醇家族成員，在許多組織細(xì)胞中表達(dá)，包括血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth muscle cell，VSMC)、內(nèi)皮細(xì)胞(endothelial cell，EC)、心肌細(xì)胞和免疫細(xì)胞等。MR活化除了維持鈉鉀離子穩(wěn)態(tài)，還可對(duì)維持血漿滲透壓和血液動(dòng)力學(xué)動(dòng)態(tài)平衡的其他離子和體液進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，MR的不適當(dāng)活化可通過(guò)醛固酮依賴和非依賴機(jī)制導(dǎo)致心血管損傷[1]，如動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成與發(fā)展、心血管結(jié)構(gòu)重塑、心電生理相關(guān)離子通道的改變等。本文將針對(duì)MR活化對(duì)心血管疾病的影響與作用機(jī)制展開(kāi)綜述。

1 MR活化的病理生理機(jī)制

1.1 MR與氧化應(yīng)激

MR活化可決定細(xì)胞的氧化還原狀態(tài)。MR活化通過(guò)上調(diào)NOX(NADPH氧化酶)增加了活性氧自由基(reactive oxygen species，ROS)的產(chǎn)生。NOX介導(dǎo)生成的ROS具有多種調(diào)節(jié)功能，包括蛋白質(zhì)磷酸化、酶反應(yīng)、細(xì)胞離子運(yùn)輸、基因轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞增殖和死亡[2]。血管功能障礙與氧化應(yīng)激增加有關(guān)，MR活化在氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的血管損傷中發(fā)揮作用。拮抗MR通過(guò)提高血管壁一氧化氮生物利用度，誘導(dǎo)血管壁中抗氧化酶(超氧化物歧化酶和過(guò)氧化氫酶)上調(diào)并降低超氧陰離子水平，減少了血管氧化應(yīng)激，改善了血管內(nèi)皮功能[3]。

1.2 MR與炎性反應(yīng)

炎性反應(yīng)在心血管疾病中起著重要作用。MR活化促進(jìn)了炎性反應(yīng)發(fā)生，如NF-κB信號(hào)通路的活化誘導(dǎo)了促炎性細(xì)胞因子(IL-1β、IFN-γ、TNF-α等)表達(dá)。對(duì)促炎信號(hào)通路的研究表明，JNK/AP-1的活化依賴于MR[4]。此外，MR還以性別特異性方式促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化中的血管炎性反應(yīng)。在雄性小鼠中，EC-MR缺失減弱了白細(xì)胞-內(nèi)皮相互作用、斑塊炎性反應(yīng)以及E-選擇素的表達(dá)，是MR促進(jìn)血管炎性反應(yīng)的潛在機(jī)制，而對(duì)于女性來(lái)說(shuō)，EC-MR缺失并沒(méi)有血管保護(hù)作用[5]。

此外，多種免疫細(xì)胞MR活化也與炎性反應(yīng)相關(guān)。巨噬細(xì)胞MR活化誘導(dǎo)其向促炎M1表型分化，而巨噬細(xì)胞MR失活則向抗炎M2表型分化。髓樣細(xì)胞(巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞和單核細(xì)胞)中MR失活也可防止小鼠心血管炎性反應(yīng)的發(fā)生[4]。脂多糖誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞MAPK/pJNK促炎通路需要MR-DNA結(jié)合，而在DOC/鹽誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞炎性反應(yīng)中，MR調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞促炎表型和心臟組織炎性反應(yīng)部分不需通過(guò)與DNA結(jié)合實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，巨噬細(xì)胞MR的激活增加了血管中NLRP3炎性小體水平，而NLRP3炎性小體激活后可促進(jìn)胱天蛋白酶-1(caspase-1)的激活及促炎細(xì)胞因子IL-1β的成熟與釋放。研究顯示，鹽皮質(zhì)激素受體拮抗劑(mineralcorticoid recept antagonist,MRA)螺內(nèi)酯治療可降低caspase-1和IL-1β水平并改善內(nèi)皮依賴性血管舒張[6]。因此，MR活化通過(guò)多種途徑與炎性反應(yīng)相關(guān)聯(lián)。

1.3 MR與纖維化

纖維化以受損或炎性組織中的細(xì)胞外基質(zhì)成分(如膠原蛋白和纖連蛋白)異常增多或過(guò)度沉積為特征，在心血管疾病中起重要作用。MR活化刺激多種促纖維化因子表達(dá)，這些因子參與了心血管重塑的病理過(guò)程。將特定細(xì)胞MR基因敲除(mineralocorticoid receptor-knockout，MR-KO)小鼠用于研究MR信號(hào)傳導(dǎo)在心臟纖維化中的作用機(jī)制。與野生型相比，髓樣細(xì)胞MR過(guò)表達(dá)小鼠纖維化標(biāo)志物轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子1(transforming growth factor-1,TGF-1)，基質(zhì)金屬蛋白酶12(matrix metalloproteinase-12，MMP-12)，Ⅰ 型膠原表達(dá)明顯增加，而具有抗纖維化作用的M2樣標(biāo)志物(如MRC2、PPAR和PDK4)在髓樣細(xì)胞MR-KO小鼠心肌細(xì)胞中的表達(dá)更高[4]。

2 MR在心血管疾病中的作用

2.1 MR通過(guò)參與血管生成與重塑導(dǎo)致血管疾病的發(fā)生

2.1.1 參與病理性血管生成：血管生成對(duì)于生長(zhǎng)和修復(fù)至關(guān)重要，但血管生成不良或不受控制則會(huì)引起病理改變。血管損傷時(shí)，EC-MR缺失表現(xiàn)出血管生成潛力增加。對(duì)小鼠后肢行缺血再灌注處理發(fā)現(xiàn)，EC-MR-KO小鼠缺血肢體血流恢復(fù)改善，血管密度增加。此外，EC-MR-KO還促進(jìn)了小鼠腫瘤細(xì)胞的增殖并增加了腫瘤血管密度，支持了MR對(duì)血管生成起負(fù)調(diào)節(jié)作用的觀點(diǎn)[7]。

2.1.2 參與血管纖維化：VSMC-MR參與血管纖維化的調(diào)節(jié)，VSMC中MR的缺失減輕了與衰老相關(guān)的血管纖維化，這與衰老過(guò)程中獨(dú)特的抗纖維化血管基因表達(dá)程序的募集有關(guān)。通過(guò)長(zhǎng)期藥物抑制老年小鼠MR，阻止了血管纖維化的發(fā)展并誘導(dǎo)了類似的抗纖維化血管基因程序的表達(dá)[8]。此外，樹(shù)突狀細(xì)胞(dendritic cell，DC)對(duì)于血管重塑也至關(guān)重要，DC-MR活化有利于參與纖維化發(fā)展的中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)的脂鈣素的表達(dá)[9]。因此，特定細(xì)胞MR阻滯可能是防止血管纖維化的策略之一。

2.2 細(xì)胞特異性MR參與對(duì)血壓的調(diào)節(jié)

不同細(xì)胞MR在血壓調(diào)節(jié)中的作用各不相同。EC-MR一般不調(diào)節(jié)基礎(chǔ)血壓，但在特定條件下EC-MR過(guò)表達(dá)則會(huì)導(dǎo)致血壓升高[10]。在AngII誘導(dǎo)的高血壓小鼠模型中，T細(xì)胞MR-KO顯著降低了小鼠收縮壓和舒張壓并減輕了對(duì)腎臟和血管損傷。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，MR與T細(xì)胞核因子1和活化蛋白1相互作用，通過(guò)控制IFN-γ調(diào)節(jié)血壓[4]。腸上皮細(xì)胞(intestinal epithelium cell，IEC)通過(guò)管理血容量在高血壓病理中起重要作用。MR可通過(guò)上皮鈉通道(epithelial Na channel，ENaC)介導(dǎo)腸鈉吸收來(lái)調(diào)節(jié)血壓。標(biāo)準(zhǔn)飲食喂養(yǎng)IEC-MR-KO小鼠的糞便鈉排泄量比對(duì)照組小鼠高1.5倍，用DOC/鹽處理后兩組小鼠血壓均出現(xiàn)升高且腸道鈉吸收增加，但I(xiàn)EC-MR-KO小鼠的血壓升高程度明顯低于對(duì)照組[11]。

心肌膠原蛋白含量的增加是HF發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在頑固性高血壓患者中使用MRA除了降壓，還可降低膠原合成的血清生物標(biāo)志物，從而減少心肌膠原纖維的合成和心肌纖維化[12]。然而，目前還沒(méi)有研究表明這種效應(yīng)是否可延緩HF的進(jìn)展，值得進(jìn)一步深入研究。

MRA螺內(nèi)酯，依普利酮已被推薦用于治療鹽敏感性或難治性高血壓。一些新型MRA也正處于臨床試驗(yàn)階段。最近處于3期臨床試驗(yàn)階段的MRA研究顯示，選擇性非甾體類MRA esaxerenone是一種有效且耐受性良好的MR阻滯劑，其降血壓效果與依普利酮相當(dāng)[13]。將新型MRA更廣泛的用于高血壓患者，其獲益不僅僅是單純降壓，對(duì)于減少心腦血管并發(fā)癥、延緩HF進(jìn)展、提高生活質(zhì)量意義重大。

2.3 MR通過(guò)影響冠脈與免疫細(xì)胞參與冠心病的發(fā)生發(fā)展

2.3.1 MR與冠狀動(dòng)脈微血管功能障礙：冠狀動(dòng)脈微血管功能障礙與非阻塞性冠心病患者心絞痛的發(fā)生相關(guān)，不適當(dāng)?shù)腗R信號(hào)傳導(dǎo)是導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈微血管功能障礙的主要因素。MRA治療改善了冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮依賴性血管舒張，這與螺內(nèi)酯上調(diào)了內(nèi)皮型一氧化氮合酶介導(dǎo)的一氧化氮合成的分子調(diào)控基因(Hsp90ab1、Ahsa1、Ahsa2)有關(guān)[14]。

2.3.2 MR影響動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成與穩(wěn)定性：MR活化在動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerotic，AS)斑塊形成中發(fā)揮著重要作用。AS斑塊主要是巨噬細(xì)胞來(lái)源的泡沫細(xì)胞的積聚。在接受高脂飲食的髓樣細(xì)胞MR-KO小鼠中，膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)途徑改變使體內(nèi)泡沫細(xì)胞形成減少。此外，髓樣細(xì)胞MR活化可使局部產(chǎn)生MMP，MMP降解膠原蛋白使纖維帽變薄，影響了AS斑塊的穩(wěn)定性。在主動(dòng)脈竇的AS病變中，髓樣細(xì)胞MR缺失增加了AS斑塊膠原蛋白覆蓋率，從而增加了斑塊的穩(wěn)定性[15]。髓樣細(xì)胞MR阻滯可能是延緩AS發(fā)展的可行策略。

2.3.3 巨噬細(xì)胞MR調(diào)節(jié)心肌梗死后的愈合：巨噬細(xì)胞MR活化在瘢痕修復(fù)中發(fā)揮作用，是心肌梗死(myocardial infarction，MI)后心臟修復(fù)的關(guān)鍵致病因子。巨噬細(xì)胞MR失活通過(guò)增強(qiáng)嗜中性粒細(xì)胞的胞吞作用，抑制自由基的形成以及活化成纖維細(xì)胞,促進(jìn)了梗死心肌的愈合。此外，MI急性期將含MRA依普利酮的脂質(zhì)體靶向遞送至巨噬細(xì)胞可防止心臟重塑和功能惡化，從而為心臟修復(fù)提供了有效而獨(dú)特的治療策略[16]。

2.4 MRA通過(guò)多種機(jī)制使HF患者獲益

MRA通過(guò)減少心肌纖維化、心臟交感神經(jīng)活動(dòng)、左室重構(gòu)、降低左室充盈壓而使更多HF患者獲益。射血分?jǐn)?shù)保留的心力衰竭(heart failure with preserved ejection fraction,HFpEF)患者服用MRA螺內(nèi)酯顯著改善了運(yùn)動(dòng)耐力、靜息時(shí)的左室充盈壓以及左心房結(jié)構(gòu)和功能特征(左心房體積指數(shù)和形變能力)[17]。用心血管磁共振檢測(cè)的心肌細(xì)胞外體積分?jǐn)?shù)的變化作為彌漫性纖維化的替代指標(biāo)的研究顯示，HFpEF患者使用螺內(nèi)酯雖然不會(huì)使細(xì)胞外體積發(fā)生顯著變化，但降低了細(xì)胞外體積擴(kuò)張的速度，同時(shí)減少了細(xì)胞和細(xì)胞外心肌房室間隔的質(zhì)量[18]。MRA在射血分?jǐn)?shù)降低的心力衰竭(heart failure with reduced ejection fraction,HFrEF)患者中的應(yīng)用通常因擔(dān)心發(fā)生低血壓而受限，但臨床研究發(fā)現(xiàn)，HFrEF患者使用MRA的臨床獲益不受基線收縮壓的影響，即使在基線收縮壓較低時(shí)也很少引起低血壓[19]。

2.5 MR通過(guò)調(diào)節(jié)通道蛋白和骨鈣素參與心律失常的發(fā)生

MR參與心臟電生理疾病的發(fā)生發(fā)展。MRA或MR-KO減少心律失常的發(fā)生與鈉氫交換1(NHE-1)，鈣/鈣調(diào)素依賴性蛋白激酶Ⅱ(calcium/calmodulin-dependent protein kinase Ⅱ，CamKII)，L和T型Ca2+通道以及Na+-K+泵等通道蛋白在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平的調(diào)節(jié)有關(guān)[20]。在病變和重塑的心臟中，CaMKII活性和表達(dá)增加、纖維化增加、電耦合和細(xì)胞興奮性降低，導(dǎo)致鈣穩(wěn)態(tài)失衡和組織完整性紊亂。抑制CaMKII與MR拮抗作用相結(jié)合可通過(guò)抑制促纖維化TGF-β/SMAD3信號(hào)傳導(dǎo)來(lái)減少斑塊狀纖維化組織的形成，從而降低心律失常的發(fā)生[21]。MR活化與心房纖維化相關(guān)的房顫密切相關(guān)。在研究成骨細(xì)胞MR對(duì)心房纖維化的影響中顯示，成骨細(xì)胞中的MR缺陷通過(guò)下調(diào)骨鈣素以促進(jìn)心房成纖維細(xì)胞的增殖和遷移減輕了心房纖維化[22]。基礎(chǔ)研究已證明MRA可預(yù)防心房纖維化，但MRA用于心律失常治療的潛在益處還需要更多臨床試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。

2.6 MR通過(guò)影響肺動(dòng)脈導(dǎo)致肺動(dòng)脈高壓

肺血管內(nèi)皮功能障礙是原發(fā)性肺動(dòng)脈高壓(pulmonary arterial hypertension，PAH)的主要原因之一。激活MR可能通過(guò)刺激水通道蛋白1表達(dá)和肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞增殖促進(jìn)PAH的發(fā)展[23]。在PAH小鼠模型中使用MRA可預(yù)防肺小動(dòng)脈血管重塑并改善心肺血流動(dòng)力學(xué)延緩PAH的發(fā)展[24]。螺內(nèi)酯具有明顯的抗感染作用，但與MR無(wú)關(guān)。在PAH患者的觀察性隊(duì)列研究中，螺內(nèi)酯減少了肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞炎性基因轉(zhuǎn)錄，從而降低了炎性標(biāo)志物水平[25]。因此，PAH患者使用MRA可被視為一種新穎而有效的治療方法。

3 問(wèn)題與展望

目前由于MRA用于心血管疾病的治療會(huì)引起高鉀血癥、內(nèi)分泌激素分泌紊亂、腸道反應(yīng)等而受限。不同細(xì)胞類型MR在心血管系統(tǒng)中的作用機(jī)制研究已取得了很大進(jìn)展，闡明不同類型細(xì)胞MR在心血管疾病中的作用機(jī)制，為今后靶向藥物的研發(fā)提供了新思路和依據(jù)，細(xì)胞特異性MRA或許可以減少以螺內(nèi)酯為代表的MRA的不良反應(yīng)并提高藥物的生物利用度。同時(shí)，使用MRA或MR-KO模型的基礎(chǔ)研究為臨床心血管疾病用藥提供了理論依據(jù)，加快了新藥進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段的速度。