楊茜, 徐國(guó)彤, 張敬法

同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院眼科、同濟(jì)眼科研究所 1再生醫(yī)學(xué)科, 2藥理學(xué)教研室(上海 200092)； 3上海交通大學(xué)附屬第一人民醫(yī)院眼科、 國(guó)家眼部疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心、上海市眼底病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、上海眼視覺與光醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究中心、上海市眼科疾病精準(zhǔn)診療工程技術(shù)研究中心(上海 200080)

網(wǎng)狀蛋白(reticulum，RTN)是由一種廣泛存在于動(dòng)植物和酵母中的真核基因所編碼的蛋白質(zhì)，因其位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)且呈膜狀，因此被命名為網(wǎng)狀蛋白[1]。既往研究表明網(wǎng)狀蛋白家族4具有強(qiáng)烈的神經(jīng)軸突生長(zhǎng)抑制作用，故又稱為軸突生長(zhǎng)抑制因子(neurite outgrowth inhibitor，Nogo)。Nogo基因編碼3個(gè)主要的剪切變異體即Nogo-A、Nogo-B和Nogo-C。Nogo-A的研究較多，被認(rèn)為是成人中樞神經(jīng)系統(tǒng)再生和可塑性能力的重要負(fù)調(diào)節(jié)因子[2-3]；主要表達(dá)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)和骨骼肌中的Nogo-C由于缺乏人特異性抗體和探針，相關(guān)文獻(xiàn)較少[4]。而Nogo-B幾乎在所有組織中都能檢測(cè)到，與其特異性受體NgBR結(jié)合后或者單獨(dú)作用，涉及到多種生理病理過(guò)程[4]。當(dāng)前包括動(dòng)脈粥樣硬化、高血壓、癌癥及糖尿病并發(fā)癥在內(nèi)的血管相關(guān)性疾病，已成為人類致死的主要病因。隨著現(xiàn)代生活水平的不斷提高，該類疾病的發(fā)病率呈逐年上升趨勢(shì)，但治愈率較低，常年反復(fù)發(fā)作。致病機(jī)制涉及氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞增殖、凋亡等多個(gè)方面?？傮w來(lái)說(shuō)，Nogo-B在血管疾病中起不同作用但新的研究不多。本文就Nogo-B及NgBR在血管相關(guān)性疾病的研究進(jìn)展予以綜述，以期為治療血管性疾病乃至眼底疾病提供參考。

1 Nogo-B及NgBR概述

Nogo-B蛋白由373個(gè)氨基酸殘基組成，分子量約為37 kD，分Nogo-B1和Nogo-B2兩種亞型，Nogo-B2的外顯子在DNA水平上比Nogo-B1多58 bp，導(dǎo)致蛋白分子量大1.9 kD[5]。Nogo-B蛋白的羧基端末端與Nogo-A/C羧基端蛋白序列高度同源，并且都包含高度保守的網(wǎng)狀同源結(jié)構(gòu)域，其中跨膜區(qū)域之間有一個(gè)由66個(gè)氨基酸殘基(即Nogo-66)組成的指向胞外的環(huán)(loop)，可與Nogo受體亞基NgR結(jié)合，發(fā)揮相應(yīng)的生物學(xué)功能[6]。Nogo-B特異性受體稱為NgBR，它由297個(gè)氨基酸殘基組成[7]，參與刺激內(nèi)皮細(xì)胞趨化及形態(tài)的發(fā)生，并影響體內(nèi)血管生成的過(guò)程[8]。

2 Nogo-B、NgBR與血管性相關(guān)疾病

2.1 血管重塑、組織修復(fù) 血管相關(guān)性疾病涉及血管的多種生理和病理過(guò)程，其中血管形成和重塑需要內(nèi)皮細(xì)胞(endothelial cell, EC)和血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth muscle cell, VSMC)的協(xié)調(diào)發(fā)展[9-10]。Acevedo等[11]發(fā)現(xiàn)Nogo-B參與血管重塑，并在血管中高度富集，其功能區(qū)域的N端可以促進(jìn)EC的遷移而抑制VSMC的遷移。Nogo-A/B缺陷小鼠血管損傷后新生內(nèi)膜過(guò)度增殖，上調(diào)Nogo-B的表達(dá)可改善血管的異常擴(kuò)張。缺乏Nogo-B小鼠體內(nèi)巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)和炎癥基因表達(dá)下調(diào)，血管生成減少，骨髓來(lái)源巨噬細(xì)胞的擴(kuò)散和趨化作用減弱；過(guò)表達(dá)Nogo-B可恢復(fù)缺血后巨噬細(xì)胞功能，促進(jìn)缺血和創(chuàng)傷后血管形成及血流恢復(fù)[12]。

上述研究闡述了Nogo-B對(duì)血管重塑的作用功能，而NgBR也有相關(guān)報(bào)道。如NgBR敲除不僅消除了其配體刺激的內(nèi)皮細(xì)胞遷移，且減少了血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)刺激的Akt磷酸化和VEGF誘導(dǎo)的人臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞的趨化性和形態(tài)的發(fā)生，確定了Nogo-B及其受體在斑馬魚血管生成中的體內(nèi)功能作用[13]。內(nèi)皮細(xì)胞中NgBR的缺失可導(dǎo)致卵黃囊和胚胎固有的血管發(fā)育缺陷，胚胎致死率上升，關(guān)鍵蛋白(包括VEGF受體2、血管內(nèi)皮鈣黏蛋白和CD31)的糖基化缺陷，大大降低細(xì)胞增殖效率，促凋亡，說(shuō)明NgBR和蛋白糖基化在血管發(fā)育中的重要性[14]。

綜上所述，Nogo-B及NgBR對(duì)血管發(fā)育至關(guān)重要，可作為調(diào)節(jié)血管重塑、新生的潛在作用靶點(diǎn)。

2.2 心血管系統(tǒng)疾病 心血管疾病是世界范圍內(nèi)主要的高發(fā)和死亡疾病。動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成發(fā)展是其基本病理特征之一。動(dòng)脈粥樣硬化組織中Nogo-B的局部減少可能有助于斑塊形成和(或)不穩(wěn)定，從而引起動(dòng)脈管腔狹窄，而血漿Nogo-B的水平與臨床表現(xiàn)的動(dòng)脈粥樣硬化疾病無(wú)關(guān)[15]。

高血壓與內(nèi)皮細(xì)胞功能的失調(diào)相關(guān)，其中Nogo-B可通過(guò)抑制絲氨酸棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶來(lái)控制內(nèi)皮鞘氨醇1-磷酸(sphingosine-1-phosphate, S1P)，從而造成內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙，對(duì)血管緊張素Ⅱ敏感繼而導(dǎo)致高血壓[16]。Nogo-B下調(diào)還可以激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激途徑中的PERK/ATF4和ATF6分支，產(chǎn)生自噬流，造成心肌細(xì)胞肥大、成纖維細(xì)胞活化[17]。但也有研究發(fā)現(xiàn)全身內(nèi)皮細(xì)胞缺乏Nogo-B可以上調(diào)S1P來(lái)防止心臟肥大[18]，可能的原因包括Nogo-B敲低效率的不同或作用的通路不同所導(dǎo)致的差異。因此Nogo-B在高血壓和心肌細(xì)胞肥大中的具體作用機(jī)制有待更深入的研究。

Nogo-B通過(guò)影響內(nèi)皮細(xì)胞功能、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和自噬等因素而對(duì)心血管系統(tǒng)疾病產(chǎn)生影響。

2.3 腫瘤及癌癥 腫瘤的主要特征包括連續(xù)的新生血管形成和組織浸潤(rùn)侵襲。NgBR沉默能逆轉(zhuǎn)乳腺癌細(xì)胞的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)，抑制內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和成管功能，使腫瘤血管正?；瘡亩鴾p少癌細(xì)胞的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[19]。同理發(fā)現(xiàn)NgBR通過(guò)增強(qiáng)抑制上皮細(xì)胞蛋白標(biāo)記物E-鈣黏蛋白的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子Snail1的蛋白表達(dá)以及抑制Ras/MEK/ERK信號(hào)通路來(lái)實(shí)現(xiàn)非小細(xì)胞肺癌中癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和EMT[20]。NgBR在嬰兒血管瘤的增生期中高度表達(dá)，而敲低NgBR可降低Ras的活性，抑制免疫缺陷小鼠血管瘤干細(xì)胞的血管形成和脂肪細(xì)胞分化[21]。

Nogo-B在原發(fā)性人肝細(xì)胞癌中上升，下調(diào)Nogo-B可以降低IL-6/STAT3磷酸化及磷酸化STAT3的核累積，繼而延緩原發(fā)性人肝細(xì)胞癌的進(jìn)展[22]。Cai等[23]在此基礎(chǔ)上證實(shí)Nogo-B的表達(dá)水平與腫瘤血管密度成正相關(guān)，且通過(guò)與整合素αvβ3結(jié)合和激活粘著斑激酶(focal adhesion kinase, FAK)來(lái)調(diào)節(jié)腫瘤的血管生成。敲除Nogo-B改變微管動(dòng)力學(xué)，通過(guò)受損的鞘磷脂穩(wěn)態(tài)破壞Akt的膜定位，顯著抑制了癌細(xì)胞的增殖及形成腫瘤的能力，并且能夠提高癌細(xì)胞對(duì)化療藥物紫杉醇的敏感性，對(duì)預(yù)測(cè)如乳腺癌、肺癌和宮頸癌等患者的生存率具有臨床意義[24]。

以上研究提示阻斷Nogo-B和NgBR可抑制腫瘤血管生成和延緩癌細(xì)胞擴(kuò)散浸潤(rùn)，可成為治療腫瘤的潛在靶點(diǎn)。

2.4 肺動(dòng)脈高壓 肺動(dòng)脈高壓(pulmonary arterial hypertension, PAH)是臨床上一種難以治愈的疾病，其病理基礎(chǔ)是血管細(xì)胞的增殖引起肺動(dòng)脈血壓升高，繼而誘發(fā)右心衰竭，造成死亡。Teng等[25]報(bào)道Nogo-B/NgBR在宮內(nèi)肺動(dòng)脈高壓中是通過(guò)調(diào)節(jié)Akt/內(nèi)皮型一氧化氮合酶功能介導(dǎo)肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞血管生成反應(yīng)。據(jù)報(bào)道，Nogo-B及NgBR參與了發(fā)育中的肺的血管生長(zhǎng)，NgBR通過(guò)調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能和活性氧的形成來(lái)調(diào)節(jié)肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞的生長(zhǎng)，提示新生兒肺動(dòng)脈高壓中NgBR表達(dá)的降低會(huì)引起肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞增殖和氧化應(yīng)激的增加，從而導(dǎo)致肺損傷[26]。在低氧性肺動(dòng)脈高壓模型中發(fā)現(xiàn)，NgBR失調(diào)可通過(guò)線粒體相關(guān)膜的破壞來(lái)促進(jìn)缺氧性VSMC增殖，并增加pAkt/IP3R3的磷酸化，進(jìn)而導(dǎo)致線粒體功能障礙，提示NgBR對(duì)血管重塑和線粒體功能障礙相關(guān)疾病的治療具有潛在的影響[27]。近年來(lái)的這些研究提示Nogo-B/NgBR可能是治療PAH的靶點(diǎn)。

2.5 糖尿病血管性并發(fā)癥 糖尿病的一些并發(fā)癥也涉及血管損傷和新生的病理過(guò)程。在增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變患者眼組織和高糖處理的人視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞中Nogo-B高表達(dá)，而下調(diào)Nogo-B可減弱內(nèi)皮細(xì)胞遷移和成管作用。機(jī)制上，Nogo-B通過(guò)VEGF/PI3K/Akt通路促進(jìn)眼底新生血管生成[28]。在糖尿病腎病中，過(guò)表達(dá)循環(huán)血液內(nèi)的可溶性Nogo-B能夠減少異常血管的生成，保護(hù)腎小球毛細(xì)血管結(jié)構(gòu)，減輕蛋白滲漏，從而改善糖尿病腎病[29]。有研究發(fā)現(xiàn)，NgBR對(duì)糖尿病性勃起功能障礙(erectile dysfuction,ED)大鼠陰莖海綿體具有作用，沉默NgBR通過(guò)下調(diào)ICAM-1、SRC和PYK2可以為大鼠ED提供潛在的治療方法，使其成為糖尿病性ED的潛在治療選擇[30]。

2.6 眼科疾病 縱觀近十年的科研發(fā)現(xiàn)，Nogo-B與NgBR在眼相關(guān)血管性疾病和眼科中的具體機(jī)制作用鮮有研究。Wang等[31]報(bào)道Nogo-B是由視神經(jīng)通路中放射狀神經(jīng)膠質(zhì)所表達(dá)且可能在引導(dǎo)視覺通路決定性區(qū)域(包括視盤和視交叉)的軸突生長(zhǎng)中起重要作用。還有研究發(fā)現(xiàn)NgBR與催化性脫氫異丙基二磷酸合酶可以組裝成hcis-PT的異四聚體，一但發(fā)生突變就容易導(dǎo)致色素性視網(wǎng)膜炎[32]。NgBR的R290H位點(diǎn)突變通過(guò)影響蛋白質(zhì)糖基化、膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)障礙和多萜醇生物合成可導(dǎo)致表型為色素性視網(wǎng)膜炎黃斑病變[33]。

盡管上述的報(bào)道與血管疾病無(wú)關(guān)，但我們可以嘗試對(duì)包括眼底血管疾病在內(nèi)的未來(lái)眼病做出假設(shè)。如在新生血管性年齡相關(guān)性黃斑變性、繼發(fā)于新生血管的視網(wǎng)膜靜脈阻塞、糖尿病性視網(wǎng)膜病變、視網(wǎng)膜色素變性和脈絡(luò)膜新生血管形成中，Nogo-B/NgBR在胚胎發(fā)育期或疾病的發(fā)生、發(fā)展期通過(guò)多種途徑影響EC和VSMC的相關(guān)功能，或加重蛋白糖基化及合成障礙，促進(jìn)新生血管的形成，破壞血-視網(wǎng)膜屏障，并最終加重疾病的發(fā)生和發(fā)展。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，Nogo-B作為RTN4重要成員之一，同其受體參與了血管性相關(guān)疾病的發(fā)生、發(fā)展(圖1)?，F(xiàn)有的研究多數(shù)聚焦在幾種常見的大血管性疾病中，如冠心病、高血壓等，然而對(duì)于眼底血管性疾病等這種微小血管疾病的報(bào)道卻鮮見。究其原因可能是微小血管疾病的微環(huán)境更為復(fù)雜，體外模型難以模擬，涉及到的影響因素眾多，機(jī)制和分子調(diào)控通路尚不明確。

圖1 Nogo-B及NgBR在血管相關(guān)性疾病中的作用機(jī)制示意圖

總之，Nogo-B與其受體作為一把雙刃劍，在不同疾病中發(fā)揮了不同的作用，即在正常生理?xiàng)l件下Nogo-B/NgBR維系血管的發(fā)育，能夠促進(jìn)EC的遷移增殖卻抑制VSMC的遷移增殖，有助于新生血管生長(zhǎng)和修復(fù)缺血造成的組織損傷；但是在如癌癥等新生血管形成會(huì)加重病變發(fā)展的情況下，Nogo-B/NgBR的敲除反而能起到延緩病情的作用。因此，未來(lái)研究需要更精準(zhǔn)的調(diào)控Nogo-B及NgBR，以便為日后的診療提供新的思路和靶點(diǎn)。

利益相關(guān)聲明：所有作者均聲明不存在競(jìng)爭(zhēng)或個(gè)人利益沖突。

作者貢獻(xiàn)說(shuō)明：楊茜：文獻(xiàn)資料查找、整理，論文書寫與編輯。徐國(guó)彤：理論知識(shí)統(tǒng)籌指導(dǎo)，課題負(fù)責(zé)人，經(jīng)費(fèi)支持。張敬法：論文審閱修改，理論知識(shí)統(tǒng)籌指導(dǎo)，課題負(fù)責(zé)人。