维生素A在肺表面活性物质生成中的作用?

【关键词】  维生素A;肺表面;活性物质

新生儿呼吸窘迫综合征（NRDS）是新生儿常见病，多见于早产儿，是肺泡壁Ⅱ型上皮细胞合成和分泌肺表面活性物质（PS）不足所致。已知PS生成是肺成熟的关键环节，其表达受多种因素调控，如糖皮质激素、促甲状腺素释放激素等。近年来维生素A（VA）在PS生成中的作用日益受到关注。为防治NRDS，国外有关VA促进肺成熟及PS生成的研究已比较深入。

　　1  肺表面活性物质
    　　
　　肺泡壁Ⅱ型上皮细胞合成PS，储存于板层小体中，再分泌至肺泡，分布于气液界面，能降低肺泡表面张力，防止肺泡萎陷，保持肺泡扩张。PS为磷脂蛋白复合物，含有85%～90%磷脂，8%～10%蛋白质，5%中性脂肪及少量的无机盐。磷脂中卵磷脂（PC）含量最高，其中最重要的是二棕榈酰卵磷脂（DPPC），另外还有其他磷脂成份如磷脂酰甘油、磷脂酰乙醇胺等。蛋白质成份中2%为肺特有的非血清源性蛋白质即肺表面活性蛋白质（SP），分为SP?A、SP?B、SP?C和SP?D，它们是PS降低肺泡表面张力的必需物质。DPPC不能迅速从液体底层到表层，表层DPPC分子也不能很快形成单分子层，SP促进磷脂向液体表层分布并扩散。疏水性SP?B和SP?C功能最强，能独立发挥生理效应，与SP?C相比，SP?B的作用更强。亲水性的SP?A也有类似功能，但作用比SP?B和SP?C弱，主要参与PS代谢及免疫功能，目前尚未发现SP?D促进磷脂吸附的作用。

　　2  维生素A（视黄酸）及其受体
    　　
　　VA是体内一种重要的脂溶性维生素，在个体生长发育、器官形成和细胞（特别是上皮细胞）的分化与增殖方面起着重要作用，视黄酸（RA）是VA在体内生物活性最强的衍生物，RA作用于靶细胞核内的特异受体，RA受体根据其化学结构及结合配体的不同，可分为RA受体（RARs）以及视黄醇类物质X受体（RXRs），每一类都包括三种不同的亚型（α、β、γ）。与其他的核受体一样，RAR和RXR从其结构上均可以划分为从A～F 6个区域，其中最重要的是E区和C区，前者是一个疏水袋状结构，为配体结合区即RA、类固醇及甲状腺激素结合区，后者为DNA结合区，包含两个形成指状突起的螺旋结构，且每个螺旋结合一个锌离子，从而构成“锌指状”突，这种锌指状结构与靶基因的启动区DNA序列结合，形成“RA反应元件”（RAREs）调节基因的转录过程。在体内，RAR和RXR可发生二聚化，此二聚体可增加受体和RAREs的亲和力。RXR亚型之间、RXR与维生素D3受体（VDR）、甲状腺素受体（TR）等其他核受体之间也能形成二聚体。它们以DNA结合蛋白的二聚体形式与被称为增强子的短核序列结合，激活或抑制特异基因的转录。

　　3  维生素A（视黄酸）在肺表面活性物质生成中的作用
    　　
　　Haq等［1?3］研究发现，肺组织中存在RAR，在肺泡上皮细胞和成纤维细胞都有此类受体的表达。基因敲除RAR?α、RAR?β可以严重影响肺器官的发生，导致肺发育不成熟，这提示RA?RAR信号途径在肺发育成熟方面具有重要意义［4］。VA能促进肺泡Ⅱ型上皮细胞功能成熟，孕期VA缺乏，使PS生成减少，其中磷脂和蛋白质含量显著下降［5］，给予VA、RA处理后能够促进PS的生成［6?8］。

　　3.1  对疏水性蛋白质SP?B、SP?C的作用
    　　
　　RA对SP?B的作用比较肯定，能够促进SP?B mRNA的生成及量的增加［6，7，9?12］。目前，大多数研究均支持RA能够上调SP?B基因表达，具体通过RA?RAR轴这一信号途径直接作用于SP?B基因。SP?B基因的转录依靠5’端调节区的顺式作用元件，利用H441细胞株基因缺失突变的研究发现增强子定位在?500～?375碱基对［13］，缺失这段区域可以严重损害人SP?B(hSP?B)基因的转录活性［14］，并且发现该序列在人和鼠体内具有高度保守性［15］。最近的研究发现RAREs定位在该区内［16］，RA通过该效应元件来调节SP?B基因表达，该部位的缺失或变异均会致RA作用减弱或丧失。不久前对H441细胞株的研究发现［16］，RA促进hSP?B基因的表达并不是仅仅依靠RAREs，刺激SP?B基因转录具有甲状腺转录因子（TTF?1）依赖性，与TTF?1和hSP?B基因增强子的临近区域结合有关。哺乳动物共转染实验显示，TTF?1与RAR以协同的方式刺激SP?B的基因表达，另外刺激基因的表达还受招募共活化物的影响，由此提出一种模式，RAR/RXR、TTF?1和核受体共活化物在基因的增强区域共同形成一个增强体来调节基因的表达［16，17］。其次RA还可以通过增强mRNA的稳定性，减慢其降解速率来提高mRNA的水平［12］。但同时不排除RA可以通过影响其他物质的生成，依靠其他物质的介导来调节基因的表达。Schuger L等［18］在实验中就观察到间质－上皮细胞间的相互作用参与了RA的刺激作用，并且部分是通过影响表皮生长因子受体的表达来实现的。
    　　
　　对SP?C的作用方面，早期的研究显示人胎肺移植培养物给予RA处理后可以引起SP?C mRNA含量下降［7］，不同发育时期的鼠胎肺移植培养物给予RA处理后可以得到截然不同的结果［9，10］。后来Grummer MA等［19］报道RA在浓度10?6 M时可以提高MLE?12细胞株中SP?C mRNA水平，最高水平出现在RA处理24 h时。这些实验结果提示RA对SP?C的作用受不同培养体系、不同肺发育时期以及不同给予浓度的影响。另外有实验证明RA影响SP?C mRNA的生成是通过RA对基因的直接作用，没有通过其他物质的介导，同时RA还能够减慢SP?C mRNA的降解速率［19］。

　　3.2  对亲水性蛋白质SP?A、SP?D的作用
    　　
　　VA、RA对亲水性蛋白质的研究主要集中在SP?A上，对SP?D的研究尚未见报道。Chailley?Heu B等［5］观察到孕期轻度缺乏VA可以导致鼠胎肺内SP mRNA含量下降，SP?A、SP?B、SP?C mRNA水平分别降低46%、32%和28%，该实验发现SP?A对VA缺乏的效应较另外两种SP更明显。Bogue CF等［9］在实验中观察到晚期鼠胎肺（17 d或19 d）移植物培养，给予RA处理可以刺激三种SP mRNA的生成。但另有报道显示给予RA或VA处理后SP?A的生成并没有受影响［8，11，12］，体内或体外长期给予RA或早期鼠胎肺（13.5 d）移植物培养给予RA反而可以引起SP?A浓度下将［7，8，10］。对SP?A影响的不一致性可能与实验模式、给予剂量及作用时间的长短有关，考虑到肺泡上皮细胞的成熟及SP量的增加主要发生在妊娠晚期（孕第19 d至生后第1 d）［20］，过早给予VA处理［10］或大剂量长期干预［7，8］都有可能干扰蛋白质的生成，结合Bogue CF及Chailley?Heu B实验的观察结果，采用适中剂量和（或）在SP合成的适当时期给予VA干预可能会对SP?A生成具有促进作用。

　　3.3  对磷脂的作用
    　　
　　Chailley?Heu B等［5］在实验中观察到VA缺乏的鼠胎肺表面活性物质中，磷脂包括DPPC的贮存量与血浆视黄醇水平间存在较好的相关性，当血浆视黄醇水平低于一定浓度时，血浆视黄醇便成为PS中磷脂合成与贮存量增加的限速因子，视黄醇水平下降仅仅30%即可以显著影响PS的合成，说明VA在没有严重缺乏时就可以显著延迟肺的成熟及PS的合成。

    　　
　　动物体内实验显示，孕期缺乏VA可以降低鼠胎肺内棕榈酸视黄酯（VA在肺内的贮存形式）和PC的含量［5，21］。孕第16 d给予单剂量VA处理的母鼠，第19 d测定PS各种成分含量，总磷脂（TPL）和DPPC相对于对照组分别增加22%、29%，长期给予VA和RA处理也可以增加PC含量，RA还可以增加胆碱掺合到PC中的速率，即DPPC合成的速率［8］。体外实验显示，鼠胎肺移植物给予RA处理后，RA明显增加胆碱掺合到PC中的速率［21］。在离体培养的鼠胎肺泡Ⅱ型上皮细胞中，同样可以观察到RA促进胆碱掺合到PC中［22］。从VA缺乏的成年鼠肺分离和培养的肺泡Ⅱ型上皮细胞中也显示DPPC合成速率下降，加入RA可以增加其合成速率［23］。
  
　　为了阐明VA促进磷脂合成的机制，Chailley?Heu B等［5］在实验中对胞苷酰转移酶（CT），即PC合成主要途径胞苷二磷酸—胆碱通路中的关键酶进行了研究，并没有发现CT改变。考虑到在孕晚期胎肺发育过程中，表面磷脂的合成需要大量脂类前体物质的供应，脂肪酸合成酶（FAS）又是这些前体物质合成的限速酶，在表面磷脂合成中起着调节脂类前体物质供应量的重要作用，因此，在对FAS进行观察时发现VA缺乏的胎鼠FAS基因表达显著下降，说明VA一定程度上是通过FAS调节脂肪酸的供应量来影响磷脂的合成。

　　4  展望
    　　
　　利用VA促进肺成熟具有重要的临床应用前景，因为PS缺乏是导致NRDS的主要因素，VA缺乏又是三大微量营养素缺乏性疾病之一，特别是孕妇随着孕晚期对VA需求量的相对增加，极易导致VA缺乏［24］。目前临床上预防NRDS多采用产前给予地塞米松（Dex）来促进肺成熟，虽然能够降低NRDS的发病率，但不能从根本上解决PS不足的问题［25］，也存在一些副作用，如抑制新生儿体重增长、影响其免疫力和肺泡间隔的形成，使肺泡腔增大，减少肺泡表面积及降低肺功能等。
    　　
　　Massaro等［26］研究发现单用RA不但能使肺泡数量增加，与Dex合用还可以起到预防Dex对肺泡分隔形成及其成熟的抑制作用，另外RA和Dex联合应用还可以促进SP?B的生成［12］，这些都为今后防治NRDS提供了一条思路。希望通过VA（RA）在肺发育肺成熟临床方面的进一步研究，能为降低NRDS发病率、降低新生儿尤其是早产儿死亡率提供有效的防治措施。

【】
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