腺苷A2B受體在心血管系統研究新進展

易 云，高 云

(南昌大學基礎醫學院生理學教研室，江西南昌 330006)

腺苷 (adenosine)是人體內的一種重要的生物活性物質，它可以在全身各處組織產生［1］。細胞內生成的腺苷可以通過跨膜轉運方式到達胞外與腺苷受體(adenosine receptor)結合發揮其生理作用。腺苷不僅是細胞修復和酶反應所需輔助因子的重要中間體，也是調節細胞代謝活動的重要調節因子，在細胞各項生理功能中起重要調節作用。根據腺苷與腺苷受體結合的能力的差異以及對腺苷環化酶的活性調控作用的不同，腺苷受體分為4個亞型:A1、A2A、A2B和 A3。A2B受體是4種腺苷受體中與腺苷親和力最低的一個受體，在某些病理狀態下(炎癥反應、缺血、缺氧等)腺苷高度聚集時才能被激活［2］。

近年來有大量研究表明腺苷A2B受體在血管舒張、內皮素釋放、炎癥因子生成、氧自由基釋放、血小板的聚集、血管新生、心肌缺血、心肌纖維化等方面有著重要作用，有可能成為心血管系統疾病治療的靶點。

1 腺苷A2B受體結構、表達及分布

1.1 腺苷A2B受體結構 腺苷是腺嘌呤核苷酸的前體和代謝產物［3］，在細胞氧化或應激時產生，在組織缺氧和炎癥時增加。研究表明腺苷A2B受體屬于G蛋白偶聯受體(G protein-coupled receptor，GPCR)，具有7個由高度保守的2 027個氨基酸殘基構成α-螺旋結構構成的疏水跨膜區段(transmembrane，TM)。

腺苷A2B受體和腺苷結合后，可以活化腺苷酸環化酶(AC)，使ATP脫磷酸為環磷酸腺苷cAMP，cAMP為重要的第二信使分子，可引發一系列相應的細胞功能反應。A2B受體活化后也可激活磷脂酶C(phosphlipase C，PLC)，產生另外兩個重要的第二信使分子:甘油二酯(diacylglycerol，DAG)和三磷酸肌醇［inositol(1，4，5)-trisphosphate，IP3］。IP3 和DG可分別調節胞質中的Ca2+濃度和蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)來始動細胞的功能。

正常生理狀態下，低濃度腺苷激活A2A受體，較高濃度腺苷才能激活A2B受體。因此我們認為只有當腺苷水平上升并超過生理水平或達到病理水平時A2B受體才被激活［4-7］。

1.2 腺苷A2B受體的分布 腺苷受體可以分布在體內各個組織，這一點經放射配體結合試驗、免疫組織化學及原位雜交等技術都可以證實［8］。A2B受體在體內普遍存在，如心血管系統、消化系統、泌尿系統等，而中樞神經系統(僅僅星形膠質細胞上有發現)及呼吸系統分布相對較少。在各種組織細胞中，有研究表明A2B受體在內皮細胞、心肌細胞、肥大細胞、巨噬細胞、中性粒細胞、樹突狀細胞等均有表達。

2 腺苷A2B受體和心血管系統

2.1 腺苷A2B受體和血管舒張 腺苷是機體ATP代謝中間產物，有研究發現腺苷有舒張血管，減慢房室傳導，降低竇房結的自律性等功能，從而引起血壓降低和心率減慢［9］。腺苷A2B受體與腺苷的親和力較低，主要分布在腦血管內皮細胞，具有較弱的舒血管作用。有報道腺苷和2-氯腺苷可先引起麻醉大鼠短暫且較弱的血壓升高，隨后相對持久而明顯的血壓降低，該升壓效應主要與腺苷A2B受體激活興奮頸動脈體化學感受器有關。但在少數動物頸動脈內注射腺苷的升壓效應，切除竇神經后并未完全消除，說明腺苷還可能直接進入神經中樞而發揮其升壓作用。腺苷的降壓效應可能是通過腺苷直接激活心臟和血管上的A2B受體，產生負性變力、變時、變傳導和血管舒張等作用，導致心率減慢，心輸出量減少和外周阻力降低所致。

血管內皮是覆蓋血管內腔的一層細胞，是血液和血管及其周圍組織之間的一道重要屏障，作為運輸機構，它的首要機能是搬運血中物質到周圍組織去，最近研究發現內皮細胞具有調節血管舒縮的功能，尤其在心肌再灌注期間，A2B受體主要參與血管舒張和腺苷的心肌保護作用［10］。

血管內皮衍生性舒張因子NO是心血管系統最重要的調節因子之一。NO在不同類型的細胞內合成，在血管緊張度、神經傳遞和免疫調節中均擔負著重要的功能。內皮型一氧化氮合酶(eNOS)于1991年由For-stermann和Pollock在內皮細胞中首次發現，eNOS主要分布于內皮細胞和心肌細胞［11］。研究表明，eNOS可以引起腺苷A2B受體參與介導的血管舒張，并且這種效應可以用腺苷A2B受體阻滯劑阻斷，而不能用A2A和A3受體阻斷劑。El-Gowelli等［12］通過研究發現抑制NOS活性能夠消除腺苷A2B受體的血管舒張作用，NOS活性激活增強血管舒張作用，表明腺苷A2B受體的血管舒張作用是由eNOS/NO信號通路介導。Olanrewaju等［13］研究也發現血管內皮細胞腺苷A2B受體信號轉導機制是通過NO和CGMP信號通路實現的，使用腺苷A2B受體激動劑(NECA)可以增強NO和CGMP的合成，增強血管舒張作用。

2.2 腺苷A2B受體和心血管系統活性物質釋放 在心血管系統中，血管內皮細胞起著關鍵的作用，它不僅僅是一層分隔血管內外的屏障，而且是一個有著調節血管功能作用的重要器官。內皮細胞除了生成如上所述影響血管舒張的NO外，還可以通過生成炎性趨化因子、細胞因子和細胞表面黏附分子等促進白細胞遷移完成免疫反應。炎癥、創傷等應激性損傷刺激激活內皮細胞，增加血管通透性和在內皮細胞表面表達的黏附分子，促進水腫和白細胞的附著和滲出，引發炎癥級聯反應。此外，內皮細胞在血管新生進程中起著重要作用，包括血管擴張、復原和結構重塑。

腺苷A2B受體可參與調節血管炎癥反應。在炎癥、缺氧、腫瘤、創傷等應激性損傷下，細胞外腺苷水平明顯升高，通過接合并活化表達在各種細胞表面的4種G蛋白偶聯受體(A1、A2A、A2B和A3)發揮免疫調節的作用。有研究表明在炎癥因子TNF-α刺激下，A2B受體的表達會出現增加［14］，Figler等［15］用A2B受體敲除小鼠進行研究都證實A2B受體的激活會導致炎癥因子IL-6釋放增強，而Eckle等［16］發現A2B受體基因敲除小鼠的黏附分子如ICAM-1和E選擇素的表達出現升高，引起缺氧條件下白細胞滲出和黏附的增多，破壞血管內皮細胞屏障功能，引起液體丟失和水腫［16］。

腺苷A2B受體參與調節血管氧自由基(oxygen-derived free radicals，OFR)。OFR攻擊的主要目標是血管內皮細胞，可以影響內皮細胞各項重要生理功能。近年來發現OFR的心血管作用廣泛，動脈粥樣硬化與OFR有關，OFR增多或抗氧化劑減弱參與高血壓的形成與發展［17］;OFR可加劇心肌細胞凋亡活動，使功能心肌細胞數目減少，引起心臟重塑［18］;近年來研究發現腺苷A2B受體參與調節氧自由基，Broad等［19］研究發現腺苷 A2B受體能激活腺苷酸環化酶(AC)，來抑制活性氧代謝產物。

腺苷A2B受體是血小板聚集抑制的重要調節分子。cAMP是一種強有力的血小板聚集抑制劑。大量的研究證實血小板介導的炎癥過程在冠心病尤其是急性冠狀動脈綜合癥(ACS)的發生發展中起著至關重要的作用［20］，抗血小板藥物(如阿司匹林、氯吡格雷、阿昔單抗等)已經成為防治冠心病(包括ACS)最重要的藥物［21］。腺苷主要來源于血管內皮細胞代謝產物，也可以由細胞表面外生酶激活產生，通過與腺苷A2A和A2B受體結合，激活內源性cAMP，抑制血小板激活［22］。在不穩定的心血管綜合征的發展過程中，血小板活化是動脈粥樣硬化的重要組成部分，發揮著核心作用。Yang等［23］研究發現在炎癥、創傷條件下，腺苷A2B受體抑制血小板聚集能力增強。

2.3 腺苷A2B受體和血管新生 在缺血心肌已有的血管床上，促進內皮細胞發芽長出新枝，形成血管網是近幾年的研究熱點。正常生理狀態下，機體內的血管一經生成即保持高度的穩定性，然后受到具有正負向調節性質的活性因子如促血管生長因子和抑血管生長因子的共同調控，使血管的生長與退縮維持在動態平衡狀態。大量研究發現，當組織創傷、缺氧、腫瘤生長時，腺苷A2B受體與腺苷結合可激活促血管生長因子，啟動血管新生［24］。目前研究證實血管內皮細胞生長因子(VEGF)、成纖維細胞生長因子(FGF)、血小板源性生長因子(PDGF)、表皮生長因子(EGF)、轉化生長因子(TGF)等都是重要的促血管生長因子，其中bFGF和VEGF是最強有力的促血管新生因子，在體和離體實驗中均顯示其對血管生成的各個階段都發揮作用。Feoktistov等［25］研究發現低氧能夠促進腺苷A2B受體激活，激活VEGF，通過降低缺氧誘導因子(HIF-1)的反應性，促進血管新生。Feoktistov等［26］研究也發現通過肥大細胞的血管生成因子表達和旁分泌機制，腺苷A2B和A3受體具有協同作用共同促進血管的生成。Gu等［27］的研究顯示抑制腺苷激酶時可增加腺苷濃度，可增加心肌成肌細胞生成和VEGF表達。Marshall等［28］對鼠骨骼肌的研究表明，腺苷可促進 VEGF表達。Fischer等［29］的研究指出，腺苷可促進豬腦微血管內皮細胞VEGF的表達和穩定性，可能是通過A1和A2B受體介導的。王艷等［30］的研究顯示HUVEC在未用腺苷干預的狀態下，VEGF蛋白的表達水平是較低的，但當加入一定濃度的腺苷后，可明顯促進 VEGF的表達。王艷等［31］的研究顯示一定濃度的腺苷對HUVEC合成和分泌bFGF蛋白有促進作用，能產生促進HUVEC增殖的效應。

2.4 腺苷A2B受體與心肌纖維化 腺苷A2B受體在體內分布廣泛，可分布于內皮細胞、中性粒細胞、淋巴細胞、肥大細胞及心肌成纖維細胞，但其與腺苷的結合力較弱［32］，有報道心肌梗死(MI)后激活腺苷A2B受體可以減輕非梗死區心肌的纖維化并有利于心肌功能的恢復。慢性心力衰竭是MI的主要并發癥，其中MI后的心肌重構(即室腔擴大、纖維化、心肌肥厚)是慢性心力衰竭主要誘因。Wakeno等［33］發現，MI后連續1周給予腺苷類似物(2-chroloadenosine)治療，MI動物在血流動力學及超聲心動圖參數方面均有明顯改善，說明腺苷在心肌壞死后能發揮心臟保護功能。通過對MI動物應用選擇性腺苷抑制劑潘生丁(dipyridamole)證明腺苷A2B受體的激活可發揮抑制心肌纖維化的作用。作用機制可能和腺苷A2B受體抑制膠原生成、成纖維細胞的有絲分裂有關［33］。但是腺苷A2B受體介導的抑制心肌纖維化的信號機制尚不是很清楚。

2.5 腺苷A2B受體與心肌缺血 腺苷是一種內源性嘌呤核苷酸［3］，在細胞外，作為一種信號轉導分子［34］。臨床應用中，腺苷A2B受體是最不敏感的腺苷受體，這是由其組織適應缺氧和缺血條件所決定的。低氧和缺血是相互依存的，發現腺苷能夠降低由缺氧引起的炎癥反應和提升組織適應低氧的能力。在低氧和缺血期間，細胞外腺苷主要來源于ATP和ADP代謝產物。細胞內的ATP濃度非常高，細胞外的腺苷釋放主要與細胞的損傷有關，主要發生在心肌細胞、內皮細胞、血小板或是炎癥細胞［35］。心肌缺血與組織缺氧具有明確的因果關系，在基因水平，研究發現腺苷A2B受體可以增加碳水化合物的氧利用度來減弱心肌缺血引起的心肌梗死。對于腺苷A2B受體的作用在學術界存在著不同的說法。有研究發現，在心肌梗死后心室重構，腺苷A2B受體信號通路是有害的，而其他的一些研究發現腺苷A2B受體激動劑具有心臟保護的作用。最有可能產生這些差異性說法的是由于治療時機、不同的模型系統導致的。在基因敲除小鼠，我們發現腺苷A2BR-/-特別容易產生心肌缺血［36］。

3 總結和展望

腺苷是一種內源性嘌呤核苷酸，由正常細胞代謝釋放，在炎癥和組織損傷時大量ATP降解，腺苷局部濃度增高與相應的受體結合，對血管形成、免疫調節、腫瘤生長有很大的影響。相信通過對腺苷A2B受體在心血管系統的深入研究能進一步揭示其對血管舒張、炎癥因子生成、氧自由基釋放、血小板的聚集、血管新生、心肌缺血、心肌纖維化等方面的重要作用，隨著機制研究的清晰，在將來腺苷A2B受體有可能成為心血管系統疾病治療的新的作用靶點。

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