王麗妍，丁嘉祥，張東亮，劉文虎

1993年O′Dowd等發(fā)現(xiàn)了一種血管緊張素受體——AT1相關(guān)的受體蛋白APJ，其與Gi蛋白偶聯(lián)，54%的跨膜區(qū)域與血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)的Ⅰ型受體相同，但并不與AngⅡ結(jié)合。由于當(dāng)時(shí)未發(fā)現(xiàn)其內(nèi)源性配體，所以稱之為孤兒G蛋白偶聯(lián)受體。1998年，Tatemoto等用反向藥理學(xué)的方法從牛胃的分泌物中提取并純化了APJ的內(nèi)源性配體Apelin。Apelin/APJ系統(tǒng)廣泛分布于脂肪組織、肝、肺、腎、心血管系統(tǒng)以及中樞神經(jīng)系統(tǒng)等全身各組織器官中，具有降低血壓、增強(qiáng)心肌收縮力、調(diào)節(jié)下丘腦-垂體的激素釋放、促進(jìn)排水和調(diào)節(jié)攝食等多種生物學(xué)效應(yīng)，自發(fā)現(xiàn)以來一直是各國學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。近年來，有研究顯示Apelin/APJ系統(tǒng)與一些促纖維化細(xì)胞因子之間存在相互聯(lián)系，可能參與器官纖維化的發(fā)生，但對于不同器官其作用機(jī)制也各不相同，尚存在許多爭議。本文就Apelin/APJ系統(tǒng)與幾種常見的器官纖維化之間的關(guān)系及相關(guān)機(jī)制做一綜述。

1　Apelin/APJ系統(tǒng)與肝纖維化

肝纖維化是多種慢性肝病進(jìn)展至肝硬化的中間過程，其特征是以膠原蛋白為主的細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)合成與降解失衡。肝星狀細(xì)胞(HSC)是肝纖維化時(shí)過量ECM的主要來源。在病毒、自身免疫、藥物、膽汁淤積和代謝等因素的作用下，HSC被激活并大量增殖，發(fā)生表型改變，進(jìn)而分泌過多的ECM沉積于肝臟。這一復(fù)雜的病理過程是一系列細(xì)胞因子和信號通路共同調(diào)控的結(jié)果。如轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)、血小板源性生長因子(PDGF)等通過Smad通路、絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路和磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)通路等信號網(wǎng)絡(luò)交互影響，共同介導(dǎo)肝纖維化的發(fā)生。Apelin/APJ系統(tǒng)與上述信號通路間存在一定的聯(lián)系，并參與炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激和血管的形成，目前認(rèn)為它具有促進(jìn)肝臟纖維化的作用。

Melgar等[1]的研究顯示，在體外培養(yǎng)的人HSC中，加入促纖維化細(xì)胞因子AngⅡ或內(nèi)皮素，會引起Apelin的合成增加。Apelin進(jìn)一步促進(jìn)HSC分泌Ⅰ型膠原和表達(dá)PDGF受體，推測其可能介導(dǎo)肝纖維化的發(fā)生。在肝纖維化患者的肝臟組織中，觀察到APJ受體的表達(dá)上調(diào)，并參與血管的重構(gòu)[2]。對于膽管閉鎖致肝纖維化的患者，同樣觀察到肝臟局部Apelin/APJ系統(tǒng)的異?；罨?，Apelin的表達(dá)量與纖維化的程度呈正相關(guān)，可作為判斷疾病預(yù)后的指標(biāo)[3]。肥胖和慢性丙型肝炎是導(dǎo)致肝纖維化的兩個(gè)常見病因，有研究顯示，患有上述兩種疾病的患者，其血清Apelin水平顯著高于正常人，進(jìn)一步提示了Apelin與肝纖維化之間的密切關(guān)系[4-5]。隨著肝纖維化的不斷進(jìn)展，患者會出現(xiàn)門靜脈高壓癥、腹腔積液和肝腎綜合征等臨床表現(xiàn)。動物實(shí)驗(yàn)顯示，在門脈高壓癥的大鼠中，Apelin/APJ系統(tǒng)參與門體側(cè)支循環(huán)和內(nèi)臟新生血管的形成[6]。而對于伴有腎功能不全的肝硬化大鼠，腎臟局部APJ受體的表達(dá)會發(fā)生改變[7]。給肝纖維化的大鼠注射APJ受體拮抗劑，可以減輕肝臟的纖維化程度，改善心、腎功能并減少腹腔積液的產(chǎn)生[8]。Reichenbach等[9]的研究也得到了類似的結(jié)論。

由此可見，Apelin/APJ系統(tǒng)在肝纖維化及其并發(fā)癥的發(fā)生中均起到了一定的促進(jìn)作用。監(jiān)測血漿和肝臟局部的Apelin及其受體水平可作為臨床評價(jià)疾病嚴(yán)重程度的一種新方法，而適當(dāng)抑制Apelin/APJ系統(tǒng)將成為臨床治療肝纖維化的新靶點(diǎn)。

2　Apelin/APJ系統(tǒng)與心肌纖維化

心肌纖維化是指在心肌的正常組織結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)膠原纖維過量積聚、膠原濃度顯著升高或膠原成分異常改變。心肌的膠原代謝受多種因素的調(diào)控，這些因素涉及腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)、兒茶酚胺、緩激肽、基質(zhì)金屬蛋白酶以及細(xì)胞內(nèi)鈣離子等。近年來大量研究表明，心肌纖維化可出現(xiàn)在高血壓、心肌梗死及心力衰竭等多種心血管疾病中，是心臟疾病發(fā)展到一定階段的共同病理改變，是心肌重構(gòu)的主要表現(xiàn)之一，可導(dǎo)致心肌僵硬度增加、心室舒張功能減退、冠狀動脈儲備量下降，甚至引起猝死。Apelin作為一種心血管活性肽，對調(diào)節(jié)心臟的前后負(fù)荷均具有重要的作用，目前認(rèn)為其在一定程度上可以對抗心肌纖維化的發(fā)生。

在藥物誘發(fā)肺動脈高壓的動物實(shí)驗(yàn)中，研究者觀察到實(shí)驗(yàn)組大鼠右心室Apelin和APJ受體的表達(dá)量明顯減少，而血漿中的Apelin水平呈代償性升高。持續(xù)注射(Pyr 1)-Apelin-13可以抑制促纖維化細(xì)胞因子的分泌，改善肺動脈高壓引起的心肌纖維化和右心功能異常[10]。對于心肌梗死的小鼠，外源性補(bǔ)充Apelin-13可以促進(jìn)心肌祖細(xì)胞在梗死部位的聚集、增加新生血管的形成、減輕心肌肥厚和纖維化，對于改善缺血再灌注損傷具有顯著的療效[11]。奧美沙坦作為一種血管緊張素Ⅱ受體阻滯劑(ARB)，除了具有較好的降壓作用外，還能減輕心室重構(gòu)，因而被廣泛用于心功能不全的臨床治療。對鹽敏感性高血壓大鼠的研究顯示，奧美沙坦通過活化Apelin/APJ和PI3K/絲氨酸蘇氨酸激酶(Akt)-內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)信號通路，抑制Ⅰ型、Ⅲ型膠原蛋白和纖粘連蛋白的表達(dá)，從而起到抑制心肌纖維化、改善心功能的作用[12]。

Siddiquee等[13]對Apelin抗心肌纖維化的分子生物學(xué)機(jī)制進(jìn)行了探討，發(fā)現(xiàn)Apelin通過抑制RhoA/Rho激酶信號通路，起到對抗AngⅡ誘導(dǎo)纖溶酶原激活物抑制劑(PAI-1)生成的作用。PAI-1作為抑制基質(zhì)降解的酶類，其表達(dá)增多會破壞ECM的動態(tài)平衡，導(dǎo)致ECM的過度沉積，進(jìn)而引起心肌纖維化的發(fā)生。Pchejetski等[14]的研究則顯示，Apelin通過減少心肌鞘氨醇激酶(SphK1)的表達(dá)量和抑制其活性來對抗TGF-β或其他因素所引起的肌成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化過程，上述作用是通過5′-AMP激活性蛋白激酶(AMPK)依賴或非依賴途徑所介導(dǎo)的。此外，Apelin還可以抑制心肌間質(zhì)中成纖維細(xì)胞的自發(fā)性膠原合成。

對患者的研究顯示，在心功能不全的早期階段，血漿Apelin水平是升高的，隨著疾病的進(jìn)展，其水平逐漸降低，推測在疾病早期Apelin/APJ系統(tǒng)可能起到一定的代償作用[15]。給心力衰竭的患者補(bǔ)充外源性Apelin可以增強(qiáng)心肌收縮力、改善心功能，且不引起心肌肥厚的發(fā)生。因而，有學(xué)者認(rèn)為APJ受體激動劑將成為治療心力衰竭的新藥物[16]。但最近發(fā)表在《Nature》上的一篇文章則指出，APJ受體在心肌肥厚和纖維化中發(fā)揮著雙重作用。對于容量負(fù)荷過度引起肌纖維拉長的刺激，通過APJ受體和非G蛋白偶聯(lián)途徑的介導(dǎo)，會導(dǎo)致心肌細(xì)胞肥大；而當(dāng)APJ與其內(nèi)源性配體Apelin結(jié)合時(shí)，則會激活G蛋白偶聯(lián)途徑起到對抗心肌肥厚和纖維化的保護(hù)作用[17]。

綜上所述，Apelin/APJ系統(tǒng)在心肌纖維化和心室重構(gòu)中發(fā)揮著一定的保護(hù)作用。其表達(dá)量的降低是機(jī)體失代償?shù)谋憩F(xiàn)，也是推動心功能不全進(jìn)展的因素。Apelin有可能作為改善心功能的藥物，被廣泛應(yīng)用于臨床心血管疾病的治療中。

3　Apelin/APJ系統(tǒng)與腎臟纖維化

腎臟纖維化是所有慢性腎臟疾病(CKD)如原發(fā)性和繼發(fā)性腎小球疾病，腎小管、間質(zhì)和血管疾病等進(jìn)展至終末期腎臟病(ESRD)的最后共同通路，其主要病理改變?yōu)檎ＤI單位的丟失，取而代之的是大量成纖維細(xì)胞和肌成纖維細(xì)胞的增生以及細(xì)胞外基質(zhì)的堆積所導(dǎo)致的腎小球硬化、腎小管間質(zhì)纖維化，最終出現(xiàn)腎臟功能的喪失。在高血壓和糖尿病性腎病中，腎臟纖維化還常伴有小血管的硬化。許多細(xì)胞遞質(zhì)和炎性因子都直接或間接地參與了上述過程。Apelin/APJ系統(tǒng)在腎小球內(nèi)皮細(xì)胞、足細(xì)胞和集合管等處均有表達(dá)，但其與腎臟纖維化之間的關(guān)系至今尚未明確。

Apelin參與腎臟血流動力學(xué)的調(diào)節(jié)，其與內(nèi)皮細(xì)胞上的APJ受體結(jié)合可以促進(jìn)一氧化氮(NO)的釋放，起到舒張入球小動脈和出球小動脈的作用，能夠有效地對抗Ang Ⅱ的縮血管效應(yīng)。此外，Apelin還可以通過改變髓質(zhì)的血流量或直接作用于集合管，產(chǎn)生利尿效應(yīng)，參與體液平衡的調(diào)節(jié)[18]。在腎臟疾病時(shí)，Apelin/APJ系統(tǒng)的表達(dá)會發(fā)生改變。動物實(shí)驗(yàn)顯示，在單側(cè)輸尿管阻塞致腎臟纖維化的小鼠模型中，可見阻塞側(cè)腎臟的Apelin/APJ和磷酸化Akt/eNOS的水平均有所增加。氯沙坦通過進(jìn)一步上調(diào)小鼠腎臟Apelin的表達(dá)量以及促進(jìn)Akt/eNOS的磷酸化，起到減輕腎臟纖維化的作用[19]。對于阿霉素誘導(dǎo)的腎病綜合征大鼠，其腎臟和血漿中的Apelin水平均顯著增加，并且大鼠的蛋白尿水平與腎臟局部的Apelin表達(dá)量呈正相關(guān)[20]。在糖尿病小鼠模型中，人們觀察到其腎動脈的APJ受體表達(dá)減少，由AngⅡ引起的縮血管效應(yīng)更加明顯。當(dāng)補(bǔ)充外源性Apelin時(shí)，腎動脈中磷酸化eNOS和NO的水平均顯著增加，其對AngⅡ所產(chǎn)生的異常收縮反應(yīng)也得到了改善[21]。在夾閉一側(cè)腎動脈引起腎性高血壓的大鼠模型中，人們觀察到缺血和非缺血側(cè)腎臟APJ受體的表達(dá)均降低，大鼠出現(xiàn)明顯的高血壓和心力衰竭癥狀，而注射Apelin-13可以降低大鼠的血壓、增強(qiáng)其心肌收縮力[22]。

對于各種疾病所導(dǎo)致的腎臟纖維化、腎功能不全的患者，其體內(nèi)Apelin/APJ的變化較為復(fù)雜，受多種因素的影響。El-Shehaby等[23]的研究顯示，接受維持性血液透析的患者血漿Apelin的水平顯著低于正常人，且與患者的心功能呈正相關(guān)，與炎癥標(biāo)志物水平呈負(fù)相關(guān)，單次透析不會改變血漿Apelin水平。也有研究指出，對于伴有冠心病的透析患者，其血漿的Apelin水平會顯著低于不伴有冠心病的患者[24]。但Codognotto等[25]則認(rèn)為，尿毒癥本身是導(dǎo)致透析患者血漿Apelin減少的決定性因素，與心臟疾病的嚴(yán)重程度無關(guān)。我科的前期研究發(fā)現(xiàn)，透析患者血漿Apelin水平要高于正常人群，并且可能參與了尿毒癥患者高血壓的發(fā)生[26]。

綜上所述，Apelin/APJ系統(tǒng)在調(diào)節(jié)腎臟正常生理功能中發(fā)揮著重要的作用。在各種導(dǎo)致腎臟纖維化的疾病中，Apelin及其受體的表達(dá)會發(fā)生改變，此時(shí)其對腎臟纖維化會產(chǎn)生怎么樣的影響尚無明確的答案。當(dāng)疾病進(jìn)展至ESRD階段時(shí)，機(jī)體會經(jīng)歷一系列復(fù)雜的病理生理過程，此時(shí)Apelin/APJ系統(tǒng)在整體水平和腎臟局部又將如何變化，其對疾病的進(jìn)展有何影響，涉及哪些作用機(jī)制，仍是需要進(jìn)一步探索的問題。

4　總結(jié)和展望

綜上，Apelin/APJ系統(tǒng)分布廣泛、作用多樣，參與炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、血管形成、調(diào)節(jié)激素分泌、維持血管張力和心肌收縮力等多種病理生理過程；在器官纖維化的發(fā)生和發(fā)展中，Apelin/APJ系統(tǒng)也扮演了重要的角色，發(fā)揮著促進(jìn)和抑制的雙向調(diào)節(jié)作用。在不同器官或疾病的不同時(shí)期，其所產(chǎn)生的效應(yīng)及相應(yīng)機(jī)制也存在很大的差異。由于人體是一個(gè)復(fù)雜的有機(jī)體，如何克服Apelin/APJ系統(tǒng)的缺陷，發(fā)揮其積極有益的作用，使其今后能更好地應(yīng)用于臨床，是目前需要醫(yī)務(wù)工作者不斷關(guān)注和探索的問題。

1Melgar-Lesmes P，Casals G，Pauta M，et al.Apelin mediates the induction of profibrogenic genes in human hepatic stellate cells[J].Endocrinology，2010，151(11)：5306-5314.

2Yokomori H，Oda M，Yoshimura K，et al.Overexpression of Apelin receptor (APJ/AGTRL1) on hepatic stellate cells and sinusoidal angiogenesis in human cirrhotic liver[J].J Gastroenterol，2011，46(2)：222-231.

3Chen W，Oue T，Ueno T，et al.Apelin is a marker of the progression of liver fibrosis and portal hypertension in patients with biliary atresia[J].Pediatr Surg Int，2013，29(1)：79-85.

4Garcia-Diaz D，Campion J，Milagro FI，et al.Adiposity dependent Apelin gene expression：relationships with oxidative and inflammation markers[J].Mol Cell Biochem，2007，305(1-2)：87-94.

5El-Mesallamy HO，Hamdy NM，Rizk HH，et al.Apelin serum level in Egyptian patients with chronic hepatitis C[J].Mediators Inflamm，2011(2011)：703031.

6Tiani C，Garcia-Pras E，Mejias M，et al.Apelin signaling modulates splanchnic angiogenesis and portosystemic collateral vessel formation in rats with portal hypertension[J].J Hepatol，2009，50(2)：296-305.

7Lopez-Parra M，Telleria N，Titos E，et al.Gene expression profiling of renal dysfunction in rats with experimental cirrhosis[J].J Hepatol，2006，45(2)：221-229.

8Principe A，Melgar-Lesmes P，F(xiàn)ernandez-Varo G，et al.The hepatic Apelin system：a new therapeutic target for liver disease[J].Hepatology，2008，48(4)：1193-1201.

9Reichenbach V，Ros J，F(xiàn)ernandez-Varo G，et al.Prevention of fibrosis progression in CCl4-treated rats：role of the hepatic endocannabinoid and Apelin systems[J].J Pharmacol Exp Ther，2012，340(3)：629-637.

10Falcao-Pires I，Goncalves N，Henriques-Coelho T，et al.Apelin decreases myocardial injury and improves right ventricular function in monocrotaline-induced pulmonary hypertension[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol，2009，296(6)：H2007-H2014.

11Li L，Zeng H，Chen JX.Apelin-13 increases myocardial progenitor cells and improves repair postmyocardial infarction[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol，2012，303(5)：H605-H618.

12Fukushima H，Kobayashi N，Takeshima H，et al.Effects of olmesartan on Apelin/APJ and Akt/endothelial nitric oxide synthase pathway in Dahl rats with end-stage heart failure[J].J Cardiovasc Pharmacol，2010，55(1)：83-88.

13Siddiquee K，Hampton J，Khan S，et al.Apelin protects against angiotensin Ⅱ-induced cardiovascular fibrosis and decreases plasminogen activator inhibitor type-1 production[J].J Hypertens，2011，29(4)：724-731.

14Pchejetski D，F(xiàn)oussal C，Alfarano C，et al.Apelin prevents cardiac fibroblast activation and collagen production through inhibition of sphingosine kinase1[J].Eur Heart J，2012，33(18)：2360-2369.

15Galanth C，Hus-Citharel A，Li B，et al.Apelin in the control of body fluid homeostasis and cardiovascular functions[J].Curr Pharm Des，2012，18(6)：789-798.

16Barnes G，Japp AG，Newby DE.Translational promise of the Apelin——APJ system[J].Heart，2010，96(13)：1011-1016.

17Scimia MC，Hurtado C，Ray S，et al.APJ acts as a dual receptor in cardiac hypertrophy[J].Nature，2012，488(7411)：394-398.

18Hus-Citharel A，Bouby N，F(xiàn)rugiere A，et al.Effect of Apelin on glomerular hemodynamic function in the rat kidney[J].Kidney Int，2008，74(4)：486-494.

19Nishida M，Okumura Y，Oka T，et al.The role of Apelin on the alleviative effect of Angiotensin receptor blocker in unilateral ureteral obstruction-induced renal fibrosis[J].Nephron Extra，2012，2(1)：39-47.

20Bo Y，Yuan LP.Glomerular expression of Apelin and its association with proteinuria[J].Indian J Pediatr，2012，79(8)：1028-1032.

21Zhong JC，Huang Y，Yung LM，et al.The novel peptide Apelin regulates intrarenal artery tone in diabetic mice[J].Regul Pept，2007，144(1-3)：109-114.

22Najafipour H，Soltani HA，Nekooian AA，et al.Apelin receptor expression in ischemic and non- ischemic kidneys and cardiovascular responses to Apelin in chronic two-kidney-one-clip hypertension in rats[J].Regul Pept，2012，178(1-3)：43-50.

23El-Shehaby AM，El-Khatib MM，Battah AA，et al.Apelin：a potential link between inflammation and cardiovascular disease in end stage renal disease patients[J].Scand J Clin Lab Invest，2010，70(6)：421-427.

24Malyszko J，Malyszko JS，Kozminski P，et al.Apelin and cardiac function in hemodialyzed patients：possible relations[J].Am J Nephrol，2006，26(2)：121-126.

25Codognotto M，Piccoli A，Zaninotto M，et al.Evidence for decreased circulating Apelin beyond heart involvement in uremic cardiomyopathy[J].Am J Nephrol，2007，27(1)：1-6.

26Zhang DL，Liao H，Wei YY，et al.Elevation of serum Apelin-13 is positively correlated with ADMA in patients on maintenance hemodialysis[J].Clin Nephrol，2009，71(4)：405-412.