鈣敏感受體在高血壓中的研究進(jìn)展*

黃章鑫，張梁，郭雨桐，劉越，吳俊鵬，劉文秀

（哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院心血管內(nèi)科，黑龍江哈爾濱 150001）

高血壓是指以體循環(huán)血壓增高為主要臨床表現(xiàn)的慢性病，也是心腦血管病最主要的危險因素和引發(fā)心臟病和腦卒中的主要原因[1]。盡管如此，高血壓確切的發(fā)病機(jī)制仍尚未完全闡明，并且對于原發(fā)性高血壓的治療還是以控制血壓維持治療為主，無法達(dá)到治愈。另外，長期高血壓會導(dǎo)致心臟、腦、腎臟和腦等靶器官損傷，因此，探索高血壓及其靶器官損傷的機(jī)制對防治高血壓及其靶器官損傷至關(guān)重要。 鈣敏感受體（calcium-sensing receptor,CaSR）是G 蛋白耦聯(lián)受體超家族成員之一，分布廣泛，可通過調(diào)節(jié)體內(nèi)Ca2+參與機(jī)體多種生理及病理過程，如凋亡、壞死、增殖和分化等，同時參與多種心血管疾病的發(fā)生、發(fā)展，如心肌梗死[2]、高血壓和心肌病[3]等。近年來，越來越多的研究表明CaSR 在高血壓中發(fā)揮重要作用，不僅可影響甲狀旁腺激素（Parathormone, PTH）分泌和腎臟重吸收等參與血壓調(diào)節(jié)的過程，還可通過調(diào)節(jié)血管平滑肌結(jié)構(gòu)、功能與嗅覺神經(jīng)參與血壓調(diào)節(jié)，通過不同機(jī)制調(diào)節(jié)高血壓造成的靶器官損傷，因此，CaSR 可能成為防治高血壓及其靶器官損傷的有效靶點(diǎn)。筆者現(xiàn)從CaSR概述、對高血壓的影響以及在高血壓所致的靶器官-心臟和血管損害中作用，探討其可能的機(jī)制。

1 CaSR概述

1.1 CaSR結(jié)構(gòu)

CaSR 是細(xì)胞膜上G 蛋白耦聯(lián)受體，其從牛的甲狀旁腺中克隆出，負(fù)責(zé)Ca2+調(diào)節(jié)的受體[4]。CaSR 由1 078 個氨基酸殘基的多肽鏈組成，在結(jié)構(gòu)上由3 個功能結(jié)構(gòu)域構(gòu)成：可結(jié)合胞外各種配體的N 端胞外結(jié)構(gòu)域、傳遞各種信號的富含半胱氨酸的七次跨膜螺旋結(jié)構(gòu)域和將受體與胞內(nèi)細(xì)胞骨架連接的具有調(diào)節(jié)蛋白激酶磷酸化位點(diǎn)的細(xì)胞內(nèi)羧基末端[5]。CaSR 活化后通過引起細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度增加進(jìn)而參與多種細(xì)胞活動，如細(xì)胞增殖、分化和凋亡等。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)CaSR 的效應(yīng)發(fā)揮還具有組織特異性，涉及多種G 蛋白結(jié)合和信號通路激活，從而使其成為治療親鈣性和非親鈣性疾病的有價值靶點(diǎn)[6]。

1.2 CaSR分布及作用

CaSR 首次在內(nèi)分泌腺中被證實存在，即甲狀旁腺中。之后，其也在心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)和骨骼系統(tǒng)中被發(fā)現(xiàn)。近來研究還發(fā)現(xiàn)CaSR 在免疫組織和細(xì)胞中存在表達(dá)。既然CaSR 在組織和細(xì)胞中表達(dá)廣泛，因而其也發(fā)揮多樣的生理、病理作用。在甲狀旁腺中，CaSR 受循環(huán)中血清Ca2+的調(diào)控從而控制PTH 和降鈣素的合成與分泌過程。CaSR 通過平衡從胃腸道吸收Ca2+，參與泌尿系統(tǒng)Ca2+的排泄和骨的形成及分解，維持體內(nèi)Ca2+的穩(wěn)態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)CaSR 參與心肌細(xì)胞的肥厚、凋亡和心肌纖維化以及血管重構(gòu)過程，而且在心肌細(xì)胞上還發(fā)現(xiàn)一種特殊形式的CaSR，在心臟發(fā)育、功能和穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。另外，CaSR 表達(dá)的降低還會導(dǎo)致心肌興奮-收縮耦聯(lián)障礙，導(dǎo)致心肌收縮功能降低。在免疫系統(tǒng)中，巨噬細(xì)胞、T 淋巴細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的CaSR 活化不僅可促進(jìn)炎癥細(xì)胞因子分泌從而加劇炎癥反應(yīng)[7]，且其誘導(dǎo)的大型胞飲作用會促進(jìn)巨噬細(xì)胞的哨崗功能[8]。由此可見，進(jìn)一步研究與探索CaSR 表達(dá)與分布有利于對其功能的進(jìn)一步了解。

2 CaSR對高血壓的影響

2.1 CaSR 通過調(diào)節(jié)甲狀旁腺激素和腎臟重吸收影響高血壓

腎臟對全身Ca2+穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。尿Ca2+的排泄可被視為對內(nèi)分泌和局部刺激的綜合腎臟反應(yīng)。CaSR 對血漿Ca2+水平升高發(fā)生許多適應(yīng)性反應(yīng)，包括控制PTH 釋放和調(diào)節(jié)腎臟鈣處理。甲狀旁腺是調(diào)節(jié)人體Ca2+的內(nèi)分泌腺，CaSR 在甲狀旁腺細(xì)胞中功能性表達(dá)，并通過其在感知血漿中的濃度變化從而調(diào)節(jié)PTH，發(fā)揮重要生理作用。PTH 在血壓調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用[9]。2005年，RYBCZYNSKA 等[10]通過CaSR 的變構(gòu)激活劑NPS R-568 藥物性切除自發(fā)性高血壓大鼠甲狀旁腺后，可顯著降低大鼠平均動脈壓，且引起的血壓降低與手術(shù)切除自發(fā)性高血壓大鼠甲狀旁腺相近。另外，使用NPS R-568 藥物性切除正常Wistar-Kyoto（WKY）大鼠甲狀旁腺不能改變其平均動脈壓，而手術(shù)切除甲狀旁腺則會引起大鼠血壓進(jìn)一步降低，該研究表明CaSR 的變構(gòu)激活劑NPS R-568 只在甲狀旁腺存在的情況下降低自發(fā)性高血壓大鼠的血壓，而在WKY 大鼠卻無此作用，推測NPS R-568 的這種效應(yīng)可能與甲狀旁腺高血壓因子分泌減少相關(guān)。而進(jìn)一步使用選擇性CaSR 拮抗劑NPS 2143 作用于正常大鼠的研究發(fā)現(xiàn)，NPS-2143 可顯著升高血漿PTH、Ca2+以及血壓[11]。同樣，臨床研究發(fā)現(xiàn)急性給予正常人群PTH 會導(dǎo)致血管舒張，引起血壓下降；而慢性給予PTH 則會導(dǎo)致持續(xù)性高血壓。這些研究表明CaSR 對血壓的影響可能具有作用時程的差異性，因此有必要進(jìn)一步研究其機(jī)制。最近的研究還顯示，PTH 增高時，CaSR-代謝型γ-氨基丁酸B1 受體之間的異源復(fù)合物形成增加可進(jìn)一步觸發(fā)PTH 分泌[12]，因此，這進(jìn)一步為CaSR 作為靶點(diǎn)治療提供可能性。除了Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，CaSR 信號影響相關(guān)的遠(yuǎn)端Na+-K+-2Cl-協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白NKCC2 和NCC。NKCC2 和NCC 通過無賴氨酸激酶和同源Ste20 相關(guān)激酶SPAK、OSR1 組成的激酶級聯(lián)激活[13]。WNK-SPAK/OSR1-NKCC2/NCC 通路的功能獲得性突變導(dǎo)致腎鹽潴留和高血壓。CaSR信號通過WNK-SPAK/OSR1 級聯(lián)調(diào)節(jié)沿遠(yuǎn)端腎單位的鹽重吸收，從而導(dǎo)致高血壓[14]。最近的進(jìn)展強(qiáng)調(diào)了CaSR 信號激活涉及microRNA 調(diào)控的新信號通路，RANIERI 等[15]證明CaSR 信號通過水通道蛋白-2靶向miRNA-137，降低水通道蛋白-2 豐度從而影響血壓。這些研究結(jié)果表明CaSR 及其對腎臟的重吸收與處理和血壓存在潛在影響。

2.2 CaSR 通過調(diào)節(jié)血管平滑肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能影響高血壓

CaSR 與血管平滑肌細(xì)胞（vessel smooth muscle cell, VSMC）的功能及血壓調(diào)節(jié)密切相關(guān)。SCHEPELMANN 等[16]研究發(fā)現(xiàn)靶向敲除VSMC 中CaSR 可使小鼠VSMC 舒張壓和平均動脈壓均顯著降低，CaSR 靶向切除引起的低血壓在動物活動期最明顯且不能被高鹽飲食緩解。與之相反，ZHANG 等[17]發(fā)現(xiàn)藥物性激活CaSR 可減少自發(fā)性高血壓大鼠的血管收縮并增強(qiáng)血管舒張，而CaSR 對血管功能的影響與磷脂酶C-肌醇1，4，5-三磷酸/腺苷酸環(huán)化酶-V/環(huán)磷酸腺苷/腎素-血管緊張素系統(tǒng)（reninangiotensin system, RAS）通路活化和蛋白激酶C 功能調(diào)節(jié)相關(guān)[18]。CHOW 等[19]在人VSMC 的研究發(fā)現(xiàn)，CaSR 介導(dǎo)的Ca2+進(jìn)入可能是通過TRPC6 編碼的受體控制的通道，由磷脂酶C/蛋白激酶Cε 級聯(lián)調(diào)節(jié)，然而CaSR 在VSMC 的此種作用對血管生理功能的調(diào)節(jié)作用尚不知曉，有待于進(jìn)一步研究。

2.3 CaSR通過嗅覺感覺神經(jīng)影響高血壓

嗅覺感覺神經(jīng)元纖毛和鞭毛上表達(dá)的嗅覺感覺受體可以感知?dú)馕?、化學(xué)物質(zhì)和機(jī)械刺激，幫助動物以各種類型的反應(yīng)和行為與其環(huán)境相互作用。臨床上，通過嗅覺刺激的芳香療法有益于原發(fā)性高血壓患者的交感神經(jīng)調(diào)節(jié)。LEE 等[20]發(fā)現(xiàn)CaSR 在嗅感覺神經(jīng)元纖毛上表達(dá)，其激活使嗅感覺神經(jīng)元去極化，并誘導(dǎo)嗅小球終末側(cè)Ca2+內(nèi)流，激活嗅覺CaSR 可顯著升高動脈血壓和腎交感神經(jīng)活性，隨后降低腎血流量，腎、肝和腸微循環(huán)。這些研究結(jié)果提示，嗅覺上皮中CaSR 的激活與交感神經(jīng)興奮增加的外周血管阻力之間存在直接耦聯(lián)[21]。

3 CaSR對高血壓靶器官的影響

高血壓患者長期血壓控制欠佳，增加了心臟和血管的負(fù)荷，引起心肌肥厚、纖維化、血管內(nèi)皮損傷和VSMC 增殖，最終導(dǎo)致心臟、血管等高血壓靶器官損傷。隨著病情的逐漸發(fā)展，甚至可出現(xiàn)器官衰竭，危害患者的生命。越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，CaSR參與高血壓所致的靶器官損傷。

3.1 對心臟的影響

長期血壓控制不佳可引起心臟結(jié)構(gòu)和功能改變，最終發(fā)生心力衰竭。高血壓所致心肌損傷的病理、生理變化，包括心肌細(xì)胞凋亡、肥大和心肌纖維化，最終導(dǎo)致心室重構(gòu)。許多研究已經(jīng)證實CaSR 在高血壓造成的心肌損傷中發(fā)揮重要作用。在AngⅡ誘導(dǎo)的體外高血壓模型中發(fā)現(xiàn)，CaSR 活化可誘導(dǎo)心肌細(xì)胞肥大，機(jī)制與鈣調(diào)磷酸酶途徑活化相關(guān)。DYUKOVA 等[22]在成年大鼠心室肌細(xì)胞中使用內(nèi)皮素-1 后可上調(diào)CaSR 表達(dá)，同時引起心肌細(xì)胞適應(yīng)性肥大，然而，內(nèi)皮素-1 引起的CaSR 上調(diào)是否在高血壓模型中也可引起心肌肥大尚待進(jìn)一步研究。

ZHANG 等[23]在自發(fā)性高血壓大鼠中觀察到，高血壓的發(fā)生不僅伴隨著大鼠血壓升高、心肌細(xì)胞凋亡、肥大和纖維化的增加，同時發(fā)現(xiàn)CaSR 表達(dá)降低；體內(nèi)使用CaSR 變構(gòu)激活劑NPS R-568 激活自發(fā)性高血壓大鼠CaSR，可顯著降低血壓并改善心室重構(gòu)，其機(jī)制可能與CaSR 激活促進(jìn)新型RAS 活化增加和經(jīng)典RAS 活化減少相關(guān)。然而，HONG 等[24]在相同的試驗?zāi)Ｐ椭惺褂肅aSR 特異性抑制劑Calhex231 干預(yù)CaSR 后發(fā)現(xiàn)，抑制CaSR 可明顯降低自發(fā)性高血壓大鼠血壓，減少心肌細(xì)胞凋亡，這與調(diào)節(jié)線粒體動力學(xué)相關(guān)蛋白有關(guān)。在異丙腎上腺素（Isoprenaline, ISO）誘導(dǎo)的大鼠高血壓模型中，LU 等[25]體內(nèi)應(yīng)用CaSR 激動劑或抑制劑處理大鼠后發(fā)現(xiàn)，CaSR 活化促進(jìn)心臟肥大和心力衰竭，同時增加內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和凋亡蛋白的表達(dá)。同樣，CaSR介導(dǎo)的這種作用在胸主動脈縮窄導(dǎo)致的高血壓模型中得到了進(jìn)一步的驗證，而且可能與心肌細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和凋亡增加與肌漿網(wǎng)Ca2+釋放到線粒體降低線粒體膜電位有關(guān)。LIU 等[26]的研究進(jìn)一步證實CaSR 活化誘導(dǎo)ISO 大鼠心臟擴(kuò)大、心功能不全以及心肌細(xì)胞肥厚、凋亡。LU 等[27]使用黃芪甲苷Ⅳ可改善ISO 誘導(dǎo)的大鼠心肌肥厚和細(xì)胞凋亡，機(jī)制與黃芪甲苷Ⅳ抑制CaSR 介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)游離Ca2+濃度、鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶Ⅱ和鈣調(diào)磷酸酶信號通路活化相關(guān)。因此，CaSR 有望成為防治高血壓所致心肌細(xì)胞肥厚和凋亡的有效靶點(diǎn)。

心肌纖維化中成纖維細(xì)胞的作用至關(guān)重要，CaSR 在心臟成纖維細(xì)胞中功能性表達(dá)。CHI 等[28]發(fā)現(xiàn)CaSR 劑量依賴性地誘導(dǎo)心臟成纖維細(xì)胞的增殖和表型轉(zhuǎn)化，機(jī)制與細(xì)胞內(nèi)Ca2+釋放、MEK1/2 途徑磷酸化、自噬途徑激活和膠原形成相關(guān)。進(jìn)一步在ISO 誘發(fā)的心臟肥大模型中證實，CaSR 特異性抑制劑Calhex231 預(yù)處理可預(yù)防心臟纖維化，降低MMP-3和MMP-9 表達(dá)[29]。這些研究表明成纖維細(xì)胞CaSR活化可促進(jìn)高血壓所致心肌纖維化，靶向抑制或干預(yù)成纖維細(xì)胞CaSR 可有效防治心肌纖維化，改善心室重構(gòu)。

近期研究顯示，紅酒中含量最豐富的多酚-二苯乙烯化合物白藜蘆醇長期使用可通過調(diào)節(jié)嗜鉻細(xì)胞的鈣穩(wěn)態(tài)，預(yù)防自發(fā)性高血壓大鼠收縮壓升高，但不會逆轉(zhuǎn)心肌肥厚[30]，因此，CaSR 可能通過調(diào)節(jié)嗜鉻細(xì)胞鈣穩(wěn)態(tài)來預(yù)防原發(fā)性高血壓患者收縮壓升高，發(fā)揮降低高血壓造成的心臟損傷作用。此外，GUO 等[31]研究使用不同種類鈣離子通道調(diào)節(jié)藥物觀察自發(fā)性高血壓大鼠心肌微結(jié)構(gòu)改變，發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)鈣通道可改善自發(fā)性高血壓大鼠血壓及高血壓造成的心肌細(xì)胞微結(jié)構(gòu)改變，然而是否也可通過調(diào)節(jié)CaSR 實現(xiàn)對血壓和高血壓造成的心肌損傷進(jìn)行調(diào)節(jié)尚待進(jìn)一步研究。

3.2 對血管的影響

高血壓會造成血管結(jié)構(gòu)和功能的改變。VSMC過度增殖在高血壓及靶器官損害中起重要作用。激活CaSR 可促進(jìn)VSMC 增殖、存活和抑制凋亡，參與高血壓的血管重構(gòu)。ZHAO 等[32]通過CaSR 拮抗劑NPS 2143 特異性在體外抑制自發(fā)性高血壓大鼠和WKY 大鼠提取的VSMC 的CaSR 后發(fā)現(xiàn)，抑制CaSR可促進(jìn)自發(fā)性高血壓大鼠VSMC 增殖，抑制細(xì)胞凋亡，其作用是通過激活RAS 信號傳導(dǎo)來實現(xiàn)的。SUN 等[33]分別給予自發(fā)性高血壓大鼠和WKY 大鼠CaSR 變構(gòu)激活劑NPS R-568 腹膜注射后發(fā)現(xiàn)，CaSR激活明顯降低自發(fā)性高血壓大鼠血壓，減少胸主動脈增生以及重構(gòu)，而機(jī)制與RAS 活性被抑制相關(guān)。這表明CaSR 與高血壓所致的血管重構(gòu)密切相關(guān)，可通過調(diào)節(jié)RAS 活性改善高血壓所致的VSMC 增殖和血管重構(gòu)。QU 等[34]則同時對自發(fā)性高血壓大鼠和高血壓患者血漿中CaSR 與RAS 成分進(jìn)行檢測，結(jié)果顯示，CaSR 水平與血壓水平、血漿中cAMP 和AngⅡ水平呈負(fù)相關(guān)，與腎素水平呈正相關(guān)。此研究進(jìn)一步在人體中驗證了CaSR 對血壓的影響及其與RAS的關(guān)系。然而，也有研究顯示，給予自發(fā)性高血壓大鼠體內(nèi)注射CaSR 特異性抑制劑Calhex231 后，大鼠血壓明顯降低，血管重構(gòu)明顯減輕，機(jī)制與CaSR介導(dǎo)的線粒體裂變增加[35]，以及NLRP3 炎癥體活化增加[36]有關(guān)。這種差異可能與使用的藥物的作用機(jī)制及時間相關(guān)，仍待進(jìn)一步研究。但是，炎癥機(jī)制以及線粒體動力學(xué)機(jī)制的探索豐富了CaSR 在高血壓造成的血管損傷中的機(jī)制研究，從而為高血壓機(jī)制的研究開辟了新的方向。此外，RANIERI 等[37]研究發(fā)現(xiàn)，橄欖葉提取物可活化CaSR，改善自發(fā)性高血壓大鼠血管功能。

4 小結(jié)

CaSR 廣泛分布在機(jī)體各個組織器官中，其在心血管系統(tǒng)疾病中的作用越來越受到關(guān)注，尤其是高血壓及其靶器官損傷。在高血壓中，CaSR 不僅可通過調(diào)節(jié)PTH、腎臟重吸收、VSMC 結(jié)構(gòu)與功能以及嗅覺神經(jīng)直接參與高血壓的發(fā)病過程，還參與心肌細(xì)胞凋亡、肥厚、心臟重構(gòu)、纖維化、血管鈣化和血管重構(gòu)等多種心臟和血管等高血壓靶器官損傷過程。CaSR 可通過多種機(jī)制參與高血壓的發(fā)生、發(fā)展，因此調(diào)節(jié)CaSR 可發(fā)揮高血壓保護(hù)效應(yīng)，進(jìn)而有望成為治療高血壓及其并發(fā)癥的有效靶點(diǎn)，但由于疾病狀態(tài)下細(xì)胞之間的復(fù)雜關(guān)系，將其應(yīng)用于臨床仍任重道遠(yuǎn)。