［摘要］介入性动脉损伤后，局部血管平滑肌细胞和成纤维细胞均可通过NADH/NADPH氧化酶途径产生活性氧。而活性氧作为第二信使可改变细胞内氧化还原平衡状态，直接或间接地激活细胞内多种信号蛋白激酶和转录因子，促进血管平滑肌细胞增殖，最终导致血管再狭窄。

［中图分类号］R329.2^＋8［文献标识码］A

［文章编号］1007-3949(2000)-01-0083-05

再狭窄（restenosis，RS）是影响经皮冠状动脉腔内血管成形术（percutaneous trans luminal coronary angioplasty , PTCA）远期疗效的主要障碍。近年研究报道抗氧化剂可显著降低PTCA后RS的发生^［1,2］，提示氧化还原作用可能是影响再狭窄发生、发展的重要机制之一。本文就PTCA 后活性氧产生的途径和活性氧（O₂^-、H₂O₂、^．OH、O₂^·)对血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells，VSMC)增殖的影响作一综述，以探讨氧化还原机制在血管损伤后VSMC增殖中的作用和应用抗氧化剂防治血管再狭窄的潜在治疗价值。

1介入性动脉损伤后活性氧产生增多

文献［3］报道PTCA后极短时间内局部血管壁细胞即可产生超氧阴离子（O₂^-）及脂质过氧化产物，冠状静脉内脂质过氧化产物丙二醛含量也较PTCA前显著增高。Grech等^［4］使用自旋捕捉和电子顺磁共振分光技术，首次直接定量检测急性心肌梗死患者冠状静脉氧自由基水平，证实PTCA后 O₂^- 生成增加，并观察到PTCA后早期O₂^-增加有两个高峰期，即PTCA后1.5～3.5h和18～24 h达高峰（已排除再闭塞）。第一次高峰与缺血再灌注后O₂^-爆发式产生有关，而第二次高峰可能与损伤血管局部的中性白细胞浸润、激活并释放O₂^-有关^［3～5］。上述研究虽然获得了PTCA后早期O₂^-及丙二醛生成增多的直接证据，但无法排除因机械性损伤导致细胞破坏和动脉硬化斑块破裂等因素参与释放O₂^-和脂质过氧化物的可能性。由于受研究技术和方法的限制，尚无法在活体上证实产生O₂^-的真正的细胞来源。Nunes等^［6］对猪冠状动脉 PTCA 14天后O₂^- 的生成情况以及应用抗氧化剂对O₂^-的影响进行了研究，结果表明，损伤血管段与未损伤血管段、同一血管的损伤段与未损伤段相比，O₂^-产生前者是后者的2～3倍。而经抗氧化剂维生素C、E或两者联合处理后，O₂^-产生明显减少，且与正常对照组无明显差异。Nunes和Kara还对猪PTCA后血管损伤段O₂^-的细胞来源进行了深入研究，认为VSMC、内皮细胞、巨噬细胞、成纤维细胞和中性白细胞都参与了O₂^-的生成过程^［6,7］。冠状动脉损伤后3天损伤处有中性白细胞，7天后消失，14天时仅有少量单核/巨噬细胞，据此推断，中性白细胞、单核/巨噬细胞不可能是冠状动脉损伤晚期（14天）O₂^-生成的主要来源。剥离损伤段血管内皮细胞后再测局部O₂^-，发现O₂^-仅减少了10%，因此，内皮细胞也不可能是O₂^-的主要来源。Nunes等据此认为，PTCA后O₂^-可能主要来自血管中膜和新生内膜的平滑肌细胞和成纤维细胞。但是应当指出，由于PTCA前人冠状动脉粥样斑块与猪的正常冠状动脉有较大不同，故Nunes的这一观点有待证实。

2介入性动脉损伤后超氧阴离子增多的机制

目前认为，血管损伤后参与O₂^-生成的途径可能主要包括：①线粒体的氧化呼吸作用；②膜结合的NADH/NADPH依赖的电子转移链；③花生四烯酸代谢酶；④黄嘌呤氧化酶；⑤某些组织代谢产物的自氧化作用。其中NADH/NADPH途径可能是产生O₂^-的最重要的途径^［8～10］。PTCA机械性损伤导致血管局部发生一系列复杂的病理生理变化，使巨噬细胞和VSMC等释放多种细胞因子、生长因子以及某些血管肽类物质（如血管紧张素Ⅱ）^{［11～13］}。这些物质可以诱导VSMC和成纤维细胞通过NADH/NADPH氧化酶产生O₂^{-［8,10,14］}。Kamal等^［9］用差速离心法分析VSMC亚细胞成分中O₂^-生成情况，对不同亚细胞成分的标记酶活性和化学发光之间的关系进行统计分析。结果显示，只有NADH-细胞色素C还原酶活性与化学发光的分布范围相关，并且与NADH依赖性生成O₂^-的微粒体的位置分布相吻合，提示微粒体NADH依赖性的电子传递链系统可能是生成O₂^-的重要机制。Rajagonpalan等^［10］和Griending等^［15］最近的研究结果也表明，VSMC膜结合的NADH/NADPH氧化酶可能是生成O₂^-的最主要的途径。其他系统例如环氧合酶、脂氧合酶、胞质的黄嘌呤氧化酶系统、线粒体电子传递链可能不是主要途径。

经皮冠状动脉腔内血管成形术后O₂^-增多的机制还与O₂^-清除物减少有关。Lafon^［16］和Blann^［17］报道，PTCA后患者血浆和红细胞中O₂^-清除物如硒、α-生育酚和谷胱甘肽过氧化酶均减少，这可能是由于细胞内O₂^-过多而清除物被消耗所致。

3活性氧诱导血管平滑肌细胞增殖的信号转导

活性氧除具有消灭病原微生物的基本作用外,还具有其他一些重要的生物活性：即充当对外界刺激反应的细胞内第二信使，活化信号，转导级联反应，刺激VSMC分裂、增殖。例如，细胞因子和生长因子可诱导VSMC产生活性氧^{［14,18～20］}，继而改变细胞内氧化还原状态，活化对氧化还原敏感的信号蛋白酶或转录因子，调节原癌基因表达，促进细胞增殖。

3．1超氧阴离子刺激血管平滑肌细胞增殖的信号调控作用

LY83583能自由通过细胞膜进入VSMC内,通过NADH/NADPH氧化酶产生 O₂^-。 Bass等^［21］报道，1 μmol/L、LY83583刺激VSMC产生O₂^-的量为对照组的4.5倍，³H胸腺嘧啶掺入率和细胞计数也较对照组分别增加175%和300%，并且证明了O₂^-诱导VSMC增殖的关键环节是活化了细胞外信号调节酶（extracellular signal-regulated kinase , ERK) 。证据有三：①对抗ERK单克隆抗体免疫沉淀蛋白分析证明LY83583激活的是ERK2（42 kDa mitogen activated protein kinase , 42 kDa MAPK）和ERK1（44 kDa MAPK）；②Tiron能清除LY83583产生的O₂^-,当VSMC培养基中同时加入Tiron和LY83583时，Tiron能显著抑制LY83583对MAPK的活化作用；③O₂^-活化MAPK是蛋白激酶C依赖性的，蛋白激酶C活化后通过直接激活Ras/ERK通路诱导VSMC原癌基因表达。用佛波醇12 ,13-丁二酸盐（phorbol 12,13-dibutyrate，PDBU）预处理使VSMC的蛋白激酶C活性下调后，再用LY83583刺激VSMC则不能激活ERK。Bhunia等^［22］进一步揭示，内源性O₂^-通过改变细胞内氧化还原状态，活化了对氧化还原敏感的信号蛋白激酶 P21(ras)和44 kDa MAPK，进而调节c-fos表达，促进VSMC增殖。抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸和还原型谷胱甘肽可以通过补充巯基来改变细胞内氧化还原状态，阻断MAPK和P21(ras)活化。

3.2活性氧对核因子-κB的信号调控作用

LY83583对MAPK的活化效应弱于佛波醇肉豆蔻醋酸盐（phorbol myristate acetate，PMA），但两者诱导c-fos和c-myc mRNA转录的活性却相似，提示MAPK可能不是活性氧诱导VSMC增殖的唯一信号调控机制。目前认为，核因子-κB（nuclear factor-κB核因子-κB）是活性氧丝裂效应的另一重要调控机制，两者关系十分密切。VSMC在介入性损伤、病毒（巨细胞病毒等）感染或细胞因子刺激时，活性氧生成增多，并通过以下途径活化NF-κB^{［23～29］}。①Ras-GTP或具有丝氨酸/苏氨酸激酶活性的Raf-1，可能是多种诱导物诱导NF-κB活化的共同环节。当细胞内活性氧增多时，Ras或Raf-1被激活，Raf-1直接使NF-κB-IκB复合物磷酸化，导致IκB解离，活化的NF-κB转入核内调节靶基因。②NF-κB活化后与巨细胞病毒启动子中的κB位点结合，调节病毒即刻早期基因（immediately-early gene即刻早期基因）表达IE72和IE84两种蛋白。其中IE72以反式激活自身启动子促进巨细胞病毒复制，而IE84则与野生型p53结合阻断其功能，从而促使VSMC过度增殖。③活化的NF-κB还可以反式激活环氧化酶-2启动子，转译环氧化酶-2。花生四烯酸通过环氧化酶-2进行代谢并活化NADPH氧化酶，产生更多的活性氧 。活性氧再通过上述②、③两个正反馈途径进一步刺激病毒复制和VSMC增殖。④活化的蛋白激酶C使NF-κB-IκB复合物磷酸化，解除IκB的抑制作用，释放出有活性的NF-κB。⑤Shibutani等^［29］进一步证明巨细胞病毒感染人主动脉平滑肌细胞后首先激活G蛋白，然后再依次MAPK激酶→MAPK→胞浆磷脂酶A2→花生四烯酸→活性氧，最后激活NF-κB。

3.3过氧化氢的信号调<