王術芳 王曉麗 (遼寧醫(yī)學院附屬第一醫(yī)院老年醫(yī)學科，遼寧 錦州 121001)

心肌肥厚是臨床上高血壓、心肌梗死等心血管疾病共有的病理過程。初期有一定的代償作用，晚期可以導致心律失常、猝死、心力衰竭。研究表明〔1〕:心肌肥厚的啟動和發(fā)展與多條細胞信息通道有關，如鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶系統(tǒng)(CaN)、蛋白激酶C(PKC)系統(tǒng)、Wnt信號通路、絲裂素活化蛋白激酶(MAPK)系統(tǒng)、mir-RNA133和磷脂酰肌醇3(PI3K)介導的信號系統(tǒng)等。近年研究CaN系統(tǒng)在心肌肥厚的研究成為熱點，本文就CaN系統(tǒng)在心肌肥厚研究中作一綜述。

1 鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶

CaN屬絲蘇氨酸蛋白磷酸酶家族成員(又稱蛋白磷酸酶2B，PP2B)，是迄今發(fā)現(xiàn)的唯一受 Ca2+/鈣調(diào)素(CaM)調(diào)節(jié)的絲/蘇氨酸蛋白磷酸酶。

1.1 CaN結(jié)構(gòu)組成及功能 它是由一個催化亞基(CaNA)和一個調(diào)節(jié)亞基(CaNB)組成的異源二聚體，由5個不同結(jié)構(gòu)域組成:N-末端區(qū)、催化區(qū)、CaNB結(jié)合區(qū)，CaM結(jié)合區(qū)及自動抑制區(qū)。CaNA氨基端有一催化域，中間是CaNB和CaM結(jié)合域，梭基端有一自抑制域。CaNA具有和CaM結(jié)合的位點，而Ca2+則通過與CaNB結(jié)合增加該酶的活性。人類的CaNA有CaNAα、CaNAβ、CaNAγ 3種異構(gòu)體，其中 CaNAα/β 存在于心臟，目前認為主要是 CaNAβ參與心肌重構(gòu)〔2〕。

1.2 CaN-NFAT通路 Molkentin等〔3〕研究發(fā)現(xiàn)，通過去磷酸化胞漿中的活化 T細胞核因子(nuclear factor of activated T cells，NFATs)，然后進入細胞核內(nèi)與鋅指轉(zhuǎn)錄因子(GATA4)結(jié)合，形成復合物，共同激活下游傳導系統(tǒng)，引起心臟肥大基因轉(zhuǎn)錄:如心房利鈉因子(ANF)、肌球蛋白重鏈(β-MHC)、肌球蛋白輕鏈-2(MLC-2)和胎兒β-原肌球蛋白等表達。其中NFAT-c2是CaN的下游信號傳導分子〔4〕經(jīng)磷酸酶催化后進入細胞核中，與MEF-2、GATA-4和AP-1等轉(zhuǎn)錄因子一起調(diào)節(jié)基因表達，促使CaN轉(zhuǎn)錄增多。在轉(zhuǎn)基因大鼠中，Cain得到表達，可抑制主動脈結(jié)扎所誘發(fā)的心肌肥厚。從而說明CaN內(nèi)源性抑制蛋白 Cain在抗心肌肥厚反應方面具有一定的作用〔5〕。

2 CaN通路與其他相關通路

2.1 絲裂素活化蛋白激酶系統(tǒng) MAPK信號通路是心肌肥大的重要信號轉(zhuǎn)導通路。心肌細胞肥大相關因素可與心肌細胞的G蛋白偶聯(lián)受體、酪氨酸激酶受體、心臟營養(yǎng)素-1等結(jié)合，啟動MAPK信號調(diào)節(jié)途徑級聯(lián)反應，傳入細胞核，作用于核內(nèi)底物，促進Fos的轉(zhuǎn)錄，調(diào)控細胞基因的表達，從而使蛋白質(zhì)合成增加，導致心肌肥大〔6～9〕。Molkentin 等〔10〕在 CaN 轉(zhuǎn)基因鼠的肥大心臟中發(fā)現(xiàn)MAPK活化增加，與CaN增長平行;轉(zhuǎn)基因鼠的肥大心臟中，JNK和ERK激活增加，但是p38 MAPK因子的激活未見明顯改變;用CaN-腺病毒感染誘導心肌肥大，同時檢測用CaN抑制劑CsA對心肌肥大抑制的作用，實驗表明，P38 MAPK的激活對CaN誘導的心肌肥大有一定影響。有實驗也表明:在血管緊張素Ⅱ誘導的心肌細胞肥大機制中，存在CaN、和MAPK信號轉(zhuǎn)導通路的交互作用〔11〕。

2.2 蛋白激酶C系統(tǒng) 心肌細胞受外界信號刺激后，激活磷脂酶C(PLC)，水解膜磷脂生成二?；视?DAG)，細胞內(nèi)DAG濃度升高，促使PKC從胞漿向細胞膜移位，激活PKC。研究顯示〔12〕:瓣膜性心臟病患者如果出現(xiàn)左室質(zhì)量指數(shù)增大和左室離心性肥厚，外周淋巴細胞中的CnAα mRNA水平將會明顯升高，可能系神經(jīng)激素分泌增多以及 PKC通路激活所致。經(jīng)典PKC對CaN的催化活性還有調(diào)節(jié)作用，PKC也可能經(jīng)調(diào)節(jié)GATA-4 mRNA 5'非翻譯區(qū)，參與調(diào)節(jié)精氨酸加壓素誘導的心肌肥大細胞GATA-4 mRNA核糖體進入位點的活性。CaN表達與神經(jīng)激素有關，同時與PKC信號通路相互影響。

2.3 Wnt信號通路 Wnt蛋白是一組富含半胱氨酸的糖基化蛋白，參與細胞的增殖、分化、凋亡以及控制細胞的定位等過程。主要有經(jīng)典途徑和非經(jīng)典途徑，其中非經(jīng)典途徑與Ca2+有這密切關系。由Wnt5a激活，通過增加胞內(nèi)Ca2+含量激活PKC、PLC和NFAT，NFAT激活后進入造血干細胞(HSCs)細胞核，調(diào)節(jié)HSCs基因轉(zhuǎn)錄〔13〕。目前 Wnt通路與心肌肥厚有一定關聯(lián)，并與心臟傳導細胞的發(fā)育有密切關系。該通路與PKC信號通路和CaN下游的NFAT之間有一定的聯(lián)系，Wnt信號通路在心臟發(fā)育各方面和心血管系統(tǒng)有一定作用。

2.4 microRNA-133(miR-133) 國內(nèi) 研究表明〔14〕:calcineurin/NFAT通路和miR-133在心肌肥厚過程中發(fā)揮關鍵作用。HEK293細胞轉(zhuǎn)染miR-133下調(diào)calcineurin的表達，共轉(zhuǎn)染miR-133和miR-133特異反義寡核苷酸抑制miR-133下調(diào)calcineurin的作用。miR-133或calcineurin通過彼此相互抑制的方式，正反饋調(diào)節(jié)自身表達;心肌肥厚的發(fā)生發(fā)展依賴于MiR-133與calcineurin相互作用的結(jié)果。

2.5 磷脂酰肌醇3介導的信號系統(tǒng) Vecchione等〔15〕研究發(fā)現(xiàn)AngⅡ通過 PI3Kγ激活蛋白激酶B(PKB/Akt)，繼而增加 L型鈣通道介導的外鈣內(nèi)流，PI3Kγ缺陷小鼠上述反應明顯受抑。由于PI3K/Akt信號通路是 PTEN作用的主要信號通路，提示PTEN可能對G蛋白βγ亞基 /PI3Kγ/Akt介導的 L型鈣通道開放具有抑制作用。

3 CaN的下游轉(zhuǎn)錄因子

3.1 T細胞激活核因子 轉(zhuǎn)錄因子NFAT家族包括NFAT1，NFAT2，NFAT3，NFAT4等。NFAT3存在于包括心臟在內(nèi)的多種組織細胞中。NFAT蛋白活性均依賴于胞漿中鈣離子轉(zhuǎn)運至細胞核內(nèi)的流量，胞漿內(nèi)鈣離子的增加激活鈣調(diào)蛋白，進而激活鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶，隨之NFAT穿梭到細胞核內(nèi)，并與一系列包括AP-1、NF-κB在內(nèi)的轉(zhuǎn)錄因子共同調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄，從而導致心肌細胞的肥大。

3.2 GATA-4 GATA結(jié)合蛋白是調(diào)節(jié)細胞生長與分化的重要轉(zhuǎn)錄因子，GATA-1～3主要在造血系統(tǒng)中表達，GATA-4～6大多表達于心臟。在心血管系統(tǒng)中，GATA-4也參與了心肌重塑過程。Liu等〔16〕在研究脂多糖在心肌肥厚中的作用時發(fā)現(xiàn)，脂多糖在H9C2細胞系中能夠顯著激活 GATA-4，進而上調(diào)ANP和BNP的表達。GATA-4的下游靶分子有ANP、BNP、α-MHC、β-MHC和ET-1等蛋白質(zhì)分子，近年發(fā)現(xiàn)其他心臟表達基因也受到 GATA-4的轉(zhuǎn)錄調(diào)控。Liang等〔17〕的研究發(fā)現(xiàn)，利用重組腺病毒轉(zhuǎn)染技術過表達 GATA-4，使體外培養(yǎng)的心肌細胞表面積蛋白增多，肥厚的相關基因激活，提示GATA-4是心肌肥厚的有效調(diào)節(jié)因子。

3.3 核因子κB 核因子κB(NF-κB)是一種具有基因轉(zhuǎn)錄多向調(diào)控作用的核轉(zhuǎn)錄因子，在心肌肥厚、心肌細胞凋亡、心力衰竭的發(fā)生中，NF-κB的過分表達導致心肌細胞肥大。Purcell等〔18〕研究證明苯腎上腺素、ET-1及 AngⅡ 導致的心肌肥厚，均通過NF-κB介導。Gupta等〔19〕研究顯示心肌肥厚需要 NF-κB激活。內(nèi)分泌-細胞因子引起的心室重構(gòu)、心室肥厚的信號通路最終都經(jīng)過NF-κB。眾多的研究表明:NF-κB是心肌肥厚的發(fā)生發(fā)展的關鍵因子之一，是CaN下游的轉(zhuǎn)錄因子中與之相關的共同轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子之一。

3.4 肌細胞增強因子2 肌細胞增強因子2(MEF2)是一種特定的轉(zhuǎn)錄因子，主要促進肌細胞分化過程中的基因轉(zhuǎn)錄，在骨骼肌、心肌、平滑肌的發(fā)育過程中起介導細胞分化的作用。近年研究發(fā)現(xiàn)MEF2提供了心室肥厚信號轉(zhuǎn)導中的作用靶點，其信號通路與Ca2+密切相關。當Ca2+濃度增加時，可以通過Ca2+→MAPK→p38→MEF2、Ca2+→PKC→MEF2、Ca2+→CaN→NFAT→MEF2三條通路來進行調(diào)節(jié)。Ma等〔20〕通過對鈣調(diào)磷酸酶抑制劑CsA、FK506、MEF2阻遏蛋白的干預及RNA干擾等多種方法研究證明:在基因轉(zhuǎn)錄過程中，Ca2+信號經(jīng)由鈣調(diào)磷酸酶和NFAT介導。Kim等〔21〕的研究發(fā)現(xiàn)，MEF2D與心肌纖維化過程有關，為延緩心肌纖維化、逆轉(zhuǎn)心室重構(gòu)提供了新的研究方向。

3.5 組蛋白去乙?；?組蛋白去乙酰化酶(HDACs)調(diào)節(jié)包括N F-κB等多種轉(zhuǎn)錄因子非組蛋白的乙?；?，進而抑制或激活基因的轉(zhuǎn)錄。蛋白活性調(diào)節(jié)通過乙?；蛉ヒ阴；?，可以改變?nèi)旧|(zhì)的結(jié)構(gòu)或轉(zhuǎn)錄因子的活性，從而可以調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的活性。陸瑩等〔22〕研究顯示:HDAC2可能參與了心肌細胞肥大的過程，給予相關抑制劑后，HDAC2的表達減少且伴隨心肌細胞肥大程度而下降。Lee等〔23〕學者曾在大鼠心肌梗死動物模型中亦觀察到組蛋白脫乙酰基酶抑制劑-丙戊酸對于心肌細胞肥大的改善作用，兩實驗結(jié)果相一致。

4 展望

大通路相互協(xié)調(diào)、相互調(diào)控的機制，闡明心血管疾病的信號傳遞機制，阻斷肥大信號的傳遞可能達到阻止心肌肥大晚期向心衰發(fā)展和缺血性心肌損傷的目的，為防治高血壓、心衰等心血管疾病向終末期發(fā)展開拓了新的思路。隨著研究的不斷深入，CaN信號通路在心血管疾病的研究中日益成為熱點。心肌肥厚是眾多心血管事件的始動因素，尚未找到特異性的藥物阻止或者逆轉(zhuǎn)心肌肥厚的進一步惡化，本綜述試圖從CaN通路方面上做了一個概述，從而為藥物治療心肌肥厚尋找新的靶點，為開發(fā)新藥提供一個新思維。

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