程海華 何軍華

2型糖尿病是一種常見(jiàn)的慢性代謝性疾病，發(fā)生率呈逐年上升及年輕化趨勢(shì)。根據(jù)最新流調(diào)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)糖尿病發(fā)生率上升至11.2%[1]。而冠心病是2型糖尿病的常見(jiàn)并發(fā)癥，與單純冠心病比較，2型糖尿病合并冠心病患者發(fā)生冠狀動(dòng)脈多支病變、重度狹窄的比例更高，如今心血管疾病已經(jīng)成為2型糖尿病患者致死、致殘的主要原因[2]。2型糖尿病存在著一種由凝血和血小板功能改變引起的血栓前狀態(tài)，且高血糖和高胰島素血癥會(huì)改變內(nèi)皮細(xì)胞，破壞正常的抗動(dòng)脈粥樣硬化的一氧化氮調(diào)節(jié)環(huán)境，并促進(jìn)組織氧化應(yīng)激，形成全身性促炎、血管收縮狀態(tài)，最終導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化血栓形成[3]。其機(jī)制可能包括RAS系統(tǒng)激活、脂質(zhì)代謝異常損傷、蛋白激酶途徑激活、蛋白及脂質(zhì)成分損傷等[4]。由此可見(jiàn)，2型糖尿病與冠心病疾病密切相關(guān)，臨床上也應(yīng)更注重心血管疾病并發(fā)癥的綜合管理。目前大多數(shù)可用的治療方法只針對(duì)血管緊張素受體阻滯劑(ARBs)和ACE抑制劑(ACEi)抑制ACE-AngⅡ-AT1R軸。近年來(lái)，Ang(1-7)對(duì)2型糖尿病和冠心病保護(hù)作用的認(rèn)識(shí)逐漸深入，發(fā)現(xiàn)Ang(1-7)對(duì)2型糖尿病及冠心病患者具有雙重保護(hù)作用,故現(xiàn)在可以考慮同時(shí)激活A(yù)CE2-Ang(1-7)-Mas軸以獲得更有效的結(jié)果。本文就Ang(1-7)在2型糖尿病及冠心病中的保護(hù)作用以及Ang(1-7)可能的作用機(jī)制進(jìn)行闡述，旨在提供臨床治療靶點(diǎn)。

一、Ang(1-7)的生物學(xué)活性

Ang(1-7)是序列為天冬氨酸-精氨酸-纈氨酸-酪氨酸-異亮氨酸-組氨酸-脯氨酸,以上7個(gè)氨基酸殘基所組成的、具有生物學(xué)活性的血管緊張素代謝的肽段。目前認(rèn)為 Ang(1-7)在體內(nèi)的生成有以下3條途徑：①由10肽的血管緊張素Ⅰ(angiotensin Ⅰ,Ang Ⅰ)經(jīng)中性肽鏈內(nèi)切酶(neutral endopepidase, NEP)或羥脯酰肽鏈內(nèi)切酶(prolylendopeptidase, PEP)的作用形成7肽的Ang(1-7);②由8肽的AngⅡ在ACE2、PEP或羥脯酰羧肽酶(prolylcarboxypeptidase, PCP)的作用下,去掉1個(gè)氨基酸殘基,生成Ang(1-7);③Ang Ⅰ在ACE2的作用下先生成無(wú)活性的Ang(1-9),再由ACE或NEP分解生成Ang(1-7)。Ang(1-7)依靠被ACE降解成Ang(1-5)而失活(圖1)。研究發(fā)現(xiàn)Ang(1-7)主要是通過(guò)ACE2催化Ang Ⅱ轉(zhuǎn)化為Ang(1-7)，ACE2-Ang(1-7)-Mas軸抵消RAS的負(fù)效應(yīng)，在維持機(jī)體生理和病理生理平衡中起重要作用[5]。Ang(1-7)主要分布在胰腺、心臟、腎臟、血管和血液等處。同時(shí)Mas基因具有高度保守性特點(diǎn)，其編碼的蛋白是一種典型的G蛋白偶聯(lián)受體，是Ang(1-7)的內(nèi)源性特異性受體，Mas轉(zhuǎn)染可增加Ang(1-7)的活性，從而結(jié)合形成ACE2-Ang(1-7)-Mas軸發(fā)揮生物學(xué)作用。本文主要討論Ang(1-7)與Mas受體結(jié)合在胰腺、心臟控制中的作用。

圖1 ACE2-Ang(1-7)-Mas軸的組成及Ang(1-7)生成途徑NEP.中性肽鏈內(nèi)切酶；PEP.羥脯酰肽鏈內(nèi)切酶；PCP.羥脯酰羧肽酶

二、Ang(1-7)與2型糖尿病

胰島素分泌相對(duì)不足及胰島素抵抗為2型糖尿病的主要發(fā)病機(jī)制，當(dāng)糖尿病發(fā)生時(shí)，胰腺局部RAS異常激活,AngⅡ與AngⅡ受體結(jié)合，形成ACE-AngⅡ-AT1R軸導(dǎo)致胰腺炎癥、纖維化、氧化應(yīng)激和內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙，引起胰島β細(xì)胞凋亡增加、胰島功能受損以及糖代謝紊亂[6]。ACE2-Ang(1-7)-Mas軸通過(guò)拮抗和平衡ACE-AngⅡ-AT1R軸來(lái)保護(hù)β細(xì)胞的功能。

1.Ang(1-7)減少β細(xì)胞凋亡：胰島β細(xì)胞凋亡增加是導(dǎo)致2型糖尿病患者胰島β細(xì)胞功能衰竭的主要機(jī)制。研究證實(shí)Ang(1-7)可通過(guò)Mas依賴的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)改善小鼠胰腺的β細(xì)胞功能，從而增加胰島素的分泌[7]。Li等[8]研究發(fā)現(xiàn)，給予Ang(1-7)干預(yù)的STZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠空腹血糖及AngⅡ水平降低，胰島素水平顯著升高，胰島素抵抗指數(shù)降低，胰十二指腸同源盒-1(PDX1)及葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白-2(GLUT-2)蛋白表達(dá)升高。提示Ang(1-7)通過(guò)拮抗AngⅡ并抑制其表達(dá)，并可能通過(guò)上調(diào)PDX1、GLUT-2表達(dá)促進(jìn)胰島素的分泌，改善胰島素敏感度，從而緩解高血糖，改善胰島β細(xì)胞的功能。其次，He等[9]研究還發(fā)現(xiàn)，2型糖尿病大鼠經(jīng) Ang(1-7)干預(yù)后,胰島中誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible nos,iNOS)、促凋亡因子半胱氨酸蛋白酶-3、8、9(caspase-3、8、9)，Bax及c-Jun氨基末端激酶(c-Jun NH3-terminal kinases,JNK)的mRNA及蛋白表達(dá)下降，抗凋亡因子Bcl-2的表達(dá)增加。王小燕等[10]在細(xì)胞水平上采用JNK抑制劑進(jìn)一步驗(yàn)證，證實(shí)Ang(1-7)確實(shí)可能通過(guò)下調(diào)JNK/caspase-3通路的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)減少胰島β細(xì)胞凋亡。針對(duì)以上研究發(fā)現(xiàn)，可認(rèn)為Ang(1-7)通過(guò)調(diào)節(jié)PDX-1/GLUT-2、JNK/caspase-3通路減弱胰腺局部氧化應(yīng)激反應(yīng)，增加胰島素分泌，減少β細(xì)胞凋亡，改善凋亡系統(tǒng)失衡，保護(hù)β細(xì)胞功能，在維持胰島細(xì)胞數(shù)量和胰島結(jié)構(gòu)穩(wěn)定方面發(fā)揮重要作用，進(jìn)而預(yù)防或延緩糖尿病的進(jìn)展。

2.Ang(1-7)減輕β細(xì)胞去分化:近年來(lái)研究顯示,β細(xì)胞去分化可能較細(xì)胞凋亡在2型糖尿病中更為重要，因?yàn)橐葝uβ細(xì)胞去分化是可逆的，在給予胰島素治療后，已去分化的細(xì)胞可重新分化為成熟的具有分泌功能的胰島β細(xì)胞，并提出叉頭轉(zhuǎn)錄因子O亞組1(foxhead box O1，F(xiàn)oxO1)缺乏是引起胰島β細(xì)胞去分化的主要原因之一，而這也正是治療早期糖尿病的機(jī)會(huì)靶點(diǎn)[11，12]。Xuan等[13]通過(guò)建立β細(xì)胞遺傳譜系標(biāo)記技術(shù)、體內(nèi)外代謝應(yīng)激模型方法研究發(fā)現(xiàn)，ACE2基因敲除使高脂誘導(dǎo)的β細(xì)胞去分化加重，然而用Ang(1-7)干預(yù)可減輕代謝應(yīng)激狀態(tài)下小鼠和高糖培養(yǎng)離體胰島β細(xì)胞去分化程度，首次證實(shí)了Ang(1-7)可能通過(guò)改善β細(xì)胞去分化而起到保護(hù)作用，這種作用可能部分通過(guò)改善胰島微循環(huán)和抑制胰島iNOS來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外Ma等[14]研究表明，ACE2-Ang(1-7)-Mas軸可能通過(guò)調(diào)節(jié)β細(xì)胞中的谷氨酸脫羧酶67(GAD67)/γ-氨基丁酸(GABA)信號(hào)來(lái)改善β細(xì)胞的功能，上調(diào)ACE2-Ang(1-7)-Mas軸和GABA信號(hào)可以延緩肥胖誘導(dǎo)的糖尿病的發(fā)展。為進(jìn)一步研究，李晶晶等[15]檢測(cè)了Ang(1-7)對(duì)高糖環(huán)境下β細(xì)胞去分化通路相關(guān)蛋白的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)Ang(1-7)預(yù)處理后細(xì)胞內(nèi)磷酸化蛋白激酶B(protein kinase B ,PKB/Akt)表達(dá)升高，加入磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3 kinase,PI3K)抑制劑及Ang(1-7)受體阻斷劑后表達(dá)降低，其原因可能是通過(guò)調(diào)節(jié)PI3K-Akt-FoxO1通路逆轉(zhuǎn)β細(xì)胞去分化。由此可見(jiàn)，Ang(1-7)可減輕T2DM胰島β細(xì)胞去分化，甚至早期可逆轉(zhuǎn)損害的β細(xì)胞重新分化為成熟的胰島β細(xì)胞分泌胰島素，但內(nèi)在機(jī)制尚不明確，需進(jìn)一步研究。以Ang(1-7)為干預(yù)靶點(diǎn)調(diào)控胰島功能，可能成為逆轉(zhuǎn)β細(xì)胞損害的潛在治療策略。

3.Ang(1-7)改善胰島素抵抗：胰島素抵抗是2型糖尿病的重要病理生理學(xué)特征，Ang(1-7)與Mas受體結(jié)合發(fā)揮作用，增加ACE2-Ang(1-7)-Mas軸的激活可以逆轉(zhuǎn)和預(yù)防局部和全身功能障礙，通過(guò)調(diào)節(jié)胰島素的作用來(lái)改善脂代謝和胰島素抵抗，減輕炎癥[16]。Santos等[17]對(duì)Mas基因敲除的小鼠進(jìn)行研究表明，Mas受體缺失可導(dǎo)致糖代謝異常及胰島素抵抗，這證實(shí)了Ang(1-7)缺乏影響胰島素抵抗及糖代謝。Munoz等[18]給果糖誘導(dǎo)的代謝綜合征大鼠持續(xù)輸注Ang(1-7)，發(fā)現(xiàn)胰島素作用的靶器官肝臟、骨骼肌和脂肪組織中胰島素信號(hào)分子(Akt等)磷酸化明顯增加，顯著改善了大鼠的胰島素抵抗，從而證實(shí)了Ang(1-7)可改善胰島素抵抗，其機(jī)制是改善胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。何軍華等[19]進(jìn)一步證明，Ang(1-7)可通過(guò)增加脂肪組織中葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(GLUT)4的含量，改善胰島素抵抗，從而發(fā)揮抗糖尿病作用。Barbosa等[20]給高脂飲食誘導(dǎo)的大鼠口服Ang(1-7)類似物A-1317，發(fā)現(xiàn)可抑制大鼠體重增加，降低總膽固醇、胰島素、空腹血糖、增加胰島素抵抗指數(shù)來(lái)改善胰島素敏感度和胰島β細(xì)胞功能。這更加直接地證實(shí)，Ang(1-7)通過(guò)Mas受體結(jié)合，正向調(diào)節(jié)胰島素信號(hào)、增加外周組織的GLUT4進(jìn)而減輕胰島素抵抗，改善糖代謝，延緩2型糖尿病的病程。

4.Ang(1-7)抗氧化作用:氧化應(yīng)激在2型糖尿病及其并發(fā)癥的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。Zhang等[21]培養(yǎng)INS-1細(xì)胞，用過(guò)氧化氫誘導(dǎo)氧化應(yīng)激，觀察到其顯著損害胰島素分泌功能，給予Ang(1-7)可減少活性氧的產(chǎn)生，并增加線粒體膜電位和葡萄糖刺激的鈣離子的水平，而A779[血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(1-7)的拮抗劑]可阻止Ang(1-7)的作用。還有研究表明，非肽血管緊張素1-7受體激動(dòng)劑(AVE0991)可上調(diào)腎素受體、轉(zhuǎn)錄因子PLZF(transcription factor promyelocytic leukemia zinc finger)和促氧化劑基因的表達(dá)，同時(shí)上調(diào)具有抗氧化作用的編碼酶基因的表達(dá)，從而在更高的水平上建立新的促氧化劑/抗氧化劑平衡。這可能有助于改善肥胖大鼠的胰島素信號(hào)通路和糖耐量[22]。根據(jù)上述研究，筆者認(rèn)為，Ang(1-7)可保護(hù)胰腺β細(xì)胞免受氧化損傷，提高胰島素敏感度，最終改善葡萄糖代謝。

三、Ang(1-7)與冠心病

研究發(fā)現(xiàn)，Ang(1-7)不僅對(duì)糖尿病有重要作用，對(duì)冠心病也有保護(hù)作用。冠心病是由于冠狀動(dòng)脈血管發(fā)生動(dòng)脈粥樣硬變化病而引起血管腔狹窄或阻塞，動(dòng)脈粥樣硬化是冠心病的主要原因，其中低密度脂蛋白和巨噬細(xì)胞的作用尤為重要。

1.Ang(1-7)抗動(dòng)脈粥樣硬化：Ang(1-7)與Mas受體結(jié)合發(fā)揮抗動(dòng)脈粥樣硬化保護(hù)作用。可能發(fā)生的機(jī)制如下：首先，氧化型低密度脂蛋白是動(dòng)脈粥樣硬化的核心物質(zhì)，參與其整個(gè)過(guò)程。Wang等[23]通過(guò)人臍帶靜脈內(nèi)皮細(xì)胞體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)了Ang(1-7)可以通過(guò)抑制低密度脂蛋白-1受體的表達(dá)來(lái)減弱AngⅡ所致的動(dòng)脈粥樣硬化作用。其次，Liang等[24]研究發(fā)現(xiàn)在早期動(dòng)脈粥樣硬化形成過(guò)程，Ang(1-7)可抑制內(nèi)皮細(xì)胞上血管細(xì)胞黏附因子-1、細(xì)胞間黏附因子-1的表達(dá)、減輕炎癥信號(hào)通路的作用，進(jìn)而通過(guò)保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞調(diào)控AngⅡ所致的促動(dòng)脈粥樣硬化作用。然后，Skiba等[25]對(duì)載脂蛋白E基因敲除小鼠研究證明，AVE0991可通過(guò)減少血管內(nèi)趨化因子的表達(dá)和直接作用于單核-吞噬細(xì)胞抑制其活化，抑制血管周圍炎癥，從而早期影響單核-吞噬細(xì)胞分化及向血管周圍環(huán)境募集。提示Ang(1-7)在早期可阻止單核細(xì)胞游走進(jìn)入血管壁形成泡沫細(xì)胞。最后，Alejandra等[26]研究證實(shí)，Ang(1-7)通過(guò)調(diào)節(jié)激活有絲分裂原的蛋白磷酸酶1(MKP-1)活性來(lái)抑制AngⅡ誘導(dǎo)的血管平滑肌細(xì)胞的細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2(ERK1/2)，最終抑制血管平滑肌細(xì)胞的增生。在此基礎(chǔ)上，劉洪智等[27]對(duì)載脂蛋白E基因敲除小鼠研究證明，AVE0991可抑制小鼠動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展,其機(jī)制可能與抑制炎性反應(yīng)、降低iNOS活性、激活內(nèi)皮型NOS、調(diào)節(jié)血清中一氧化氮的生成, 從而發(fā)揮血管內(nèi)皮保護(hù)作用改善動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展。綜上所述，Ang(1-7)拮抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用機(jī)制可歸納與抑制氧化型低密度脂蛋白、保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞、抑制泡沫細(xì)胞遷移及血管平滑肌細(xì)胞的增生有關(guān)，這為以后深入的臨床觀察性研究或干預(yù)動(dòng)脈粥樣硬化尋找新的分子靶點(diǎn)。

2.Ang(1-7)對(duì)心臟及血管作用：Ang(1-7)是一種新發(fā)現(xiàn)的天然血管舒張素，可以舒張血管、降低血壓。通過(guò)對(duì)Mas基因敲除的小鼠進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，Mas受體缺乏的小鼠在數(shù)天內(nèi)血壓顯著升高，可見(jiàn)Ang(1-7)在AngⅡ誘導(dǎo)的高血壓具有保護(hù)作用，其也被認(rèn)為是治療高血壓的一種新的激素靶點(diǎn)[28]。Papinska等[29]給小鼠持續(xù)皮下注射Ang(1-7)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，超聲心動(dòng)圖對(duì)糖尿病動(dòng)物的心功能評(píng)估顯示心排出量、每搏輸出量均有顯著改善，且Ang(1-7)還可以防止心肌細(xì)胞肥大、細(xì)胞凋亡、脂質(zhì)堆積，并減少糖尿病引起的心肌纖維化,降低循環(huán)中促炎性細(xì)胞因子的水平。最近在動(dòng)物模型的研究中更進(jìn)一步表明，Ang(1-7)通過(guò)激活分布于眾多心血管相關(guān)組織的Mas G蛋白偶聯(lián)受體而產(chǎn)生抗肥大、抗心律失常、抗纖維化和抗血栓作用起到保護(hù)心臟的功能[30，31]。可見(jiàn)Ang(1-7)可改善糖尿病合并心血管疾病大鼠的心功能，而在2型糖尿病合并冠心病患者中血清Ang(1-7)是否有變化，可下一步展開(kāi)臨床方面具體研究。

四、展 望

綜上所述，Ang(1-7)在體內(nèi)通過(guò)與Mas受體結(jié)合后改善胰島血流灌注，減少β細(xì)胞去分化、凋亡、改善胰島素抵抗及抗氧化應(yīng)激、抗炎性反應(yīng)，并發(fā)揮抑制粥樣斑塊形成、血管舒張、降壓、抗血栓形成、抗心血管重構(gòu)效應(yīng)等效應(yīng)起到對(duì)2型糖尿病合并冠心病的保護(hù)作用。結(jié)合相關(guān)研究表明，在新診斷為高血壓的2型糖尿病患者中，腎素-血管緊張素系統(tǒng)抑制后，Ang(1-7)的改善先于動(dòng)脈硬化和內(nèi)皮功能改善，這可認(rèn)為Ang(1-7)能預(yù)示2型糖尿病合并心血管疾病的發(fā)展[32]。

Ang(1-7)作為化療藥物已經(jīng)在進(jìn)行臨床試驗(yàn)，Ang(1-7)可抑制細(xì)胞生長(zhǎng)，在腫瘤微環(huán)境中起抗增殖、抗血管生成、抗炎等作用[33，34]。此外，在臨床試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，Ang(1-7)的毒性不良反應(yīng)有限，在實(shí)體瘤癌癥患者中顯示出臨床益處[34]。此外，最新研究顯示，新冠肺炎中報(bào)道的間質(zhì)性肺纖維化、心肌病和休克引起的急性呼吸窘迫可以用AngⅡ和Ang(1-7)活性失衡來(lái)解釋，誘導(dǎo)Ang(1-7)-Mas軸對(duì)于糾正新型冠狀病毒肺炎的病理狀態(tài)、減輕器官損傷具有重要意義[35]。Ang(1-7)用于臨床研究的主要挑戰(zhàn)是其在血漿中的半衰期較短。為了避免快速降解，Ang(1-7)的不同配方及提高Ang(1-7)水平或活性的新型替代制劑正在開(kāi)發(fā)中，例如A-1317、AVE-0991、cyclic Ang(1-7)、 NorLeu3-Ang(1-7)、 Mas受體激動(dòng)劑、ACE2 激活劑和重組人ACE2[20，22，29，36，37]。

由于Ang(1-7)本身半衰期短的限制，關(guān)于Ang(1-7)、2型糖尿病及冠心病相關(guān)性研究多限于動(dòng)物模型，未來(lái)應(yīng)深入研究三者之間的內(nèi)在機(jī)制以及Ang(1-7)的療效，由此可見(jiàn)，Ang(1-7)保護(hù)2型糖尿病合并冠心病作用的新制劑研發(fā)具有廣闊的前景。