李垚霖 徐雙明

肺動(dòng)脈高壓是一大類以肺動(dòng)脈壓力增高和繼發(fā)性右心室功能障礙為特征的進(jìn)行性致死性疾病。在這種疾病中，肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等動(dòng)脈壁細(xì)胞過度增生和重構(gòu)，血管內(nèi)皮功能障礙，促血管擴(kuò)張的內(nèi)源性物質(zhì)減少，血管收縮物質(zhì)的增加，血管周圍炎癥細(xì)胞過度聚集，以及原位血栓的形成，使得肺動(dòng)脈壓力升高，導(dǎo)致右心衰竭和功能下降[1]。現(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，脂肪因子如脂聯(lián)素、瘦素、網(wǎng)膜素、Adipsin、Chemerin、Apelin在血管炎癥，血管重構(gòu)，血管內(nèi)皮功能等方面發(fā)揮重要作用，與肺動(dòng)脈高壓肺血管病變緊密相關(guān)，現(xiàn)就幾種脂肪因子與肺動(dòng)脈高壓相關(guān)研究進(jìn)行論述。

脂聯(lián)素

脂聯(lián)素(APN)是由脂肪細(xì)胞合成的一種具有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的細(xì)胞因子，在血液循環(huán)中以3種不同的分子量形式出現(xiàn)，HMW(高分子量)被認(rèn)為是具有最大的生物活性分子形式，與臨床具有較強(qiáng)的相關(guān)性[2]。

血管內(nèi)皮功能障礙是肺動(dòng)脈高壓重要特征之一，體外實(shí)驗(yàn)中，脂聯(lián)素通過激活A(yù)KT依賴的環(huán)氧化酶-2(COX-2)信號通路，誘導(dǎo)COX-2的表達(dá)，維持內(nèi)皮功能穩(wěn)態(tài)[3]。一氧化氮(NO)調(diào)節(jié)血管張力和局部血流，抑制血小板聚集和粘附，單核細(xì)胞粘附和血管平滑肌細(xì)胞(SMC)的增殖。內(nèi)皮功能障礙的共同特征是生物有效NO量的減少。脂聯(lián)素可通過多種途徑激活A(yù)MP激酶，介導(dǎo)內(nèi)皮依賴型一氧化氮合酶(eNOS)活性增加，促進(jìn)內(nèi)源性NO合成[4]。肺血管炎癥參與各類肺動(dòng)脈高壓病理生理機(jī)制。Summer等[5]學(xué)者利用APN基因敲除小鼠，發(fā)現(xiàn)其肺血管周圍炎癥細(xì)胞浸潤，肺動(dòng)脈壓力也隨之增加。有充分的證據(jù)表明APN具有多種抗肺血管炎作用，包括抑制促炎癥通路mTOR和NF-κB途徑從而抑制促炎細(xì)胞因子，刺激IL-10和IL-1受體拮抗劑，調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞功能，降低Toll樣受體4(TLR4)的表達(dá)，誘導(dǎo)白細(xì)胞產(chǎn)生抗炎因子，能夠激活神經(jīng)酰胺酶，降低細(xì)胞內(nèi)促炎神經(jīng)酰胺的水平，從而抑制炎癥激活，發(fā)揮抗炎作用[6]。

在肺血管病變的發(fā)生發(fā)展中，血管SMCs向內(nèi)膜的快速增殖和遷移可促進(jìn)動(dòng)脈內(nèi)膜增厚和肺動(dòng)脈高壓形成與發(fā)展。多項(xiàng)研究證明脂聯(lián)素可能通過一組復(fù)雜的機(jī)制來抑制血管重塑。生長因子可刺激血管平滑肌的增殖，脂聯(lián)素已被證明通過AMPK激活來抑制生長因子(包括PDGF、EGF和PEG)介導(dǎo)的mTOR激活，減輕血管平滑肌的增殖[7]。Luo等[8]利用脂聯(lián)素基因修飾后脂肪干細(xì)胞(ADSCs-APN)治療大鼠肺動(dòng)脈高壓(PAH)，ADSC-APN治療后大鼠平均肺動(dòng)脈壓(mPAP)和右心室肥厚指數(shù)(RVHI)明顯較對照組降低，從PAH大鼠中分離出肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞(PASMCs)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組大鼠肺血管重塑得到了極大改善。還通過體外實(shí)驗(yàn)證明，APN通過調(diào)節(jié)AMPK/BMP/Smad通路抑制PASMCs的增殖。

此外，脂聯(lián)素還具有改善胰島素抵抗、抗氧化應(yīng)激、血管免疫調(diào)節(jié)等有利于肺血管穩(wěn)態(tài)維持的功能[4]?？傊@些發(fā)現(xiàn)都表明APN可能參與肺動(dòng)脈高壓形成和發(fā)展，具有廣闊的研究前景。

瘦素

瘦素是一種脂肪組織合成和分泌的由肥胖(OB)基因編碼的16-KDA細(xì)胞因子，主要參與食物攝入和能量代謝。瘦素在碳水化合物和脂質(zhì)代謝、生殖系統(tǒng)以及炎癥和免疫反應(yīng)中也有多種作用[9]。過氧化物酶體增殖物激活受體γ(PPARγ)的缺失促進(jìn)PASMC的增殖和肺動(dòng)脈重塑。Xie等[9]通過體外實(shí)驗(yàn)研究表明ERK1/2信號通路通過上調(diào)EGR-1來介導(dǎo)瘦素誘導(dǎo)的PPARγ下調(diào)和PASMC增殖，并提示靶向瘦素/ERK1/2/EGR-1通路可能在改善肺動(dòng)脈高壓具有潛在作用。 Huertas等[10]發(fā)現(xiàn)血清瘦素在IPAH(特發(fā)性肺動(dòng)脈高壓)和SSC-PAH(系統(tǒng)性硬化癥-肺動(dòng)脈高壓)患者中高于對照組,并證明瘦素可能通過調(diào)節(jié)循環(huán)性T淋巴細(xì)胞在IPAH的免疫病理發(fā)生中起作用。還通過體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)證明瘦素/瘦素受體(ob/obr-b)軸過度激活引起PASMCs過度增殖，導(dǎo)致PAH易感性和進(jìn)展。并以瘦素/瘦素受體(ob/obr-b)軸為潛在治療靶點(diǎn)，在體外培養(yǎng)人PASMCs原代細(xì)胞及慢性低氧誘發(fā)的PAH小鼠模型中使用DCA(二氯乙酸)抑制瘦素/瘦素受體(ob/obr-b)，均提示抑制瘦素/瘦素受體(ob/obr-b)軸可以抑制肺血管重塑和肺血管周圍單核/巨噬細(xì)胞聚集，從而對肺動(dòng)脈高壓起治療作用[11]。

但也存在相反觀點(diǎn)，Tonelli等[12]當(dāng)調(diào)整年齡、性別、BMI和吸煙狀況時(shí)，發(fā)現(xiàn)低血漿瘦素水平與PAH患者的死亡率升高有關(guān)，其解釋可能與瘦素信號通過轉(zhuǎn)錄激活因子STAT-3上調(diào)抗凋亡Bcl-2和Survivin基因表達(dá)來減少心臟凋亡，發(fā)揮心臟保護(hù)作用。Aytekin等[13]利用ob/ob(瘦素基因敲除)小鼠觀察其肺動(dòng)脈高壓的組織學(xué)特征，發(fā)現(xiàn)ob/ob小鼠其肺動(dòng)脈壁增厚，肺小動(dòng)脈大量巨噬細(xì)胞浸潤、膠原沉積、肌成纖維細(xì)胞和右心室壁厚均較對照組明顯。

實(shí)驗(yàn)過程中存在的兩種矛盾現(xiàn)象，可能與實(shí)驗(yàn)條件的不同，其作用方式可能與瘦素在體內(nèi)含量不同有關(guān)，也證明了瘦素體內(nèi)作用機(jī)制的復(fù)雜性，所以更需進(jìn)一步研究來探索其作用途徑和方式。

Apelin

Apelin是APJ(七次跨膜G蛋白偶聯(lián)受體家族成員)的內(nèi)源性配體，可高表達(dá)于肺，尤其是肺內(nèi)血管。有研究發(fā)現(xiàn)，低氧環(huán)境可通過誘發(fā)自噬加重大鼠PASMCs的增殖，外源性apelin通過APJ介導(dǎo)激活PI3K/AKT/mTOR信號抑制缺氧條件下的自噬，從而抑制大鼠PASMCs的增殖和遷移[14]。Apelin/APJ信號通路還能激活A(yù)MPK-KLF2-ENOS-NO軸，促進(jìn)血管內(nèi)皮NO產(chǎn)生，恢復(fù)PAECS(肺血管內(nèi)皮)功能，維持肺血管穩(wěn)態(tài)[15]。作為Apelin/APJ信號通路的下游分子的mir-424和mir-503，可在肺血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)，并通過下調(diào)FGF2和FGFR1，從而抑制PASMCs和PAECS(肺血管內(nèi)皮)增殖，至此發(fā)現(xiàn)表明，Apelin/APJ信號以mir-424和mir-503依賴的方式調(diào)節(jié)肺血管中FGF信號表達(dá)。這項(xiàng)研究確定了維持肺血管穩(wěn)態(tài)所需的APJ依賴的miRNA-FGF信號軸，為肺動(dòng)脈高壓治療提供了潛在的治療策略[16]。事實(shí)上，已有研究表明apelin受體激動(dòng)劑和apelin類似物對肺動(dòng)脈高壓潛在益處。ELABELA/Toddler(ELA)是一種肽類物質(zhì)，廣泛表達(dá)于人心血管系統(tǒng)血管內(nèi)皮中，是人apelin受體的內(nèi)源性激動(dòng)劑，發(fā)現(xiàn)其在人類PAH和嚙齒動(dòng)物PAH模型中表達(dá)減少。ELA給藥可以明顯減輕心肺重塑，改善PAH大鼠心肺功能[17]。同樣，apelin受體的環(huán)肽偏向性激動(dòng)劑mm07，較內(nèi)源性apelin更穩(wěn)定，可以選擇性刺激g蛋白途徑，同時(shí)避免激活有害的β-arrestin依賴途徑，提高了其作用的選擇性，可以有效減輕PAH大鼠疾病發(fā)展[18]。這些研究提供了額外證據(jù)，apelin受體激動(dòng)劑可能在人類PAH中具有治療作用。目前，針對Apelin/APJ系統(tǒng)與肺動(dòng)脈高壓，已有少許的臨床試驗(yàn)開展，通過在美國臨床試驗(yàn)注冊網(wǎng)站(https://clinicaltrials.gov/)中鍵入Apelin與肺動(dòng)脈高壓，可找到相應(yīng)的臨床試驗(yàn)，如[pyr1]apelin-13(apelin肽的天然亞型)靜脈輸入用于觀察治療肺動(dòng)脈高壓(NCT01590108)等類似試驗(yàn)?？梢灶A(yù)見的是，Apelin/APJ系統(tǒng)為PAH的治療開辟一個(gè)新的窗口。

網(wǎng)膜素

網(wǎng)膜素(omentin)首次于人的網(wǎng)膜脂肪組織中被發(fā)現(xiàn)，也在內(nèi)皮細(xì)胞中被檢測到，并被稱為內(nèi)皮凝集素。網(wǎng)膜素由網(wǎng)膜素-1和網(wǎng)膜-2兩基因編碼，網(wǎng)膜素-1是目前主要的研究對象，其涉及多種生物學(xué)作用，包括維持代謝平衡，改善胰島素抵抗，抗氧化應(yīng)激，抗炎等作用[19]。Kazama等[20]利用野百合堿誘發(fā)的大鼠肺動(dòng)脈高壓模型，予以網(wǎng)膜素腹腔注射，發(fā)現(xiàn)大鼠肺動(dòng)脈壓力較前減低，其心肺重構(gòu)得到改善。此外，還證明其能抑制肺內(nèi)動(dòng)脈增生及減輕內(nèi)皮依賴性和獨(dú)立性舒張功能的損傷。此外，其他研究發(fā)現(xiàn)網(wǎng)膜素可通過激活A(yù)MPK/eNOS/NO通路，阻止TNF-α誘導(dǎo)的COX-2的生成；通過抑制TLR4/MyD88/NF-κB 信號來減少脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞促炎因子表達(dá)，從而在肺部發(fā)揮抗炎作用[21]。Uemura等[22]通過動(dòng)物及細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明，網(wǎng)膜素可減輕動(dòng)脈損傷后新內(nèi)膜的形成及炎癥反應(yīng)，并通過AMPK依賴的機(jī)制抑制VSMC的增殖。但目前關(guān)于網(wǎng)膜素的特異性受體尚不清楚，還需進(jìn)一步行相關(guān)研究。

Adipsin

Adipsin是最早發(fā)現(xiàn)的脂肪因子，被認(rèn)為是絲氨酸蛋白酶補(bǔ)體因子D，它催化調(diào)控補(bǔ)體旁路途徑的速率，促進(jìn)膜攻擊復(fù)合物的形成，并產(chǎn)生補(bǔ)體成分c3a和c5a[23]。Korman等[24]發(fā)現(xiàn)adipsin在SSC-PAH患者循環(huán)水平增高，是一種新的生物標(biāo)志物，較B型利鈉肽(BNP)更具敏感性。同時(shí)adipsin基因表達(dá)在SSC-PAH患者中升高。并發(fā)現(xiàn)adipsin升高與增加的SSc患者PAH發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)和相關(guān)的心臟功能障礙有關(guān)。因adipsin參與補(bǔ)體旁路途徑，說明adipsin可能因其補(bǔ)體通路激活參與到SSC-PAH發(fā)病機(jī)制中。Zhang等[25]通過測量慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者血清細(xì)胞因子譜，發(fā)現(xiàn)與COPD和健康組相比，COPD伴發(fā)PAH患者adipsin水平升高，進(jìn)一步說明了adipsin可能促進(jìn)COPD相關(guān)PAH的進(jìn)展的可能性。值得注意的是，用于治療PNH(陣發(fā)性血紅蛋白尿)的補(bǔ)體蛋白C5靶向抑制劑Eculizumab(依庫珠單抗)已被觀察到可改善PNH患者的肺動(dòng)脈高壓[26]。

Chemerin

Chemerin是一種新近發(fā)現(xiàn)的多功能脂肪因子，在脂質(zhì)代謝、炎癥、葡萄糖穩(wěn)態(tài)和血管生成中具有相應(yīng)的作用[27]。多項(xiàng)證據(jù)表明chemerin在PAH具有重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，Chemerin/CMKLR1軸通過活性氧依賴激活A(yù)KT/ERK1/2信號，介導(dǎo)血管SMCs的增殖和遷移，導(dǎo)致小鼠血管結(jié)構(gòu)重塑和收縮壓(SBP)升高[28]。Hanthazi等[29]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)chemerin可促使內(nèi)皮剝脫的離體大鼠肺動(dòng)脈發(fā)生收縮，并增強(qiáng)苯腎上腺素、5-羥色胺和內(nèi)皮素-1引發(fā)的血管收縮反應(yīng)，還可通過NO信號通路和氧化應(yīng)激的機(jī)制來抑制乙酰膽堿引起的肺動(dòng)脈血管擴(kuò)張。Chemerin-9是chemerin的活性肽段，保留了chemerin的大部分激動(dòng)活性。體外實(shí)驗(yàn)表明，chemerin-9可促使MCT誘導(dǎo)的PAH大鼠肺內(nèi)動(dòng)脈收縮增強(qiáng)，至少部分是由平滑肌中CMKLR1(chemerin受體)的增加引起的[30]。

到目前為止，針對肺動(dòng)脈高壓發(fā)病和進(jìn)展主要有三條途徑，前列環(huán)素(前列腺素I2)(PGI2)、一氧化氮(NO)和內(nèi)皮素途徑，開發(fā)批準(zhǔn)了相應(yīng)的有效藥物，但PAH仍是不可治愈的，PAH患者的長期生存仍不理想，由此急需發(fā)現(xiàn)新的治療靶點(diǎn)，探尋新的治療方法。這篇文章論述了部分脂肪因子與肺動(dòng)脈高壓的關(guān)系，但大部分研究還停留在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)上，期待未來有更多的可以為PAH藥物開發(fā)和治療提供新的思考。