絲氨酸蛋白酶抑制劑vaspin與炎癥反應關系的研究進展

程應湘，馬曉冬，劉曉田，鄭永鋒，邵東華

江蘇大學附屬人民醫院，江蘇鎮江212002

脂肪組織不僅可以儲存能量，也能分泌瘦素、內脂素、脂聯素和網膜素等細胞因子。研究表明，脂肪細胞因子在糖脂代謝、心血管功能和炎癥等方面發揮重要作用。起源于內臟脂肪組織的絲氨酸蛋白酶抑制劑（vaspin）是一種新型脂肪細胞因子，在人脂肪組織、肝臟、胃、胰腺、皮膚及小鼠棕色脂肪組織均有表達［1-3］。vaspin屬于絲氨酸蛋白酶抑制劑超家族成員，具有潛在抗蛋白酶特性，可改善高脂食物喂養大鼠的胰島素敏感性［4］。研究發現，vaspin不僅與糖代謝異常有關，也與動脈粥樣硬化（AS）、2 型糖尿病、銀屑病等炎癥相關疾病的發生發展有關。現將vaspin與炎癥反應的研究進展綜述如下。

1 vaspin對炎癥相關信號通路的調控作用

vaspin 的抗炎作用與多種信號通路有關，各個通路之間相互聯系，共同調控機體炎癥反應及細胞凋亡等反應。

1.1 調控絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路 MAPK 信號通路存在于大多數細胞內，能將胞外信號傳至胞內，調控炎癥反應的多個方面，包括細胞黏附、脫顆粒、趨化以及免疫相關細胞因子的釋放等。LI 等［5］報道，vaspin 能夠下調MAPK 信號通路，抑制高糖刺激的血管平滑肌細胞（VSMCs）增殖和趨化運動，減少高糖誘導活性氧自由基（ROS）生成和降低煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶（NADPH）活性。然而，也有研究發現vaspin 可激活MAPK信號通路，增強ERK磷酸化，上調Bcl-2表達，下調Bax表達，從而減少人成骨細胞凋亡［6］。這表明vaspin 對MAPK 信號通路的調控不同，發揮的作用也不相同。

1.2 調控核因子κB（NF-κB）信號通路 NF-κB 是一種具有調節作用的核轉錄因子，幾乎所有真核細胞均能表達，在細胞對刺激的反應（如應激反應、炎癥反應、凋亡等）過程中具有重要作用。vaspin 可下調NF-κB 及其下游分子，減輕炎癥反應對人內皮EA. hy926 細胞的損害［7］。vaspin 也可抑制NF-κB，降低miR-33a 表達，促進THP-1 巨噬細胞源性泡沫細胞膽固醇外流，延緩AS進展［8］。

1.3 調控Toll 樣受體4（TLR4）信號通路 TLR4 是一種跨膜蛋白，通過識別、結合多種內源性或者外源性配體發揮作用。TLR4 同時擁有髓樣分化因子88和誘導IFN-β 的含TIR 結構域的接頭分子兩種接頭蛋白，接頭蛋白受刺激后可激活NF-κB 促進炎癥因子釋放，因此，NF-κB 是TLR4 信號通路的關鍵分子［9］。YUAN 等［10］報道，vaspin 能夠抑制大鼠TLR4/NF-κB 信號通路，減少IL-1β、IL-18 和TNF-α 生成，減輕心肌細胞凋亡，對缺血再灌注心肌起保護作用。

1.4 調控磷脂酰肌醇3 激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）信號通路 PI3K/Akt信號通路可以協調細胞內多種信號通路，控制細胞對外界刺激的反應，調節細胞活動。vaspin 可通過上調PI3K/Akt 信號通路，減輕血管內皮細胞凋亡［11］。但是，在一項vaspin 對高糖誘導血管平滑肌細胞的研究中發現，vaspin 可阻斷PI3K/Akt 信號通路轉導，抑制高糖誘導的血管平滑肌細胞增殖和趨化運動，對糖尿病血管內膜的增生和再狹窄有積極意義［5］。

1.5 調控糖原合成酶激酶3（GSK3）信號通路 GSK3是一種多功能的絲氨酸/蘇氨酸激酶，參與調節細胞凋亡、細胞周期、細胞遷移和基因表達等細胞功能，在許多胞內信號通路中發揮核心作用，GSK3 有GSK3α 和GSK3β 兩種同工酶，在動物模型中，GSK3促進炎癥因子生成和細胞遷移［12］。抑制GSK3 可影響NOD 樣受體熱蛋白結構域3（NLRP3）炎癥小體激活，對心肌梗死的大鼠有保護作用［13］。vaspin 可激活Akt/GSK3β通路，抑制肺內皮細胞炎癥、ROS產生和細胞凋亡，有利于急性呼吸窘迫綜合征的預防和治療［14］。

2 vaspin對炎癥相關疾病的作用

眾所周知，大多數疾病存在炎癥細胞和炎癥因子增多，并進一步促進疾病惡化。研究發現vaspin可以通過抑制炎癥因子表達，減輕炎癥反應，延緩炎癥相關疾病的進展。

2.1 vaspin 與AS vaspin 在AS 過程中發揮血管保護作用。高血脂、高血壓、糖尿病、肥胖是AS的主要危險因素，AS 是冠心病、腦梗死及外周血管病的主要原因，vaspin 對AS 的血管保護作用是其對冠心病、2 型糖尿病并發癥等有積極影響的原因之一。內皮型一氧化氮合酶（eNOS）活性降低在AS 形成中起重要作用，不對稱二甲基精氨酸（ADMA）是公認的eNOS 競爭性抑制劑，也是心血管疾病的危險因素。一氧化氮（NO）由eNOS 產生，能使血管舒張，NO 生物利用度降低，ROS 表達增多，從而導致內皮功能障礙。vaspin 通過激活STAT3 信號通路，促進eNOS 磷酸化，增加ADMA 水解酶Ⅱ表達，減少血管內皮細胞中ADMA 水平，增加NO 的生物利用度，這可能是vaspin 抗AS 的新機制［15］。ESAKI 等［16］報道，vaspin 表達水平與穩態胰島素評價指數和頸動脈內膜中層厚度相關，表明vaspin 與胰島素抵抗及AS 具有相關性。

炎癥因子是促AS因子，炎癥因子黏附于血管內皮細胞及平滑肌細胞是AS 形成的關鍵環節。如前所述，vaspin 能降低炎癥因子表達，影響AS 進展。研究發現，vaspin 在血管內皮細胞功能障礙和炎癥浸潤中發揮作用［17］。內皮祖細胞（EPCs）是血管內皮細胞的前體細胞，來源于骨髓，受高糖等刺激后，可從骨髓動員到外周血參與損傷血管修復。vaspin通過PI3K/Akt/eNOS途徑增強EPCs的內皮修復能力而對AS 的形成產生影響［18］。vaspin 能抑制人主動脈平滑肌細胞（HASMCs）遷移和增殖，減少泡沫細胞形成。小鼠實驗也顯示，慢性輸注vaspin 可顯著抑制主動脈AS進展［19］。

2.2 vaspin與冠心病 冠心病的病理基礎是AS，研究發現，vaspin 不僅對AS 有血管保護作用，而且影響冠心病的發生發展。冠心病患者血漿vaspin 水平明顯低于健康對照組，其中急性心肌梗死（AMI）患者血漿vaspin 水平低于不穩定型心絞痛患者、不穩定型心絞痛患者血漿vaspin 水平低于穩定型心絞痛患者，病變的血管數越多，血漿vaspin 水平越低，血漿vaspin 水平與冠心病嚴重程度呈負相關［20］。預測發生主要不良心臟事件（MACEs）的血漿vaspin 水平最佳臨界值為0.259 ng/mL，血漿vaspin＞0.259 ng/mL 的患者發生MACEs 和血運重建的風險較低，血漿vaspin＜0.259 ng/mL 的患者血漿C 反應蛋白水平高于vaspin＞0.259 ng/mL 患者。AMI 患者經治療后，血漿vaspin＞0.259 ng/mL 的患者LVEF、心功能的改善及預后優于血漿vaspin＜0.259 ng/mL 的患者，vaspin濃度降低會降低vaspin的抗炎作用和對心肌細胞的保護作用，血漿vaspin水平與AMI有密切聯系［21］。因此，vaspin降低可能是冠心病的預測因子。

以上研究表明，vaspin 通過作用于內皮細胞、血管平滑肌細胞、巨噬細胞和炎癥因子，對冠心病的發生發展產生影響，這可能是AS及冠心病治療的新方向。vaspin 不僅能改善冠心病患者的心功能，對糖尿病性心肌病的心功能也有積極作用。

2.3 vaspin 與2 型糖尿病及其并發癥 2 型糖尿病是一種慢性自身炎癥性疾病。vaspin 可改善胰島素抵抗，增強胰島素敏感性，延緩糖尿病及其并發癥進展。vaspin 能激活IRS/PI3K/AKT/GLUT 信號通路，降低TNF-α和IL-6表達，減輕高脂飲食大鼠肝臟、骨骼肌、脂肪組織的胰島素抵抗和炎癥反應［22］。與非糖尿病者相比，2 型糖尿病患者血清vaspin 含量較高，肝臟分泌的vaspin 能增強外周組織對胰島素的敏感性［23-24］。

炎癥是糖尿病心肌病發生發展的主要機制，炎癥細胞的參與、炎癥因子的激活及表達增多導致糖尿病心臟氧化應激、纖維化和功能障礙。vaspin 能夠改善糖尿病心肌病炎癥反應。研究發現，腹腔注射vaspin 能增強自噬，抑制TNF-α 誘導的心肌細胞凋亡，提高左心室射血分數，改善鏈脲佐菌素（STZ）誘導的糖尿病心肌病大鼠心功能。體外實驗發現，vaspin 可明顯減輕TNF-α 誘導的心肌細胞凋亡［25］。NLRP3 炎癥小體在炎癥中占核心地位，在2 型糖尿病病程中，NLRP3 炎癥小體可調節促炎細胞因子分泌。糖尿病心肌病大鼠腹腔注射vaspin 治療8 周后，大鼠心臟自噬細胞增強，NLRP3 炎癥小體活性減弱，IL-1β、TNF-α 減少，心功能、心肌細胞凋亡、心肌組織形態和線粒體形態均有所改善。體外研究發現，vaspin 可提高高糖誘導的H9C2 細胞自噬水平，改善線粒體膜電位，抑制ROS 生成［26］。因此，vaspin能改善2 型糖尿病患者的胰島素抵抗，減少炎癥因子表達，減輕糖尿病大鼠心肌細胞凋亡，改善心功能，可使2型糖尿病患者受益。

2.4 vaspin 與銀屑病 銀屑病是由T 細胞介導的、與心血管疾病和脂質功能障礙相關的全身性炎癥性皮膚病。皮膚中表達vaspin mRNA 的細胞主要是角質形成細胞，與沒有發生皮損的銀屑病患者相比，銀屑病皮損患者皮膚中vaspin 表達降低［2］。vaspin 過量表達可抑制巨噬細胞、單核細胞和中性粒細胞等炎癥細胞活化，減少TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8 分泌，減輕銀屑病小鼠髓系細胞浸潤［27］。銀屑病患者接受窄帶紫外線B 治療前血清vaspin 明顯低于健康對照組；治療后疾病改善，vaspin水平也隨之上調［28］。

2.5 vaspin 與風濕性疾病 風濕性疾病是影響骨、關節及周圍軟組織的一組疾病，其病因包括感染、遺傳、代謝及內分泌紊亂等，病理改變以血管和結締組織慢性炎癥為基礎。研究發現膝關節軟骨、滑膜和骨贅等關節組織均表達vaspin 蛋白，且骨關節炎（OA）患者血清vaspin 水平明顯低于健康對照者［29］。NO 和TNF-α 是OA 發生發展過程中重要的炎癥因子，vaspin 呈劑量依賴性抑制瘦素誘導軟骨細胞NO和TNF-α 分泌，對OA 起到保護作用［30］。vaspin 水平除了在OA 患者中有變化，在其他的風濕性疾病中也有改變。系統性紅斑狼瘡、強直性脊柱炎和合并指端潰瘍的系統性硬化癥患者血清vaspin 水平均較健康者明顯降低［31-33］。大多數風濕性疾病患者體內vaspin水平較健康者降低，研究vaspin與風濕性疾病之間的關系及其作用機制，對進一步認識及治療風濕性疾病有重大意義。

2.6 vaspin 與肺部炎癥 近年研究表明，vaspin 也可改善肺部炎癥。vaspin 能夠顯著抑制野百合堿誘導的肺組織ROS 生成和基質金屬蛋白酶2 活化，降低肺動脈壓［34］。急性呼吸窘迫綜合癥（ARDS）是多種原因導致的，以頑固性低氧血癥為顯著特征的臨床綜合征，微生物產物、細胞損傷內源性毒物作用于肺上皮細胞，致肺部急性炎癥反應發生。vaspin 能夠抑制ROS 產生和NADPH 氧化酶激活，減少IL-6、TNF-α和NF-κB 分泌，促進肺內皮細胞存活，對肺臟產生保護作用［14］。目前關于vaspin 與ARDS 的研究較少，仍需更多研究去探索兩者之間的聯系，為臨床實踐中ARDS患者的治療提供更多實驗依據。

炎癥因子是眾多疾病的起始因子，多種疾病的發生發展與炎癥密切相關，炎癥導致疾病惡化，加速疾病進展。vaspin 作為一種新型脂肪因子，通過調控不同的信號通路，抑制炎癥細胞激活和炎癥因子釋放，在糖尿病心肌病、冠心病及銀屑病等疾病中發揮作用。進一步研究vaspin 對炎癥的作用，探索vaspin 在冠心病和腦卒中的具體機制，將有望為AS性疾病提供新靶點及理論依據。今后需更多研究來探索vaspin 在不同疾病中的作用機制，闡明vaspin與炎癥之間的關系，最大限度減輕炎癥反應對機體帶來的損傷，為疾病的治療指明新的方向。