張建奇 張明 吳熙 張基昌

大量研究證實(shí)，Elabela在血管內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等非心肌細(xì)胞中高度表達(dá)，通過與血管緊張素Ⅰ型受體相關(guān)蛋白(APJ)結(jié)合參與了一系列心臟保護(hù)作用，維持著心血管系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)。

1 Elabela-Apelin-APJ系統(tǒng)簡介

1993年，加拿大學(xué)者O′Dowd[1]發(fā)現(xiàn)了具有7次跨膜結(jié)構(gòu)的G蛋白偶聯(lián)受體APJ。Tatemoto等[2]于1998年從牛胃分泌物中提取了APJ的第一個內(nèi)源性配體，并命名為Apelin。Apelin和APJ在人體內(nèi)分布廣泛，在心血管系統(tǒng)中，Apelin和APJ主要分布于血管平滑肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞以及心肌細(xì)胞中。Apelin與APJ結(jié)合后通過一系列G蛋白依賴的信號通路發(fā)揮降低動脈血壓、增加心肌收縮力、減少梗死面積等心臟保護(hù)作用[3-5]。

2013年Chng等[6]在斑馬魚中發(fā)現(xiàn)了APJ的新型配體Elabela。Elabela在嚙齒動物的心臟、胚胎干細(xì)胞、腎臟及血管等組織中均有表達(dá)，在胚胎發(fā)育時期參與心臟和血管的形成在成年期參與維持心血管系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)[6-8]。在Elabela缺失或APJ敲除小鼠中可觀察到嚴(yán)重的心臟發(fā)育異常甚至胚胎早期死亡[9-10]。在人體內(nèi)，Elabela主要分布于胚胎、干細(xì)胞與成人的腎臟組織和前列腺[6，11]。在心血管系統(tǒng)中，Elabela主要存在于血管內(nèi)皮細(xì)胞與成纖維細(xì)胞[12]。Elabela-APJ軸通過抑制環(huán)磷酸腺苷(cAMP)生成、促進(jìn)鈣動員和增加胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2(ERK1/2)磷酸化等，在心血管系統(tǒng)中發(fā)揮心臟保護(hù)作用[11,16]。

2 Elabela-APJ軸與心血管系統(tǒng)疾病

2.1 Elabela-APJ軸與高血壓

原發(fā)性高血壓患者血漿Elabela水平顯著降低，與收縮壓及舒張壓呈負(fù)相關(guān)，推測Elabela的減少可能與內(nèi)皮障礙導(dǎo)致Elabela合成釋放減少有關(guān)[17]。高鹽飲食誘導(dǎo)的大鼠經(jīng)持續(xù)的Elabela治療后，高血壓發(fā)生時間推遲，腎小球結(jié)構(gòu)得到保留，腎纖維化及其相關(guān)的基因表達(dá)減少[15]。Elabela還可以舒張小鼠的主動脈與冠狀動脈[6，11]，以靜脈注射的方式分別給予小鼠Apelin和Elabela后，觀察到小鼠體內(nèi)血壓均明顯降低[18]，表明這兩種肽在小鼠體內(nèi)均能夠發(fā)揮降壓作用，但其降壓的機(jī)制卻不同：Elabela對內(nèi)皮剝脫血管的舒張作用僅輕微下降，而且用一氧化氮(NO)抑制劑亞硝基左旋精氨酸甲酶(L-NAME)處理血管后，Elabela對血管的舒張作用未見明顯下降，說明Elabela對血管的舒張作用既不依賴內(nèi)皮也不依賴NO[11]。

腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS)在高血壓的形成過程中起著關(guān)鍵的作用，而血管緊張素轉(zhuǎn)換酶/血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2(ACE/ACE2)比值增加能夠增強(qiáng)RAS的生理效應(yīng)。Elabela治療能減少FOXM1 mRNA的表達(dá)，從而下調(diào)ACE的轉(zhuǎn)錄。輸注血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)能顯著提高小鼠的血壓，同時輸注Elabela和AngⅡ則顯著降低了AngⅡ誘導(dǎo)的高血壓[19]，表明Elabela能夠抑制ACE的生成并直接拮抗AngⅡ的血管收縮作用。Xu等[20]在大鼠的遠(yuǎn)端腎單位觀察到Elabela通過拮抗RAS，抑制了大鼠的血壓升高并保護(hù)了腎單位。

Deng等[13]在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)大鼠靜脈分別注射Elabela、Apelin和生理鹽水后，Elabela組大鼠的尿流率明顯增多，并且尿液滲透壓和Na+、K+等電解質(zhì)的排泄顯著降低。經(jīng)大鼠腹腔注射上述3種物質(zhì)后，Elabela組大鼠的水?dāng)z入量明顯增多。在加入Elabela拮抗劑后，Elabela組大鼠的尿流率低于生理鹽水組，并且水?dāng)z入量也明顯減少。表明Elabela能夠發(fā)揮液體調(diào)節(jié)作用，可作為容量依賴性高血壓的潛在治療靶點(diǎn)。

Yang等[12]的動物及臨床研究發(fā)現(xiàn)，動脈中Elabela的表達(dá)要高于靜脈，且冠狀動脈中表達(dá)水平最高。肺動脈高壓(PAH)患者的肺組織中，Elabela表達(dá)為陽性的血管數(shù)量及Elabela的mRNA表達(dá)水平均明顯下降。在PAH模型大鼠的右心室中，Elabela及APJ的mRNA表達(dá)水平均下降。在PAH大鼠體內(nèi)注入Elabela后，其右室收縮壓下降，右室肥厚和肺動脈重構(gòu)均得到緩解，表明除原發(fā)性高血壓外，外源性Elabela治療對肺動脈高壓也有效。

2.2 Elabela-APJ軸與心肌梗死

成年期小鼠心臟Elabela水平較胚胎期明顯下降。前降支結(jié)扎的心肌梗死模型小鼠Elabela及APJ水平在心肌梗死4周后顯著上調(diào)，與左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)呈中度相關(guān)[14]。D?nmez等[21]的臨床研究中，ST段抬高型心肌梗死(STEMI)患者在心肌梗死后第一天，Elabela水平與肌鈣蛋白I(cTnI)、N末端腦鈉肽前體(NT-proBNP)水平呈中等正相關(guān)，與LVEF呈中等負(fù)相關(guān)。江宜樂等[22]也觀察到了類似的結(jié)果，并在穩(wěn)定型心絞痛患者中觀察到Elabela水平與冠狀動脈狹窄程度呈正相關(guān)，表明Elabela可以作為心肌梗死嚴(yán)重程度的預(yù)測因子。

在上述臨床研究和動物實(shí)驗(yàn)中，Elabela與LVEF相關(guān)性的結(jié)論截然相反。由于外源性輸注Elabela后確實(shí)觀察到受損心臟的心功能改善[16]，對心功能恢復(fù)有促進(jìn)作用。我們推測，由于心肌梗死患者的心臟受到嚴(yán)重的急性損傷，心功能在短時間內(nèi)急劇下降；而小鼠的心功能在心肌梗死后的第4周時已經(jīng)有了一定程度的恢復(fù)，這可能是兩類實(shí)驗(yàn)結(jié)論相反的原因。

研究發(fā)現(xiàn)，抑制氧化應(yīng)激可以促進(jìn)心肌梗死后心臟的修復(fù)和愈合[23]。心梗模型大鼠行再灌注后，連續(xù)4 d經(jīng)腹腔注射Elabela，2周后心肌梗死面積明顯縮小，心功能顯著改善：左室舒張末期內(nèi)徑(LVEDD)和左室收縮末期內(nèi)徑(LVESD)的增幅明顯減弱，LVEF和左室短軸縮短率(LVFS)明顯恢復(fù)；且與心肌損傷嚴(yán)重程度相關(guān)的指標(biāo)如肌酸激酶同工酶(CK-MB)、cTnI水平顯著降低，抗氧化應(yīng)激因子如谷胱甘肽(GSH)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性顯著升高，氧自由基(OFR)代謝產(chǎn)物丙二醛(MDA)水平明顯下降[16]。Xi等[24]通過應(yīng)用Elabela類似物Fc-ELA-21，對心梗模型大鼠進(jìn)行了持續(xù)4周的治療，顯著改善了心功能，減少了心肌細(xì)胞凋亡，抑制了心梗區(qū)域的纖維化，同時還觀察到了梗死區(qū)域的血管新生。由此得出，外源性注射Elabela通過抑制氧化應(yīng)激促進(jìn)心肌梗死后心臟的修復(fù)和愈合，同時通過減少細(xì)胞凋亡、抑制心肌纖維化和促進(jìn)血管生成等心血管保護(hù)作用改善受損的心功能。

2.3 Elabela-APJ軸與心力衰竭

心力衰竭(心衰)是各種病因所致器質(zhì)性心臟病的終末階段，在心衰小鼠心臟中Elabela被誘導(dǎo)表達(dá)，并且與APJ的表達(dá)和LVEF相關(guān)[14]。王治等[25]發(fā)現(xiàn)，慢性心衰竭患者的LVEF隨紐約心臟病協(xié)會(NYHA)心功能分級的增加而降低，血漿Elabela水平隨之明顯升高，且與NT-ProBNP呈正相關(guān)，與LVEF呈負(fù)相關(guān)。

對急性心肌梗死后的心衰，凋亡是心肌細(xì)胞不斷丟失并造成心室功能惡化的根源。陳旭翔等[26]用Elabela與缺血缺氧條件下的心肌細(xì)胞共培養(yǎng)，觀察到Elabela作用于APJ后通過上調(diào)miRNA-133a，顯著減少心肌細(xì)胞在缺血缺氧條件下的凋亡。提示Elabela可能通過抑制缺血條件下心肌細(xì)胞的凋亡，防止心功能惡化。

RAS過度激活是心衰發(fā)生發(fā)展的重要決定因素。Sato等[19]對野生型和APJ敲除小鼠進(jìn)行主動脈弓結(jié)扎(TAC)手術(shù)，術(shù)后均接受2周的Elabela治療。野生型小鼠經(jīng)Elabela治療后超聲心動圖示LVFS變化不明顯，ACE生成減少，且Ang Ⅱ誘導(dǎo)的促心肌纖維化和心肌肥厚基因的表達(dá)顯著下調(diào)。APJ敲除小鼠在Elabela治療后心臟間質(zhì)纖維化沒有改善，與心肌肥厚和纖維化相關(guān)基因的表達(dá)未受影響。這些結(jié)果表明，外源性Elabela治療能夠以APJ依賴的方式拮抗RAS，從而保護(hù)心臟免受壓力超負(fù)荷所致的心功能障礙、心肌肥厚和纖維化的影響。

Perjés等[14]發(fā)現(xiàn)在Langendorff灌流的離體大鼠心臟中，Elabela呈劑量依賴型地增加ERK1/2磷酸化，增加心肌收縮力，降低灌注壓。ERK1/2通路抑制劑可以抵消其所產(chǎn)生的50%的正性肌力作用，表明除ERK1/2通路外，Elabela還能通過其他途徑發(fā)揮正性肌力作用。Apelin可以通過蛋白激酶C(PKC)通路發(fā)揮正性肌力作用，而PKC通路抑制劑并未減弱Elabela對心臟的收縮作用，說明Elabela對心臟的正性肌力作用并不依賴于PKC通路。

此外，Elabela還能夠通過增加液體攝入量和排出量來調(diào)節(jié)大鼠體內(nèi)液體穩(wěn)態(tài)[13，18]，這種液體調(diào)節(jié)機(jī)制可能作為治療心衰潛在的靶點(diǎn)。

3 小結(jié)

Elabela在高血壓、心肌梗死、心衰等心血管系統(tǒng)疾病中有顯著的心臟保護(hù)效益，有廣泛的應(yīng)用前景。相信隨著研究的不斷深入，Elabela將能夠造福于臨床心血管疾病患者。