受體相互作用蛋白激酶1在心血管疾病中的研究進展

原野 劉洋 徐志云

1 受體相互作用蛋白激酶1與壞死性凋亡

壞死性凋亡為細胞死亡的一種裂解形式，其特征是質(zhì)膜完整性迅速喪失并釋放促炎性細胞內(nèi)容物[1]，同時釋放損傷相關(guān)分子模式并激發(fā)免疫應答[2]。因其高度依賴細胞信號通路的調(diào)控，故也被稱為“程序性壞死”。壞死性凋亡級聯(lián)反應信號可由炎性介質(zhì)，如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、γ干擾素(IFN-γ)、內(nèi)毒素和Fas分別通過腫瘤壞死因子受體1(TNFR1)、干擾素受體(IFNR)、TLR3/4和Fas/TRAILR傳遞并啟動[3-4]。

受體相互作用蛋白激酶1(RIPK1)是RIP家族中第一個成員，是一種細胞內(nèi)信號蛋白，其結(jié)構(gòu)包含N端激酶域、中間域、RIP同型相互作用基序域和C端死亡域。PIPK1在炎性反應和壞死性凋亡的信號級聯(lián)反應中發(fā)揮重要的調(diào)控作用[5]。

2 RIPK1在心血管疾病中的作用

2.1 動脈粥樣硬化

動脈粥樣硬化是血管疾病的主要病因之一。研究表明，壞死性凋亡在動脈粥樣硬化斑塊中被激活，在不穩(wěn)定動脈粥樣硬化斑塊中發(fā)現(xiàn)RIPK1和磷酸化的MLKL(壞死的最終執(zhí)行者)表達水平顯著升高[6]。使用泡沫細胞的血清饑餓模型模擬動脈粥樣斑塊中細胞的營養(yǎng)供應不足狀態(tài)，結(jié)果顯示RIPK1蛋白水平以及MLKL寡聚顯著增加[7]。磷脂轉(zhuǎn)移蛋白(PLTP)與動脈粥樣硬化嚴重程度相關(guān)，缺乏該蛋白的小鼠除了動脈粥樣硬化中細胞死亡減少外斑塊中RIPK1水平也降低。相反，使用腺病毒過表達PLTP則會增加鼠動脈粥樣硬化斑塊的發(fā)生率，并使RIPK1蛋白水平升高[8]。雖然RIPK1缺陷的動物出生后不久就死亡(核因子κβ信號改變和細胞死亡模式改變所致)，但可使用靶向抑制劑探索RIPK1在心血管疾病中的作用[9]。Karunakaran等[10]使用RIPK1抑制劑Necrostatin-1(Nec-1)處理動脈粥樣硬化小鼠模型，結(jié)果表明，Nec-1治療6周可顯著改善升主動脈和降主動脈粥樣硬化病變。 Nec-1處理可減少動脈粥樣硬化病變中磷酸化的MLKL，這表明病灶減小可能是由于壞死性凋亡細胞的數(shù)量減少。

An等[11]對人臍靜脈內(nèi)皮細胞進行的研究發(fā)現(xiàn)，氧化型低密度脂蛋白上調(diào)了RIPK1 mRNA和蛋白的表達，減少解偶聯(lián)的內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)的產(chǎn)生，同時增加了炎性血管黏附標志物，并誘導單核細胞黏附至內(nèi)皮細胞。應用Nec-1可以減輕氧化型低密度脂蛋白對eNOS表達的不利影響，減少血管黏附分子的表達，并減少單核細胞與臍靜脈內(nèi)皮細胞的結(jié)合。在評估氧化低密度脂蛋白對RIPK1干擾RNA處理細胞的影響時發(fā)現(xiàn)，經(jīng)氧化低密度脂蛋白處理后，RIPK1沉默的細胞中血管黏附標記物和單核細胞黏附作用較未處理組減少[12]，說明RIPK1可能通過壞死性凋亡以外的途徑促進動脈粥樣硬化。

2.2 心肌梗死

研究表明，急性心肌梗死大鼠心肌組織中RIPK1磷酸化蛋白水平較正常對照組上升1.5倍[13]。Song等[14]研究RIPK1在心肌梗死中的作用，評估Nec-1減輕心肌梗死嚴重程度的療效，發(fā)現(xiàn)使用Nec-1治療可以顯著減少過氧化氫誘導的心肌細胞死亡。該研究還表明，在C57BL/6J小鼠心肌梗死(前降支結(jié)扎)模型中，Nec-1治療劑量為30 μmol/L時可顯著縮小心肌梗死范圍。Nec-1在心肌梗死嚙齒動物模型中縮小心肌梗死范圍的有效性隨后被多個研究小組證實。除了壞死和梗死面積的減少，在Nec-1治療下，心肌梗死嚙齒動物的心臟組織中發(fā)現(xiàn)炎性細胞浸潤減少[15]。Oerlemans等[16]對小鼠缺血性損傷后28 d的跟蹤觀察結(jié)果表明，經(jīng)Nec-1治療的小鼠左室射血分數(shù)顯著改善，心臟磁共振的檢查顯示不良心臟重構(gòu)較少。

RIPK1在嚙齒類動物心肌梗死中的作用可能是通過位于壞死性凋亡信號轉(zhuǎn)導中下游的RIPK3實現(xiàn)的。Xiao等[17]發(fā)現(xiàn)在心肌梗死小鼠模型中，缺血性損傷后的心肌細胞中RIPK3表達明顯上調(diào)。心肌梗死后3 d，與野生型小鼠相比，RIPK3敲除(RIPK3-/-)小鼠梗死面積明顯縮小，并且射血分數(shù)顯著提高[(45±3.6)%對(32±4.4)%，P<0.05][18]。另外，Zhang等[19]發(fā)現(xiàn)miR-325-3p在心肌梗死小鼠中表達顯著下調(diào)。而過表達miR-325-3p可以通過抑制心肌組織中RIPK3的表達來抑制壞死性凋亡，并減輕缺血后的心臟損傷。已經(jīng)確定了幾種小分子化合物可以通過抑制RIPK3激酶的活性使細胞免于壞死性凋亡[20-21]。但RIPK3特異性抑制劑在降低心肌梗死嚴重程度方面的作用尚未得到證實。

2.3 腹主動脈瘤

RIPK1介導的壞死性凋亡參與了主動脈瘤的發(fā)病過程[22]。與對照組(移植供體)相比，腹主動脈瘤未破裂的患者腹主動脈免疫組織化學染色顯示RIPK1表達升高，平滑肌細胞層的肌動蛋白染色減少。在腹主動脈瘤小鼠模型(彈性蛋白酶灌注模型)中，與對照組相比，腹主動脈瘤小鼠RIPK1 mRNA的表達增加了2.4倍(n=8，P=0.0003)[23]。在用主動脈彈性蛋白酶灌注的RIPK1-/-小鼠中，9只RIPK1-/-小鼠無動脈瘤發(fā)生(定義為主動脈直徑增加50%)，而9只RIPK1+/+小鼠中有8只形成動脈瘤。組織學分析顯示，RIPK1-/-小鼠的彈性蛋白碎片和形態(tài)異常的平滑肌細胞數(shù)量減少。腹主動脈瘤中RIPK1的促炎作用同樣被證實，抑制主動脈平滑肌細胞培養(yǎng)物中RIPK1的表達，可降低TNF-α刺激后炎性標志物白細胞介素(IL)-6和血管細胞間粘附分子-1的水平[24]。

目前尚無藥物可減緩動脈瘤進展或預防破裂。Miffin等[25]的研究結(jié)果表明，在腹主動脈瘤的彈性蛋白酶灌注小鼠模型中，RIPK1抑制劑Nec-1s(一種優(yōu)化的Nec-1形式)可以減緩動脈瘤形成后瘤體的生長。誘導動脈瘤后的7～14 d使用Nec-1s治療不僅顯著減慢了動脈瘤的生長，保留了主動脈的組織學結(jié)構(gòu)(彈性蛋白破壞減少并保留了平滑肌層)，還減輕了炎性細胞向血管壁的浸潤。這些發(fā)現(xiàn)促使人們尋找新型靶向抑制劑。2019年，Zhou等[26]發(fā)現(xiàn)了雙重RIPK1抑制劑GSK259307A(GSK′074)，其結(jié)構(gòu)與已有的RIPK1抑制劑GSK′843相似。低濃度的GSK′074是一種有效的壞死性抑制劑，同時可以避免GSK′843的細胞毒性。在GSK′074處理的小鼠中，主動脈瘤直徑明顯減小，主動脈結(jié)構(gòu)得到了較好的維持。在另一種AngⅡ ApoE-/-模型中，經(jīng)GSK′074治療的小鼠主動脈瘤直徑明顯減小，主動脈瘤發(fā)生率顯著降低[27]。

2.4 血栓形成

血栓形成和血栓栓塞在心肌梗死和卒中中起關(guān)鍵作用。已有研究證明，RIPK1與壞死性凋亡、動靜脈血栓形成相關(guān)。Zhang等[28]證明RIPK1通過調(diào)節(jié)血小板促進原發(fā)性止血。RIPK1存在于小鼠和人的血小板中，與野生型對照組相比，RIPK1-/-小鼠的鼠尾出血時間顯著延長[29]，RIPK1缺失將導致血小板聚集缺陷，破壞致密顆粒的分泌。Zhang等[28]的研究結(jié)果進一步闡明RIPK1在原發(fā)性止血中的作用。

已有研究結(jié)果表明，RIPK1/MLKL驅(qū)動的壞死性凋亡途徑也在靜脈血栓形成中起作用[30]，但有關(guān)RIPK1在靜脈血栓形成中的作用的研究有限。靜脈血栓形成機制復雜，涉及血小板、單核細胞和中性粒細胞的協(xié)同作用[31]。Nakazawa等[32]發(fā)現(xiàn)MLKL基因缺陷的小鼠(MLKL-/-)或Nec-1s治療小鼠可以降低血栓發(fā)生率。鑒于RIPK1在多種血小板激活途徑中起關(guān)鍵作用，Nakazawa等[32]研究了RIPK1、MLKL與血小板激活之間的關(guān)系，但Nec-1s對血小板的處理不會影響血小板的活化。然而，Nec-1和核磺酰胺可減少TNF-α驅(qū)動的血小板-中性粒細胞的聚集。

3 小結(jié)與展望

RIPK1是在細胞壞死性凋亡途徑和炎性反應中起重要作用的激酶。 目前已有RIPK1抑制劑投入臨床使用，如GSK′843，GSK259307A。進一步明確RIPK1在壞死性凋亡中的分子機制及其與RIPK3、MLKL之間的潛在聯(lián)系，對于促進RIPK1在心血管疾病預防和治療中的應用有重要意義。