第三军医大学西南医院心内科(400038)王耿(综述)何国祥(审校)
摘要本文就血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)对细胞凋亡的作用及其机制的研究进展作一综述,并简要介绍AngⅡ对细胞凋亡作用的病理生理学意义。
关键词:血管紧张素Ⅱ受体细胞凋亡
血管紧张素Ⅱ(AgnⅡ)是一种重要的生物活性物质,对AngⅡ的研究以前主要集中在其调节血管张力、血流及促进细胞生长、增殖的作用方面。近年研究表明,AngⅡ通过血管素张Ⅱ受体(ATR)对细胞凋亡的促进或抑制作用,在不同细胞有不同的表现。
1AngⅡ与心肌细胞凋亡
研究证实,心肌细胞凋亡在老龄大鼠、心肌缺血再灌注损伤、心肌梗死和起搏介导的心力衰竭中具有重要的作用,而AngⅡ对心脏功能的重要影响使人们开始重视其对心肌细胞凋亡的作用。Kajstura等[1]用末端脱氧核苷酸转移酶介导的三磷酸脱氧尿嘧啶切口末端标记法(TUNEL)和琼脂糖凝胶电泳证实,将培养的大鼠心肌细胞暴露于AngⅡ(10-9M)24小时后,心肌细胞凋亡为正常对照组的5倍。用血管紧张素Ⅱ1型受体(AT1R)拮抗剂芦沙坦(Losartan)能阻滞AngⅡ介导的细胞凋亡,而血管紧张素Ⅱ2型受体(AT2R)拮抗剂PD123319不能减轻这种现象。在另一实验中,Leri等[2]证明机械牵拉能刺激成年大鼠心肌细胞分泌AngⅡ,增中AT1R表达,心肌细胞凋亡增多,而应用芦沙坦后,机械牵拉不能引起其凋亡,说明AngⅡAT1R介导心肌细胞凋亡。其机制为:AngⅡ与AT1R结合后,通过Gqα调节蛋白激活磷脂酶C,加速细胞膜中的磷酸肌醇水解成三磷酸肌醇(IP3)和甘油二酯(DAG)[1,3]。IP3刺激Ca2+从肌浆网释放;DAG使蛋白激酶同C同功异构体ε从细胞浆转位至细胞膜,激活细胞膜上L型Ca2+通道,促进Ca2+内流,从而引起胞浆内Ca2+依赖的DNA酶Ⅰ,使DNA断裂,导致心肌细胞凋亡;而依赖pH的DNA酶Ⅱ没有被激活的证据,因其激活需AngⅡ与AT2R结合,进一步说明心肌细胞凋亡是AgngⅡ通过AT1R而不是AT2R介导的[4],为心力衰竭的病理生理机制提供了新理论。另外,有证据表明转染了P53基因的心肌细胞表达AT1R及分泌AngⅡ均增多,Bax/Bcl-2比率上升,细胞凋亡增加[5]。AngⅡ与AT1R结合后,通过同一信号传导机制也可以引起心肌肥大[6],此可能与AngⅡ的浓度、作用时间、受体调节及胞浆内Ca2+依赖性DNA酶Ⅰ有关,尚待进一步研究证明。
2AngⅡ与血管内皮细胞凋亡
Dimmeler等[7]将人脐静脉内皮细胞(HUVES)暴露于AngⅡ18小时后,证实AngⅡ呈剂量依赖性促进HUVES凋亡。用受体拮抗同时阻滞AT1R和AT2R,HUVES凋亡被阻止,但阻滞其中之一则对AngⅡ介导的HUVES凋亡无影响。选择性AT2R激动剂CGP42112也呈剂量依赖性介导HUVES凋亡。AngⅡ和CGPO42112介导的HUVES凋亡均有半胱氨酸蛋白酶caspase-3激活,故推论AngⅡ通过激活“caspase瀑布”促进HUVES凋亡。AngⅡ的这种作用不仅仅是通过AT2R,而且依赖于AngⅡAT1R与AT2R后复杂的相互作用所致。
在动脉粥样硬化形成过程中,内皮细胞因凋亡而减少,进而加带动脉弱样硬化的形成过程。所以,AngⅡ介导血管内皮细胞凋亡可能是动脉弱样硬化形成的机制之一。
3AngⅡ与血管平滑肌细胞凋亡
研究AngⅡ与血管平滑肌细胞(VSMC)凋亡的关系主要集中在AngⅡ通过AT1R所引起的变化上。deBlois等[8]在口服芦沙坦的自发性高血压大鼠中发现,血压下降前已有VSMC凋亡增加,说AngⅡ可能通过AT1R抑制VSMC凋亡,与血压变化无关。AngⅡ抑制VSMC凋亡的可能机制如下:(1)通过AT1R抑制有环鸟苷酸(cGMP)参与的信号途径。Pollman等[9]证明用AngⅡ可以抑制由cGMP依赖的蛋白酶Ⅰα、一氧化氮、去血清介导的兔主动脉VSMC凋亡,AngⅡA的这种抗细胞凋亡作用被芦沙坦阻断。(2)通过AT1R还可刺激VSMC分泌血小板衍化生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、胰岛素样生长因子、转化生长因子β和内皮素,并使VSMC膜上这些生长因子受体表达增多,而这些因子均VSMC凋亡[10~12]。(3)通过AT1R刺激血管壁产生细胞基质分子与细胞表面整合素结合后,通过调节酪氨酸磷酸酶抑制VSMC凋亡[13]。(4)通过影响凋亡相关基因表达而调节VSMC凋亡[14]。
近年有文献报道,转导AT2R基因可抑制VSMC细胞外信息调节酶(ERK),促进细胞凋亡[15],这为心血管疾病的治疗提供了一个新的前景。
4AngⅡ与PC12W、R3T3细胞及卵巢粒膜细胞的凋亡
PC12W细胞属PC12大鼠嗜铬细胞瘤细胞系,AT2R表达多而无AT1R。Yamada等[16]发现AngⅡ促进PC12W细胞凋亡;R3T3细胞属小鼠成纤维细胞,在生长活性高时AT2R表达少,在融合、静止状态时AT2R促进其凋亡,而在生长状态时,AngⅡ没有促进R3T3细胞凋亡的作用,AngⅡ对R3T3细胞的促凋亡作用能被AT2R拮抗剂PD1233319阻断,说明AngⅡ通过AT2R促进R3T3细胞凋亡,AngⅡ促进上述两种细胞凋亡的机制与其通过AT2R激活蛋白酪氨酸磷化酶使有丝分裂蛋白激酶(MAPK)去磷酸化有关。大鼠卵巢粒膜细胞AT2R促进卵泡刺激素所引起的大鼠粒膜细胞凋亡,而AT2R拮抗剂可阻止其凋亡,AT1R拮抗剂无效。这些结果说明,AngⅡ可通过AT2R促进神经细胞、成纤维细胞和粒膜细胞凋亡。AngⅡ与细胞凋亡的作用除与心血管系统、神经系统疾病有关外,也与卵巢闭锁有关。
5展望
AngⅡ与细胞凋亡关系密切,这方面的研究刚起步,还有许多问题尚待解决:(1)除心肌细胞外,在大多数细胞中AngⅡ通过AT1R抑制细胞凋亡,通过AT2R促进细胞凋亡,这种差别的原因还不清楚。(2)AngⅡ既可引起细胞增殖,又可引起细胞凋亡,原因尚待进一步探讨。(3)AngⅡ是否通过凋亡相关基因引起细胞凋亡,目前还无这方面直接的实验证据。(4)阻断AngⅡ对细胞凋亡的作用后,是否影响疾病的产生。因此继续深入了解AngⅡ与细胞凋亡的相互关系及分子机制,对于认识人体生长发育,以及了解和治疗疾病,特别是心血管疾病具有重要意义。
参考文献
1 Kajstura J et al.J Mol Cell Cardiol,1997;29(3):859~870
2 Leri A et al.J Clin Invest,1998;101(7):1326~1342
3 Abdelatif MM et al.Circ Res,1991;69(5):800~809
4 Cigola E et al.Exp Cell Res,1997;231(2):363~371
5 Pierzchalski P et al.Exp Cell Res,1997;234(1):57~65
6 Booz GW et al.Hypertension,1996;28(4):635~640
7 Dimmeler S et al.Circ Res,1997;81(6):970~976
8 deBlois D et al.Hypertension,1997;29(1 part 2):340~349
9 Pollman MJ et al.Circ Res,1996;79(4):748~756
10 Bennett MR et al.J Clin Invest,1995;95(10):2266~2274
11 Fox JC et al.J biol Chem,1996;271(21):12578~12584
12 Wong WJR et al.Biochem J,1997;328(3):733~737
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14 Diez J et al.Hypertension,1997;2993):776~780
15 Yamada T et al.Life Sci ,1998;63(19):289~295
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