中国老年学杂志CHINESE UOURNAL OF gERONTOLOGY

1999年第19卷第2期vol.19No.2 1999

王关嵩钱桂生杨晓静

关键词：白细胞介素I(IL-1) 一氧化氮(NO)

在慢性阻塞性肺病、动脉粥样硬化等疾病中，血管中膜平滑肌细胞(VSMC)的异常增殖是重要的病理现象。目前，已有大量研究证明，外源性低浓度一氧化氮(NO)具有舒张平滑肌细胞的作用。在此过程中内源性NO也起重要作用。本文综述重要免疫因子白细胞介素I(IL-1)诱生NO的机制及其意义。

1IL-1诱导VSMC产生NO的现象

近年来，国内外众多的研究者均发现，IL-1能够诱导VSMC产生NO。Kanno等证明IL-1β以剂量和时间依赖性(1～2ng/ml)诱导大鼠VSMC产生NO^-₂和NO^-₃。Makita和Suzuki等发现IL-1β以浓度依赖方式诱导NO产生。Durante等用IL-1β处理VSMC，可使其表达iNOS mRNA，随后释放NO。Ikeda等用IL-1β处理VSMC 24 h，结果iNOS mRNA的蛋白水平上升，NO的量显著上升。

2第二信使在介导NO释放中的作用

许多研究表明，在IL-1诱生NO时cGMP、cAMP发挥着重要作用。

2.1cGMP的作用Schini等用IL-1β处理培养的鼠主动脉SMC，结果产生NO，IL-1β(1ng/ml)以时间依赖性引起cGMP的积聚，显示出IL-1β诱导VSMC释放生长因子且刺激cGMP产生。Papapetroponlous等^〔1〕用硝普钠盐(SNP)10 mM处理鼠主动脉SMC，可使cGMP升高200倍。而IL-1β和LPS预处理时，可以促进其表达30%～70%，当预处理后用鸟苷环化酶(GC)激活剂atriopeptin刺激，cGMP水平不降低。精氨酸应答SNP，可以废止其对cGMP的下调作用，IL-1β又可以降低SNP的下调作用，IL-1β或LPS处理后可溶性鸟苷环化酶(SGC)的亚单位mRNA的转录率降低，而蛋白水平无变化，说明IL-1β和LPS可能是早期降低了SGC的激活效应。Beasley等发现IL-1抑制内皮依赖引起的鼠主动脉的收缩应答且延长GC的激活效应，IL-1以显著的时间依赖性诱导cGMP，升高VSMC总量。亚胺环已酮或放线菌素D抑制蛋白合成时也抑制IL-1的效应，提示IL-1的效应包括了新的蛋白的合成。IL-1诱导的cGMP聚集可被SGC抑制剂LYS35-83、血红蛋白和L-NMMA所抑制。另一方面cGMP调节VSMC合成和表达NO。8-bromo-cGMP以时间和剂量方式促进IL-1诱导的VSMC产生NO，人房钠素(ANP)可以刺激cGMP聚集，也对IL-1起促进作用，亚甲美蓝起抑制作用。此外8-bromo-cGMP促进IL-1诱导的iNOS mRNA，TNFα中和抗体起抑制作用；8-bromo-cGMP也促进TNFα和NP mRNA的表达。反映出在VSMC上NO和cGMP之间存在一个正反馈机制。

Marczin等^〔2〕报道酪氨酸激酶抑制ASMC上内毒素和IL-1β诱导的NO合成的表达，用酪氨酸激酶拮抗剂Genistein预处理RASMC30 min后可阻止IL-1β和LPS-α激发cGMP以浓度依赖方式的积聚。一种化学抑制剂Geldanamycin以10^-6M浓度阻断cGMP形成对LPS和IL-1β的应答。Genistein和Geldanamycin即使在LPS暴露后增加90 min仍抑制cGMP聚积，但在120～180 min时没有阻断作用，提示在其诱导后不能直接抑制iNOS的活性。Marczin等^〔2〕发现ncodazole和秋水仙素(colchicine)可阻止LPS和IL-1β和NO依赖的cGMP的诱导效应，降低iNOS蛋白的表达。Taxol单独促进微管降酸，阻止nocodazole的解聚作用，Taxol可阻止秋水仙素的作用。与细胞因子刺激的SMC相比，微管或微丝装配不能影响EC中组成性NO通道。该实验证明微管在SMC应答炎性反应介质激活iNO通道中起重要作用。

2.2cAMP的作用既往已知，IL-1是VSMC的舒张因子，可显著升高人隐静脉和主动脉VSMC中血管舒张剂cAMP水平。IL-1诱导cAMP与显著升高PGI₂有关，消炎痛和反基环草胺素(trany l-cypromine)可以逆转该反应，它又是环氧合酶和PGI₂合成酶的抑制剂。Beasley等研究表明，IL-1的诱导效应受SGC抑制剂亚甲基蓝和LY835383抑制，不受NOS影响，且IL-1不影响cGMP。Durante证明cAMP对IL-1β诱导VSMC表达NO具有调节作用，同样cAMP的亲脂质类似物也有此作用。Boess等^〔3〕发现IL-1β刺激VSMC形成cAMP而无cGMP，1 h后cAMP达最高峰，之后持续降低至5h，isoprenaline以3×10^-6M浓度作用2 min的产量是对照组的9倍。另一方面IL-1β刺激产生NO，可被cAMP依赖的磷酸激酶抑制剂rolipram和trequinsin呈剂量依赖性的升高，cAMP的蛋白激酶激活剂A、Sp-8-CPT-cAMPS以10^-4M浓度均可恢复正常效应。

Ikeda等^〔4〕研究了cAMP磷酸酯酶抑制剂cilostazol对VSMC产生NO的效应。用10ng/ml iL-1β处理细胞24h，NO产量上升。尽管cilostazol自身对NO聚集无效应，但可以促进IL-1β的诱导效应。研究表明cilostazol促进IL-1β刺激SMC生产NO，部分通过cAMP依赖通道。Makita等^〔5〕发现IL-1β以浓度依赖方式诱导NO产生，双酪基cAMP(db-cAMP)可促进，L-NAME可抑制。IL-1β预处理后可以显著抑制VSMC生长，db-cAMP起促进作用，L-NAME起抑制作用，且L-NAME的作用可被L-精氨酸废止。研究认为，IL-1β通过升高细胞内cAMP水平进而刺激VSMC产生NO，而内源性产生的NO又可抑制VSMC增生。Seo等^〔6〕发现IL-1β刺激VSMC产生NO，ADP呈剂量依赖地起促进作用，尽管它自身不影响NO产生，这是由于促进了NOSⅡ基因的表达和依赖于Ca²⁺的NOSⅡ活性。茶碱可抑制NO的产生。说明激活VSMC上腺苷受体能够通过调节IL-1β的信号传导途径，促进NOSⅡ的产生而cAMP不能被明显的激活。

3IL-1效应的相关基因：NF-KB

Wong等^〔7〕发现IL-1β可以使SMC的增强子活性升高2～3倍，转录片段为1592～242bp，少于242活性丧失。IL-1β诱生的iNOS mRNA对PDTC系NF-KB激活效应抑制剂敏感。对IL-1β刺激的细胞核蛋白研究证明在242～24 bp间有寡核苷酸结合PDTC敏感的可与NF-kpB结合。说明IL-1β通过NF-KB的介导转录激活相关蛋白而促进VSMC的iNOS的表达。英国学者^〔8〕用IL-1β处理SMC后30 min，NF-KB结合活力上升，24 h产生NO和iNOS蛋白，两种蛋白酶抑制剂能够减少细胞因子刺激的NO产生和iNOS蛋白水平。说明蛋白激酶抑制剂和Nα-tos基赖氨酸氯甲酮、抑肽酶、P-甲苯硫酰、L-精氨酸甲酯能通过废止NF-KB活性而阻止VSMC表达iNOS。

然尔TGFβ₁也可诱导NOS增强子的活性，显示出非NF-KB现象。Perrella^〔9〕曾经发现TGFβ下调IL-1β诱生的iNOS，而且是通过降低iNOS基因转录而实现。后实验又发现IL-1β可以使包含-1485至+31片段的iNOS基因表达升高10倍，显示存在IL-1β的作用因素。而包含-234至+31 iNOS基因的结构主要是IL-1β刺激后呈增强子活性部分。该区域内NF-KB位点的突变可部分降低IL-1β的诱导活性，然而独立于NF-KB位点尚有大量蛋白仍有活性。TGFβ₁能抑制增强子的活性，且完全抑制突变的NF-KB位点的结合。故认为TGFβ通过抑止VSMC iNOS增强子位点而抑制其活性，而不是通过NF-KB的结合。

4蛋白激酶C参与介导NO的释放

Nishio等^〔10〕研究认为高糖中止了IL-1β的刺激效应，降低了iNOS表达，蛋白激酶C激活效应包括在此反应的过程中。内皮素1抑制IL-1β诱生的NO至少部分是由于拮抗了蛋白激酶C依赖通道。此外内皮素A型受体拮抗剂BQ-485，而非B型受体拮抗剂BQ-788呈剂量依赖地抑制内皮素1的效应。若用乙酸盐处理细胞24 h，则蛋白激酶C的活力将完全被消耗，内皮素1的效应也被废止^〔11〕。

Kanno等用印迹杂交证明NGLA可完全阻止IL-1β诱导的NO^-₂/NO^-₃产生，这种效应可被L型但不能被D型精氨酸逆转。地塞米松以剂量依赖(10^-9～10^-7M)方式抑制IL-1β诱导NO^-₂/NO^-₃的产生及NOS mRNA表达水平。无论钙调蛋白抑制剂ω -7还是蛋白激酶C抑制剂都不能诱导NO转录或NO^-₂/NO^-₃而发挥效应。首次证明IL-1β诱导iNOS基因表达和蛋白合成，进而通过Ca²⁺-钙调蛋白激酶C依赖性机制引导NO的产生。

5IL-1诱生NO的基础作用

5.1抑制血管增生效应Etienne等^〔12〕研究认为IL-1β依剂量不同对鼠主动脉(HR)VSMC呈双相效应，IL-1β主要促进糖尿病鼠VSMC的生长，抑制正常细胞生长；此外，IL-1β诱导NO释放和胞内cGMP水平升高。NO在两种细胞中释放量相当，而后者cGMP偏高。显示IL-1对SMC的刺激效应不能完全被NO逆转，而NO可以缓和IL-1β对SMC生长的刺激作用。Cornwell研究显示NO和cGMP可能抑制VSMC的增生，IL-1β抑制PDGF刺激大鼠主动脉SMC的³H-TdR摄取量。孵育IL-1β24h显著升高cGMP水平而不影响cAMP水平。然而，IL-1β诱导的cGMP升高与激活cAMP激酶的活性率相关，激活cAMP激酶可以阻断NO和cGMP产生。NO产生的血管扩张因子SNAP能抑制DNA合成和激发cGMP水平。只有cGMP水平升至很高时IL-1β和SNAP引起的DNA合成才受抑制。用Rpbromo cAMP激酶可以阻止IL-1对增生的抑制作用，而Rbromo-cGMP无此效应。说明cGMP依赖激活cAMP激酶，可能部分参与NO介导的抑制大鼠主动脉SMC的增生。

5.2NO对血小板的作用Durante等用未处理过的HR VSMC和血小板孵育后，不影响凝血酶诱导的血小板聚集。相反，用IL-1β预处理