肖青京，黃崢嶸

CD39在心肌缺血再灌注中的心臟保護作用的研究進展

肖青京1，黃崢嶸2

腺苷循環(huán)的活化是缺血再灌注內在重要的病理生理學機制。CD39［1］為膜外二三磷酸核苷水解酶.1（E. NTPDase-1），將細胞外的ATP（三磷酸腺苷）、ADP（二磷酸腺苷）水解產生AMP（一磷酸腺苷），參與腺苷循環(huán)的代謝，在缺血再灌注中如腎臟、心臟等起重要的作用。本文通過對CD39的心臟保護作用的研究進展和現(xiàn)狀作一綜述，特別是在心肌缺血再灌注的發(fā)生發(fā)展中，以期能全面展示CD39在心肌缺血再灌注損傷中的的應用和前景。

1 CD39的概述

C D3 9分子［1，2］為膜外二三磷酸核苷水解酶-1 （E.NTPDase-1），相對分子質量為70 000～100 000。由510個氨基酸和兩個跨膜結構區(qū)構成。一個跨膜結構區(qū)為NH2末端和COOH末端。另一個為細胞外的分解區(qū)域，含有5個三磷酸腺苷雙磷酸酶保守區(qū)是維持該分子的酶活性、結構完整性和表達于細胞膜上必需的結構。此蛋白主要的翻譯后修飾途徑主要包括糖基化，棕櫚酰化和泛素化［3-5］。

CD39通過陽離子依賴途徑分解ATP、ADP產生AMP。研究發(fā)現(xiàn)細胞質內的CD39處于失活狀態(tài)，細胞表面的CD39處于活化狀態(tài)。其失活與活化的轉變主要通過脂質代謝途徑，如胞膜窖［6］。

CD39廣泛表達于外周血、肺、骨骼肌、腎臟、心臟、腦等組織器官，在外周血白細胞、內皮細胞、角化細胞和神經突觸有較高表達［2，7-9］。

2 CD39與心肌缺血再灌注

2.1心肌缺血再灌注與ATP 心肌缺血主要由于急性冠狀動脈（冠脈）血栓引起，進而導致心肌細胞死亡，常見的疾病如急性心肌梗死等，發(fā)病率和死亡率在心血管疾病中占很高比例，給國家?guī)砹司薮蟮慕】岛徒洕摀?0］。缺血再灌注會加重組織或細胞的炎癥和缺氧。在炎癥或缺氧條件下，細胞內［11］的ATP濃度減少，胞外的核苷酸［12］特別是ATP的釋放增多。細胞外ATP［13］釋放一方面是由于細胞損傷或者破壞，另一方面是由于泛連接蛋白半通道的凋亡細胞和聯(lián)結蛋白半通道的炎癥細胞。釋放的ATP［14］通過自分泌或者旁分泌作用于特定的細胞表面P2受體，其包括G蛋白偶聯(lián)的P2X7受體和ATP門控的P2X非選擇性陽離子通道。P2［15］受體介導的信號分子主要是通過核細胞膜外苷酸酶清除ATP來終止缺血再灌注。CD39是主要的細胞膜外苷酸酶，其有起到清除ATP的能力。

2.2心肌缺血再灌注與血栓 心肌缺血再灌注是由于動脈粥樣硬化斑塊（血栓）的急性損害導致。血栓形成在其中起到重要作用。血栓形成是血管受到損失導致血小板的活化和聚集。血栓調控機制［2］包括類花生酸的釋放，一氧化氮（NO）的產生，硫酸乙酰肝素的表達，腺苷循環(huán)中ATP，ADP，AMP等的分解代謝。由此可知在血栓形成過程中，核苷酸酸及其代謝產物腺苷也起到重要作用。

2.3CD39與腺苷 腺苷為一種內源性的自分泌抗炎因子，通常狀態(tài)下，在細胞外濃度含量較低。在缺血缺氧條件［16］下轉錄水平增高，暗示腺苷信號能使組織適應缺氧。當細胞缺氧情況下，細胞外的腺苷水平急劇增高，主要是由于CD39分解細胞外的核苷酸導致。研究發(fā)現(xiàn)［17］CD39的轉錄和蛋白水平增加與腺苷密切相關，高于正?；€水平的9倍。因此缺血再灌注中腺苷循環(huán)的活化為其內在的病理生理機制，促使器官、組織耐受進一步的缺血障礙。CD39在缺血再灌注中起到重要作用。

在大鼠的離體心臟的心肌缺血再灌注模型［18］，發(fā)現(xiàn)其冠脈血管床缺乏CD39，可見CD39在心肌缺血再灌注中起重要作用。核苷酸在心肌的缺血再灌注中起至關重要的作用。細胞外的核苷酸濃度的改變能夠活化腺苷循環(huán)，導致血小板的聚集或解聚，改善心肌的缺血再灌注損傷。

2.4CD39與心肌保護作用 CD39對于調節(jié)心肌缺血再灌注起到重要作用。在細胞水平上［19］，細胞內的穩(wěn)態(tài)和纖維反應是由促纖維化的ATP和抗纖維化的腺苷組成的集成信號，CD39在集成信號中起了重要的作用，可能在心肌纖維化形成過程中起一定作用。在小鼠心肌缺血再灌注模型［20］中，CD39的缺乏造成ATP的聚集和腺苷的缺失，通過A2BR機制來使心肌細胞對損害的敏感性增加。相反，在小鼠心肌缺血再灌注模型中［21］，CD39的過度表達組梗死面積較正常組顯著減少，研究提示CD39可能具有心臟保護作用。隨后有研究將人的CD39基因鍥入豬、小鼠的模型中［22，23］，發(fā)現(xiàn)其梗死面積相應減少。在人體的研究水平上，不穩(wěn)定型心絞痛和心肌梗塞患者［24］相對穩(wěn)定型心絞痛其CD39的免疫活性降低。對于外周的動脈粥樣硬化的患者研究發(fā)現(xiàn)［25］其相對正常組有較低水平的CD39，并與疾病進程有關。

3 細胞表面的CD39分子

研究證實CD39使胞膜外的ATP和ADP水解為單磷酸腺苷，腺苷可作為免疫抑制因子作用于A2A腺苷受體，抑制促炎性因子γ-干擾素（IFN-γ）、白介素-17（IL17）分泌，促進調節(jié)性T細胞表達叉頭蛋白P3（forkhead box P3，F(xiàn)oxP3）、白介素-10（IL-10）和血清轉化生長因子（TGF-B）分泌，抑制效應性T細胞增殖和功能。

CD39是表達于白細胞和內皮細胞的細胞表面酶。在白細胞亞群中，CD39主要表達于B淋巴細胞、中性粒細胞（PMN）和單核細胞，高達90%，而表達CD39的T淋巴細胞和自然殺傷細胞（NK細胞）為6%。盡管表達CD39的B淋巴細胞數量遠高于T淋巴細胞，但T淋巴細胞中的CD39活性可能比B淋巴細胞中的活性高。在正常和缺血再灌注情況下，CD39表達于心臟循環(huán)的白細胞和內皮細胞［26］。在前降支血流堵塞的心肌缺血50 min內，免疫細胞數目增加，特別是粒細胞CD39。研究證實在心肌缺血再灌注過程中，在Treg細胞上的CD39在其中其了重要的作用［27］。在動物水平上，研究稱在心肌缺血再灌注的小鼠中Treg細胞快速積累。在調節(jié)性T細胞缺乏的小鼠模型中選擇性的Treg的缺乏導致心肌的缺血再灌注。對其機制的研究中發(fā)現(xiàn)活化的Treg細胞的保護不能被TGF-B1和IL-10抑制劑所阻止以及能被CD39的缺乏所消弱，在人體水平上，通過對經皮冠脈介入術的急性冠脈綜合癥的患者的外周血分析發(fā)現(xiàn)其Treg細胞的減少，伴隨著相關CD39細胞的增加。因此推論在心肌的缺血再灌注中活化的treg細胞可通過CD39來起到心肌保護作用。

4 CD39的臨床應用前景

血栓形成過程中動脈粥樣硬化斑塊的急性破裂是導致死亡和致殘的主要原因之一，抗血小板聚集對于其發(fā)生發(fā)展起到重要的作用?，F(xiàn)有的抗血小板聚集的藥物包括不可逆的環(huán)化酶抑制劑（阿司匹林）、P2Y12受體失活（氯吡格雷）和其他（如他汀類藥物等）。在體內使用羥甲基戊二酸單酰輔酶A還原酶抑制劑（他汀類藥物）藥物［28］能引起CD39表達上調，導致凝血酶誘導下的血小板聚集降低。氯吡格雷等［29］可通過肝臟轉化作用抑制血管核苷酸分解酶的活性作用。

重組可溶性CD39［30］，是一種新型的抗血小板聚集抑制劑。具有抗血栓作用。研究發(fā)現(xiàn)在急性大腦中動脈閉塞的大鼠模型中［31］，重組可溶性CD39具有神經源性保護作用。在急性冠脈球囊損傷的豬模型中［32］，結合肝素的重組可溶性CD39，其血小板和纖維蛋白沉積比率降低趨勢減弱。當加入含豐富人類血小板的血漿中，能100%的組織ADP引起血小板聚集。因此結合現(xiàn)代急性血栓事件的標注化治療方案，重組CD39能進一步抑制血小板聚集。重組CD39能抑制內皮新生［33］，減少血小板聚集。在心血管治療領域，可提供一種新的治療策略和拓寬心血管治療窗口的安全性。研究發(fā)現(xiàn)［34，35］8-BUS-ATP衍生物和多金屬氧酸酶，為胞膜外的選擇性的核苷酸酶抑制劑，對選擇性阻滯劑的研究很有必要。

在臨床上，磷酸二脂酶抑制劑如西洛他唑［5］具有抗栓作用，其獲得美國食品藥品監(jiān)督局批準，作用機制為通過胞內的cAMP的濃度的減少增加CD39的蛋白表達和ATP/ADP分解酶的活性，而不影響CD39轉錄。其提示CAMP可調控CD39的表達。

5 結論

CD39廣泛表達于心臟血管和組織。CD39水解ATP、ADP，最終產生腺苷。腺苷在抑制血小板活化和聚集方面起重要作用。CD39在心肌缺血再灌注的發(fā)生發(fā)展中起保護作用。

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本文編輯：孫竹

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10.3969/j.issn.1674-4055.2016.01.37