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内蒙古蒙医学院附属医院心内科（028000）
杨国君 孙志坚张特力根综述
摘要 近年发现心脏和血管系统尚存在另一条血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）生成途径，即Chymase依赖途径，推测其与心脏和血管系统的病理生理过程有关。本文就心血管系统Chymase研究进展作一综述。
关键词：Chymase血管紧张素 血管紧张素转换酶抑制剂
血管紧张素转换酶抑制剂（ACEI）已广泛应用于高血压病、充血性心力衰竭（CHF）的治疗，且取得了良好的临床效果，但治疗中常出现ACE活性增高、AngⅡ水平回升及醛固酮（ALD）“脱逸”现象[1]。随着心血管系统Chymase的出现及其分子生物学和体外功能实验结果的累积，人们试图用Chymase依赖AngⅡ来解释ACEI治疗中的困惑并将其与心血管系统的重塑相联系[2]。
1 Chymase的结构、分布和功能
Chymase最早发现于肥大细胞，由于其结构与糜蛋白酶极为相似，故名。Urata等[3]于1990年发现心脏和血管亦有Chymase存在，此后有关其结构和功能的研究引起人们的关注。
1．1 结构
人类Chymase基因只有一个，定位于14号染色体，其基因全长3Kb，含五个外显子和四个内含子。DNA结构分析表明，Chymase与已知的丝氨酸蛋白酶有高度同源性，推测源于同一原始基因[3]。Chymase为一糖蛋白，两条糖链由三个二硫键相连，SDS-PAGE电泳测得分子量为30kD，具有其他丝氨酸蛋白酶相同的保守序列（八肽序列）及催化活性中心相同的“三联”氨基酸（Ser182、His45、Asp89）结构。
1．2 分布
Chymase主要来源于肥大细胞、内皮细胞和间质细胞。心脏的Chymase分布于心肌细胞间质，血管的Chymase分布于内皮细胞和血管外膜[4]。
1．3 功能 体外实验表明，Chymaseo为目前已知最强有力的AngⅠ转换酶[3]，能将左室匀浆中75%～80%的AngⅠ底物转换为AngⅡ，而ACE仅转换11%。Chymase的转化反应不被ACEI抑制，但糜酶抑素（Chymostatin）和豆类的胰蛋白酶抑制剂（Soybean trypsin Inhibitor,SBTI）能将其有效抑制。
2 Chymase和ACE病理生理功能比较
心脏和血管局部产生的AngⅡ以自分泌和旁分泌方式作用于心脏和血管，以维持其内环境的稳定，在病理状态下还参与心脏和血管的重塑过程。这一概念已被大量的实验结果和较理想的ACEI临床疗效证实[5、6]。可见心脏和血管不仅是循环AngⅡ作用的靶器官，亦是AngⅡ的自分泌和旁分泌器官。体外实验已证明，心脏产生的Chymase具强有力的AngⅠ转换能力，理论上Chymase应具有ACE同样或更大的心血管作用，但目前尚缺乏肯定的证据。至少两者在心血管领域的研究结果存在明显差异。
2．1 心脏方面
首先，ACE和Chymase在房室分布上存在差异。心房的ACE活性明显高于心室，是心室的4倍，且右心房略高于左心房，右心室又明显高于左心室，是其3倍；相反，心室Chymase活性是心房的3倍，两心室间无明显差异。提示Chymase依赖AngⅡ与左心室关系密切。其次，两者的细胞定位不同。免疫细胞化学和分子生物学原位杂交等技术证实[4]，Chymase合成于肥大细胞、内皮细胞和间质细胞，一经释放便定位于心肌细胞间质。提示Chymase依赖AngⅡ的生成可能发生在间质，并参与细胞外环境AngⅡ基本水平的维持。ACE则定位于内皮细胞、心肌细胞和成纤维细胞，并于细胞内将AngⅠ转换成AngⅡ[8]。此外，ACEI（Captopril）能抑制正常人血清中的AngⅡ的生成，而Chymostatin和SBTI等Chymase抑制剂对此无任何抑制作用。说明循环中AngⅡ主要由ACE转化，并非经Chymase途径。另外，种属间亦存在差异。免疫受体分析实验表明[9]，人心脏左室ACE结合位点大约是大鼠的4倍，人肺、心ACE结合位点密度比为9：1，而大鼠为100：1。提示人与大鼠ACE依赖AngⅡ的生成有很大差异。在大鼠冠状动脉结扎诱导的CHF和主动脉缩窄致左室肥厚模型中，ACEmRNA表达及ACE活性明显增高，不影响血压的低剂量ACEI逆转左室肥厚。相反，结扎冠状动脉后，狗的冠状窦内AngⅡ水平不受ACEI影响，但丝氨酸蛋白酶抑制剂Chymostatin可使AngⅡ水平显著降低。亦有研究表明[10]，Chymase依赖AngⅡ在人左室乳头肌收缩实验中无正性肌力作用，推测Chymase依赖AngⅡ与心肌收缩无关，可能与细胞增生和纤维化有关。
2．2 血管方面
ACE和Chymase在血管上有定位差别，即ACE定位于内皮细胞，而Chymase则主要存在于血管外膜[11]。提示Chymase依赖AngⅡ主要在血管外膜起作用，而ACE依赖AngⅡ主要在血管内膜面参与血压的维持。研究证实[12]，血管局部的ACE在自发性高血压大鼠（SHR）和肾性高血压大鼠的高血压发生和维持方面起重要作用，且ACEI能显著降低这两种模型动物的血压。
血管ACE和Chymase的病理生理作用尚有明显的种属差异。大鼠颈动脉气囊导管损伤其内膜后，新生内膜的ACEmRNA表达明显增高，而提前6天和损伤后连续2周应用ACEI（Cilazapril）则能抑制其新生内膜的形成，这在guinea pig也得到了验证[13]。ACEI这种抗损伤后血管内膜增生的功能在其他动物模型，如猪、狒狒和狗中未得到证实，而AngⅡ受体（AT1）拮抗剂对受损后的血管内膜增生则有明显的抑制作用。同时还发现狗的受损颈动脉内膜的Chymase活性明显增高[14]。Okunishi等[15]研究的离体实验结果表明，人血管大约70%的AngⅡ是依赖Chymase产生，而只有30%～40%源于ACE。再有，ACEI仅能部分抑制人主动脉AngⅡ的缩血管作用，却能完全抑制大鼠主动脉AngⅡ的缩血管作用。
3 Chymase依赖AngⅡ的临床意义
前述有关Chymase的诸多研究结果均提示，Chymase是心脏和血管AngⅡ形成的主要转换酶，并参与心脏和血管病理生理过程。Dzau等[16]报道，有学者对人在体心脏进行AngⅠ转换实验，采用123Ⅰ标记AngⅠ冠状动脉灌注与顺序伴随的ACEI(enalaprilat)灌注相结合的方法，计算出在体人心脏ACE转换AngⅠ为AngⅡ的效率为89%；同时设计一改良的体外转换实验，以去除循环RAS对局部AngⅡ生成的影响，结果ACE的体外AngⅠ转换率为85%，即无论在体还是离体实验均证明ACE为AngⅡ生成的主要转换酶。这明显有别于Urata和Okunishi的结果，Lawrence认为与下述几点有关：（1）Urata等使用的ACEI为Captopril，与Enalaprilat不同，因为Captopril在膜制剂与底物孵化过程中可能不再是有效的ACEI；（2）不同于Lawrence使用的可溶性膜制剂，Urata等使用的非溶性膜制剂可能阻碍ACE与底物充分接触，因而降低其活性；（3）Urata等使用膜制剂材料为冷冻心肌，而Lawrence的实验使用新鲜心肌；（4）Urata等的实验条件pH值为7.1并非ACE发挥最大作用的理想条件。
因此，欲阐明Chymase依赖AngⅡ在心血管系统的病理生理功能及其临床意义，需回答下述几个问题：（1）Chymase依赖AngⅡ是否能引起左室肥厚的发生；（2）是否参与损伤后血管平滑肌增生的病理过程；（3）是否参与心肌纤维化的发生及引起基质成分的改变。因此，必须建立在体动物模型，若在上述动物模型中证实Chymase抑制剂能有效地逆转心室肥厚、心肌纤维化和基质胶原成分的改变等，方可认为Chymase依赖AngⅡ在上述病理过程相关联，进而再探讨其发生机制。另外，还需象ACEI一样在人体得到进一步的印证。
4 展望
心血管系统Chymase依赖AngⅡ途径是近年研究的热点课题之一，相信随着在体实验的不断完善和基础理论研究的深入，人们将会揭示Chymase依赖AngⅡ的病理生理意义。
参考文献
1 Struthers AD.Eur Heart J.1995;16(suppl N):103～106
2 Urata H et al.Am J Hypertens,1996;9:227～284
3 Urata H et al.J Biol Chem,1990;265(36):22348～22357
4 Urata H et al.Eur Heart J,1993;14(suppl Ⅰ):177～182
5 Urata H et al.J Clin Invest,1993;91:1269～1281
6 Hanson SR et al.Hypertension.1991;18(suppl Ⅱ)：70～76
7 The SOLVD Investigators.N Engl J Med,1991;325:293～302
8 Anversa P et al.Am J Cardiol,1991;68:7D～16D
9 Vago T et al.Br J Pharmacol,1992;107:821～825
10 Holuborshu C et al.Circulation,1993;88:1228～1237
11 Okunishi H et al.Biochem Biophys Res Commun,1987;149:1186～1192
12 Nishimura H et al.J Hypertens,1992;10:431～436
13 Clozel JP et al.Hypertension,1991;18(suppl Ⅱ):55～59
14 Okunishi H et al.J Hypertens,1994;12(suppl Ⅲ)：S132
