血管緊張素Ⅱ與老年動脈粥樣硬化關系的研究進展

王 洵，梁 斌

動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)是目前全球發病率最高的疾病，隨著人口老齡化，與年齡相關的AS成為目前臨床上老年心血管疾病的重要發病基礎[1]。研究表明，在老年AS疾病中會出現大量衰老的血管平滑肌細胞(vascular smooth muscle cell，VSMC)，致使斑塊不穩定，從而促進AS的進展與急性冠脈綜合征的發生[2-5]。因此，對于老年AS的研究在基礎方面則轉化為細胞衰老對于AS的作用。血管緊張素Ⅱ(angiotensin Ⅱ，AngⅡ)作為腎素-血管緊張素系統(renin-angiotensin-aldosteronesystem，RAAS)重要組成成分，在細胞衰老對于AS致病過程中發揮了不可或缺的作用，其主要通過作用于AT1受體促進VSMC衰老，進一步促進AS的形成[6-9]。AngⅡ可以修飾許多影響衰老VSMC遷移的因素，如單核細胞趨化蛋白1(monocyte chemotactic protein 1，MCP-1)、鈣蛋白酶1等[8]。此外，AngⅡ與衰老VSMC中的炎癥密切相關，是核因子-κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)、轉化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)、線粒體膜電位(MMP)系統和活性氧(reactive oxygen species，ROS)產生的有效激活劑或促進劑。隨著年齡的增長，循環中AngⅡ的水平逐漸增加。因此，AngⅡ是導致動脈炎癥和細胞衰老的關鍵性因子，同時也是AS的關鍵因子[9-11]。然而，目前關于老年AS細胞方面的研究大多集中于表型及功能的改變，分子生物代謝方面的研究相對較少，這對于老年人AS的診治，尤其是特殊用藥，具有重要指導價值?，F綜述AngⅡ在老年AS中的病理生理過程。

1 AngⅡ在晚期糖基化終末產物(advanced glycation end products，AGEs)致AS中的作用

AGEs是過量的糖和蛋白質結合的產物，在體內有兩個來源，一是過量的糖和蛋白質在體內合成AGEs，二是通過進食將食物中存在的AGEs攝入體內。AGEs 能夠和身體的組織細胞相結合并對其產生破壞，包括細胞衰老，這也得到了一定的證據支持[12]。Gomes[13]研究表明，在衰老細胞內，AGEs/晚期糖基化終末產物受體(RAGE)/甲基賴氨酸(CML)/還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶系統誘導動脈壁內皮細胞的損傷，而脂質浸潤會加速這一過程的進展。進一步研究表明，RAGE敲除或免疫阻斷的RAGE下調可減少AngⅡ的生成，介導血管內皮細胞損傷，促進AS的形成。甲基賴氨酸這一過程中表現為優先攝取AGEs，誘導細胞內氧化應激和內質網應激，阻礙膽固醇逆轉運，從而加速了細胞的脂質浸潤[14]。這一途徑也通過動物實驗證明。該項實驗在小鼠主動脈移植模型中測試了AS消退受損的機制，發現在低密度脂蛋白受體(LDLR)缺失型AS小鼠模型中，RAGE的缺失加速了AS的消退，并明顯減少了病變，進一步證實了AGEs的致AS作用[15]。另有研究結果表明，AGEs可明顯增加M1型巨噬細胞RAGE表達并激活NF-κB途徑，促進甲基賴氨酸白細胞介素(IL)-6和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等炎性因子的表達，導致動脈炎癥產生，NF-κB途徑恰巧也是AngⅡ致炎作用的關鍵啟動分子[16]，表明AngⅡ在AGEs致老年AS中發揮了重要作用。

總之，AGEs對血管的損傷作用可以部分解釋糖尿病導致AS的機制。從Gomes[13]的研究可以看出老年糖尿病病人罹患AS的風險相應增高，不僅來自于AGEs自身的損傷，而且也與其引起的脂質代謝紊亂有關，強調了冠心病一級、二級預防中血糖管理的重要性，同時也為老年糖尿病病人AS不良事件的研究提供了一個很好的結局指標。AGEs作用通路詳見圖1。

圖1 AGEs作用通路[13]

2 AngⅡ在端粒酶致AS中的作用

端粒酶是細胞中負責端粒延長的一種酶，是基本的核蛋白逆轉錄酶，可將端粒DNA加至真核細胞染色體末端，從而把DNA復制損失的端粒填補起來，讓端粒不會因細胞分裂而有所損耗。因此，端粒在不同物種細胞中對于保持染色體穩定性和細胞活性起著至關重要的作用。然而，Salpea等[17]卻報道，AS中VSMC的端粒長度比正常人短。有研究發現，在對細胞進行AngⅡ長期刺激(30 d)后，可明顯促進p16、p21等衰老相關基因的表達，減慢細胞的生長，同時降低衰老細胞中壽命相關基因的表達，端粒酶逆轉錄酶cDNA和端粒酶活性，但對細胞周期的影響尚不清楚[18]。另有研究表明，AngⅡ可以誘導SA-β-Gal陽性細胞、p21和纖溶酶原激活物抑制劑-1(PAI-1)表達上調。然而，AngⅡ1型受體相關蛋白內源性配體(Apelin)/AngⅡ1型受體相關蛋白軸通過腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)/沉默信息調節器1(Sirt1)信號通路改善AngⅡ誘導的人臍靜脈內皮細胞中ROS的生成，增強端粒酶活性，從而改善內皮細胞衰老，增強內皮細胞的活性[19]。

雖然國內外已經有許多研究，但是端粒酶和端粒長度在AS形成中的潛在致病作用仍然存在爭議，目前已有研究表明，AGEs可以影響端粒的長短，而二甲雙胍可以保護端粒免受其損傷作用，但目前的研究價值有限，而且對于AngⅡ參與的端粒酶的縮短與活性下降也未做進一步的探討。因此，對于端粒酶和AS的研究有可能成為未來的一個研究方向。

3 AngⅡ在核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白3(NLRP3)炎癥小體致AS中的作用

低度炎癥存在于AS發展的所有階段，全身炎癥會增加炎性因子的水平，損害血管內皮細胞功能，引起動脈過早僵硬，加速AS和血栓形成，增加心血管疾病的風險、死亡率和發病率[20-22]。NLRP3炎性小體是參與低度固有免疫的關鍵分子，其可通過裂解半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1(lytic cysteine aspartate protease-1，Caspase-1)將IL-1β和IL-18轉化為成熟形式并引起內皮細胞炎癥反應，促進AS的發展。如在人臍靜脈內皮細胞(HUVEC)中添加丙烯醛可引起NLRP3炎癥體激活，表現為Caspase-1及其下游成熟1L-1β和IL-18的分泌，導致AS的發展。使用小干擾RNA下調NLRP3基因表達可明顯抑制丙烯醛誘導的細胞凋亡和促進細胞遷移。此外，自噬也參與了這一過程，自噬抑制劑3-甲基腺嘌呤(3-MA)加重了NLRP3炎癥體的激活、凋亡和細胞遷移，自噬誘導劑雷帕霉素(RapA)減輕了上述現象[23]。研究發現，在體內，NLRP3抑制劑MCC950治療減少了脂多糖誘導的IL-1β的分泌，而不影響TNF-α的反應。在體外，MCC950治療可明顯減少AS病變斑塊中巨噬細胞的數量，但膠原含量和壞死核大小沒有受到影響，這對研究斑塊穩定性極其重要。此外，MCC950處理載脂蛋白E基因敲除(ApoE-/-)小鼠頸動脈血管細胞黏附分子1(VCAM-1)和細胞間黏附分子1(ICAM-1)mRNA表達明顯降低[24]。證明NLRP3炎癥小體有明顯的致AS作用。另有研究發現，在博來霉素誘導的內皮細胞衰老中，NLRP3結合硫氧還蛋白結合蛋白(TXNIP)，激活衰老內皮細胞NLRP3炎性小體，同時促進NLRP3炎癥體相關基因凋亡相關的斑點樣蛋白(ASC)、硫氧還蛋白互作蛋白(TXNIP)、Caspase-1和IL-1β在體內的表達，導致動脈衰老內皮細胞的炎癥反應[25]。

AngⅡ在NLRP3炎癥小體致細胞衰老并進一步導致AS的過程中發揮了重要的作用。研究表明，在最佳濃度(10-9mol/L)AngⅡ作用人臍靜脈內皮細胞12 h后，人臍靜脈內皮細胞中還原型輔酶Ⅱ(NADPH )氧化酶 4 (NOX4)、NLRP3、Caspase-1和IL-1β的蛋白水平明顯升高。AngⅡ可能通過激活NLRP3炎性小體，增加IL-1β的蛋白表達，從而誘導血管炎癥，促進AS進程[26]。另有證據表明，在老化血管中，AngⅡ可以誘導NLRP3上游信號分子NF-κB活化，導致單核細胞表達IL-6、單核細胞趨化蛋白-1和TNF-α的表達增加[22]。并且AngⅡ帶來的這種炎癥信號隨年齡增長而增加，將使老年人AS的風險比年輕人高出很多。此外，老年人體內長期的慢性炎癥，往往導致體內高凝狀態，使老年人血栓的發生率明顯高于年輕人，從而老年病人急性心肌梗死的發生率也較年輕病人明顯升高，而且伴隨著血管功能的紊亂，隱匿性心肌梗死的發病率明顯提高，值得臨床醫師的廣泛關注。

近年來，NLRP3炎癥小體成為AS領域研究的一個熱點話題，特別是對于NLRP3炎癥小體相關的細胞焦亡的研究，但其在老年病人當中的具體機制尚不清楚，為未來NLRP3炎癥小體的進一步研究提供了重要的科研價值。

4 AngⅡ在ROS自由基致AS中的作用

ROS可以誘導細胞發生氧化應激，其與體內抗氧化物質一直處于一種動態平衡之中，當細胞內ROS水平超過了抗氧化能力時，即可導致細胞因氧化應激而發生損傷，最終可能導致器官功能障礙。

研究表明，巨噬細胞氧化型低密度脂蛋白(oxLDL)暴露后可以上調小凹蛋白-1的表達，而后者反過來上調NOX2p47phox的水平，增加ROS的產生，這種聯合作用會導致細胞衰老加劇，并可能為AS的臨床干預提供一個靶點[27]。同時，研究表明，氧化型低密度脂蛋白引起的ROS使衰老的人主動脈內皮細胞中活性凋亡信號調節激酶1升高，誘導細胞凋亡，從而進一步介導AS內皮功能障礙[28]。AngⅡ在衰老細胞內ROS的致病過程中發揮了關鍵的作用。一方面，在線粒體內，AngⅡ增加了胞質鋅水平，導致線粒體鋅積累，從而致使線粒體功能障礙和線粒體ROS產生。ROS的產生可以進一步介導NF-κB激活和NADPH 氧化酶 1(NOX1)表達，NOX4上調和氧化應激的發生，最終誘導VSMC的衰老[29]。在此過程中，醛固酮通過鹽皮質激素受體與AT1受體偶聯誘導NF-κB途徑的激活，進一步激活氧化應激，為上述過程起到了協同作用[30]。另一方面，RAAS的激活減少了天然抗氧化劑超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽的產生，并降低其活性，使得ROS的對抗物質減少，體內氧化與抗氧化平衡被打破，進一步加重了細胞的衰老，細胞衰老可以促進AS的進展。因此，ROS產生的抑制成為老年人AS治療的關鍵靶點。

此外，ROS導致的氧化應激在細胞衰老引起的AS中可以與細胞炎癥相偶聯，兩者相輔相成，涉及兩者的研究也相對多，揭示了其在細胞衰老中的關鍵作用。ROS與許多信號通路的關系尚存在一定的爭議，值得深入研究。

5 AngⅡ在Klotho致AS中的作用

Klotho蛋白是內分泌成纖維細胞生長因子受體復合物的重要組成部分，在內分泌系統的構成中發揮了不可或缺的作用，可控制哺乳動物的多個代謝過程[31]。研究表明，Klotho蛋白似乎通過抑制生長因子信號轉導和氧化應激而發揮抗衰老作用。既往研究表明，Wnt信號通路在細胞增殖、分化和衰老中發揮重要的作用[32]。Klotho蛋白可能通過配體作用與Wnt受體相結合從而抑制Wnt信號通路的持續激活，進而對抗細胞凋亡和衰老[33]。也有研究發現，Klotho蛋白敲除小鼠胰島素抵抗明顯增強，推測Klotho蛋白亦可能通過干擾胰島素/胰島素樣生長因子1通路影響衰老進程和個體壽命[34]。Klotho蛋白還可直接調節內皮細胞P53/P21信號通路，下調P53、P16及其他細胞周期相關蛋白的表達，抑制衰老相關β-半乳糖苷酶的生成，進而影響細胞增殖和衰老表型[35]。以上實驗證實了Klotho蛋白蛋白的抗衰老作用，并且有確切證據表明，在細胞內的水平隨著年齡增加而降低，從40～70歲，其體內循環水平可降低2倍[36]。其中，轉錄因子-e2相關因子2(nuclear factor erythroid-2-related factor 2，Nrf2)為Klotho蛋白的下游分子，Klotho蛋白可以激活VSMC中的Nrf2的表達，增加細胞內抗氧化蛋白谷氨酸半胱氨酸連接酶催化亞基(GCLC)、磷酸酰胺腺嘌呤二核苷酸醌氧化還原酶-1(NQO-1)、血紅素加氧酶1(HO-1)的表達，清除細胞內生成的氧自由基，從而有助于防止氧化應激造成的血管平滑肌損傷[37-38]。在AS疾病動物模型中，把Klotho基因用腺病毒轉染到小鼠體內可改善內皮細胞功能，增加一氧化氮(NO)合成，還可減輕血管周圍組織纖維化，逆轉血管重構，降低血壓，減輕AS[39]。最新研究也表明，血清Klotho蛋白與AS病人糖脂代謝紊亂相關，低水平Klotho蛋白可能是代謝綜合征的獨立危險因素[40]。缺乏Klotho蛋白則加劇了血管衰老進而促進AS。以上幾項試驗研究均證實了Klotho蛋白對于AS的削弱作用。

然而，AngⅡ會使得Klotho蛋白的保護作用進行性削弱，對于激活VSMC中的Nrf2的表達這一進程進行阻礙。AngⅡ明顯降低Nrf2的表達，減弱Nrf2向細胞核的轉運，從而減少細胞的抗氧化蛋白GCLC、NQO-1、HO-1的生成，使血管壁更容易受到炎性因子的損傷。AngⅡ減弱血管細胞的抗氧化活性，無疑加速了AS的進展。目前研究證明，血管緊張素轉換酶抑制劑、血管緊張素受體阻滯劑可增加Klotho蛋白的表達,且Yoon 等[40]直接在損傷的腎臟模型中證明了體內Klotho蛋白水平與RAAS系統表達的相關性，但這種關系與AS的關系尚不清楚。

總之，對于Klotho蛋白及其下游分子Nrf2的研究對于氧化應激以及人類壽命的研究是近年來的熱點話題，也展現出了相當多的成果，證實了Klotho蛋白在對抗細胞衰老當中的作用。因此，它在AS中的研究也受到了廣泛的關注，但是目前的研究僅局限于氧化應激方面，對于代謝方面的研究尚不明確，且在實驗設計方面缺乏全面而系統的研究，且目前僅局限于基礎，對于臨床應用尚有一定的道路，這為接下來的一些新型藥物的機制研究提供了一定的參考價值。Klotho蛋白作用通路機制詳見圖2。

圖2 Klotho蛋白作用通路機制[37]

6 小 結

AS是心血管疾病重要的病理生理基礎，雖然目前關于AS機制的研究相對成熟，但是對于老年人AS的發生機制存在一定爭議，AngⅡ是否參與了老年人AS過程亦不清楚。目前研究表明，AGEs增加、端粒酶活性降低、鹽敏感性增強、NLRP3炎癥小體、ROS的激活及Klotho蛋白的缺失或表達下降對于衰老細胞AS的形成與發展具有明顯影響。這些分子之間互相影響又彼此獨立，共同促進AS的發生與發展，同時也促進細胞的進一步衰老，細胞的衰老又進一步促進AS的形成與發展。因此，衰老的細胞對于AS的敏感度明顯高于正常細胞。這可能部分解釋了老年病人相對于年輕病人AS的高發病率、住院率、死亡率及不典型性，提示了老年病人AS診治及研究過程也相對困難。老年AS病人的管理是一個綜合診治的過程，AngⅡ廣泛參與了老年AS病人的病理生理過程，因此，抑制AngⅡ成為AS病人管理的重要方案，同時，也需要進一步完善其病理生理機制的研究。