馬 霞，宋小剛，張妍妍，門琦軒 綜述 陳永清，3 審校

冠心病(coronary heart disease, CHD)即冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病，是冠狀動(dòng)脈發(fā)生動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)而引起血管腔狹窄或阻塞，造成心肌缺血、缺氧或壞死所導(dǎo)致的心臟病。晚期糖基化終末產(chǎn)物(advanced glycation end-products，AGEs)是衍生自葡萄糖或其他糖類衍生物與蛋白質(zhì)或脂質(zhì)反應(yīng)的非酶產(chǎn)物異質(zhì)分子。AGEs通過細(xì)胞內(nèi)外蛋白修飾以及與其對(duì)應(yīng)細(xì)胞表面受體結(jié)合，激活相應(yīng)信號(hào)通路，誘導(dǎo)氧化應(yīng)激和炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，從而參與CHD的發(fā)生和發(fā)展。血液及組織中高濃度的AGEs對(duì)CHD的發(fā)生和發(fā)展具有一定促進(jìn)作用，并對(duì)CHD的嚴(yán)重程度及不良預(yù)后有一定預(yù)測價(jià)值。

1 AGEs及其受體

1912年，AGEs首次由法國科學(xué)家Maillard報(bào)道，AGEs是一組在蛋白質(zhì)、脂肪酸或核酸的氨基基團(tuán)與還原糖的醛基之間發(fā)生非酶促糖基化反應(yīng)(又稱Maillard反應(yīng))所形成的一系列具有高度活性的終產(chǎn)物。晚期糖基化終末產(chǎn)物受體(RAGE)是AGEs最主要的受體，屬于細(xì)胞表面受體免疫球蛋白超家族。RAGE主要包括三種：RAGE、可溶性晚期糖基化終末產(chǎn)物受體(sRAGE)、晚期糖基化終末產(chǎn)物內(nèi)源性分泌受體(esRAGE)。與健康人群相比，RAGE的表達(dá)水平在糖尿病、心血管疾病(cardiovascular disease，CVD)及癌癥等病理?xiàng)l件下明顯升高[1]。AGEs與RAGE結(jié)合形成AGE-RAGE結(jié)合體，此類結(jié)合體通過轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-β、核因子(NF)-kβ、絲裂原活化蛋白激酶(MAPK、ERK1/2、p38MAPK)和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶(Nox)等信號(hào)途徑誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)黏附分子-1(ICAM-1)、E-選擇素、血管內(nèi)皮生長因子和促炎細(xì)胞因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)，尤其在糖尿病患者血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth muscle cells, VSMCs)中，此類信號(hào)通路顯著激活，導(dǎo)致血管炎癥、損傷、鈣化、纖維化增加[2]。esRAGE是通過RAGE mRNA剪接產(chǎn)生的，sRAGE是RAGE的C末端剪切體[3]。

2 AGEs與AS

AS是一種與年齡和代謝有關(guān)的疾病，它會(huì)導(dǎo)致血管內(nèi)膜增厚、斑塊形成和血管腔堵塞。研究表明，長期高血糖導(dǎo)致糖尿病血管病變重要的機(jī)制是通過非酶糖基化反應(yīng)形成AGEs，AGEs通過沉積在細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrixs, ECMs)、氧化低密度脂蛋白(LDL)、氧化應(yīng)激、免疫炎癥反應(yīng)等損傷血管從而促進(jìn)AS發(fā)生[4]。研究發(fā)現(xiàn)，AGEs介導(dǎo)ECMs分子之間的橋接，導(dǎo)致ECMs的結(jié)構(gòu)改變而損害血管功能[5]；同時(shí)，AGEs 與RAGE的結(jié)合觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)進(jìn)而誘導(dǎo)血管損傷并加劇AS斑塊的發(fā)展。Xiao等[6]在大鼠模型中發(fā)現(xiàn)AGEs通過與RAGE結(jié)合，進(jìn)而與ECMs蛋白交聯(lián)，導(dǎo)致AS斑塊形成，其可能的機(jī)制是AGEs通過誘導(dǎo)VSMCs增殖、促AS介質(zhì)釋放及血管重塑而參與AS發(fā)生。Xiao等[6]還發(fā)現(xiàn)，多功能肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白(profilin-1)可能通過激活JAK2/STAT3信號(hào)通路參與AGEs誘導(dǎo)的血管炎癥反應(yīng)，沉默profilin-1基因表達(dá)可抑制此信號(hào)通路，減輕AGEs誘導(dǎo)的血管炎癥反應(yīng)而延緩AS發(fā)生。此外，NF-kβ是RAGE信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要靶點(diǎn)，當(dāng)NF-kβ轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核時(shí)，內(nèi)皮素-1(ET-1)、ICAM-1、E-選擇素和組織因子等的表達(dá)增加，上調(diào)氧化應(yīng)激與炎癥反應(yīng)，誘發(fā)內(nèi)皮功能障礙而導(dǎo)致AS[5]。血管壁中的AGEs通過誘發(fā)LDL氧化及氧化LDL(ox-LDL)與單核細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞的結(jié)合從而形成泡膜細(xì)胞，進(jìn)而引發(fā)血管炎癥和血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖，導(dǎo)致AS和血管功能障礙[7]。Matsumoto等[8]指出在人類冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞(ECs)中，AGEs 通過激活氧化應(yīng)激、p38 絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶 1/2(ERK1/2)而減少內(nèi)皮NO合酶(eNOS)表達(dá)和NO生成，從而降低NO 生物利用度而導(dǎo)致血管內(nèi)皮功能障礙。ET-1是一種內(nèi)皮衍生收縮因子，在動(dòng)脈 ECs 中，AGEs以濃度和時(shí)間依賴性方式促進(jìn) ET-1 和賴氨酰氧化酶(LOX)的表達(dá)；同時(shí)，AGEs 還可以促進(jìn)NF-kβ 和激活蛋白1(AP-1)與ET-1和LOX同源啟動(dòng)子的結(jié)合，通過損害內(nèi)皮屏障功能和改變ECMs生物特性進(jìn)而導(dǎo)致AS發(fā)生發(fā)展。Perrone等[1]研究發(fā)現(xiàn)，在高脂血癥環(huán)境中，AGEs可抑制泡沫細(xì)胞從AS斑塊向外遷移，并通過誘導(dǎo)鈣化級(jí)聯(lián)反應(yīng)促進(jìn)AS發(fā)展，使用抗CD36受體抗體和抗RAGE中和抗體，可能會(huì)延緩AS斑塊進(jìn)展，甚至使AS斑塊消退。因此，AGEs和RAGE有可能成為未來防治AS病變的新靶點(diǎn)。

3 AGEs與冠狀動(dòng)脈微血管功能障礙

冠狀動(dòng)脈微血管功能障礙(coronary microvascular dysfunction，CMD)屬于非阻塞性冠狀動(dòng)脈疾病(non obstructive coronary artery disease，NoCAD)，可引發(fā)微血管心絞痛(microvascular angina，MVA)。研究表明，與非糖尿病患者相比，糖尿病患者CMD 患病率更高，且糖尿病微血管并發(fā)癥通常發(fā)生在大血管并發(fā)癥之前。CMD是糖尿病患者心源性死亡風(fēng)險(xiǎn)增加的重要危險(xiǎn)因素[9]。Barrett等[10]指出高血糖促進(jìn)AGEs產(chǎn)生及AGEs受體激活，從而使細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)和基因表達(dá)發(fā)生改變，促炎因子釋放，ROS產(chǎn)生增加，誘發(fā)血管內(nèi)皮炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激，最終導(dǎo)致糖尿病微血管并發(fā)癥的發(fā)生。AGEs通過ROS及促炎因子，導(dǎo)致內(nèi)皮ICAM-1、血管細(xì)胞黏附分子-1和E-選擇素等黏附分子的表達(dá)增加，VSMCs的遷移和增殖以及內(nèi)皮素的合成增加等進(jìn)一步加重糖尿病患者CMD的發(fā)生和發(fā)展。Liu等[11]將NoCAD小鼠暴露于AGEs后，小鼠表現(xiàn)出嚴(yán)重的CMD，這表明AGEs可加速NoCAD小鼠CMD的發(fā)生其可能機(jī)制是AGEs通過激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(ERS)介導(dǎo)的蛋白激酶R樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶(PERK)而加重CMD，抑制PERK表達(dá)可顯著緩解NoCAD小鼠的CMD。

4 AGEs與急性冠脈綜合征

急性冠脈綜合征(acute coronary syndrome，ACS)是以冠狀動(dòng)脈粥樣硬化斑塊破裂或侵襲，繼發(fā)完全或不完全閉塞性血栓形成而導(dǎo)致心肌急性缺血引起的臨床綜合征，包括不穩(wěn)定性心絞痛(unstable angina，UA)和急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)。研究表明，AMI后患者循環(huán)AGEs及RAGE水平顯著升高[12]，進(jìn)而導(dǎo)致心肌細(xì)胞凋亡、心臟負(fù)性重塑和心功能障礙，且與患者較差的預(yù)后相關(guān)[13]。血漿AGEs水平升高是患者發(fā)生再梗死和死亡的獨(dú)立預(yù)測因子，也是 AMI 后1年內(nèi)發(fā)生心力衰竭(heart failure，HF)的獨(dú)立預(yù)測性生物標(biāo)志物，且與年齡、是否合并糖尿病、梗死嚴(yán)重程度及其他標(biāo)志物無關(guān)[14]。Dozio等[15]指出AGE在AMI的發(fā)生以及ACS事件后發(fā)生左心室擴(kuò)張、偏心性肥大和瘢痕區(qū)室壁變薄等心臟重塑中發(fā)揮著重要作用。AMI后，AGEs通過激活心肌細(xì)胞炎癥反應(yīng)，促進(jìn)金屬蛋白酶(MMPs)和血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)表達(dá)，誘發(fā)心肌重塑。同時(shí)，細(xì)胞內(nèi)鈣結(jié)合蛋白S100B通過激活RAGE誘導(dǎo)VEGF表達(dá)進(jìn)而促進(jìn)MI后心肌重塑[16]。AGE-RAGE通路還可與心臟重塑相關(guān)的分子半乳糖凝集素3(Galectin-3)相互作用加劇心臟重塑的進(jìn)展。在心臟重塑發(fā)生早期，Galectin-3在心臟中表達(dá)顯著增加，尤其是在AMI之后[15]。甲基乙二醛(MG)被認(rèn)為是最重要的AGEs前體，Blackburn等[17]在過表達(dá)MG代謝酶乙二醛酶-1(GLO-1)的轉(zhuǎn)基因小鼠中發(fā)現(xiàn)，MG-AGEs在AMI后大量產(chǎn)生并與心肌細(xì)胞功能損害及心臟負(fù)性重塑密切相關(guān)。此外，sRAGE水平升高與急性心肌缺血有關(guān)。Grauen等[18]在524例ACS患者中發(fā)現(xiàn)，sRAGE水平升高與ACS后左室功能惡化和HF發(fā)生顯著相關(guān)。Tsoporis等[16]在STEMI患者中發(fā)現(xiàn)，在AMI早期sRAGE水平顯著升高，且發(fā)生在肌鈣蛋白I(TnI)升高之前，并且峰值sRAGE與心功能不全獨(dú)立相關(guān)。經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入(percutaneous coronary intervention，PCI)治療后第1天sRAGE水平顯著下降，且sRAGE水平與心肌梗死面積相關(guān)。因此，sRAGE對(duì)于AMI患者病情嚴(yán)重程度及預(yù)后具有一定的評(píng)估價(jià)值。AMI后發(fā)生惡性室性心律失常而導(dǎo)致不良預(yù)后，Liu等[19]研究發(fā)現(xiàn)，合并糖尿病的STEMI患者室性早搏(PVC)數(shù)量顯著增加，血清AGEs濃度與室性早搏數(shù)量呈顯著正相關(guān)；RAGE依賴PERK信號(hào)通路通過ER鈣釋放以及鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶(CaN)/蘭尼堿受體2(RyR2)機(jī)制觸發(fā)室性心律失常(VAs)。因此，AGEs及RAGE有可能成為AMI后惡性心律失常的防治靶點(diǎn)。

近年來研究認(rèn)為，干細(xì)胞移植是AMI后大量不可逆心肌細(xì)胞壞死的有效治療方法。心耳干細(xì)胞(CASCs)是一種新型心臟干細(xì)胞，心肌細(xì)胞分化特性較好，自體移植后可顯著改善心功能。研究表明，AGEs導(dǎo)致干細(xì)胞增殖能力減低和凋亡增加，這可能與AGEs結(jié)合RAGE、促進(jìn)細(xì)胞凋亡途徑激活、ROS過度形成等有關(guān)[20]。Evens等[21]在體外將大鼠CASCs暴露于不同濃度的AGEs 72 h后，CASCs的存活、增殖能力顯著降低，并隨著AGEs濃度的增加，細(xì)胞凋亡明顯增加。AGEs在CASCs中的部分作用是以劑量依賴性方式激活RAGE介導(dǎo)的。因此，抑制AGE-RAGE通路可能對(duì)AMI后干細(xì)胞移植治療具有保護(hù)作用。

5 AEGs與心肌缺血再灌注損傷

心肌缺血再灌注損傷(myocardial ischemia-reperfusion injury，MI/RI)是AMI患者進(jìn)行再灌注治療時(shí)不可避免的病理生理過程。MI/RI的主要機(jī)制可能與氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)有關(guān)[22]。Jensen等[23]研究發(fā)現(xiàn)，在暴露于缺氧和復(fù)氧后，小鼠心肌細(xì)胞RAGE與AGEs表達(dá)水平明顯增加，敲除RAGE基因后心肌細(xì)胞損傷減輕。此外，與假手術(shù)組相比，左前降支(LAD)暫時(shí)閉塞后小鼠心肌中RAGE表達(dá)增加，且RAGE表達(dá)量與心肌細(xì)胞凋亡呈正相關(guān)；而敲除RAGE基因的小鼠暴露于缺血再灌注(I/R)損傷后，MI面積明顯減小。研究表明，sRAGE在MI/RI 中發(fā)揮一定的心肌保護(hù)作用。Cao等[24]在小鼠MI/RI模型中發(fā)現(xiàn)，sRAGE通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)抑制暴露于I/R損傷的心肌細(xì)胞凋亡，逆轉(zhuǎn)MI/RI引起的心功能不全、炎癥反應(yīng)和心肌纖維化。Jiang等[25]在大鼠MI/RI模型中發(fā)現(xiàn)，sRAGE通過激活JAK2/STAT3信號(hào)通路，在體外和體內(nèi)均可防止I/R所誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡的發(fā)生。此外，研究表明泛素蛋白酶體系統(tǒng)(UPS)功能障礙與細(xì)胞凋亡密切相關(guān)。Guo等[26]在成年雄性小鼠冠脈LAD的I/R損傷模型中發(fā)現(xiàn)，sRAGE對(duì)I/R誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡的抑制作用與UPS活性增加以及STAT3激活介導(dǎo)的β1i和β5i表達(dá)升高有關(guān)。Dang等[27]在小鼠冠脈LAD的I/R損傷模型中發(fā)現(xiàn)，如果阻斷γ干擾素(IFN-γ)可抑制心臟I/R期間sRAGE誘導(dǎo)的β1i和β5i表達(dá)上調(diào)，進(jìn)而減弱sRAGE的保護(hù)作用。因此，sRAGE可能是一種通過激活UPS抑制心肌細(xì)胞凋亡而逆轉(zhuǎn)MI/RI不良預(yù)后的新型干預(yù)措施。

6 AGEs與心功能不全

AGEs通過與細(xì)胞膜蛋白相耦聯(lián)而改變其結(jié)構(gòu)或直接激活RAGE，影響下游原癌基因蛋白p21(ras)、細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)1/2、絲裂原活化蛋白激酶(MAPKs)、p38絲裂原活化蛋白激酶、應(yīng)激活化蛋白激酶(SAPK)、絲裂原活化蛋白(MAPKs)、磷酸肌醇3激酶(P13K)和Janus激酶(JAK)/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活子(STAT)等信號(hào)通路導(dǎo)致HF發(fā)生[28]。Deluyker等[29]將大鼠左室心肌細(xì)胞急性暴露于高分子量AGEs(HMW-AGEs)4 min后，心室肌細(xì)胞Ca2+內(nèi)流水平明顯減少，心肌細(xì)胞收縮水平顯著降低，從而發(fā)生不可逆的心肌細(xì)胞功能障礙。AGEs不僅參與HF的發(fā)生和發(fā)展，而且與HF的嚴(yán)重程度和預(yù)后呈正相關(guān)[30]。

AMI后患者循環(huán)AGEs及RAGE水平顯著升高可導(dǎo)致心肌細(xì)胞凋亡與心肌功能損害，增加HF的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。Raposeiras-Roubín等[31]對(duì)194例AMI患者進(jìn)行0.8～1.5年的隨訪發(fā)現(xiàn)，高血漿AGEs水平患者HF的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加5倍，且AGEs是AMI后發(fā)生HF的預(yù)測因子。在糖尿病患者中，AGEs與RAGE的結(jié)合誘導(dǎo)ROS形成并激活ERK1/2，進(jìn)而通過增加NF-kβ的表達(dá)導(dǎo)致心肌損傷而誘發(fā)心功能不全。此外，sRAGE血漿水平升高被認(rèn)為是一種反調(diào)節(jié)機(jī)制，其通過抑制AGEs與RAGE結(jié)合進(jìn)而保護(hù)心功能[15]。然而，AGEs及其受體在AMI后發(fā)生HF中的詳細(xì)機(jī)制尚未完全明確，仍需進(jìn)一步研究。

7 抗AGEs治療

AGEs在冠心病發(fā)生發(fā)展及心血管重塑中發(fā)揮著重要作用，因此，抗AGEs治療非常重要。氨基胍和OPB-9195通過清除活性羰基進(jìn)而抑制AGEs的產(chǎn)生和組織累積[32]。維生素B衍生物，如苯硫胺、硫胺素和吡哆胺等也具有AGEs抑制作用，從而改善糖尿病相關(guān)的AS及腎損害[33]。RAGE抑制劑類藥物如PF-04494700(或TTP488，Azeliragon)通過阻止配體(如CML、Aβ42、S100B和HMGB1等)與 RAGE 結(jié)合而在細(xì)胞外發(fā)揮作用并且其能夠穿過血腦屏障[34]。同時(shí)，F(xiàn)PS-ZM1能夠阻斷由Aβ42和BSA-AGE介導(dǎo)的RAGE信號(hào)傳導(dǎo)進(jìn)而在細(xì)胞外發(fā)揮RAGE抑制作用[35，36]，然而，在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮RAGE抑制作用的藥物目前研究尚少。阿司匹林可以清除游離羰基，并通過銅和其他過渡金屬的螯合作用來降低AGEs水平[32]。研究發(fā)現(xiàn)，部分降糖藥也具有抗AGEs作用。二甲雙胍和吡格列酮均能降低2型糖尿病患者的血漿AGEs水平；新型降糖藥SGLT-2抑制劑可以通過減少ROS的產(chǎn)生以及腎臟AGEs的清除從而降低糖尿病患者的AGEs水平[32]。腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS)抑制劑也可以抑制AGEs的產(chǎn)生，其中血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑(ACEI)和血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑(ARB)通過減少羥基和碳基中心自由基的形成及螯合參與AGEs形成的金屬離子來降低AGEs產(chǎn)生[32]。他汀類藥物通過減少脂質(zhì)氧化及ROS形成，降低尿液與血清中AGEs水平以及AS斑塊中AGEs的累積[37]；在動(dòng)物模型中，他汀類藥物還可降低RAGE的表達(dá)而發(fā)揮心血管保護(hù)作用[32]。目前，針對(duì)AGEs形成的糖基化藥理學(xué)抑制劑和AGEs受體阻斷劑以及作用于AGE-RAGE相關(guān)信號(hào)通路的抑制劑等具有特異性抗AGEs作用的藥物研究尚少，可能成為未來新的研究方向和熱點(diǎn)。

綜上所述，AGEs與CHD的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，這些可能的機(jī)制還需要在臨床實(shí)踐和基礎(chǔ)研究中進(jìn)一步證實(shí)和修正。此外，基于AGEs及其受體在CHD中所起的重要作用，研發(fā)以AGEs及其受體為靶點(diǎn)的CHD治療藥物，可能成為未來防治CHD的新方向。