血管緊張素Ⅱ與老年動(dòng)脈粥樣硬化關(guān)系的研究進(jìn)展

王 洵，梁 斌

動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)是目前全球發(fā)病率最高的疾病，隨著人口老齡化，與年齡相關(guān)的AS成為目前臨床上老年心血管疾病的重要發(fā)病基礎(chǔ)[1]。研究表明，在老年AS疾病中會(huì)出現(xiàn)大量衰老的血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth muscle cell，VSMC)，致使斑塊不穩(wěn)定，從而促進(jìn)AS的進(jìn)展與急性冠脈綜合征的發(fā)生[2-5]。因此，對(duì)于老年AS的研究在基礎(chǔ)方面則轉(zhuǎn)化為細(xì)胞衰老對(duì)于AS的作用。血管緊張素Ⅱ(angiotensin Ⅱ，AngⅡ)作為腎素-血管緊張素系統(tǒng)(renin-angiotensin-aldosteronesystem，RAAS)重要組成成分，在細(xì)胞衰老對(duì)于AS致病過程中發(fā)揮了不可或缺的作用，其主要通過作用于AT1受體促進(jìn)VSMC衰老，進(jìn)一步促進(jìn)AS的形成[6-9]。AngⅡ可以修飾許多影響衰老VSMC遷移的因素，如單核細(xì)胞趨化蛋白1(monocyte chemotactic protein 1，MCP-1)、鈣蛋白酶1等[8]。此外，AngⅡ與衰老VSMC中的炎癥密切相關(guān)，是核因子-κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)、線粒體膜電位(MMP)系統(tǒng)和活性氧(reactive oxygen species，ROS)產(chǎn)生的有效激活劑或促進(jìn)劑。隨著年齡的增長(zhǎng)，循環(huán)中AngⅡ的水平逐漸增加。因此，AngⅡ是導(dǎo)致動(dòng)脈炎癥和細(xì)胞衰老的關(guān)鍵性因子，同時(shí)也是AS的關(guān)鍵因子[9-11]。然而，目前關(guān)于老年AS細(xì)胞方面的研究大多集中于表型及功能的改變，分子生物代謝方面的研究相對(duì)較少，這對(duì)于老年人AS的診治，尤其是特殊用藥，具有重要指導(dǎo)價(jià)值?，F(xiàn)綜述AngⅡ在老年AS中的病理生理過程。

1 AngⅡ在晚期糖基化終末產(chǎn)物(advanced glycation end products，AGEs)致AS中的作用

AGEs是過量的糖和蛋白質(zhì)結(jié)合的產(chǎn)物，在體內(nèi)有兩個(gè)來源，一是過量的糖和蛋白質(zhì)在體內(nèi)合成AGEs，二是通過進(jìn)食將食物中存在的AGEs攝入體內(nèi)。AGEs 能夠和身體的組織細(xì)胞相結(jié)合并對(duì)其產(chǎn)生破壞，包括細(xì)胞衰老，這也得到了一定的證據(jù)支持[12]。Gomes[13]研究表明，在衰老細(xì)胞內(nèi)，AGEs/晚期糖基化終末產(chǎn)物受體(RAGE)/甲基賴氨酸(CML)/還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶系統(tǒng)誘導(dǎo)動(dòng)脈壁內(nèi)皮細(xì)胞的損傷，而脂質(zhì)浸潤(rùn)會(huì)加速這一過程的進(jìn)展。進(jìn)一步研究表明，RAGE敲除或免疫阻斷的RAGE下調(diào)可減少AngⅡ的生成，介導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，促進(jìn)AS的形成。甲基賴氨酸這一過程中表現(xiàn)為優(yōu)先攝取AGEs，誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，阻礙膽固醇逆轉(zhuǎn)運(yùn)，從而加速了細(xì)胞的脂質(zhì)浸潤(rùn)[14]。這一途徑也通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明。該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)在小鼠主動(dòng)脈移植模型中測(cè)試了AS消退受損的機(jī)制，發(fā)現(xiàn)在低密度脂蛋白受體(LDLR)缺失型AS小鼠模型中，RAGE的缺失加速了AS的消退，并明顯減少了病變，進(jìn)一步證實(shí)了AGEs的致AS作用[15]。另有研究結(jié)果表明，AGEs可明顯增加M1型巨噬細(xì)胞RAGE表達(dá)并激活NF-κB途徑，促進(jìn)甲基賴氨酸白細(xì)胞介素(IL)-6和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等炎性因子的表達(dá)，導(dǎo)致動(dòng)脈炎癥產(chǎn)生，NF-κB途徑恰巧也是AngⅡ致炎作用的關(guān)鍵啟動(dòng)分子[16]，表明AngⅡ在AGEs致老年AS中發(fā)揮了重要作用。

總之，AGEs對(duì)血管的損傷作用可以部分解釋糖尿病導(dǎo)致AS的機(jī)制。從Gomes[13]的研究可以看出老年糖尿病病人罹患AS的風(fēng)險(xiǎn)相應(yīng)增高，不僅來自于AGEs自身的損傷，而且也與其引起的脂質(zhì)代謝紊亂有關(guān)，強(qiáng)調(diào)了冠心病一級(jí)、二級(jí)預(yù)防中血糖管理的重要性，同時(shí)也為老年糖尿病病人AS不良事件的研究提供了一個(gè)很好的結(jié)局指標(biāo)。AGEs作用通路詳見圖1。

圖1 AGEs作用通路[13]

2 AngⅡ在端粒酶致AS中的作用

端粒酶是細(xì)胞中負(fù)責(zé)端粒延長(zhǎng)的一種酶，是基本的核蛋白逆轉(zhuǎn)錄酶，可將端粒DNA加至真核細(xì)胞染色體末端，從而把DNA復(fù)制損失的端粒填補(bǔ)起來，讓端粒不會(huì)因細(xì)胞分裂而有所損耗。因此，端粒在不同物種細(xì)胞中對(duì)于保持染色體穩(wěn)定性和細(xì)胞活性起著至關(guān)重要的作用。然而，Salpea等[17]卻報(bào)道，AS中VSMC的端粒長(zhǎng)度比正常人短。有研究發(fā)現(xiàn)，在對(duì)細(xì)胞進(jìn)行AngⅡ長(zhǎng)期刺激(30 d)后，可明顯促進(jìn)p16、p21等衰老相關(guān)基因的表達(dá)，減慢細(xì)胞的生長(zhǎng)，同時(shí)降低衰老細(xì)胞中壽命相關(guān)基因的表達(dá)，端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶cDNA和端粒酶活性，但對(duì)細(xì)胞周期的影響尚不清楚[18]。另有研究表明，AngⅡ可以誘導(dǎo)SA-β-Gal陽性細(xì)胞、p21和纖溶酶原激活物抑制劑-1(PAI-1)表達(dá)上調(diào)。然而，AngⅡ1型受體相關(guān)蛋白內(nèi)源性配體(Apelin)/AngⅡ1型受體相關(guān)蛋白軸通過腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)/沉默信息調(diào)節(jié)器1(Sirt1)信號(hào)通路改善AngⅡ誘導(dǎo)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中ROS的生成，增強(qiáng)端粒酶活性，從而改善內(nèi)皮細(xì)胞衰老，增強(qiáng)內(nèi)皮細(xì)胞的活性[19]。

雖然國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有許多研究，但是端粒酶和端粒長(zhǎng)度在AS形成中的潛在致病作用仍然存在爭(zhēng)議，目前已有研究表明，AGEs可以影響端粒的長(zhǎng)短，而二甲雙胍可以保護(hù)端粒免受其損傷作用，但目前的研究?jī)r(jià)值有限，而且對(duì)于AngⅡ參與的端粒酶的縮短與活性下降也未做進(jìn)一步的探討。因此，對(duì)于端粒酶和AS的研究有可能成為未來的一個(gè)研究方向。

3 AngⅡ在核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3(NLRP3)炎癥小體致AS中的作用

低度炎癥存在于AS發(fā)展的所有階段，全身炎癥會(huì)增加炎性因子的水平，損害血管內(nèi)皮細(xì)胞功能，引起動(dòng)脈過早僵硬，加速AS和血栓形成，增加心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)、死亡率和發(fā)病率[20-22]。NLRP3炎性小體是參與低度固有免疫的關(guān)鍵分子，其可通過裂解半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1(lytic cysteine aspartate protease-1，Caspase-1)將IL-1β和IL-18轉(zhuǎn)化為成熟形式并引起內(nèi)皮細(xì)胞炎癥反應(yīng)，促進(jìn)AS的發(fā)展。如在人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVEC)中添加丙烯醛可引起NLRP3炎癥體激活，表現(xiàn)為Caspase-1及其下游成熟1L-1β和IL-18的分泌，導(dǎo)致AS的發(fā)展。使用小干擾RNA下調(diào)NLRP3基因表達(dá)可明顯抑制丙烯醛誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡和促進(jìn)細(xì)胞遷移。此外，自噬也參與了這一過程，自噬抑制劑3-甲基腺嘌呤(3-MA)加重了NLRP3炎癥體的激活、凋亡和細(xì)胞遷移，自噬誘導(dǎo)劑雷帕霉素(RapA)減輕了上述現(xiàn)象[23]。研究發(fā)現(xiàn)，在體內(nèi)，NLRP3抑制劑MCC950治療減少了脂多糖誘導(dǎo)的IL-1β的分泌，而不影響TNF-α的反應(yīng)。在體外，MCC950治療可明顯減少AS病變斑塊中巨噬細(xì)胞的數(shù)量，但膠原含量和壞死核大小沒有受到影響，這對(duì)研究斑塊穩(wěn)定性極其重要。此外，MCC950處理載脂蛋白E基因敲除(ApoE-/-)小鼠頸動(dòng)脈血管細(xì)胞黏附分子1(VCAM-1)和細(xì)胞間黏附分子1(ICAM-1)mRNA表達(dá)明顯降低[24]。證明NLRP3炎癥小體有明顯的致AS作用。另有研究發(fā)現(xiàn)，在博來霉素誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞衰老中，NLRP3結(jié)合硫氧還蛋白結(jié)合蛋白(TXNIP)，激活衰老內(nèi)皮細(xì)胞NLRP3炎性小體，同時(shí)促進(jìn)NLRP3炎癥體相關(guān)基因凋亡相關(guān)的斑點(diǎn)樣蛋白(ASC)、硫氧還蛋白互作蛋白(TXNIP)、Caspase-1和IL-1β在體內(nèi)的表達(dá)，導(dǎo)致動(dòng)脈衰老內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)[25]。

AngⅡ在NLRP3炎癥小體致細(xì)胞衰老并進(jìn)一步導(dǎo)致AS的過程中發(fā)揮了重要的作用。研究表明，在最佳濃度(10-9mol/L)AngⅡ作用人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞12 h后，人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中還原型輔酶Ⅱ(NADPH )氧化酶 4 (NOX4)、NLRP3、Caspase-1和IL-1β的蛋白水平明顯升高。AngⅡ可能通過激活NLRP3炎性小體，增加IL-1β的蛋白表達(dá)，從而誘導(dǎo)血管炎癥，促進(jìn)AS進(jìn)程[26]。另有證據(jù)表明，在老化血管中，AngⅡ可以誘導(dǎo)NLRP3上游信號(hào)分子NF-κB活化，導(dǎo)致單核細(xì)胞表達(dá)IL-6、單核細(xì)胞趨化蛋白-1和TNF-α的表達(dá)增加[22]。并且AngⅡ帶來的這種炎癥信號(hào)隨年齡增長(zhǎng)而增加，將使老年人AS的風(fēng)險(xiǎn)比年輕人高出很多。此外，老年人體內(nèi)長(zhǎng)期的慢性炎癥，往往導(dǎo)致體內(nèi)高凝狀態(tài)，使老年人血栓的發(fā)生率明顯高于年輕人，從而老年病人急性心肌梗死的發(fā)生率也較年輕病人明顯升高，而且伴隨著血管功能的紊亂，隱匿性心肌梗死的發(fā)病率明顯提高，值得臨床醫(yī)師的廣泛關(guān)注。

近年來，NLRP3炎癥小體成為AS領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)話題，特別是對(duì)于NLRP3炎癥小體相關(guān)的細(xì)胞焦亡的研究，但其在老年病人當(dāng)中的具體機(jī)制尚不清楚，為未來NLRP3炎癥小體的進(jìn)一步研究提供了重要的科研價(jià)值。

4 AngⅡ在ROS自由基致AS中的作用

ROS可以誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生氧化應(yīng)激，其與體內(nèi)抗氧化物質(zhì)一直處于一種動(dòng)態(tài)平衡之中，當(dāng)細(xì)胞內(nèi)ROS水平超過了抗氧化能力時(shí)，即可導(dǎo)致細(xì)胞因氧化應(yīng)激而發(fā)生損傷，最終可能導(dǎo)致器官功能障礙。

研究表明，巨噬細(xì)胞氧化型低密度脂蛋白(oxLDL)暴露后可以上調(diào)小凹蛋白-1的表達(dá)，而后者反過來上調(diào)NOX2p47phox的水平，增加ROS的產(chǎn)生，這種聯(lián)合作用會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞衰老加劇，并可能為AS的臨床干預(yù)提供一個(gè)靶點(diǎn)[27]。同時(shí)，研究表明，氧化型低密度脂蛋白引起的ROS使衰老的人主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞中活性凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1升高，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，從而進(jìn)一步介導(dǎo)AS內(nèi)皮功能障礙[28]。AngⅡ在衰老細(xì)胞內(nèi)ROS的致病過程中發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。一方面，在線粒體內(nèi)，AngⅡ增加了胞質(zhì)鋅水平，導(dǎo)致線粒體鋅積累，從而致使線粒體功能障礙和線粒體ROS產(chǎn)生。ROS的產(chǎn)生可以進(jìn)一步介導(dǎo)NF-κB激活和NADPH 氧化酶 1(NOX1)表達(dá)，NOX4上調(diào)和氧化應(yīng)激的發(fā)生，最終誘導(dǎo)VSMC的衰老[29]。在此過程中，醛固酮通過鹽皮質(zhì)激素受體與AT1受體偶聯(lián)誘導(dǎo)NF-κB途徑的激活，進(jìn)一步激活氧化應(yīng)激，為上述過程起到了協(xié)同作用[30]。另一方面，RAAS的激活減少了天然抗氧化劑超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽的產(chǎn)生，并降低其活性，使得ROS的對(duì)抗物質(zhì)減少，體內(nèi)氧化與抗氧化平衡被打破，進(jìn)一步加重了細(xì)胞的衰老，細(xì)胞衰老可以促進(jìn)AS的進(jìn)展。因此，ROS產(chǎn)生的抑制成為老年人AS治療的關(guān)鍵靶點(diǎn)。

此外，ROS導(dǎo)致的氧化應(yīng)激在細(xì)胞衰老引起的AS中可以與細(xì)胞炎癥相偶聯(lián)，兩者相輔相成，涉及兩者的研究也相對(duì)多，揭示了其在細(xì)胞衰老中的關(guān)鍵作用。ROS與許多信號(hào)通路的關(guān)系尚存在一定的爭(zhēng)議，值得深入研究。

5 AngⅡ在Klotho致AS中的作用

Klotho蛋白是內(nèi)分泌成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體復(fù)合物的重要組成部分，在內(nèi)分泌系統(tǒng)的構(gòu)成中發(fā)揮了不可或缺的作用，可控制哺乳動(dòng)物的多個(gè)代謝過程[31]。研究表明，Klotho蛋白似乎通過抑制生長(zhǎng)因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和氧化應(yīng)激而發(fā)揮抗衰老作用。既往研究表明，Wnt信號(hào)通路在細(xì)胞增殖、分化和衰老中發(fā)揮重要的作用[32]。Klotho蛋白可能通過配體作用與Wnt受體相結(jié)合從而抑制Wnt信號(hào)通路的持續(xù)激活，進(jìn)而對(duì)抗細(xì)胞凋亡和衰老[33]。也有研究發(fā)現(xiàn)，Klotho蛋白敲除小鼠胰島素抵抗明顯增強(qiáng)，推測(cè)Klotho蛋白亦可能通過干擾胰島素/胰島素樣生長(zhǎng)因子1通路影響衰老進(jìn)程和個(gè)體壽命[34]。Klotho蛋白還可直接調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞P53/P21信號(hào)通路，下調(diào)P53、P16及其他細(xì)胞周期相關(guān)蛋白的表達(dá)，抑制衰老相關(guān)β-半乳糖苷酶的生成，進(jìn)而影響細(xì)胞增殖和衰老表型[35]。以上實(shí)驗(yàn)證實(shí)了Klotho蛋白蛋白的抗衰老作用，并且有確切證據(jù)表明，在細(xì)胞內(nèi)的水平隨著年齡增加而降低，從40～70歲，其體內(nèi)循環(huán)水平可降低2倍[36]。其中，轉(zhuǎn)錄因子-e2相關(guān)因子2(nuclear factor erythroid-2-related factor 2，Nrf2)為Klotho蛋白的下游分子，Klotho蛋白可以激活VSMC中的Nrf2的表達(dá)，增加細(xì)胞內(nèi)抗氧化蛋白谷氨酸半胱氨酸連接酶催化亞基(GCLC)、磷酸酰胺腺嘌呤二核苷酸醌氧化還原酶-1(NQO-1)、血紅素加氧酶1(HO-1)的表達(dá)，清除細(xì)胞內(nèi)生成的氧自由基，從而有助于防止氧化應(yīng)激造成的血管平滑肌損傷[37-38]。在AS疾病動(dòng)物模型中，把Klotho基因用腺病毒轉(zhuǎn)染到小鼠體內(nèi)可改善內(nèi)皮細(xì)胞功能，增加一氧化氮(NO)合成，還可減輕血管周圍組織纖維化，逆轉(zhuǎn)血管重構(gòu)，降低血壓，減輕AS[39]。最新研究也表明，血清Klotho蛋白與AS病人糖脂代謝紊亂相關(guān)，低水平Klotho蛋白可能是代謝綜合征的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[40]。缺乏Klotho蛋白則加劇了血管衰老進(jìn)而促進(jìn)AS。以上幾項(xiàng)試驗(yàn)研究均證實(shí)了Klotho蛋白對(duì)于AS的削弱作用。

然而，AngⅡ會(huì)使得Klotho蛋白的保護(hù)作用進(jìn)行性削弱，對(duì)于激活VSMC中的Nrf2的表達(dá)這一進(jìn)程進(jìn)行阻礙。AngⅡ明顯降低Nrf2的表達(dá)，減弱Nrf2向細(xì)胞核的轉(zhuǎn)運(yùn)，從而減少細(xì)胞的抗氧化蛋白GCLC、NQO-1、HO-1的生成，使血管壁更容易受到炎性因子的損傷。AngⅡ減弱血管細(xì)胞的抗氧化活性，無疑加速了AS的進(jìn)展。目前研究證明，血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑、血管緊張素受體阻滯劑可增加Klotho蛋白的表達(dá),且Yoon 等[40]直接在損傷的腎臟模型中證明了體內(nèi)Klotho蛋白水平與RAAS系統(tǒng)表達(dá)的相關(guān)性，但這種關(guān)系與AS的關(guān)系尚不清楚。

總之，對(duì)于Klotho蛋白及其下游分子Nrf2的研究對(duì)于氧化應(yīng)激以及人類壽命的研究是近年來的熱點(diǎn)話題，也展現(xiàn)出了相當(dāng)多的成果，證實(shí)了Klotho蛋白在對(duì)抗細(xì)胞衰老當(dāng)中的作用。因此，它在AS中的研究也受到了廣泛的關(guān)注，但是目前的研究?jī)H局限于氧化應(yīng)激方面，對(duì)于代謝方面的研究尚不明確，且在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面缺乏全面而系統(tǒng)的研究，且目前僅局限于基礎(chǔ)，對(duì)于臨床應(yīng)用尚有一定的道路，這為接下來的一些新型藥物的機(jī)制研究提供了一定的參考價(jià)值。Klotho蛋白作用通路機(jī)制詳見圖2。

圖2 Klotho蛋白作用通路機(jī)制[37]

6 小 結(jié)

AS是心血管疾病重要的病理生理基礎(chǔ)，雖然目前關(guān)于AS機(jī)制的研究相對(duì)成熟，但是對(duì)于老年人AS的發(fā)生機(jī)制存在一定爭(zhēng)議，AngⅡ是否參與了老年人AS過程亦不清楚。目前研究表明，AGEs增加、端粒酶活性降低、鹽敏感性增強(qiáng)、NLRP3炎癥小體、ROS的激活及Klotho蛋白的缺失或表達(dá)下降對(duì)于衰老細(xì)胞AS的形成與發(fā)展具有明顯影響。這些分子之間互相影響又彼此獨(dú)立，共同促進(jìn)AS的發(fā)生與發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)細(xì)胞的進(jìn)一步衰老，細(xì)胞的衰老又進(jìn)一步促進(jìn)AS的形成與發(fā)展。因此，衰老的細(xì)胞對(duì)于AS的敏感度明顯高于正常細(xì)胞。這可能部分解釋了老年病人相對(duì)于年輕病人AS的高發(fā)病率、住院率、死亡率及不典型性，提示了老年病人AS診治及研究過程也相對(duì)困難。老年AS病人的管理是一個(gè)綜合診治的過程，AngⅡ廣泛參與了老年AS病人的病理生理過程，因此，抑制AngⅡ成為AS病人管理的重要方案，同時(shí)，也需要進(jìn)一步完善其病理生理機(jī)制的研究。