摘要细胞增殖是细胞增殖信号作用于细胞膜或胞浆受体并经细胞 内信号传递进而影响细胞周期的结果；与细胞增殖有关的细胞内信号传递系统包括G蛋白、 蛋白激酶A和C以及酪氨酸蛋白激酶系统等；细胞内信号在基因水平上的传递是细胞内信号传 递系统的延续；细胞周期时相的改变是推动细胞增殖的重要原因。血管平滑肌细胞(VSMC)的 增殖也不例外，但是致VSMC增殖的细胞内信号传递过程的细节还不十分清楚，探讨VSMC增殖 的细节对于心血管疾病的防治有着重要的理论意义。

文章编号：1004-3934(1999)06-0353-03

中图分类号：

文献标识码：A

Cell Signal Transduction and Proliferation of

Vascular Smooth Muscle Cells

LI Zai-quan,LIU Bing-wen

(Institute of Bioshemistry and Molecular Biology,West China Unive rsity of Medical Sciences,Sichuan Chegndu610041)

实验研究表明，血管平滑肌细胞(VSMC)的增殖是高血压、动脉粥样硬化、血管再狭窄等 多种心血管疾病的共同病理特征。在一般情况下，任何处于稳态的细胞其细胞的增殖率与死 亡率总是相等的，任何原因使细胞的增殖增加或死亡减少均会使细胞的数量发生增加，血管 平滑肌细胞也不例外。但当环境因素发生了变化，如某些物理的或化学的微小信号刺激细胞 后，通过其细胞膜或胞内受体的作用将细胞外界的信号在细胞内进行传递，既可产生短期的 效应，如肌肉收缩、蛋白分泌、酶活性变化等，也可以发生信号蛋白的核转位并影响基因的 转录过程，产生长期效应如影响细胞的周期进程等。由此可见，细胞增殖是刺激细胞增殖的 外界信号作用于细胞受体后产生的一种以细胞周期改变为主的综合性细胞行为，细胞内信号 传递过程显然是决定细胞能否增殖的关键。现已证明，一氧化氮、血压负荷、内皮损伤、内 毒素、PDGF、ox-LDL等因素均可刺激VSMC增殖，但是有关刺激血管平滑肌细胞增殖的细胞 内 信号传递途径的具体细节还不十分清楚，现将与细胞增殖有关的细胞内信号传递研究进展综 述如下。

1细胞内信号传递系统

细胞增殖有关的细胞内信号传递系统更加明晰化，主要分为经与受体耦联的G蛋白系统如经 膜或胞浆受体的PKA/cAMP,PKC/DAG+IP₃/Ca²⁺，受体酪氨酸蛋白激酶系统如RTP，受 体丝氨酸蛋白激酶系统如RSK，Janus活化蛋白激酶系统如JAK/STATS等胞浆信号传递系统 ［1-3］，以及经核受体类固醇激素/甲状腺素/视黄酸等的核内信号传递系统^{［4 ］}等。

蛋白激酶C(PKC)是一种使底物蛋白的丝氨酸/苏氨酸残基发生磷酸化的蛋白激酶，目前发现 它是由27个异构体组成的一个蛋白家族，其酶的性质、组织分布以及功能都是不同的^{［ 5］}；PKC在激活细胞功能和促进细胞增殖的信号传递中具有十分重要的意义。肿瘤促进剂 佛波酯因结构与PKC的激活剂DAG相似，不易被水解，因此当其镶嵌在细胞上时能取代DAG 的作用而对PKC产生持续性刺激作用，从而引起细胞大量增殖^［6］。近来还发现除了 经G蛋白耦联的磷脂酶C(PLC)途径可刺激PKC外，PLD、PLA、SMase等作用下的磷脂水解物如 胆碱磷脂、花生四烯酸、神经酰胺等都可与PKC信号系统发生联系^［7］；与此同时PL C的另一产物1，4，5-三磷酸肌醇(IP₃)可启动钙离子信号系统，钙离子一方面反馈激活P K C，另一方面又可调节钙调素(CaM)及其他钙结合蛋白的生理活性。钙调素是钙离子信号系统 中重要的信号传递中介，它可通过参与DNA合成与修复、微管解聚、细胞周期依赖基因的表 达及丝裂因子的活性变化等环节调节细胞的增殖过程^［8］，其中钙调素所调节的多 功能钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶具有生化反应的“记忆作用”，即经此途径活化该激酶后 ，即使终止了钙的外界刺激作用之后还能使钙依赖性激酶的活性维持一段时间^［9］ ，这可能与钙离子的振荡效应有关。此外，PKC另一种亚型还可通过酪氨酸蛋白激酶系统的 激活。

G蛋白是一种多功能性蛋白，它介导细胞膜受体与蛋白激酶之间的信号传递，G蛋白大家族中 还包含Ras蛋白等。很早以前人们注意到G蛋白经外界因素活化后，可分别再经cAMP与PKA以 及经cGMP与PKG发挥对下游信号的调控。如cAMP经过经典的PKA途径可对CREB转录因子等磷酸 化，活化的CREB转录因子再与某些基因上CRE元件相结合，从而调节这些基因的表达。受PKA 调节表达的因子还有JUN、FOS、ADR1等转录蛋白；大多数的研究表明cAMP主要是起抑制细胞 增殖的作用，但是现在发现cAMP也可促进细胞的增殖^［10］；有研究报道，一氧化氮 (NO)可通过cGMP与PKG系统影响血管平滑肌细胞的增殖。

Natarajan等研究表明ox-LDL刺激兔血管平滑肌细胞增殖是经磷脂酶D(PLD)和酪氨酸蛋白激 酶的^［11］。近来，受体酪氨酸蛋白激酶(RTP)的研究进展使细胞内信号传递的研究 面貌一新。这首先表现在信号传递过程中不一定非要有中间小信号分子如钙、cAMP、DAG等 第二信使的产生和参与，信号传递可经蛋白与蛋白之间直接作用而进行，具有SH2、SH3等结 构域的信号蛋白就是充当这种作用的^［12］；其次表现在这类受体与Ras蛋白相联系 的中间环节更加明晰了，其间经历了Grb2,Sos等传递，然后活化的Ras蛋白再促进raf-1蛋 白 迁移至细胞膜并活化14-3-3蛋白，从而引起MAPKK的磷酸化及MAP的磷酸化，MAPKK的磷酸 化是 许多因子使细胞发生增殖的细胞内共同信号通路^［13］；此外，还表现在该信号经下 游MAP网直接调控某些细胞周期蛋白等生物活性的细节更加清楚，如通过对生物间的比较研 究发现RTP这条通路在生物体中较为保守，该通路上的某些关键性蛋白在各生物间具有较高 的同源性^［14］。总之RTP信号传递通路的阐明可从分子水平上进一步解释细胞增殖 的分子机理。

2细胞内信号在基因水平上的传递

视黄酸受体系统^［15］及JAK-STATs系统的发现^［16］作为细胞核内的信号传 递系统极大地丰富了细胞内信号传递的理论。视黄酸、甲状腺素或者IFN等外界信号因子可 将细胞外信号传给胞浆受体并直接转位进入细胞核内，调节核内基因的转录表达；而上述细 胞膜受体介导的细胞外信号在经一定的方式将细胞信号传至细胞内之后，若该信号是使一些 转录因子发生磷酸化或去磷酸化，调节某些基因转录表达，产生细胞增殖等长期效应时，则 该信号必须发生转位进入细胞核内。

从胞浆内信号传递深入到基因表达水平调控的认识是人们对基因表达转录调控深入研究的结 果^［17］。众所周知，许多基因上游启动子上存在很多种顺式调控元件。如经突变分 析发现胰岛素基因上游5'侧翼就有多种正性和负性顺式调控元件。蛋白质结合实验证 明， 参与其调控的反式作用因子约40多种，如DNA结合蛋白、核受体蛋白、转录因子等^{［18 ］}。细胞外信号大多数就是经过调节这些反式作用因子的活性来参与基因转录调控的，由 不同蛋白激酶参与下的磷酸化和去磷酸化是反式作用因子活性调节的重要方式。例如在转录 表达调节因子AP-1之一的c-Fos蛋白基因启动子上存在有两个相邻区域即血清反应元件(SR E) 和其下游的类AP-1位点。因此血清反应因子等经过细胞膜等一系列信号传递过程，使某些 细 胞核内血清反应因子SRF发生磷酸化而被激活，后者再作用于靶基因如c-fos基因及其他蛋 白 基因上的血清反应元件位点，该元件的内核是CArG盒，从而调节c-fos基因的转录速度使FO S 转录表达物增加。能最终作用于血清反应元件的这类血清反应因子包括血清中生长因子、生 长激素、细胞因子等^［19］。与胰岛素基因与c-fos基因一样，细胞周期蛋白及其激 酶的基因上也存在大量的可调控性顺式调控元件。

3细胞周期的启动与细胞增殖的调控

细胞的时相按照细胞形态、细胞内标记DNA掺入情况、DNA含量及蛋白质表达模式等特征可分 为G1、S、G2和M四个时期。细胞周期是靠细胞周期蛋白质之间和谐地配合而推动不同时期细 胞周而复始不断循环的结果，其中G1→S和G2→M两个转变点(Checkpoint)是细胞周期启动的 关键。目前已知参与细胞周期调节的蛋白质系统包括细胞周期蛋白(cyclins)、PP34、细胞 周期蛋白依赖性激酶(CDK)及其他一些因子等，而且其中每类蛋白质都是一蛋白质超家族 ［20］。Keisuke等发现ox-LDL致成纤维细胞的细胞毒作用是选择性地作用于细胞S 期^［21］。

3.1细胞周期的发动过程

当细胞周期从M到G1期后，M期cyclin降解，PP34被磷酸化而失活，此时G1期cyclin逐步合成 积累，然后G1期的cyclin与PP34结合成有丝/苏氨酸蛋白激酶活性的复合体(CDK)，此时CDK 就能(1)激活一些能结合在靶基因结构中细胞周期盒(ACGCGTNA)上的转录因子，进而启动与D NA复制相关的基因群：cdc 6,cdc 8,cdc 9,cdc 21,这些基因群分别编码DNA合成酶、胸苷激 酶、DNA连接酶、胸苷酸合成酶等使DNA得以复制；(2)还可激活转录因子octl，后者再结合 到组蛋白H2B的基因启动子上，促进H2B的表达并推动细胞进入S期；在细胞从S期到G2期的过 程中，G1期Cylcin降解，PP34也随之失活，接着是M期cyclin逐步合成积累，再度与PP34结 合形成具有激酶活性但底物与G1期CDK不同的G2期CDK复合体，此时CD