三重基序蛋白家族與心血管疾病相關性的研究進展＊

劉又斌，李晉平，張 鵬，劉宗軍

三重基序蛋白 （Tripartite motif－containing protein，TRIM）家族成員具有典型的RBCC結構域，即從N端到C端的結構依次是鋅指結構域（RING finger）、1 個或 2 個 B－box、1 個卷曲螺旋 （Coiledcoil）結構域。TRIM家族有80多個成員，其中少部分集聚分布在6號和11號染色體上。大量研究表明，TRIM蛋白家族成員具有E3泛素連接酶、抑制基因復制及轉錄等作用，參與細胞周期調控［1］、細胞分化、腫瘤形成［2］、先天免疫應答［3］等重要的生命過程，其中部分TRIM家族成員與心臟及血管疾病的發生發展相關。該文對TRIM家族在心臟及血管中的研究進行簡要綜述。

1 TRIM家族與冠狀動脈粥樣硬化性心臟病

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（coronary atherosclerotic heart disease，CHD）的發病率增高，目前已成為威脅人類健康的主要疾病之一，不健康的生活方式和飲食習慣可能是其主要的病因，其中心肌梗死及慢性冠狀動脈閉塞是其最嚴重的并發癥。心臟成纖維細胞占心臟非心肌細胞的2/3，在生理和病理過程中都有多種功能［4］。已有文獻表明，長期慢性缺血刺激導致心肌纖維化和心肌梗死后心肌重構過程中，心肌纖維細胞增殖和遷移在心功能不良和心力衰竭中起重要作用［5，6］。

冠狀動脈血管閉塞情況下，心肌細胞因缺血缺氧死亡是影響急性心肌梗死（AMI）預后的重要原因之一。轉化生長因子β1（TGF－β1）與組織纖維化的發生關系密切，尤其是在心臟重塑機制中起至關重要的作用［9］。 TGF－β1可促進膠原基因表達和心肌成纖維細胞的轉化，進而導致心肌細胞外基質合成、沉積增加，最終導致心肌纖維化（MF）［10，11］。近來幾項研究發現 Mitsugumin 53（MG53，亦稱TRIM72）特異性表達于骨骼肌和心肌細胞中，在細胞膜的損傷修復過程中起到重要的作用［7，8］。趙健全等［12］在小鼠研究中首次發現，心肌纖維細胞中TRIM 72蛋白降低，下調TGF－β1/Smads信號通路，抑制心肌纖維細胞增殖與遷移，從而抑制心肌纖維化。此外，TRIM 72通過激活 PI3K－Akt－GSK3β 和 ERK1/2細胞存活信號通路參與細胞缺血預處理和后調節，從而減少缺血再灌注誘導的損傷［13］。TRIM72可通過調節細胞存活信號通路如RISK信號通路和SAFE信號通路過程保護心臟［14，15］。在大鼠梗死的心肌組織研究中發現，TRIM72蛋白量明顯下降，細微顆粒（PM2.5）則能進一步降低心肌細胞中TRIM72蛋白含量［16］，從而影響TRIM72參與的受損心肌細胞修復過程。此外Ham等研究發現，在TRIM72過表達的轉基因鼠的心臟中，調節Akt－mTOR信號通路和ET－1－ERK－RSK信號通路，調控心臟發育和心肌細胞的改變，但具體機制還需進一步研究［17］。

2 TRIM家族與心肌病

肥厚型心肌病 （hypertrophic cardiomyopathy，HCM）是以心肌肥厚，室間隔不對稱性肥厚為特征的常染色體顯性遺傳性心肌病。肥厚型心肌病研究發現肌間纖維線粒體（Slc25a3）合成顯著減少，ATP合成也顯著減少，隨著線粒體蛋白組學異常，可致心臟功能失調［18］。Dnajb6是HSP40家族成員之一，能夠與活化T細胞核因子 （nuclear factor of activated T cells，NFAT c3）相互作用，阻斷鈣調磷酸酶（Ca N）－NFAT c3信號通路誘導的心肌肥厚，并且能夠顯著抑制NFAT－Luc、ANF－Luc等熒光活性。姚力群等［19］研究發現，TRIM 45基因在成人骨骼肌和心臟組織中表達較強，TRIM 45蛋白能夠明顯抑制NFAT－Luc、ANF－Luc等熒光活性，酵母雙雜交試驗結果顯示，TRIM 45蛋白能夠與Dnajb6蛋白、Slc25a3蛋白形成復合物并發生作用，共同抑制心肌肥大。

TRIM32基因位于染色體9q33.1，編碼一個由653個氨基酸殘基構成的蛋白質，在成人組織中廣泛表達，尤其是心和腦中表達水平更高［20］。TRIM32已經證實參與多種底物泛素化，包括 c－myc［21］，PIASy［22］，Abi－a［23］等，并參與多種病理過程，包括癌癥［23］和肌營養不良癥（LGMD2H）［20，24］。 TRIM32 廣泛涉及細胞生理過程，包括細胞生長、增殖、凋亡、蛋白降解、先天免疫應答等［3］。此外，研究證實TRIM32參與肌組織細胞中肌球蛋白和結蛋白的泛素化，抑制肌組織的過度生長，特別是骨骼肌［25］。然而骨骼肌與心肌細胞在結構和功能上相近，推測TRIM32在心肌細胞中也有相同的作用。陳立娟等［26］在擴張型心肌病（dilated cardiomyopathy，DCM）患者心肌組織中首次發現TRIM32表達下降。TRIM32表達下降能夠引起心室重構和心肌肥大，而TRIM32表達增高則相反；進一步研究發現TRIM32可阻斷Akt磷酸化，下調PI3K/Akt信號通路，抑制心肌肥厚，心肌纖維化及心臟衰竭。PI3K/Akt信號通路被認為是細胞內最重要的生存通路，能調節細胞凋亡過程，抑制細胞凋亡。張可璇等［27］的實驗研究發現，PI3K/Akt信號通路能增加硫化氫（H2S）處理大鼠心肌缺血后心肌細胞中線粒體tCx43和pCx43的表達，減輕離體大鼠I/R損傷，保護心肌細胞。研究結果可確定TRIM32為病理性心肌肥大的一種負調節因子，主要通過PI3K/Akt信號通路發揮抑制作用。Ichimura 等［28］研究表明，14－3－3σ 蛋白可通過抑制自動泛素化和下調蛋白酶體活性保持TRIM32蛋白穩定性。由此可推測，DCM心肌細胞中14－3－3σ蛋白降低，導致TRIM32蛋白穩定下降，引起Akt磷酸化增強，刺激心肌細胞纖維化、增殖等過程，從而引起心臟肥大、心室擴張及功能障礙，最后導致心臟衰竭。

3 TRIM家族與心律失常

心律失常是心臟病中一種常見的疾病，其中完全房室傳導阻滯（CAVB）是一種嚴重的緩慢性心律失常，患者可出現心悸、暈厥、阿斯綜合征甚至猝死。Ro蛋白包含抗體識別表位，根據其分子量主要有Ro60和Ro52兩種，其中Ro52蛋白由475個氨基酸殘基組成，屬TRIM蛋白家族成員，故又名為TRIM 21蛋白［29］。研究發現抗SSA/Ro52抗體可導致房室結發育異常，發生傳導阻滯，認為其是致病的重要原因［30，31］。Ambrosi等研究發現，SSA/Ro52 抗原第200～239位氨基酸表位（包含完整的亮氨酸拉鏈結構）自身抗體與先天性房室傳導阻滯相關［32］。

新生兒或胎兒中由SSA/Ro抗體引起的先天性心臟傳導阻滯（CHB）是一種被動獲得性自身免疫性疾病，由母體抗體經過胎盤傳遞，主要表現為持久性、完全性的房室傳導阻滯。臨床研究調查表明，在SSA/Ro抗體陽性母親所生新生兒中，約有2%的新生兒出現先天性房室傳導阻滯，并且患者出生后3年內病死率高達20%，67%的存活患者需要通過安裝心臟起搏器，降低猝死風險［33］。鈣離子是維持心臟正常節律及興奮—收縮偶聯的關鍵離子，其中細胞膜電壓敏感性L型鈣通道激活后，少量鈣離子（Ca2+）進入胞質，激活肌漿網上的RyR2通道，引起Ca2+大量內流觸發細胞收縮。CHB的小鼠模型研究中發現，SSA/Ro抗體可以抑制心肌細胞L型鈣離子通道（LTCC）的表達，導致 Ca2+內流減少、Ca2+調節功能的紊亂和細胞死亡，從而影響心臟傳導及電生理活動［34］。同時研究也發現，Cav1.2和Cav1.3亞基表達增高，能上調LTCC避免傳導阻滯的發生。在系統性紅斑狼瘡（SLE）患者中發現，SSA/Ro抗體陽性在一定程度上具有QTc間期延長風險，目前研究機制尚未明確［35］。

惡性室性心律失常（MVA）是AMI患者最常見的并發癥之一［36］，也是AMI患者急性期病死的主要原因之一。藥物溶栓治療或PCI術進行再灌注時，可以引起大量氧自由基釋放，心肌細胞損傷、細胞膜穩定性降低，細胞內鈣離子超負荷，易形成MVA。缺血預適應（IPC）條件下，心肌細胞TRIM72水平增加［37］，而蔣鑫等［38］研究發現，TRIM72 預處理大鼠缺血心肌，能明顯降低缺血再灌注所引起的室性心動過速（VT）和室顫（VF）發生率，縮短 VT和VF的持續時間，由此可以間接證實，TRIM72在改善再灌注心律失常中發揮重要作用，可以作為預防MVA重要的治療靶點。

4 TRIM家族與高血壓

高血壓是最常見的慢性病，也是心腦血管病最主要的危險因素，其中腦卒中、心肌梗死、心力衰竭和腎功能衰竭等是主要并發癥。動物實驗和臨床尸解表明高血壓誘導的心血管重構過程中有心肌細胞凋亡現象［39，40］，主要靶器官（心、腦、腎等）中存在細胞凋亡，高血壓后期細胞凋亡可能參與心肌肥厚和心力衰竭等疾病的發病過程［41］。自發性高血壓大鼠（SHR）模型的建立，有利于發現新的候選致病基因及其突變，對于明確高血壓發病機制、發現高血壓防治新靶點等方面均具有重要意義［42］。孫勝等［43］在高血壓SHR模型中提取心肌細胞蛋白，通過質譜分析獲得：肌酸激酶（CK）表達下降，葡萄糖調節蛋白 58（GRP58）、三重基序蛋白 50（TRIM50）、丙酮酸脫氫酶E1α、刺激轉錄因子50（FHL）等五種心肌組織蛋白質較正常組大鼠上調。高文祥等［44］對大鼠慢性低氧預處理研究中發現，骨骼肌細胞線粒體中F1－ATP 酶、電壓依賴性陰離子通道（VDAC）、羥酰輔酶A脫氫酶（HOAD）、TRIM50等表達變化明顯。TRIM50蛋白是TRIM家族成員之一，同樣具有E3泛素連接酶樣活性和調節DNA甲基化基因表達的功能，推測TRIM50表達上調可能參與高血壓發生發展過程中心肌細胞生長、凋亡等過程。

綜上所述可知，通過基因組學研究發現，人類基因組中三重基序蛋白（TRIM家族）成員有80多個，無脊椎動物中TRIM家族成員不到20個，單細胞生物中則沒有發現同源基因。因此，推測進化越高等的生物中TRIM家族成員越多，物種進化越快，說明TRIM家族是一個快速進化的家族［19］。TRIM家族具有高度保守性的RBCC結構域，其中RING結構域具有E3泛素連接酶活性，可以介導蛋白自身或不同底物的泛素化，也是TRIM家族抗HIV病毒功能和對天然免疫的信號轉導調節的關鍵因素；B－box結構只在TRIM家族中發現，推測其可能是該蛋白家族中重要的決定簇［3］。TRIM家族的作用最先在先天抗病毒免疫中被發現，已證實TRIM家族成員干擾不同病毒的各個復制階段，如TRIM5、TRIM22、TRIM28等蛋白通過干擾DNA或RNA病毒基因整合、基因表達和復制或與其他因子形成轉錄共抑制子復合物，從而抑制病毒的感染和釋放［46－48］。

近年來，流行病學研究發現，心血管疾病已成為威脅人類健康的“頭號殺手”，每年有100萬以上人死于心血管疾病，其中高血壓、冠心病、心力衰竭、心肌病等一直是心血管疾病研究的重點。TRIM家族在人體不同的組織中表達差異明顯，其中TRIM32、TRIM72、TRIM45等蛋白在心臟組織細胞中表達較高，因此TRIM家族在心臟疾病中的研究也逐漸受到重視。14－3－3σ蛋白通過維持TRIM32在心肌細胞中的穩定性，抑制PI3K/Akt信號通路，從而預防心肌肥厚。TRIM45則通過與Dnajb6蛋白、Slc25a3蛋白形成復合物起同樣的作用。心肌纖維細胞中TRIM72降低，可抑制心肌纖維化，而其自身可通過激活細胞存活信號通路，減少再灌注誘導的損傷，緩解惡性室性心律失常。TRIM50表達上調可能參與高血壓發生發展過程中，刺激細胞生長及凋亡，影響靶器官的損害，為治療高血壓提供新的治療靶點。TRIM家族作用廣泛，但在心臟及血管疾病中的研究相對較少，具體作用及機制尚未研究明確，有待進一步深入研究探索，為治療心血管疾病提供新方向。

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