晚期氧化蛋白产物的研究进展

晚期氧化蛋白产物的研究进展 摘 要 ：晚 期 氧 化 蛋 白 产 物 (AOPPs) 是 新 近 发 现 的 一 类 尿 毒 症 毒 素 。它 能 激 发 单 核 细 胞 呼 吸 爆 发 ，刺 激 以 肿 瘤 坏 死 因 子 (TNF-)为 主 的 大 量 促 炎 性 细 胞 因 子 合 成 、释 放 ，促 发 单 核 细 胞 的 炎 症 反 应 ，引 起 全 身 微 炎 症 状 态 。 是 慢 性 肾 衰 竭 (CRF)患 者 免 疫 功 能 紊 乱 、动 脉 粥 样 硬 化 、 透 析 相 关 性 淀 粉 样 变 等 长 期 并 发 症 的 重 要 致 病 环 节 。本 文 就 近 年 来 关 于 AOPPs 的 观 点 作 一 综 述 。 关 键 词 ：晚 期 氧 化 蛋 白 产 物 ;研 究 ;进 展 1、AOPPs 的 来 源 及 特 点 AOPPs 是 Witko-Sarsat 等 于 1996 年 在 慢 性 肾 衰 竭 (CRF)患 者 血 浆 中 发 现 的 ，其 主 要 成 分 是 血 清 白 蛋 白 被 自 由 基 和 反 应 性 氧 系 氧 化 后 的 产 物 ，是 CRF 和 血 液 透 析 (HD)患 者 免 疫 功 能 失 调 、动 脉 粥 样 硬 化 性 心 血 管 病 变 、透 析 相 关 性 淀 粉 样 变 等 长 期 并 发 症 的 重 要 致 病 环 节 ， 是 经 过 氯 化 氧 化 反 应 ，在 氧 化 应 激 的 反 应 中 自 吞 噬 细 胞 激 活 生 成 的 次 氧 酸 或 氯 胺 对 血 清 白 蛋 白 氧 化 作 用 而 生 成 的 含 双 酪 氨 酸 的 蛋 白 交 连 物 。通 过 两 个 酪 氨 酸 残 基 之 间 的 共 价 结 合 形 成 双 酪 氨 酸 ，是 蛋 白 质 受 到 氧 化 的 特 异 性 标 志 之 一 。分 为 高 分 子 量 AOPPs 和 低 分 子 量 AOPPs。高 分 子 量 AOPPs，分 子 量 为 670 kDa，是 白 蛋 白 的 聚 合 体 ，大 多 存 在 于 白 蛋 白 中 ，其 在 酸 性 的 条 件 下 ， 在 340 nm 处 有 特 异 性 吸 收 峰 ，其 分 子 的 结 构 中 包 含 有 大 量 的 双 酪 氨 酸 及 羰 基 ，跟 体 内 氧 自 由 基 的 损 伤 、氧 化 应 激 反 应 有 关 。研 究 表 明 ，AOPPs 在 结 构 及 生 物 活 性 上 跟 晚 期 的 糖 基 化 终 产 物 (AGE)类 似 。AGE 是 蛋 白 质 氨 基 端 发 生 非 酶 糖 化 的 终 产 物 。AOPPs 和 AGE 的 主 要 成 分 ： 双 酪 氨 酸 及 羧 甲 基 赖 氨 酸 都 可 通 过 髓 过 氧 化 物 酶 (MPO)参 与 的 生 氧 反 应 介 导 而 生 成 ，AGE 亦 有 蛋 白 交 联 结 构 及 促 发 单 核 细 胞 炎 性 反 应 的 功 能 。AOPPs 和 AGE，在 正 常 人 和 CRF 患 者 体 内 都 成 正 比 ，都 可 引 发 炎 细 胞 因 子 及 黏 附 分 子 的 形 成 ，参 与 微 炎 性 反 应 及 动 脉 粥 样 硬 化 性 心 血 管 病 变 ，刺 激 细 胞 生 成 活 性 氧 ，引 起 免 疫 功 能 的 失 调 。 2、AOPPs 是 氧 化 应 激 的 新 型 标 志 物 氧 化 应 激 是 指 机 体 或 细 胞 内 氧 自 由 基 的 消 长 失 衡 ， 引 起 活 性 氧 (ROS)在 体 内 或 细 胞 内 蓄 积 而 引 起 的 分 子 、 细 胞 及 机 体 的 氧 化 损 伤 , 包 括 致 蛋 白 质 、脂 类 、 DNA/RNA 生 物 大 分 子 氧 化 ，引 发 生 物 膜 的 脂 质 过 氧 化 、 细 胞 内 蛋 白 和 酶 变 性 、DNA 损 害 。ROS 性 质 活 泼 ，是 极 易 消 散 的 物 质 ，因 而 要 在 体 内 直 接 检 测 非 常 困 难 。通 常 通 过 检 测 ROS 催 化 脂 质 、蛋 白 质 /氨 基 酸 和 DNA 形 成 的 化 学 性 质 较 稳 定 的 物 质 。Roberts 等 在 2002 年 发 现 ， ROS 可 催 化 细 胞 膜 上 花 生 四 烯 酸 生 成 异 前 列 腺 素 ，后 者 经 磷 脂 酶 裂 解 进 入 血 循 环 ，最 终 经 尿 排 除 ，但 这 仅 是 半 定 量 法 ，特 异 性 低 。ROS 可 氧 化 修 饰 LDL 产 生 ox- LDL;血 浆 anti -oxLDL 滴 度 可 较 准 反 映 人 体 内 的 脂 质 过 氧 化 程 度 。目 前 的 研 究 认 为 ，蛋 白 质 对 氧 化 应 激 的 攻 击 也 很 敏 感 ，主 要 表 现 为 氨 基 酸 残 基 的 氧 化 、肽 链 的 断 裂 或 交 联 聚 合 、蛋 白 的 疏 水 性 和 对 水 解 酶 的 抵 抗 性 增 强 ， 从 而 丧 失 生 物 活 性 并 易 于 累 积 。亦 研 究 表 明 ，AOPPs 是 较 好 的 炎 症 介 质 ，能 更 好 地 显 示 急 性 氧 化 应 激 过 程 。 3、AOPPs 与 氧 化 应 激 相 关 疾 病 AOPPs 与 CRF 研 究 显 示 ，尿 毒 症 患 者 的 血 浆 中 AOPPs 显 著 增 多 。在 正 常 人 外 周 血 中 ，很 难 检 测 及 AOPPs，没 透 析 患 者 的 血 浆 AOPPs 潴 留 会 随 肾 功 能 的 恶 化 而 加 重 ，终 末 期 肾 病 患 者 的 循 环 中 AOPPs 含 量 是 正 常 人 的 3 倍 ，而 在 血 液 透 析 之 后 ，AOPPs 含 量 增 加 就 更 显 著 。此 表 明 尿 毒 症 的 代 谢 紊 乱 及 其 并 发 症 可 引 起 患 者 在 透 析 前 初 始 氧 化 应 激 状 态 的 出 现 ，且 透 析 本 身 的 影 响 还 可 致 氧 化 应 激 反 应 及 氧 自 由 基 清 除 系 统 受 损 。HD 患 者 体 内 存 在 抗 氧 化 与 致 氧 化 之 间 的 失 衡 ，原 因 为 HD 患 者 血 液 接 触 生 物 不 相 容 性 的 透 析 膜 或 渗 入 透 析 液 中 的 内 毒 素 ，导 致 吞 噬 细 胞 反 复 被 活 化 ，进 而 激 活 补 体 系 统 , 促 使 吞 噬 细 胞 释 放 ROS，包 括 超 氧 负 离 子 、过 氧 化 氢 、羟 基 、HOCL，使 体 内 的 氧 化 系 统 活 性 增 强 。同 时 又 因 透 析 丢 失 或 营 养 不 良 导 致 VitC、VitE、白 蛋 白 等 抗 氧 化 物 质 减 少 、抗 氧 化 酶 及 其 辅 助 因 子 活 性 降 低 ，更 加 重 了 氧 化 应 激 的 程 度 。事 实 上 ，氧 化 应 激 在 CRF 早 期 即 已 出 现 ，随 着 CRF 的 进 展 而 持 续 增 强 ，在 HD 阶 段 达 到 高 峰 。AOPPs 可 能 是 一 种 促 炎 症 活 性 的 尿 毒 症 毒 素 ，它 既 是 氧 化 应 激 的 产 物 ，可 正 反 馈 诱 导 或 加 重 氧 化 应 激 反 应 ，故 呈 现 持 续 氧 化 应 激 状 态 。 AOPPs 与 动 脉 粥 样 硬 化 近 年 来 的 研 究 认 为 动 脉 粥 样 硬 化 (AS)是 一 个 炎 性 反 应 的 过 程 ，其 特 点 是 血 管 壁 慢 性 炎 症 的 纤 维 增 生 。损 伤 进 展 关 键 环 节 是 单 核 细 胞 和 T 淋 巴 细 胞 通 过 附 壁 损 伤 内 皮 ，且 向 内 膜 迁 移 。AOPPs 在 体 内 外 都 能 激 发 单 核 细 胞 的 呼 吸 爆 发 ，使 促 炎 性 细 胞 因 子 ;且 可 亦 激 发 中 性 粒 细 胞 的 呼 吸 爆 发 ，引 起 全 身 微 炎 症 状 态 ，表 现 在 循 环 中 CPR、TNF- 和 IL-1b 等 炎 症 介 质 的 增 多 1。循 环 中 AOPPs 潴 留 ，血 管 壁 AS 病 变 部 位 可 见 AOPPs 沉 积 , 血 浆 AOPPs 与 HD 患 者 的 颈 总 动 脉 内 膜 中 层 厚 度 和 颈 总 动 脉 壁 /腔 比 、切 面 内 膜 中 层 面 积 有 显 着 的 相 关 性 ，提 示 AOPPs 可 能 是 评 估 AS 心 血 管 疾 病 的 一 个 独 立 危 险 因 素 。静 脉 反 复 地 注 射 AOPPs 能 促 使 饲 喂 高 胆 固 醇 饲 料 兔 AS 斑 块 的 产 生 ，给 AOPPs 可 能 参 与 AS 提 供 了 直 接 的 证 据 。袁 方 等 经 过 体 外 的 实 验 发 现 ，AOPPs 既 可 诱 导 内 皮 细 胞 生 成 活 性 氧 ;其 活 性 氧 的 多 少 跟 AOPPs 的 氧 化 程 度 和 浓 度 呈 正 比 。还 有 实 验 表 明 ，AOPPs 可 激 活 单 核 细 胞 NADPH 氧 化 酶 ，释 放 ROS，促 使 38 磷 酸 化 ，引 起 TNF- 分 泌 增 加 2，TNF- 还 能 平 滑 肌 细 胞 转 变 成 纤 维 细 胞 表 型 。因 此 我 们 认 为 ， AOPPs 潴 留 ，经 过 氧 化 应 激 导 致 内 皮 细 胞 损 伤 或 许 是 它 参 与 动 脉 粥 样 硬 化 硬 化 机 理 之 一 。 AOPPs 与 冠 心 病 冠 心 病 病 因 及 发 病 机 制 目 前 尚 未 完 全 阐 明 ，氧 化 应 激 学 说 占 有 非 常 重 要 的 地 位 3。AOPPs 在 结 构 与 生 物 学 活 性 方 面 与 AGE 非 常 相 似 ，均 可 诱 导 致 炎 症 介 质 和 粘 附 分 子 的 产 生 ，参 与 微 炎 症 状 态 和 AS 性 心 血 管 病 变 ，刺 激 细 胞 生 成 活 性 氧 ，致 免 疫 功 能 失 调 。 Kaneda 等 检 测 了 经 冠 脉 造 影 确 诊 的 冠 心 病 患 者 、HD 患 者 及 健 康 志 愿 者 血 浆 中 的 AOPPs，发 现 冠 心 病 和 HD 患 者 血 浆 AOPPs 都 增 高 ，但 是 健 康 志 愿 者 却 维 持 在 较 低 水 平 。血 浆 AOPPs 含 量 跟 冠 心 病 的 严 重 程 度 密 切 相 关 ，表 明 AOPPs 是 引 起 冠 心 病 的 独 立 危 险 因 子 。AOPPs 经 过 激 活 单 核 细 胞 NADPH 的 氧 化 酶 ，释 放 ROS，使 P38 磷 酸 化 ，引 起 TNF- 的 分 泌 增 加 。急 性 心 肌 梗 死 (AMI)，由 于 心 肌 细 胞 的 缺 血 缺 氧 时 间 长 ，常 引 起 不 可 逆 性 坏 死 ，激 活 氧 化 应 激 损 害 的 连 锁 反 应 ，使 血 清 中 白 蛋 白 被 氧 化 故 产 生 大 量 AOPPs，进 而 致 中 性 粒 细 胞 及 单 核 细 胞 的 呼 吸 爆 发 ，促 进 炎 症 活 性 的 增 高 ;单 核 细 胞 和 内 皮 细 胞 被 细 胞 间 的 相 互 作 用 激 活 后 ，细 胞 表 达 一 些 生 物 活 性 分 子 比 可 促 使 AS 及 血 栓 形 成 。 AOPPs 与 其 他 疾 病 的 相 关 性 最 近 研 究 证 实 IgA 肾 病 患 者 循 环 中 的 AOPPs 亦 升 高 ，且 与 疾 病 的 严 重 程 度 相 关 。AOPPs 可 反 应 重 症 患 者 病 情 的 严 重 程 度 、治 疗 效 果 、 判 断 预 后 。目 前 认 为 ，AOPPs 参 与 了 肥 胖 、衰 老 、老 年 性 白 内 障 、肾 脏 纤 维 化 。 综 上 所 述 ，AOPP 主 要 成 分 是 血 清 白 蛋 白 被 自 由 基 和 反 应 性 氧 系 氧 化 后 的 产 物 。尿 毒 症 和 透 析 病 人 体 内 氧 化 剂 主 要 来 源 于 循 环 中 性 粒 细 胞 和 单 核 细 胞 。在 适 当 的 刺 激 之 后 ，中 性 粒 细 胞 和 单 核 细 胞 呼 吸 爆 发 产 生 大 量 的 ROS。肾 小 球 系 膜 细 胞 ICAM 的 上 调 ，促 进 了 白 细 胞 在 肾 组 织 的 聚 集 、浸 润 ，释 放 多 种 炎 症 因 子 ，此 又 促 进 ICAM-1 的 上 调 。血 清 AOPP ICAM-1、IL-1 可 成 为 糖 尿 病 肾 微 血 管 病 变 的 早 期 预 测 因 子 。AOPPs 不 仅 是 氧 化 应 激 的 产 物 ，AOPPs 还 可 引 起 单 核 细 胞 和 中 性 粒 细 胞 的 呼 吸 爆 发 ，诱 导 单 核 细 胞 产 生 更 多 活 性 氧 ，其 本 身 也 可 能 诱 导 或 加 重 氧 化 应 激 和 慢 性 炎 症 反 应 。它 是 反 应 氧 化 应 激 很 重 要 的 指 标 。其 参 与 了 多 种 病 理 生 理 过 程 ，能 够 预 测 疾 病 的 进 展 。AOPPs 的 研 究 对 更 加 深 入 地 了 解 CRF 的