ACE2-Ang(1-7)-Mas軸與慢性腎臟病的關系

王夢平，林云，劉建

(西南醫科大學附屬醫院，四川瀘州646000)

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ACE2-Ang(1-7)-Mas軸與慢性腎臟病的關系

王夢平，林云，劉建

(西南醫科大學附屬醫院，四川瀘州646000)

慢性腎臟病(CKD)的發生、發展與腎素-血管緊張素系統(RAS)的過度激活有關，而RAS主要通過血管緊張素轉換酶(ACE)-血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)-血管緊張素Ⅱ1型受體(AT1R)軸發揮生物學作用。近年研究發現，ACE2-Ang(1-7)-Mas軸具有拮抗ACE-AngⅡ-AT1R軸的作用，二者相互影響、交錯復雜，共同調節腎臟的結構和功能，參與腎臟病理生理過程。探索ACE2-Ang(1-7)-Mas軸的生物學功能有望為CKD的治療提供新的思路。

慢性腎臟疾病；血管緊張素轉換酶2；血管緊張素(1-7)；Mas受體

腎素-血管緊張素系統(RAS)過度激活是慢性腎臟病(CKD)發生、發展的重要因素。其中，血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)為RAS的主要生物活性肽，其病理生理作用由AngⅡ1型受體(AT1R)和AngⅡ2型受體(AT2R)介導。AngⅡ結合AT1R后，可導致腎小球硬化和腎間質纖維化，而AT2R介導的作用與AT1R相反。目前，RAS阻滯劑——血管緊張素轉換酶(ACE)抑制劑(ACEIs)、血管緊張素受體拮抗劑(ARBs)已用于臨床，并證實能延緩CKD的進展。近年研究發現，除經典RAS外，ACE2-Ang(1-7)-Mas軸亦參與CKD的發病過程，并與經典RAS軸及其成分相互作用，共同調節腎臟的結構和功能。本文結合文獻就ACE2-Ang(1-7)-Mas軸與CKD的關系進行綜述。

1 ACE2-Ang(1-7)-Mas軸成員的特征

1.1 ACE2 ACE2屬于鋅蛋白酶家族[1]，相對分子質量為120 kD，編碼基因位于人X染色體短臂，含有18個外顯子。ACE2在腎內動靜脈的內皮細胞和平滑肌細胞、近端腎小管上皮細胞高表達，在壁層上皮細胞中表達，在腎小球臟層上皮細胞、遠端小管和集合管上皮細胞低表達，而在系膜區和腎小球內皮細胞不表達[2]。ACE2由羧基端胞質結構域、包含鋅離子結合膜體的活性部位、跨膜結構域、氨基末端信號肽構成，與ACE有40%的氨基酸序列同源性，但它們具有不同的底物特異性[3]。ACE2只有一個活性位點，能水解AngⅡ生成Ang(1-7)，或水解AngⅠ生成Ang(1-9)，后者被ACE或其他中性肽鏈內切酶(NEP)水解，形成Ang(1-7)，從而調節體內AngⅡ和Ang(1-7)平衡。ACE2對AngⅡ的活性約是AngⅠ的約400倍，而且對ACEI不敏感。

1.2 Ang(1-7) Ang(1-7)是由天冬氨酸、精氨酸、纈氨酸、酪氨酸、異亮氨酸、組氨酸及脯氨酸組成的活性七肽，相對分子質量為899 kD。Ang(1-7)存在于血液循環中，亦可通過腎臟局部產生[4]，Ang(1-7)可通過ACE2或其他肽類[如脯氨酰-肽鏈內切酶(PEP)和脯氨酰-羧肽酶(PCP)]水解AngⅡ生成。ACE2也能水解AngⅠ生成Ang(1-9)，后者被ACE或其他NEP水解，形成Ang(1-7)。Ang(1-7)還可由一些肽鏈內切酶直接水解AngⅠ生成，包括腦啡肽酶、PEP和NEP[5]。此外，Ang(1-7)還可結合AT2R，但這種結合作用親和力很低[6]。近年研究發現，Ang(1-7)對D型Mas相關性G蛋白耦聯受體有微弱的激活作用，提示這種受體可能通過Ang(1-7)發揮作用[7]。

Ang(1-7)易被血漿中的蛋白水解酶水解，其半衰期為10～15 s。有研究發現，綿羊大腦皮層、孤立的腎小管和人近曲腎小管上皮細胞中的Ang(1-7)肽鏈內切酶能將Ang(1-7)水解為無活性的Ang(1-4)[8]。口服的Ang(1-7)在胃腸道中很快降解，無法進入血液循環。Sabharwal等[9]在Sgcd-/-小鼠飲用水中加入羥丙基-β-環糊精包被的Ang(1-7)后，發現其能恢復Sgcd-/-小鼠體內AngⅡ-AT1R軸與Ang(1-7)-Mas軸平衡、降低骨骼肌氧化應激和纖維化。但Frank等[10]發現，靜脈內應用環糊精可導致大鼠近端小管上皮細胞空泡樣改變、細胞崩解、無特定結構的礦化。此外，有研究利用脂質體包被Ang(1-7)和硫醚環化Ang(1-7)的給藥方式可增加大鼠Ang(1-7)的生物利用度。

1.3 Mas受體 Mas受體是一種G蛋白耦聯受體，含有7個跨膜結構域，具有很強的疏水性，其基因定位于6號染色體[11]。Mas受體與AT2R具有30%的氨基酸序列同源性，故二者具有一些相似的生理特性。Mas受體可在多種組織中表達，如心臟、腎臟、睪丸等[12]。有研究發現，小鼠腎臟中存在Mas mRNA，且絕大多數存在于腎皮質。有報道指出，腎臟入球小動脈、近端腎小管、髓袢升支粗段、集合管都有功能性Mas受體表達，并且當腎臟缺血時其表達水平升高[13]。Ang(1-7)與Mas受體結合后可抑制NADH氧化酶、蛋白激酶C(PKC)、TGF-β、絲裂原活化蛋白激酶、NF-κB表達，促進NO合成，同時Mas受體可與AT1R形成二聚體導致后者失活。通過上述作用發揮抗炎、抗纖維化、抑制細胞增殖、舒張血管等作用。

2 ACE2-Ang(1-7)-Mas軸與CKD的關系

2.1 與糖尿病腎病(DN)的關系 眾所周知，ACE-AngⅡ-AT1R軸過度激活是DN的發病機制之一。有研究發現，人重組血管緊張素轉換酶2(hrACE2)能降低血漿和腎皮質中AngⅡ水平，同時能升高血漿和腎皮質中Ang(1-7)水平，從而降低PKC和蛋白激酶β1濃度、促進NADPH氧化酶亞基的表達和活性正常化，最終改善糖尿病(DM)小鼠尿白蛋白排泄、腎小球肥大和系膜區基質沉積。Nadarajah等[14]研究發現，DM小鼠足細胞ACE2過表達可降低腎臟AngⅡ水平，降低AngⅡ介導的TGF-β生成，從而改善足細胞凋亡、足細胞蛋白丟失等。表明ACE2可調節體內AngⅡ和Ang(1-7)平衡，并通過其下游信號通路發揮腎臟保護作用。Mori等[15]研究發現，Ang(1-7)可抑制信號傳導與轉錄激活因子3(STAT3)表達，并恢復沉默信息調節因子2相關酶1表達，從而改善DM小鼠的腎臟炎癥、氧化應激和纖維化。Zhang等[16]研究發現，Ang(1-7)可減少NADPH氧化酶和PKC介導的腎臟氧化應激、TGF-β1/Smad3、內皮生長因子信號，從而改善DM腎損傷。Giani等[17]研究發現，連續泵入Ang(1-7)100 ng/(kg·min)14天，可改善ZDF大鼠蛋白尿、血肌酐、腎臟纖維化。但Shao等[18]研究發現，持續泵入Ang(1-7) 25 μg/(kg·h)6周，可增加腎內ACE mRNA表達、降低腎內ACE2 mRNA表達，同時增加腎內AT1R和TGF-β表達、降低腎內AT2R和Mas受體表達，提高尿蛋白和血肌酐水平。目前，多數研究表明，ACE2-Ang(1-7)-Mas軸可通過拮抗ACE-AngⅡ-AT1R軸，抑制PKC、NADPH氧化酶、TGF-β、STAT3，從而改善DN。但也有相反觀點認為其可加重糖尿病腎損害。研究結果的差異可能與動物類型和年齡、藥物作用時間和劑量、實驗測量工具有關，也可能因為Ang(1-7)有內源性和外源性之分，二者對腎臟產生的影響不用有關。ACE2-Ang(1-7)-Mas軸在DN中的作用仍有待進一步研究。

2.2 與高血壓腎損傷的關系 在高血壓腎損傷中，AngⅡ可介導NADPH氧化酶系統激活，產生大量活性氧，促進腎臟纖維化。Lo等[19]研究發現，hrACE2可升高自發性高血壓(SHR)大鼠血漿中AngⅡ水平、降低Ang(1-7)水平，并且抑制腎臟中AngⅡ介導的NADPH氧化酶系統激活，從而減少腎臟氧化應激。Giani等[20]研究發現，Ang(1-7)可降低SHR大鼠腎組織中TNF、IL-6和NF-κB水平，從而緩解nephrin丟失、蛋白尿和腎臟纖維化；還可改善SHR大鼠的平均動脈壓、尿量、蛋白尿增加和腎小球、腎內小動脈和腎內動脈損傷指數升高。上述研究結果提示，ACE2-Ang(1-7)-Mas軸可能對高血壓腎病有腎臟保護作用；ACE2-Ang(1-7)-Mas軸可通過拮抗ACE-AngⅡ-AT1R軸及其下游信號通路、促進NO合成發揮作用。

2.3 與梗阻性腎病(UUO)的關系 Liu等[21]在單側輸尿管UUO小鼠中發現，ACE2基因敲除可增加腎內AngⅡ水平，促進AngⅡ誘導的Smurf2依賴的腎內Smad7泛素降解，增強TGF-β/Smad和NF-κB信號，繼而促進腎臟炎癥和纖維化。Kim等[22]采用Ang(1-7) 24 μg/(kg·h)治療UUO大鼠，發現Ang(1-7)可抑制TGF-β1/Smad信號、恢復G2/M期細胞周期停滯，以及抑制AT1R表達，從而抑制腎臟纖維化和腎臟細胞凋亡。但有研究發現，持續泵入Ang(1-7) 6、24、62 μg/(kg·h)均可增加UUO小鼠腎臟a-SMA和TGF-β表達、增加NADPH氧化酶活性、腎小管細胞凋亡和腎間質巨噬細胞浸潤，其機制尚不完全清楚，但至少部分通過非Mas受體通路實現[23]。上述結果提示，ACE2-Ang(1-7)-Mas軸可影響UUO小鼠腎臟AngⅡ、AT1R水平和NADPH氧化酶、TGF-β/Smad和NF-κB信號，從而參與UUO間質炎癥反應和纖維化及小管凋亡過程，但其作用機制仍存在爭議，有待進一步研究證實。

2.4 與IgA腎病的關系 有研究表明，小兒IgA腎病系膜增生與腎小球ACE2表達增加有明顯相關性[24]。但腎小球ACE2表達增加也可能是小兒IgA腎病早期代償反應，該研究并未闡明ACE2是否促進或阻止小兒IgA腎病。Mizuiri等[25]研究發現，IgA腎病患者腎小球ACE表達增加，腎小管間質和腎小球ACE2表達降低，ACE和ACE2表達變化可能參與機體對腎臟損傷的應答反應。上述研究表明，ACE和ACE2都參與IgA腎病的疾病過程，二者可能分別發揮促進和抑制IgA腎病進展作用，但其具體機制仍有待進一步研究。

綜上所述，ACE2-Ang(1-7)-Mas軸可拮抗ACE-AngⅡ-AT1R軸，從而抑制腎臟炎癥、氧化應激、纖維化、足細胞凋亡等，二者相互影響、交錯復雜，共同調節腎臟的結構和功能，參與腎臟病理生理過程。ACE2-Ang(1-7)-Mas軸有望為CKD的治療提供新的靶點，但其具體作用機制尚有待于進一步研究。

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四川省教育廳科研計劃(14ZA0136)。

劉建(E-mail： 834300205@qq.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.40.038

R692

A

1002-266X(2016)40-0110-03

2016-05-22)