前B細胞克隆增強因子與心血管病關系的研究進展

嚴鬧楊威1周建良1龔藝1董嘯1

(南昌大學醫(yī)學院，江西南昌330006)

關鍵詞〔〕前B細胞克隆增強因子；心血管病

中圖分類號〔〕R714.252〔

基金項目：國家自然科學基金課題(81260054)；江西省自然科學

通訊作者：董嘯(1970-)，男，主任醫(yī)師，醫(yī)學博士，主要從事體外循環(huán)肺保護研究。

1南昌大學第二附屬醫(yī)院心胸外科

第一作者：嚴鬧(1988-)，男，在讀碩士，主要從事體外循環(huán)肺保護研究。

前B細胞克隆增強因子(PBEF)是新發(fā)現(xiàn)具有多種生物學活性的細胞因子，廣泛表達于人的各種器官和組織，在炎癥相關性疾病、糖尿病、肥胖、動脈粥樣硬化、血管內皮炎性損傷等疾病的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用，PBEF與心血管病關系的研究已成為熱點。

1PBEF/尼克酰胺磷酸核糖轉移酶(NAMPT)內臟脂肪素(Visfatin)的發(fā)現(xiàn)

1994年Samal等〔1〕從人外周血淋巴細胞的cDNA基因文庫中轉錄出PBEF基因序列。PBEF無獨立的活性，協(xié)同白介素(IL)-7和干細胞因子(SCF)，刺激前B細胞的形成，對髓系和紅系細胞則無作用。2001年Martin等〔2〕在杜克嗜血桿菌中發(fā)現(xiàn)了nadv基因，且其翻譯產物是生成煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)的限速酶。2002年Rongvaux等〔3〕發(fā)現(xiàn)nadv基因與PBEF基因高度同源，認為PBEF是尼克酰胺磷酸核糖轉移酶(NAMPT)。2005年Fukuhara等〔4〕利用差異顯示法發(fā)現(xiàn)一個在內臟脂肪特異性高表達的脂肪細胞因子，命名為Visfatin，基因序列測定顯示與PBEF具有相同的5'端非翻譯區(qū)序列,現(xiàn)已證實PBEF/NAMPT/Visfatin為同一種蛋白質。PBEF在基因和蛋白質水平進化的過程中均高度保守，從原核生物、原始多細胞動物到人類，基因具有高度的序列同源性，如狗與人的PBEF蛋白序列有96%的相同，與鼠和兔有94%的相同，提示PBEF有多種生物學功能〔5〕。

2PBEF基因結構

人PBEF基因位于染色體7q22.1和7q31.33之間，長37.4 kb，共有11個外顯子和10個內含子。首端外顯子編碼PBEF信號肽區(qū)和5'非翻譯區(qū),尾端外顯子編碼PBEF羧基末端和3'非翻譯區(qū)。5'端含有兩個特殊啟動子區(qū)，位于轉錄起始點上游3.2 kb的序列中。近、遠端啟動子區(qū)含有許多同樣的結合位點,如:GR、腎上腺皮質素釋放因子、CREB和NFs〔1〕。PBEF基因經轉錄、剪接生成3種長為2.0、2.4、4.0 kb的mRNA。2.4 kb mRNA是其主要轉錄產物，其編碼區(qū)包含有1 476個核苷酸組成的開放閱讀框，翻譯出491個氨基酸，構成相對分子質量為52 kDa PBEF蛋白,含有2個天門冬酰胺糖基化位點，4個蛋白激酶C磷酸化位點和5個肌酸激酶磷酸化位點。已有研究發(fā)現(xiàn)PBEF基因具有復雜的遺傳多態(tài)性：其中T-1001G SNP和C-1535T SNP與急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)的發(fā)生率密切相關。

3PBEF的生理功能

3.1類胰島素樣作用研究〔6〕發(fā)現(xiàn)PBEF可與胰島素受體相互作用表現(xiàn)出類胰島素的降血糖作用，并不依賴胰島素變化來降低血漿葡萄糖水平。對胰島素抵抗的小鼠和有胰島素分泌缺陷的小鼠體內注入重組PBEF，血糖水平顯著下降。將包含PBEF基因的質粒轉染到小鼠體內，血糖和胰島素水平均顯著下降。用RNAi干擾技術抑制小鼠PBEF基因表達，其血糖濃度升高，而胰島素水平沒有明顯變化。胰島素受體(IR)由一對α亞基和一對β亞基構成。Stephens 等〔7〕研究發(fā)現(xiàn)PBEF可與胰島素受體(IR)結合，引起胰島素受體構象的改變,激活酪氨酸蛋白激酶(PTK)活性,使底物的酪氨酸殘基磷酸化；激活Akt/蛋白激酶B和Ras/絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)號轉導通路，從而促使葡萄糖從細胞質轉移到細胞外，發(fā)揮降血糖作用。PBEF的類胰島素樣作用由胰島素受體介導，與胰島素有相似的親和力，但結合位點不同〔8〕。然而PBEF是否能與胰島素受體結合仍有許多爭議，尤其是2007年《Science》雜志撤回了2005年日本學者發(fā)現(xiàn)PBEF與胰島素受體結合的論著〔9〕。另外Revollo等〔10〕發(fā)現(xiàn),在體外培養(yǎng)的胰腺β細胞和非肥胖小鼠β細胞中,PBEF 可提高葡萄糖刺激的胰島素分泌,是通過NAD途徑在胰島β細胞水平上調節(jié)胰島素分泌來降低血漿水平〔11〕，而研究〔12〕發(fā)現(xiàn)腎小球系膜細胞和成骨細胞表達的PBEF也具有胰島素樣作用，介導葡萄糖的轉運。但尚無證據證實PBEF 可直接與胰島素受體結合，發(fā)揮降血糖作用。

3.2煙酰胺磷酸核糖轉移酶(Nampt)活性生物NAD的合成有從頭合成和補救合成兩條基本途徑，而Nampt是煙酰胺NAD補救合成途徑的限速酶。研究證實PBEF晶體結構是一個Ⅱ型磷酸核糖轉移酶二聚體,催化5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP)和煙酰胺合成煙酰胺單核苷酸(NMN)〔13〕。但是Hara等〔14〕研究卻發(fā)現(xiàn)Nampt不能催化形成NAD的中間產物，這與多年來公認的Nampt是補救合成限速酶的理論相反。去乙?；?Sirtuins)是NAD生物合成依賴的組蛋白去乙酰化酶家族成員，PBEF的表達上調能促進血管平滑肌(SMCs)的分化成熟，下調PBEF的表達，抑制SMCs分化成熟。其后研究〔15〕證實PBEF是通過增加去乙?；窼irt1的表達和生物活性并通過抑制P53的累積來抑制SMCs細胞的凋亡?，F(xiàn)Nampt酶活性抑制劑FK866已作為抗腫瘤藥物進入臨床Ⅱ期試驗，為應用于臨床治療腫瘤等疾病提供了新的思路〔16〕。

3.3促炎細胞因子PBEF在各種急慢性炎癥反應中起著重要作用。Luk等〔17〕研究發(fā)現(xiàn)，PBEF的表達上調時IL-1β、IL-8、IL-6、TNF-α等炎癥因子的產生明顯增加。PBEF能增加外周血單個核細胞中IL-lβ、IL-lRa、IL-6、IL-10和TNF-α的表達，以及CD14+單核細胞中IL-1β、IL-6和TNF-α的表達，并能增加共刺激分子CD54、CD40和CD80的表達〔18〕。流感(H1N12009)病毒可致人肺微血管內皮細胞各種炎癥因子(IL-8、IL-6、TNF-α)和凋亡因子(FASL/TRAIL)表 達 升 高，而通過SiRNA 沉默PBEF的表達可以抑制這些炎癥因子和凋因子的表達〔19〕。已有研究〔20〕證實多種炎癥刺激因子如：LPS、IL-1β、TNF-α等在體內外能顯著增加PBEF的表達，尤其是中性粒細胞、單核細胞、巨噬細胞以及上皮細胞和內皮細胞。PBEF能抑制中性粒細胞的凋亡，通過RNA干擾(RNAi)抑制PBEF表達可以對抗炎性細胞因子導致的中性粒細胞凋亡抑制。缺氧誘導因子(HIF-1α)能促進脂肪細胞分泌PBEF,干擾素(IFN)-γ促進B細胞分化時PBEF基因高表達。研究〔21〕發(fā)現(xiàn)用IL-6處理人滑液成纖維細胞時，PBEF表達明顯升高；而加用抑制轉錄激活子(STAT)3的抑制劑同時處理人滑液成纖維細胞時，PBEF表達明顯降低，推測IL-6通過一條STAT3的信號通路可以調節(jié)PBEF表達。Otero等〔22〕研究發(fā)現(xiàn)在風濕性關節(jié)炎患者血漿中檢測到大量PBEF蛋白，PBEF可能為風濕性關節(jié)炎的一種生物學標志物。Romacho等〔23〕研究發(fā)現(xiàn)人血管內皮細胞能合成和釋放PBEF,尤其是在炎癥反應時,還可以影響PBEF在細胞外的分布,提出炎性的內皮細胞是PBEF的來源之一。在人血管平滑肌中，PBEF可以通過激活細胞外信號調節(jié)激酶(ERK)1/2-核因子(NF)-κB-誘生型一氧化氮合酶(iNOS)信號通路來促進炎癥反應，從而損傷血管壁。

4PBEF與心血管病及高危因素相關研究

4.1PBEF與冠心病及動脈粥樣硬化Dahl等〔24〕研究發(fā)現(xiàn)冠狀動脈不穩(wěn)定粥樣硬化患者的頸動脈斑塊中PBEF表達明顯增加，急性心肌梗死病人破裂斑塊中PBEF表達增加，且不穩(wěn)定斑塊中TNF-α和氧化型LDL可以誘導增加單核細胞THP-1中PBEF的表達，PBEF可增強單核細胞THP-1中基質金屬蛋白酶(MMP)-9的活性，增加外周血單核細胞中TNF-α及IL-8水平。黃芬等〔25〕研究發(fā)現(xiàn)PBEF可通過激活NF-κB通路，從而促進人外周血單核細胞MMP-2和MMP-9 mRNA及蛋白的表達，且呈濃度依賴性；同時還能增強MMP-2和MMP-9的酶活性，MMP可以降解細胞外基質，使纖維帽變薄,導致斑塊破裂，提示PBEF在動脈粥樣硬化斑塊不穩(wěn)定中起重要作用。研究發(fā)現(xiàn)〔26〕牛冠狀動脈內皮細胞內,PBEF可導致NADPH氧化酶亞單位的聚集和活化，引起冠脈內皮損傷。PBEF也能損害人類腸系膜微血管中內皮細胞依賴的舒張反應,應用Nampt酶活性抑制劑AP0866可阻止損害的發(fā)生。而多項研究報道PBEF可通過其Nampt酶活性,激活HASMC的ERK1/2-NF-κB-iNOS通路,來促進血管炎癥，提示PBEF與內皮功能障礙有密切聯(lián)系。王淑萍等〔27〕認為血清PBEF水平可以幫助早期診斷冠心病，初步估計冠狀動脈病變的嚴重程度。Montecucco等〔28〕研究提示PBEF在冠心病的發(fā)生、發(fā)展過程發(fā)揮重要作用。

4.2PBEF與糖尿病及胰島素抵抗2型糖尿病(T2DM)是以胰島素抵抗、脂代謝紊亂、肥胖等為特征的一種多基因遺傳性疾病,肥胖(尤其是中心性肥胖)會引起胰島素抵抗，是造成T2DM的主要因素之一。國內外多項研究顯示PBEF與肥胖患者的T2DM及胰島素抵抗有密切的聯(lián)系。Kang等〔29〕在體外細胞實驗中研究發(fā)現(xiàn)脂肪細胞在糖尿病的環(huán)境下，高血糖和血管緊張素Ⅱ的刺激可明顯增加脂肪細胞中PBEF的合成。葉小龍等〔30〕研究顯示T2DM患者腹部皮下和網膜PBEF mRNA表達量較正常組明顯升高，多元回歸分析發(fā)現(xiàn)網膜PBEF mRNA表達量與胰島素抵抗有統(tǒng)計學差異。陳述林等〔31〕研究說明在漢族糖尿病人群中，內臟脂肪組織中PBEF的高表達與糖尿病的發(fā)展有一定關系。方士強等〔32〕分析顯示T2DM患者血清內脂素水平與空腹血糖(FPG)、空腹胰島素(FINS)、甘油三酯(TG)、血清膽固醇(TC)、胰島素抵抗指數(HOMA-IR)呈正相關。小鼠動物模型研究〔33〕顯示,高糖高脂飲食的小鼠,內臟PBEF mRNA水平明顯升高，且 PBEF可改善糖尿病小鼠胰島素的敏感性。然而也有研究〔34〕表明T2DM患者血漿內脂素水平低于正常對照。HOMA-IR是PBEF的獨立相關因素,提示PBEF在與胰島素降血糖的機制不一致，PBEF可能并不隨機體能量代謝改變而急劇變化，即短暫的血糖改變對其并無影響，長期慢性的高血糖可能使其濃度降低，提示了PBEF與糖代謝紊亂和胰島素抵抗有密切關系。

4.3PBEF與肥胖及脂代謝內臟脂肪組織可分泌PBEF。PBEF的血漿濃度與內臟脂肪的數量有很強的相關性，而與皮下脂肪關系不大。Mu等〔35〕研究發(fā)現(xiàn)血漿PBEF水平與腰臀比(WHR)、體重指數(BMI)、膽固醇等呈正相關，且WHR血漿PBEF水平是獨立相關因素。王青等〔36〕研究也發(fā)現(xiàn)血漿PBEF濃度與腰圍(WC)、TG相關，TG 是血漿PBEF水平獨立相關因素，血漿PBEF濃度與中心型肥胖及高TG血癥密切相關。賴愛萍等〔37〕提示PBEF不僅與BMI相關，而且參與肥胖相關的脂質代謝,與膽固醇代謝有關,可能是聯(lián)系NAD和HDL代謝過程的結合點。已有研究〔38〕表明，PBEF可促進血漿葡萄糖轉化為TG，在脂肪細胞積聚，通過旁分泌途徑作用于內臟脂肪組織，促進脂肪組織的分化、合成和積聚。PBEF在增殖期的3T3脂肪細胞質含量比細胞核含量高，而在非增殖細胞中細胞核含量比細胞質高，在脂代謝中發(fā)揮重要作用。張亞麗等〔39〕研究發(fā)現(xiàn)PBEF可通過抑制脂肪酸和膽固醇代謝的關鍵核轉錄因子(SREBP-1c和sREBP-2)，抑制脂肪酸的合成，降低了膽固醇的代謝，膽固醇在脂肪細胞的積聚。研究發(fā)現(xiàn)，BMI、HDL-C、TG、LDL-C等代謝綜合征相關表型的連鎖基因位于人第5、7和19號染色體上，而PBEF基因位于人染色體7q22.1和7q31.33之間，由此認為是肥胖相關表型或糖脂代謝的候選基因。

4.4PBEF與高血壓吳剛勇等〔40〕認為隨著高血壓分級的升高，患者血清PBEF相應升高，認為PBEF與血壓密切相關。柴雅琴等〔41〕，研究發(fā)現(xiàn)PBEF在妊娠高血壓綜合征產婦胎盤組織中高表達，且二者的表達水平呈明顯正相關，提示其與妊娠期高血壓密切相關。而有人通過檢測年輕男性高血壓患者的血清PBEF水平后，發(fā)現(xiàn)高血壓患者與健康對照組的差異沒有統(tǒng)計學意義。Schutte等〔42〕發(fā)現(xiàn)血清PBEF與平均動脈壓沒有相關性，PBEF可能通過炎癥反應、血管收縮等作用于心血管系統(tǒng)。

綜上所述，PBEF是具有多種生物活性的細胞因子,與心血管病及其危險因素的發(fā)生發(fā)展過程密切相關，但針對心血管病的確切發(fā)病機制還沒有明確,隨著研究的不斷深入,將為心血管病的有效防治提供新的思路。

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〔2013-04-17修回〕

(編輯曲莉/滕欣航)