血管内皮的收缩和舒张因子研究进展

【关键词】  血管内皮

    关键词：血管内皮；收缩因子；舒张因子

　　血管内皮是分割血液和组织的屏障，通过内分泌、自分泌及旁分泌而产生多种生命活性物质，调节多种器官的功能。其中，对调控血管平滑肌收缩与舒张的因子又有新发现，本文对其研究新进展加以综述。

　　1 内皮分泌的收缩因子

　　1.1 内皮素（endothelin ET）                     

　　内皮素是从内皮细胞分离并纯化的一种迄今所知最强的缩血管物质［1］。ET为含有21个氨基酸的多肽，具有三种异构体：ET-1、ET-2、ET-3。人血管内皮细胞只生成ET-1，无ET-2与ET-3异构体；大鼠生成ET-3［2］。此外，血管平滑肌细胞也产生ET,具体机制及生物意义不详。ET-1来自ET前肽原，在内肽酶的作用下转化为大ET-1(Big ET-1)，再经ET 转化酶(ECE)作用生成ET。 ET-1的前体大ET-1从血管内皮细胞分泌后，可能在细胞间隙被ECE-1转化为ET-1，此种转化对ET-1具有特异性。ET与不同的受体结合产生不同的效应。ET受体分两类：一类是ETA受体，存在于血管平滑肌，收缩血管，ET-1对ETA受体的效应强；另一类是ETB受体，存在于血管内皮细胞，释放NO与PGI2而舒张血管［3］。

　　近来，开发了很多ET受体拮抗药，在动物模型中证明了其效果。如降低真性高血压的药物［4］，改善慢性心功能不全血流动力学的药物［5］。在各疾病模型中，应用ETA选择性拮抗药和ETA/ETB非选择性拮抗药，发现ET受体亚型存在脏器差异，也存在种属差异。通过开发去除内皮素基因位点的鼠（Knockout mouse-KO鼠）模型，明确了内皮素新的生理作用。ET-1和ETA受体基因的KO鼠心血管系统发育异常、下颚形成不全。故ET-1/ETA的是决定外胚叶、间叶组织产生、分化成的一定形态的因子［6］ 。ET-3和ETB受体基因的KO鼠由于缺乏色素细胞和肠管神经节而发生巨结肠症［7］，故ET-3/ETB对神经细胞的发生、分化是必要的［8］。在人的先天性巨结肠病家系中ETB受体基因变异［9］。进一步研究发现，先天性巨结肠病的鼠模型，ETB受体和ET-3的基因在S'和1s分别变异［7］。ETB受体的KO鼠在出生后早期（因巨结肠死亡之前），在肠管神经结，把特异性发现的多巴胺氢化酶转录增强子(DBH)连接于ETB基因，导入S'的鼠，则此鼠不出现细胞色素缺损和先天性巨结肠而正常发育［10］。此鼠虽然血压正常，但在高食盐饵饲育下可以产生显著的高血压［11］。

　　ECE是和中性肽链内切酶具有相同性质的膜结合性酶，其有两种同功酶（ECE -1、ECE -2）。ECE-1的KO鼠表示为心血管系统异常，下颚形成不全（ET-1/ETA系统）以及色素细胞缺失，巨结肠（ET-3/ ETB系统）的表现型［12］。即ECE-1控制大ET-1和大ET-3共同的转录修饰。ECE-2是需氧作用的酶，其生理作用不清楚。最近有学者制成了ECE-2的KO鼠模型，但未发现其表现型的异常［13］，可是ECE-1/ECE-2双重KO鼠的心血管系统异常（特别是房室瓣形成）比ECE-1的KO鼠显著［13］。因为ECE-2在胎儿心内膜垫发现的，推测在机体内也是通过ECE-2引起ET 转录修饰。

　　1.2 尾加压素II (Urotensin,UTII)                     

　　UTII最初是从鱼类的脊髓中发现的，具有生长抑素样环状结构，由12个氨基酸组成的血管收缩性多肽。后来分别从猪、兔、鼠及人分离到了UTII ［14］，不同种属UTII的C末端有共同的环状结构，但N末端种属差异很大。哺乳类动物的 UTII主要分布在神经系统延髓、脊髓前角。最近免疫组织学证明了在人或猴子的心血管系统也存在UTII。

　　最近，有学者报道［15］：UTII的受体是一种孤立的G蛋白藕联受体称为GPR14的特异性受体。GPR14是由389个氨基酸组成的反复7次贯穿膜的特定构造，和生长抑制素4型受体有41%的同源性。在人体组织中，包括心血管系统广泛发现了该受体的表达。

　　人的UTII在兔的胸主动脉血管收缩作用很强，但在其它血管（腹主动脉、股动脉、肾动脉）无效。故由于血管部位的差别，GPR14的含量也有差别。人的UTII对猴子动脉的血管收缩作用非常强烈，比ET-1强6~28倍［15］。UTII是迄今为止发现的最强的缩血管物质。可是，UTII高用量（300pmol/kg）给猴子静注，未出现血压升高，表现为末梢血管抵抗显著增加，心肌收缩机能低下，循环衰竭而死亡。因此引起猴子心肌收缩机能障碍及循环衰竭的物质不是血管紧张素AII和ET-1，而是UTII。有学者发现：当UTII的剂量小于30pmol/kg给兔子静注时，出现轻度的心输出量增加和末梢血管阻力下降，但血压变化不大；当剂量大于30pmol/kg时，心输出量减少，末梢血管阻力增加。因此，UTII对心脏及血管的作用是复杂的，高用量时的心肌缺血可引起心肌收缩力低下，循环衰竭。在循环系统疾病，特别是心肌缺血及心功不全时，UTII的病理生理作用是今后研究的重点。

　　最近，有学者报道［16］：在兔的心脏、胸主动脉及肺动脉发现了GPR14特异性受体的表达，主动脉的收缩作用（EC50：2.4nm）因持续地被冲失，很难判断。UTII的缩血管作用不能为各种受体的阻断剂所阻断，是直接作用于血管平滑肌而引起。UTII可使细胞内［Ca］i增加，其收缩作用可被Ca2+拮抗药阻滞。所以认为UTII的作用是动员细胞内Ca2+游离和细胞外Ca2+流入细胞内。

　　2 血管内皮舒张因子

　　2.1 一氧化氮（NO）                     

　　NO是以L-精氨酸为基质，通过三种NO合成酶（NOS）的作用生成。最近发现了内皮型NOS（eNOS）是与内皮产生的舒张因子（EDRF）-NO的生成有关的酶。eNOS主要在内皮合成。eNOS催化合成的NO具有如下作用：舒张血管，抑制血小板聚集及白细胞粘附，清除氧自由基，抑制血管平滑肌细胞游走、增殖等，主要是血管保护作用［17］。

　　eNOS通过脂质修饰连接于细胞膜的特殊小凹陷的部位。eNOS与膜小凹陷上的磷酸结合，其活性被抑制。乙酰胆碱及缓激肽等作用于内皮，使［Ca］i上升，钙结合蛋白（CaM）被活化。于是eNOS与凹陷磷酸解离，和CaM结合，开始被活化。［Ca］i下降，则eNOS与凹陷磷酸失去再结合活性［17］。最近，有报告通过胆固醇中的LDL，增加凹陷磷酸，使eNOS活性减少［18］。由高胆固醇血症引起内皮障碍可能与通过凹陷磷酸介导的eNOS低下有关。

　　人们发现通过剪切应力，雌激素、氧化LDL、TGF-β等作用，可使eNOS增加，称为向上调节。相反，通过缺氧、TNF-α可使eNOS减少，称为向下调节。此变化是在eNOS基因转录水平进行调节。有报道，雌激素与内皮的雌激素受体-α（ER-α）结合，通过eNOS基因启动子SP-1使转录活性亢进［19］。因此，闭经后女性激素补充疗法的抗动脉硬化作用机制是通过eNOS活化而保护内皮。在高胆固醇血症时，应用的HMG-COA还原酶能使eNOS亢进，此作用是使eNOS的mRNA稳定化［20］。因此，HMG-COA还原酶不仅具有使胆固醇降低的作用，也具有通过eNOS活化而保护血管内皮的作用。

　　eNOS基因与内皮依赖性扩张反应［21］ 、肺血管的收缩（致肺动脉高压）［22］、内膜障碍后的内膜新生等均有关。从而证明了由eNOS催化产生的NO，不仅与抑制血管收缩，而且与血管的改建有关［23］。eNOS催化产生的NO还具有心肌保护的作用［24］。eNOS催化产生的NO对于内皮细胞的游走、增殖、分化也有一定关系［25］。事实证明了由VEGF使eNOS活化，促进血管新生。最近，有人报道：在VEGF的eNOS活化信息传导是通过PI3激活酶/Akt通路及热休克蛋白（HSP）90介导的［26］。
在eNOS的KO鼠的血管，通过其它途径NO产生的血管依赖性扩张反应增强，cGMP产生也亢进［27］。血管内可溶性鸟苷酸激酶（sGC）的数量虽然没有变化，但活性亢进，所以，由于NO的基础分泌低下引起sGC的反应性亢进。

　　eNOS催化产生的NO有抗动脉硬化的作用［28］，其作用的一部分是由于降低了高血压而起作用的。这对预防动脉硬化过程中，降压治疗的重要性有一个重新认识。

　　2.2 内皮超极化因子                     

　　通过乙酰胆碱及缓激肽产生的血管内皮依赖性舒张的物质不仅有NO和前列腺素，还有一类总称为内皮超极化因子(EDHF)。EDHF可使血管平滑肌细胞膜产生超极化，使电压依存性Ca2+通道关闭，从而抑制Ca2+内流，引起的内皮性舒张反应。EDHF引起的超极化，可使钙激活K+通道开放，其机制不明。最近，已经明确了几种EDHF的候补物质。

　　（1）环氧花生烯酸（epoxyeicosatrienoic acid：EETs）：是细胞色素P450的代谢产物［29］。EDHF的产生可通过细胞色素P450阻滞药所抑制。并且EETs引起的血管扩张作用可被钙激活K+通道阻断剂所阻滞。14、15-EET及11、12-EET可使冠状动脉血管平滑肌钙激活K+通道开放次数增加。细胞色素P450产生EETs时有两种同功酶。一个是在猪的冠状动脉内皮发现的CYP2C8/34［30］，另一个是从人的冠状动脉内皮克隆了的CYP2J2［31］。EETs不仅有超极化作用，还具有抗炎作用。EETs和eNOS催化产生的NO是相同的。今后，EETs和NO与疾病的关系有待于证明。

　　（2）K+：最近有报道：K+也是EDHF的候补物质［32］。在豚鼠阻力血管，EDHF的作用可被Na+/K+・ATP酶阻断剂及内向K+通道阻滞剂阻断。仅通过细胞外K+浓度(［K+］0)的增加，也获得了和EDHF同样的作用。乙酰胆碱使内皮细胞超极化，细胞间隙的［K+］0增加，但可被钙激活K+通道阻断剂阻断。因此认为EDHF是K+。即通过内皮的敏感性K+通道及Na+/ K+・ATP酶介导而产生超极化和和血管扩张反应。但是，血管局部K+的变动对血压及血流动力学调节的重要性，有待于今后验证。

　　在血管内皮发现了多种收缩和舒张的调节因子。特别是用分子生物学的克隆方法分离了多种物质，通过KO及TG动物把基因整合插入而制成的预想的机能模型，对这些物质的研究都起到了很大作用，但其生理、药理及临床方面还有很多问题有待于解决。

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