新型絲氨酸蛋白酶Corin在心血管病中的研究進(jìn)展

馮模強　余朝萍　趙佐芳

[摘要] Corin是一種新近發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)生于心肌細(xì)胞并使心血管活性肽前體酶原向活性肽轉(zhuǎn)化的Ⅱ型跨膜絲氨酸蛋白酶。Corin在降低血容量、調(diào)節(jié)體液平衡、降血壓以及改善心功能方面扮演重要角色，是心力衰竭的一種新的生物標(biāo)志物。越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，Corin不僅與心力衰竭有關(guān)，而且與高血壓、冠心病等心血管疾病的發(fā)生發(fā)展相關(guān)。

[關(guān)鍵詞] Corin；利鈉肽；高血壓；冠心病；心力衰竭

[中圖分類號] R54 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673-7210（2017）09（c）-0066-04

[Abstract] Corin is a recently discovered Ⅱ type transmembrane serine protease， which is produced in cardiomyocytes， and let cardioascular active peptide precursor enzyme converte to bioactive peptide. Corin plays an important role in reducing blood volume， regulating fluid balance， controlling blood pressure and improving heart function， which is a kind of new biomarkers of heart failure. More and more studies have found that Corin is not only related to heart failure， but also related to the development of hypertension， coronary heart disease and other cardiovascular diseases.

[Key words] Corin； Natriuretic peptide； Hypertension； Coronary heart disease； Heart failure

利鈉肽（natriuretic peptides，NP）系統(tǒng)是一類具有排鈉、利尿、舒張血管、抗組織細(xì)胞增殖等作用的多肽，在心力衰竭患者中表達(dá)量明顯升高。利鈉肽在維持機體水鹽平衡、降低血壓、維持心血管等器官功能中具有重要意義。Corin是一種新近發(fā)現(xiàn)的Ⅱ型跨膜絲氨酸蛋白酶，參與體內(nèi)多種重要的生理病理過。Corin能將無生物活性的心鈉素原（pro-atrial natriuretic peptide，pro-ANP）和腦鈉素原（pro-brain natriuretic peptide，pro-BNP）轉(zhuǎn)化為具有生物活性的心鈉素（ANP）和腦鈉素（BNP）。當(dāng)人體血容量負(fù)荷增加或者血壓增高時，ANP和BNP從心臟釋放入血產(chǎn)生排鈉、利尿和舒張血管的作用，從而降低血壓和血容量，維持心血管等器官功能的穩(wěn)定。Corin通過ANP和BNP在調(diào)節(jié)體內(nèi)水鹽平衡方面起到重要作用。近年來研究發(fā)現(xiàn)，Corin不僅在調(diào)節(jié)體液平衡方面起到重要作用，而且與高血壓[1]、急性心肌損傷[2]等心血管疾病具有明顯的相關(guān)性。本文針對Corin的分子生物學(xué)特征、在體內(nèi)的分布、生物學(xué)作用及與高血壓、心力衰竭、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病等的相互聯(lián)系進(jìn)行綜述。

1 Corin的分子生物學(xué)特征及分布特點

在心肌細(xì)胞中pro-ANP和pro-BNP的N端前肽被水解轉(zhuǎn)變?yōu)锳NP和BNP，許多年來是什么酶導(dǎo)致這種轉(zhuǎn)化一直不清楚。1999年Yan等[3]從人心臟cDNA文庫中發(fā)現(xiàn)能編碼一種不同尋常的鑲嵌絲氨酸蛋白酶的基因——Corin，通過蛋白印跡技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，Corin是一種含有1042個氨基酸和高度糖基化的蛋白質(zhì)，其N端位于胞質(zhì)區(qū)，含有一個細(xì)胞內(nèi)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域，在胞外區(qū)含有2個卷曲的富含半胱氨酸（cysteine，Cys）的結(jié)構(gòu)域，8個低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）受體結(jié)構(gòu)域，1個巨噬細(xì)胞清道夫受體結(jié)構(gòu)域（scavenger receptor，SR），1個胞外區(qū)胰蛋白酶（Trypsin-like）樣結(jié)構(gòu)域。這些結(jié)構(gòu)域?qū)orin發(fā)揮其生物學(xué)作用具有重要作用。胞外區(qū)胰蛋白酶樣結(jié)構(gòu)域包含有絲氨酸蛋白酶共同的結(jié)構(gòu)序列。Corin包括兩個半胱氨酸殘基：CYS817、CYS880，二者連接兩個β亞單位形成二硫鍵在維持蛋白質(zhì)的穩(wěn)定中起重要作用，其胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域還具有兩個蛋白激酶C（protein kinase，PKC）磷酸化作用位點，可能與Corin參與細(xì)胞表面信號傳遞有關(guān)。Corin的氨基酸末端疏水結(jié)構(gòu)無信號肽，表明Corin是一種非分泌的Ⅱ型跨膜蛋白。通過原位免疫雜交分析發(fā)現(xiàn)，人類Corin基因定位于染色體4p12-13。Corin基因cDNA全長4933 bp，轉(zhuǎn)錄起始點在第95位的ATG，其基因定位與一種罕見疾病-全肺靜脈回流障礙綜合征（total anomalous pulmonary venous return，TAPVR）基因位于相同的染色體，Corin基因曾被認(rèn)為是TAPVR的候補基因，但是在TAPVR中并沒有檢測到Corin基因的表達(dá)[4]。Northern分析Corin mRNA在人體組織中的分布[3-5]，發(fā)現(xiàn)在心臟中特異性高表達(dá)，同時，Corin還表達(dá)于腎臟、妊娠的子宮、骨骼系統(tǒng)、橫紋肌細(xì)胞膜、平滑肌肉瘤細(xì)胞、骨肉瘤細(xì)胞、子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞等器官及細(xì)胞中。Corin表達(dá)有性別的差異，在男性中表達(dá)高于女性[5]。

2 Corin的生物學(xué)作用

NP是一種調(diào)節(jié)水鹽平衡的肽類激素，當(dāng)體內(nèi)血容量增加或血壓升高時，ANP和BNP便從心臟釋放，與腎臟及外周血管的特異性利鈉肽受體結(jié)合，通過環(huán)磷酸鳥苷（cyclic guanosine monophosphate，cGMP）信使途徑產(chǎn)生排鈉、利尿及松馳血管平滑肌的作用，從而使血容量和血壓降低，減輕心臟負(fù)荷[6]。同時，ANP和BNP作用于腎臟內(nèi)髓部集合管及系膜細(xì)胞，抑制腎素和血管緊張素分泌并降低腎素和血管緊張素活性。ANP還通過增加腎小球率過濾（GFR）和直接抑制腎小管的轉(zhuǎn)運功能來增加排尿、排鈉[7]。在小鼠研究中發(fā)現(xiàn)，ANP缺乏導(dǎo)致高血壓，ANP分泌過多導(dǎo)致低血壓，體內(nèi)缺乏ANP的高血壓小鼠對飲食中的鹽很敏感，表明ANP是體內(nèi)水鹽平衡的一個關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子[8]。endprint

在心肌細(xì)胞中，利鈉肽前體原（prepro-ANP、prepro-BNP）去除其N端信號肽變成前體利鈉肽（pro-ANP、pro-BNP），利鈉肽前體再經(jīng)過轉(zhuǎn)化酶裂解變成具有活性的利鈉肽（ANP、BNP），進(jìn)而發(fā)揮生物學(xué)作用。直到1999年Corin的發(fā)現(xiàn)，對這一轉(zhuǎn)化機制才有了進(jìn)一步了解。Corin以酶原及其活性形式與pro-ANP共同儲存在心肌細(xì)胞的致密顆粒中。Pro-ANP在分泌后被Corin激活轉(zhuǎn)變成具有活性的ANP[8-9]。在Corin缺陷的小鼠心肌細(xì)胞中，抑制Corin的表達(dá)會阻止pro-ANP的激活[10]，表明Corin是pro-ANP轉(zhuǎn)化酶。Fathy等[11]研究同樣表明Corin是pro-BNP向BNP的轉(zhuǎn)化條件之一。Corin還可能作用于其他一些底物從而發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。比如，在腎臟中監(jiān)測到Corin，但是在腎臟中的生物作用尚不清楚。最近的一些研究發(fā)現(xiàn)，Corin mRNA及蛋白質(zhì)在表皮中表達(dá)，Corin基因突變小鼠的皮毛顏色比野生型小鼠的顏色淺[12]。

3 Corin與高血壓

高血壓是多種心腦血管疾病的重要病因和危險因素，迄今仍是心血管疾病死亡的主要原因之一。高血壓的發(fā)病機制復(fù)雜，Corin的發(fā)現(xiàn)對高血壓發(fā)病機制的研究有了進(jìn)一步推動。

研究表明，Corin基因缺陷的小鼠對容量負(fù)荷的耐受性降低，并表現(xiàn)出明顯的高血壓[13-14]。利用超聲心動圖分別檢測Corin基因敲除8周后小鼠和正常小鼠的主動脈收縮功能、心臟結(jié)構(gòu)以及心功能的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與正常小鼠相比，Corin基因缺陷小鼠的心臟變化迅速，左心室明顯擴張肥厚，心功能明顯受損。同時，在給予Corin基因缺陷小鼠高氯化鈉溶液后，其血壓明顯升高、體重明顯增加，然而經(jīng)相同濃度氯化鈉溶液處理的正常小白鼠血壓沒有明顯的變化[15]。

黑人比白人具有較高的高血壓和心臟病發(fā)病率。在對高血壓和心臟肥厚的黑人研究中發(fā)現(xiàn)，黑種人Corin等位基因T555I/Q568P頻率明顯高于白種人[16]。同時流行病學(xué)研究表明，Corin等位基因T555I/Q568P與黑種人的高血壓有關(guān)。在轉(zhuǎn)黑種人Corin等位基因T555I/Q568P小鼠實驗研究中發(fā)現(xiàn)，其對鹽的敏感性更高，發(fā)生高血壓和心臟肥厚的風(fēng)險亦明顯增高，表明在黑種人鹽敏感性高血壓和心肌肥厚的發(fā)生過程中，Corin基因突變可能是其機制之一[15]。Dong等[17]對中國家族性高血壓患者的研究結(jié)果顯示，Corin基因的12號外顯子發(fā)生了C-T突變使Corin蛋白第539位氨基酸殘基從精氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)榘腚装彼幔M(jìn)一步導(dǎo)致Pro-ANP催化障礙。這些研究表明，Corin基因缺陷可能是血壓升高和心臟肥厚的病因之一。

妊娠期高血壓是女性特有的妊娠期疾病，是孕產(chǎn)婦及圍生兒死亡的主要原因。Liu等[18]對比研究妊娠期高血壓患者與正常對照組血漿Corin時發(fā)現(xiàn)，具有妊娠期高血壓的患者其妊娠中期血漿Corin水平明顯高于正常對照組，并且在這些患者中血漿Corin水平越高其妊娠期高血壓危險越大，由此認(rèn)為血漿Corin水平可能是妊娠期高血壓的一種預(yù)測指標(biāo)。Dong等[19]在妊娠期高血壓患者中發(fā)現(xiàn)兩個顯著削弱Corin功能的基因突變（K317E和 S472G），揭示Corin基因突變能抑制其功能，導(dǎo)致妊娠高血壓的發(fā)生。

以上這些結(jié)果均表明，Corin在調(diào)節(jié)血壓和維持心臟形態(tài)等方面具有重要的生理意義，而Corin基因突變和多態(tài)性可能是導(dǎo)致高血壓及左心室肥厚的重要原因。

4 Corin與心力衰竭

Corin在心力衰竭的發(fā)生發(fā)展中具有重要作用。在糖尿病性心肌病小鼠模型中，Tripathi等[20]測定A～D期心力衰竭小鼠血漿中Corin、BNP、ANP水平并分析Corin與BNP、ANP的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著心力衰竭的發(fā)展小鼠血漿中Corin水平降低，血漿Corin水平與心功能呈正相關(guān)性而與肺水腫呈負(fù)相關(guān)；在終末期心力衰竭小鼠血漿中pro-ANP/BNP水平明顯增高。這項研究表明血漿Corin與ANP/BNP表達(dá)不同步，削弱了pro-ANP/BNP的活性轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致體液潴留和心力衰竭的進(jìn)展。

Barnet等[21]以99例冠狀動脈搭橋術(shù)患者為研究對象，測定圍術(shù)期、術(shù)后1～4 d以及術(shù)后5年內(nèi)因心力衰竭長期住院或死亡患者的血漿Corin濃度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)術(shù)后患者血漿Corin濃度明顯低于術(shù)前，而在術(shù)后因發(fā)生心力衰竭住院或死亡的患者血漿Corin濃度低于圍術(shù)期濃度。說明血漿Corin濃度與心力衰竭發(fā)病密切相關(guān)，血漿Corin濃度的減少增加了患者的死亡率和重度心力衰竭的發(fā)生率。

心肌病是一種以左或右心室或雙側(cè)心室擴大為特征的心臟病，在疾病發(fā)展晚期常常表現(xiàn)為心力衰竭。小鼠擴心病模型中，Corin的減少可導(dǎo)致心力衰竭、纖維化等不良事件的發(fā)生，而Corin的過表達(dá)能有效提高擴心病小鼠的存活時間[22]。在糖尿病性心肌病小鼠模型中得出同樣的研究結(jié)果，Corin過表達(dá)可延長小鼠生存時間[23]。這些結(jié)果表明，Corin通過抑制心肌纖維化在心肌病中發(fā)揮作用。

以上結(jié)果提示，Corin缺乏可能是心力衰竭發(fā)生機制之一，血漿中Corin水平可作為心力衰竭的一種新的標(biāo)志物。同時提示對于心力衰竭的治療，予以補充外源性的可溶性Corin具有潛在的治療價值。

5 Corin與冠心病

Corin在冠心病中同樣具有重要的意義。Zhang等[24]對一組急性心肌梗死患者的研究顯示，與正常人群相比較，血漿Corin濃度均明顯降低。同樣，Zhou等[25]納入1382例急性心肌梗死患者，采用多變量Cox比例風(fēng)險分析血漿Corin濃度與急性心肌梗死的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，血漿Corin濃度更高的患者具有更低的主要心血管病事件。這些研究顯示，Corin和冠心病有著明顯關(guān)系，但其主要生物學(xué)作用尚不明確。endprint

6 Corin與其他疾病

Chen等[26]測定141例房顫患者血漿Corin水平，結(jié)果與正常對照組相比，房顫患者血漿Corin水平明顯升高，說明在房顫的發(fā)病機制上可能有Corin的參與。Fang等[27]通過ELISA分析發(fā)現(xiàn)，在尿液中檢測到Corin的表達(dá)，在正常個體尿液中Corin水平與血漿Corin水平?jīng)]有相關(guān)性，表明尿液中的Corin可能來源于腎臟。慢性腎臟疾病患者尿液中Corin水平、腎臟中Corin含量及其mRNA表達(dá)量較正常人減少并與疾病嚴(yán)重程度相關(guān)，通過免疫染色分析進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，Corin表達(dá)于腎小管內(nèi)皮細(xì)胞表面。表明腎臟中Corin的減少可能反映潛在的腎臟疾病。Polzin等[28]制作了大鼠腎病綜合征和腎小球腎炎模型，通過基因芯片技術(shù)及免疫組化檢測到大鼠腎臟中Corin表達(dá)水平降低，同時ANP水平下降，而pro-ANP含量增加，提示Corin與腎小球腎炎的發(fā)病機制相關(guān)。

Cui 等[29]研究發(fā)現(xiàn)，Corin或ANP基因缺陷的妊娠小鼠會導(dǎo)致高血壓和子癇。子癇前期患者子宮Corin及其mRNA水平較正常妊娠子宮明顯下降，表明Corin和ANP是妊娠期母體和胎兒表面的生理反應(yīng)不可少的因子，Corin和ANP功能缺陷可導(dǎo)致子癇的發(fā)生。

7 結(jié)語

Corin從心肌細(xì)胞中分泌產(chǎn)生，在多種器官或細(xì)胞中可檢測到Corin表達(dá)，其使無活性的利鈉肽前體轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂谢钚缘睦c肽而間接發(fā)生利鈉排水、維持體液平衡、控制血壓、防治心力衰竭等生理作用。Corin等位基因缺陷可導(dǎo)致Corin的結(jié)構(gòu)改變，從而影響Corin對pro-ANP、pro-BNP向ANP、BNP的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而導(dǎo)致高血壓、心力衰竭等疾病的發(fā)生。Corin在維持血壓穩(wěn)定、控制心力衰竭方面發(fā)揮著重要的作用，與冠心病、房顫、慢性腎臟疾病、腎小球腎炎、子癇前期及子癇等的發(fā)病具有相關(guān)性。目前對Corin的功能尚不完全了解，隨著對Corin研究的不斷深入，有助于對心血管疾病以及一些腎臟疾病發(fā)病機制的進(jìn)一步了解，為這些疾病的診斷治療提供新策略。

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（收稿日期：2017-06-22 本文編輯：程 銘）endprint