康永安 楊榮軍 王慶海

1 三峽大學附屬第二人民醫(yī)院,湖北省宜昌市 443000； 2 宜昌市慢性心力衰竭防治臨床醫(yī)學研究中心

神經(jīng)調(diào)節(jié)蛋白-1(NRG-1)是表皮生長因子(EGF)配體家族的一員，由Neuregulin基因調(diào)控表達，是介導神經(jīng)、循環(huán)及內(nèi)分泌等系統(tǒng)間相互作用的信號蛋白。NRG-1與靶細胞表面受體相互結合，促使下游信號活化，從而誘導細胞分化、增殖及減少細胞凋亡。新的研究顯示，NRG-1對慢性心力衰竭(CHF)的治療有益，通過注射重組NRG-1提高了膿毒癥所致心力衰竭大鼠的存活率并防止了血流動力學紊亂。有關NRG-1在CHF中的診斷及治療已有相關研究，未來NRG-1有望成為心力衰竭診治的新靶點，本文現(xiàn)對NRG-1在CHF中發(fā)揮作用的新進展進行綜述。

1 NRG-1及其受體的結構與功能

1.1 NRG-1的結構與功能 NRG-1分子中包含一個高度保守的胞內(nèi)結構域(ICD)和一個表皮生長因子(EGF)樣的胞外結構域(ECD)，后者為NRG-1與酪氨酸激酶受體ErbB3和ErbB4結合所必需。NRG-1共有三種亞型(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)，所有亞型都含有相同的EGF結構域。其中，Ⅰ和Ⅱ型都是單程跨膜蛋白，被a-解聚素和金屬蛋白酶(ADAM)家族成員如ADAM17和ADAM19裂解為活性片段，進而參與旁分泌發(fā)揮作用。而Ⅲ型不參與旁分泌，它是2次跨膜蛋白，水解后產(chǎn)生一個跨膜N末端片段，主要存在于神經(jīng)突觸。同時，NRG-1中EGF結構域的可變剪切決定了該結構的α與β型變異，在大多數(shù)研究中，具有β型EGF樣結構域的NRG1比具有α型EGF樣結構域的NRG1效能高10～100倍。

1.2 ErbB 的結構與功能 ErbB是與NRG-1結合的細胞表面受體，屬于表皮生長因子受體家族，由胞外結構域、跨膜結構域、胞質(zhì)酪氨酸激酶結構域組成，已知有四種亞型：ErbB1、ErbB2、ErbB3和ErbB4。NRG-1主要與ErbB3或ErbB4受體結合，同時招募ErbB2共受體，且只有在與ErbB3或ErbB4結合后才與ErbB2相互作用。NRG-1與受體ErbB結合后形成同源二聚體，向下激活細胞內(nèi)信號級聯(lián)反應，最常見的包括磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)/絲、蘇氨酸激酶(Akt)/蛋白激酶B(PKB)，MRK/ERK1/2，Src/FAK三條信號通路。此外Ras/絲分裂原激活蛋白激酶(MAPK)通路也作為ErbB受體的下游分子激活的補充進而發(fā)揮作用，在心肌細胞中常與PI3K通路共同參與調(diào)節(jié)蛋白表達、信號肽等物質(zhì)的釋放。

2 NRG-1與心力衰竭

較早的臨床研究提示NRG-1與慢性心力衰竭具有相關性，899名心衰患者均觀察到不同程度的循環(huán)NRG-1水平增高，癥狀重的患者更為明顯[1-2]。針對CHF患者，血清NRG-1水平與病情程度、左室舒張末期內(nèi)徑成正相關，并由其下游信號通路對抗心室重構、心肌凋亡[3]。在糖尿病引起的射血分數(shù)保留型心衰中，單獨使用NRG-1或二甲雙胍都可以有效降低心室順應性，改善心臟舒張功能[4]。以上研究提示，NRG-1可能作為體內(nèi)對抗心衰發(fā)展的內(nèi)源性因子，在慢性心衰過程中代償性升高以滿足機體需要，未來作為心力衰竭的輔助診斷指標及治療手段前景廣闊。

3 NRG-1調(diào)節(jié)心力衰竭的機制

3.1 組織炎癥水平 CHF患者的免疫激活與疾病嚴重程度和預后相關。在使用重組神經(jīng)調(diào)節(jié)蛋白-1(rNRG-1)的患者中，單核細胞表面ErbB3受體與腫瘤壞死因子(TNF-α)mRNA表達呈負相關，并在隨后的體外實驗證實，ErbB信號的上游分子神經(jīng)膠質(zhì)生長因子2(GGF2)抑制了TNF-α產(chǎn)生，確定了NRG-1對于CHF患者單核細胞促炎癥激活中的保護作用[5]。Pascual-Gil S等[6]的研究顯示，對于心梗后心衰炎癥狀態(tài)，加用裝載NRG-1的微粒治療后，可觀察到巨噬細胞向再生表型極化，幫助心臟組織修復。慢性心力衰竭中有報道NRG-1減弱心肌巨噬細胞浸潤和細胞因子的表達[7]，其具體機制是NRG-1激活巨噬細胞中的ErbB4受體，通過PI3K/Akt下游的STAT3信號通路，從而減少炎性細胞因子的釋放。

3.2 氧化應激損傷 在心肌組織感染、缺血等因素影響下，毛細血管內(nèi)皮細胞氧化酶增多、線粒體功能障礙等因素都將導致細胞結構受到損傷。有學者使用rhNRG-1作用于缺氧心肌細胞模型來研究其對線粒體功能的效應，發(fā)現(xiàn)rhNRG-1預處理有效地緩解細胞凋亡并通過PI3K/Akt途徑激活下游內(nèi)皮型一氧化氮合成酶(eNOS)[8]，產(chǎn)生的NO通過抑制核轉錄因子NF-κB功能，減輕氧化應激損傷[9]，穩(wěn)定線粒體膜電位[8]，亦或是由PI3K/Akt途徑抑制線粒體通透性轉換孔(mPTP)的開放來應對氧化應激損害。使用NRG-1β治療心梗后心衰大鼠，可檢測到抗氧化酶(谷胱甘肽過氧化物酶)的表達增加[10]。細胞實驗顯示，用NRG-1預處理可以減輕過氧化物處理過的大鼠心肌細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激水平，這種效應能夠被PI3K抑制劑能消除，表明NRG-1/PI3K是抑制過氧化物異常升高所致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激的重要通路[11]。

3.3 細胞凋亡途徑 心肌細胞凋亡是CHF的發(fā)生發(fā)展中的主要形式。Bcl-2家族蛋白在細胞凋亡過程中起著重要的作用，多數(shù)研究中常常以二者的比值Bcl-2/Bax來表示組織凋亡趨勢的變化。通過rhNRG-1預處理可以有效上調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL的表達，保護線粒體膜電位，減輕心肌細胞凋亡[12]。Cai MX的研究顯示，經(jīng)過運動訓練的大鼠NRG-1表達上調(diào)，ErbB/PI3K/Akt信號激活，抑制了細胞凋亡和纖維化、促進心肌細胞的增殖，延緩了心室重構[13]。阿霉素作為廣泛使用的抗腫瘤藥物，能夠導致不可逆性心肌病，最終發(fā)展為心力衰竭。在安濤[14]的研究中，與阿霉素處理的大鼠相比，重組RNG-1預處理使得細胞色素C和凋亡相關因子caspase-3表達顯著下降，并觀察到Bax被磷酸化而失活的程度增加。

3.4 收縮與電傳導功能 縫隙連接是心肌細胞間電導的主要參與者，由相鄰細胞之間的連接蛋白(Connexin,Cx)鉚接的離子通道組成。在慢性心力衰竭中常可觀測到心肌細胞肥大與縫隙連接蛋白表達減少及定位錯誤。縫隙連接的減少或功能紊亂，將導致細胞水腫及惡性心律失常的發(fā)生。在Wang Z等[15]的研究中，觀察到NRG-1增加了胚胎干細胞中Cx40和Cx45的表達，可能潛在影響心肌電傳導性。

CHF還包括心肌功能受損、能量代謝不足所致的收縮力降低。鈣離子是心肌收縮的關鍵因素，主要儲存于肌漿網(wǎng)，由肌漿網(wǎng)膜上的Ca2+ATP酶2a(SERCA2a)及鈉鈣離子交換體1(Na+/Ca2+exchanger1，NCX1)釋放及回收。SERCA2a是一種Ca2+ATP酶，在心肌松弛期間，它將Ca2+從細胞的胞質(zhì)溶膠轉移到肌漿網(wǎng)的內(nèi)腔。NCX1是一種從細胞中去除Ca2+的反向轉運膜蛋白。這兩種蛋白質(zhì)的功能和活性變化直接影響心臟的收縮和舒張功能，心衰時SERCA2a功能的抑制和NCX1的活動增強都將導致心肌收縮力的減少。Wang X等[16]的研究發(fā)現(xiàn)，NRG-1β部分增加了心力衰竭大鼠L型電壓依賴性Ca2+通道α1C亞單位(Cav1.2)與肌漿網(wǎng)SERCA2a的表達水平，降低了NCX1表達，可減輕容量超負荷心衰模型的心功能惡化。

4 治療研究

4.1 西藥治療進展 早期研究使用重組NRG-1治療心衰也被證明其有效性，患者每天連續(xù)rhNRG-1靜脈內(nèi)給藥，注射11d后，心輸出量增加約30%，后續(xù)12周隨訪發(fā)現(xiàn)左室射血分數(shù)增加了12%[17]。我國對于重組NRG-1治療心衰的研究開展較早，Ⅱ期臨床試驗得到了相同結論，使用rhNRG-1治療可長期逆轉心室重構。提高左室射血分數(shù)改善CHF患者心功能，并顯示潛在的抗心律失常作用[18]，目前Ⅲ期臨床實驗(ChiCTR-TRC-10000890)已經(jīng)于2019年完成，主要指標為全因死亡率，次要指標包括NT-proBNP、心功能(ECHO、QOL、NYHA、6MWT)、再入院率，相關結果暫未公布。另一項莫斯科國立醫(yī)科大學的研究正在進行中，主要觀察NRG-1在心衰患者血清代謝水平及相關炎癥指標變化(NCT 04391491)。

4.2 中藥治療進展 糖尿病心肌病是糖尿病患者的常見心血管并發(fā)癥，由于血糖異常增高所帶來的代謝紊亂引起的由多種炎癥介質(zhì)介導性心肌損害，最終引起心肌肥大和纖維化，早期表現(xiàn)為心臟舒縮功能不全，晚期則發(fā)生充血性心力衰竭。常曉等[19]研究顯示，黃芪多糖在降低糖尿病大鼠血糖的同時，能夠通過改變NRG-1水平抑制大鼠心肌細胞凋亡，減緩心肌細胞肥大。王玲等[20]有相同的發(fā)現(xiàn)，加用姜黃素能夠有效增加因高血糖導致心肌損害大鼠體內(nèi)的NRG-1水平，明顯阻止心肌纖維化的發(fā)展，并增大Bcl-2/Bax比值，減輕心肌細胞凋亡，以上變化可能是通過NRG-1/ErbB2通路最終降低纖維化因子TGF-β1的表達來實現(xiàn)的。

芪藶強心膠囊是中藥制劑中慢性心力衰竭的常用藥，研究發(fā)現(xiàn)，芪藶強心通過NRG-1/ErbB/PI3K/Akt/mTOR信號通路減弱大鼠心肌組織微血管中的缺氧誘導損傷，而NRG-1基因的敲除消除了這種保護作用[21]。針對缺血引起的心功能不全，人參皂苷可通過調(diào)控NRG-1下游信號通路降低心梗大鼠的心肌組織炎癥及纖維化程度,改善存活率[22]。

5 前景與展望

對于心血管的NRG-1研究已持續(xù)數(shù)十年，近年來新有中藥作用于該分子通路的報道，但相對于重組NRG-1或運動療法而言，中藥在NRG-1治療心衰方面還是些許保守，未來還有很大的研究空間。對于心衰的治療而言，除開心肌細胞自身功能異常，還有免疫因子、腎素血管緊張素系統(tǒng)、交感神經(jīng)系統(tǒng)激活等多途徑交相參與的結果，目前NRG-1對于腎素血管緊張素、免疫因子的影響的研究卻還十分少見。且現(xiàn)如今的NRG-1對心血管疾病的機制研究主要指向心肌梗死方面，對于慢性心衰這一嚴重影響患者生活質(zhì)量的疾病的相關研究還遠遠不夠。當然，對于NRG-1治療心力衰竭的研究尚未止步。目前有正在進行的隨機對照研究，也有已經(jīng)完成研究，數(shù)據(jù)尚未公開的大型隨機對照研究數(shù)十個，未來在NRG-1治療心衰的安全劑量，合理配伍尚有空白，中藥通過NRG-1治療心衰的臨床研究也大有可為?？傊琋RG-1參與抑制細胞凋亡、心肌纖維化并保護心肌細胞等一系列過程，有望成為心衰治療的新靶點。