尾加壓素Ⅱ及其受體在疾病中扮演的角色

閆 姍，王曉坤，楊林燕，馬 悅，孫 楓

（西北民族大學 醫(yī)學院，甘肅 蘭州 730030）

作為一種由11個氨基酸合成的環(huán)狀生長抑素類物質，尾加壓素Ⅱ（urotensinⅡ，UⅡ）最早在魚尾部的神經分泌系統(tǒng)中被人們所認知，它廣泛分布在軟體動物與哺乳動物體內，具有良好的血管活性［1］。相關檢測表明UⅡmRNA多在大腦及脊髓中表達。G蛋白偶聯受體（GRP14）參與并介導了UⅡ發(fā)揮其相應的生物學效應，隨后人們將這一受體更名為尾加壓素Ⅱ受體（urotensinⅡreceptor，UTR）［2］，與UⅡ相反，UTR多在心血管中多見。研究發(fā)現，UⅡ收縮血管的強度遠超于內皮素，尤其在作用于心血管系統(tǒng)、中樞神經系統(tǒng)、腎臟、肝臟、胰腺等器官系統(tǒng)上。據了解UⅡ在多種疾病中均有一定量的表達，可作為檢測相關疾病的生物學標志物。因此，有針對性的使用UTR拮抗劑，可以成為我們治療相關疾病的一個潛在的靶點。

1 尾加壓素Ⅱ與心血管系統(tǒng)

1.1 動脈粥樣硬化

動脈粥樣硬化（atherosclerosis，AS）的發(fā)生過程在一定程度上主要取決于相關促動脈粥樣硬化形成的危險因素，他們分別是氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）、巨噬細胞、泡沫細胞、清道夫受體等。Shiraishi等［3］研究發(fā)現，將UⅡ注入小鼠體內一段時間后可促進ox-LDL與活性氧（ROS）的生成，二者可以助力UⅡ與5-羥色胺共同發(fā)揮作用促使血管平滑肌細胞大量增殖［4］，進而加促AS的形成。 UⅡ還可呈劑量依賴性的去促進內皮細胞釋放細胞黏附分子 （ICAM-1、VCAM-1），驅使著白細胞逐漸浸潤血管壁，最后穿透內皮下層演變?yōu)榫奘杉毎?］。此外，UⅡ可誘導乙酰化低密度脂蛋白將游離的膽固醇轉變?yōu)槟懝檀减Υ嬗诩毎羞M而促使巨噬細胞轉變?yōu)榕菽毎谠撨^程中酰基輔酶A：膽固醇酰基轉移酶-1發(fā)揮了關鍵性的作用［6］。

1.2 高血壓

Sondermeijer等［7］通過外源性給藥的方式將UⅡ注入高血壓患者與正常血壓受試者體內后發(fā)現，高血壓患者的血管呈現為劑量依賴性的收縮，而正常血壓受試者的血管則表現為相反的現象，即隨劑量依賴性的擴張。 Caroccia等［8］將小鼠進行分組，通過實驗觀察UⅡ與腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)之間的關系，發(fā)現對于鈉含量攝入正常組的小鼠來說，在連續(xù)注入UⅡ一周后，該組小鼠的血壓在1～2d后迅速升高。而對于單側腎切除并給予高鹽飲食的組來說，在連續(xù)注入UⅡ一周后，該組小鼠的血壓逐漸升高，在該過程中，腎素會在UⅡ的誘導下大量增加，同時還促進了醛固酮合成酶的釋放。另有研究表明，在利用超聲心動圖來檢測高血壓相關指數如左室質量指數、左室舒張末徑、室間隔厚度等時，UⅡ含量與其嚴重程度呈正相關，提示UⅡ可作為檢測高血壓嚴重程度的相關指標［9］。

1.3 心力衰竭

心力衰竭的發(fā)生機制主要涉及Frank-Starling機制、神經體液機制、心室重塑這三方面。大量實驗表明，UⅡ誘發(fā)心力衰竭主要與神經體液機制及心室重塑有關。為了探究UⅡ與心肌細胞之間的關系，Alex等［10］在發(fā)生心肌梗死后致左室重構的大鼠模型中發(fā)現UⅡ及其受體的數量大量增加，同時在肥大的細胞中發(fā)現了UⅡ的“身影”，而肥大細胞多在發(fā)生缺血性損傷的人群及大鼠心臟中表達。此外，Alex等通過對大鼠心肌成纖維細胞提取培養(yǎng)后還發(fā)現，UⅡ不僅可以通過促進膠原纖維組織及心肌細胞的生長，還可以通過增加心肌纖維連接素、前膠原Ⅰ型及Ⅲ型基因水平的表達量，進而誘導心肌發(fā)生纖維化。以上發(fā)現證實了UⅡ及其受體均存于損傷的心肌組織中。

心肌肥厚作為心力衰竭的前驅病變，其發(fā)生率與相關酶的激活及特異性基因表達有很大的關聯。有報道稱絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）在心肌肥厚的發(fā)展過程中扮演了重要的角色，細胞外信號調節(jié)蛋白激酶（ERKs）作為MAPK家族中的成員，在心肌細胞中易被UⅡ誘導而快速激活，激活后的ERKs還參與了心鈉肽與腦鈉肽基因的表達，二者均在心肌細胞暴露于UⅡ2h后，基因表達量明顯升高［11］。

2 尾加壓素Ⅱ與中樞神經系統(tǒng)

張園［12］為研究UⅡ受體與三叉神經痛之間的關系，建立了小鼠眶下神經結扎三叉神經痛及三叉神經支配區(qū)域的炎性模型，通過實驗發(fā)現UⅡ不僅可以通過作用于其受體，還可以通過作用于其下游的蛋白激酶 C （ProteinkinaseC，PKC）與蛋白激酶A(ProteinkinaseA，PKA)兩條通路，進一步調節(jié)T-型鈣通道及A-型鉀通道來降低以上兩個模型所引起的外周炎性疼痛及機械性疼痛。

正常情況下，當機體存在相關精神壓力情緒時，大腦額葉的皮質部分會釋放大量去甲腎上腺素。有趣的是，Matsumoto等［13］通過高架十字迷宮實驗與孔板實驗發(fā)現，在給小鼠腦室連續(xù)注入UⅡ后，小鼠表現出過于焦慮的情緒狀態(tài)，提示UⅡ可能參與了中樞神經系統(tǒng)介導的相關壓力情緒的產生過程，而咪達唑侖可顯著抑制由UⅡ誘發(fā)的去甲腎上腺素從大腦皮層釋放的現象［14］。

現如今，隨著時代的發(fā)展，抑郁癥患者逐年增多，其生理病理的發(fā)病機制主要涉及到了腦部區(qū)域中的邊緣系統(tǒng)、紋狀體、丘腦核三部分［15］。有專家通過強迫游泳實驗和懸尾實驗發(fā)現在注射了UⅡ后，小鼠與大鼠靜止時間呈現為明顯的劑量依賴性［16］，表明UⅡ在一定程度上參與了中樞神經系統(tǒng)對于抑郁癥的調節(jié)。

從小鼠側腦室注射UⅡ后發(fā)現它可以持續(xù)性地增加小鼠在熟悉環(huán)境中的運動量［16］，而該實驗在虹鱒魚身上也得到證實［17］。研究人員還發(fā)現，在給予小鼠側腦室注入UⅡ后的前三十分鐘內，會加劇小鼠對于食物和水的攝入量。

此外，人的睡眠狀態(tài)主要可以分為三個部分，他們分別是覺醒期、慢波睡眠期、快速動眼期。有實驗表明，將UⅡ進行局部給藥之后可以延長快速動眼期的次數及時長，相反對覺醒期及慢波睡眠期沒有產生較大的影響［18］。

3 尾加壓素Ⅱ與呼吸系統(tǒng)

3.1 肺動脈高壓

Rong等［19］將患有冠心病的受試者分為三組（正常肺動脈壓組、輕度和高度肺動脈高壓組），采用免疫組化及原位雜交的方法對肺小動脈進行檢測，發(fā)現輕度肺動脈壓組患者中UⅡ蛋白與mRNA表達量高于正常肺動脈壓組但低于高度肺動脈壓組，證明對于患有先天性心臟病同時伴有肺動脈高壓的患者來說，其肺組織中存在的UⅡ可能是導致該類患者出現肺動脈高壓的原因。

3.2 支氣管哮喘

支氣管哮喘是一種以氣道高反應性和慢性炎癥為主要病理改變的一種慢性氣道疾病，其主要癥狀是氣道會出現相應的痙攣性改變，并且隨著病情的不斷延長，氣道及其周圍結構會出現一系列改變，即發(fā)生了氣道重構。Hay等［20］對7只靈長動物肺組織標本觀察研究后發(fā)現，人類尾加壓素（human Urotensin-Ⅱ，hUⅡ）對于氣管到較小氣道的最大收縮力隨著管徑的縮小而逐漸增大，提示hUⅡ可能參與了相關支氣管痙攣性疾病的發(fā)病機理。Liang等［21］利用卵白蛋白（OVA）誘導正常小鼠構建哮喘模型，并將32只雄性小鼠分為正常組和哮喘組 （哮喘組又細分為吸入OVA2周、4周、8周三組）。之后他們采用圖像分析與ELISA的方法檢測氣道壁的厚度及各組小鼠血清中UⅡ及肺泡灌洗液的含量，發(fā)現哮喘組小鼠氣道壁的厚度及血清中UⅡ及肺泡灌洗液的含量明顯高于正常組小鼠，同時在哮喘組中血清UⅡ及肺泡灌洗液的含量較吸入OVA8周組最高，其次為4周及2周組。這個試驗證實UⅡ參與支氣管哮喘的相關病理生理過程，同時可能與哮喘發(fā)作時氣道重構存在一定的聯系。

3.3 慢性阻塞性肺疾病

陳亞紅等［22］為研究UⅡ與氣道平滑肌之間的關系，首先采用3H胸腺嘧啶摻入法發(fā)現UⅡ可呈濃度依賴性的促進大鼠平滑肌細胞的增殖，之后采用有針對性的阻斷劑來探究，發(fā)現介導細胞DNA合成的信號通路主要是PKC、MAPK及鈣調神經磷酸酶（CaN），最后他們還采用Fura 2/AM熒光探針的方法發(fā)現UⅡ之所以能夠促進大鼠平滑肌細胞的增殖，主要得益于在這個過程中UⅡ一旦與其受體（GRP14）發(fā)生結合后，就會促進細胞外的Ca2+內流，進而激活了絲氨酸/蘇氨酸磷酸酶-鈣調神經磷酸酶，該酶在UⅡ發(fā)生促絲裂作用中起到了關鍵性的作用，它會驅使著轉錄因子NF-AT3去磷酸化，引發(fā)核轉位，最終促進相關基因的表達。臨床上，與該病理特征相符的疾病主要多見于慢阻肺的病人。

3.4 肺腫瘤

結節(jié)性硬化癥（tuberoussclerosis，TSC）作為一種來源于抑癌基因TSC1和TSC2發(fā)生雜合子種系突變并以常染色體顯性遺傳為主要傳播方式的一組神經皮膚腫瘤綜合征，發(fā)病時可累及肺、腎、心、腦等多個臟器［23］。在肺結節(jié)中檢測到肺淋巴管肌瘤細胞時，表明腫瘤已轉移至肺臟。Goldberg等［24］采用空載體轉染術誘導缺乏TSC2的大鼠子宮平滑肌細胞表達TSC2，發(fā)現對于缺乏TSC2的細胞來說，UⅡ不僅可以增加細胞的活力和增殖，還可以使細胞表現出更為強大的遷移、生長和基質的侵襲能力，相反，在表達TSC2的細胞中，并沒有發(fā)現上述現象。此外，Goldberg等還發(fā)現UⅡ對于缺乏TSC2的細胞所呈現出來的作用均會被UⅡ受體拮抗劑SB657510阻斷。 Wu 等［25］通過 westernblot、RT-PCR 的實驗方法發(fā)現在患有肺腺癌患者的A549細胞中UⅡ與其受體的mRNA及蛋白有明顯表達，而通過免疫組化的方法進一步分析發(fā)現UⅡ肽多表達于細胞質中，UT-R蛋白則在細胞膜和細胞質中多見。同時，他們還發(fā)現采用不同濃度的UⅡ刺激A549細胞之后可促進該細胞的體外增殖，其中以10-7M的濃度作用最為顯著。這些發(fā)現都提示我們UⅡ可能作為一種自分泌或旁分泌的生長刺激因子來介導人肺腺癌的發(fā)病機理。

4 尾加壓素Ⅱ與腎臟

Murat等［26］研究發(fā)現，環(huán)孢素a可以誘導健康大鼠腎小球及腎小管功能的惡化及肌酐清除率下降，于是他們利用環(huán)孢素a對健康大鼠進行造模致腎臟發(fā)生損害，經檢測發(fā)現UⅡ在腎臟的表達量增加，而UT-R拮抗劑palosuran可以有效降低UⅡ在腎臟中的表達，進一步緩解了腎臟的損害。Eyre等［27］將大鼠腎行次全切除術來進行造模，研究UⅡ與慢性腎臟疾病之間的關系發(fā)現，UⅡ在非糖尿病性的慢性腎病中表達上調，并且隨著腎損傷的程度的加重表達量也逐漸增加。而作為UⅡ的受體拮抗劑來說，在治療慢性腎病上，它只能發(fā)揮延緩病情但不能起到完全阻斷疾病進展的作用。劉苑蘋［28］等為探究UⅡ及轉化生長因子β1(TGF-β1)與糖尿病腎病之間的關系，采用免疫組化的方法對受試者進行穿刺活檢后發(fā)現，在未患有糖尿病腎病組中UⅡ及TGF-β1的表達較低，而在患有輕微糖尿病腎病組及患有嚴重糖尿病腎病組中表達均較高，且后者表達水平明顯高于前者。同時還通過多元性回歸分析的方法表明UⅡ及TGF-β1二者的表達在反應糖尿病腎病的嚴重程度上效果優(yōu)于尿蛋白。

5 尾加壓素Ⅱ與胰腺

相關實驗發(fā)現，給大鼠體內輸入UⅡ后可抑制由葡萄糖誘導的胰島素釋放增加的現象，證明了外源性UⅡ可抑制抑制胰島素的分泌［29］。與此同時，為做進一步研究，Marco等［29］在這一實驗的基礎上，對大鼠胰腺進行灌注實驗后發(fā)現，UⅡ受體拮抗劑palosuran和urantide可抑制外源性UⅡ所致的胰島素分泌減少的現象，同時在沒有外源性UⅡ的情況下，palosuran和urantide均能增加葡萄糖誘導的胰島素釋放增多的現象，證明了內源性UⅡ可作為胰島素穩(wěn)定肽的觀點。此外，Marco等還發(fā)現，生長抑素與其受體雖與UⅡ及其受體的分子結構相似，但二者是通過作用于不同的受體來阻止β細胞的分泌進而發(fā)揮胰島素的抑制作用。Sliverstre等［30］也證實了UⅡ對葡萄糖誘導的胰島素釋放具有一定的抑制作用，并且他們還發(fā)現相較于高濃度的葡萄糖環(huán)境來說，低濃度葡萄糖環(huán)境使得β細胞對UⅡ的敏感性更高。同時，腺苷酸環(huán)化酶/cAMP系統(tǒng)還可能在一定程度上參與了UⅡ的胰島素抑制作用。

6 尾加壓素Ⅱ與肝臟

Wang等［31］將二乙基亞硝胺注入小鼠體內誘發(fā)癌前肝病變模型，探討UⅡ及其受體在該環(huán)境中的表達量及在該病變中的病理生理意義，發(fā)現UⅡ及UTR在血漿及肝臟中表達量明顯增多，加之UⅡ本身就具有一定的促有絲分裂的作用，其濃度在10-10-10-6M時即可刺激細胞發(fā)生增殖，于是可推測來源于肝臟的UⅡ可通過自分泌或旁分泌的方式參與癌前肝病變的發(fā)病過程。此外，為闡明與UⅡ有關的促有絲分裂的機制，研究人員還對PKC、ERK1/2、P38MAPK通路進行研究發(fā)現，UⅡ僅激活了PKC及ERK1/2通路，表明UⅡ可能通過PKC及ERK1/2依賴途徑刺激細胞發(fā)生增殖。Liu等［32］征集了23名患有乙肝病毒相關性肝硬化和門靜脈高壓的患者，通過對其肝組織取活檢發(fā)現，肝硬化患者組織中UⅡ基因表達程度為正常肝組織的5倍，UTR的mRNA和蛋白表達也明顯增強，同時肝硬化患者血漿UⅡ水平也明顯高于正常肝組織者。這些發(fā)現均表明UⅡ及其受體在肝硬化及門靜脈高壓的發(fā)展進程中發(fā)揮了一定的作用。

7 尾加壓素Ⅱ與結腸

Federico等［33］通過對人結腸癌細胞株、腺瘤性息肉、結腸癌及正常組織進行取樣評估后發(fā)現，腫瘤細胞株表達UⅡ蛋白、UTR蛋白及mRNA，同時UTR還參與了結腸癌細胞的侵襲及運動過程。Yang等［34］利用葡聚糖硫酸鈉誘導小鼠及Caco-2細胞出現炎癥反應，探究UⅡ及其受體在結腸炎中的分子機制，發(fā)現UⅡ/UTR參與了葡聚糖硫酸鈉誘導小鼠及Caco-2細胞出現炎癥反應的過程，并且UTR拮抗劑可減輕小鼠直腸出血、組織學損傷及相關炎癥因子釋放的現象，同時還可致葡聚糖硫酸鈉誘導的Caco-2細胞產生干擾素的數量減少。而該機制可能與核轉錄因子-κB（NF-κB）信號通路有關。

8 尾加壓素Ⅱ與其他

在大部分癌癥患者體內檢測到的UⅡ及其受體的表達均為高度表達，因此暗示著我們可以有選擇性的去應用UTR拮抗劑來治療疾病。然而，Yumrutas等［35］采用ELISA的方法對乳腺癌患者及健康人群的血漿hUⅡ進行比較后發(fā)現，乳腺癌患者血漿hUⅡ水平顯著低于健康人群組。這提示我們可以將其作為一個標志物來對乳腺癌進行篩查。Grieco等還發(fā)現，UTR可以作為前列腺患者的一個預后指標。此外，Aita等［37］初步證明了UⅡ及其受體的mRNA在大鼠PC12嗜鉻細胞瘤細胞系中共同表達，同時UⅡ不僅對PC12細胞產生了顯著的增殖作用，還可以誘導PC12細胞分泌大量的多巴胺，而這一現象可被UTR受體拮抗劑所阻斷，這些均表明UⅡ在嗜鉻細胞中發(fā)揮了一定的神經調節(jié)作用。

9 結語與展望

綜上所述，UⅡ作為一種較為強烈的血管收縮劑，現已博得越來越多人的關注，成為近幾年來的一個研究熱點。UⅡ在各器官系統(tǒng)中都參與了相關疾病的發(fā)生，尤以心血管疾病最為多見，與此同時，我們還發(fā)現UⅡ及其受體多與大量癌癥疾病的發(fā)生發(fā)展過程有著密切的聯系，因此可將UⅡ及其受體作為治療相關疾病及癌癥的一個有效靶點。從現階段來看，人們對于UII及UTR拮抗劑的藥理作用及臨床應用也仍處于一個探索階段，它們仍有較廣闊的研究前景。但隨著越來越多的UTR拮抗劑的不斷問世，我相信在科研人員的不斷努力下，今后我們一定能夠更全面，更直觀的了解這一血管活性物質，這不僅會為我們在治療與UⅡ相關的一些疾病上帶來福音，還會讓我們尋找到更多有效治療癌癥的攻破點。