1：溶血磷脂酸受体及下游信号通路在心脏细胞生长中的调节作用.doc

生理学报 Acta Physiologica Sinica, October 25, 2007, 59 (5): 619-627619综 述溶血磷脂酸受体及下游信号通路在心脏细胞生长中的调节作用陈 曦 *中国医学科学院 / 中国协和医科大学心血管病研究所，阜外心血管病医院，北京 100037摘 要：溶血磷脂酸(lysophosphatidic acid, LPA)是一种十分活跃的磷脂信号分子，具有广泛的生物学效应，包括诱导神经轴突回缩、应力纤维形成、促进血小板凝集、诱导平滑肌收缩、刺激血管平滑肌细胞增殖等。LP A 通过其受体及耦联的 G 蛋白调节细胞内信号途径，介导各种生物学效应。心脏组织中存在多种 LPA 受体亚型，尤其受体 LPA1 亚型在心脏组织中的含量仅次于脑，位居第二，暗示 LPA 在心脏中有重要的生物学功能。本文着重对 LPA 的 5 种受体亚型的组织分布、与 G 蛋白的耦联和对第二信使的活性调节，以及 LPA 及其受体亚型对心脏细胞的生长调节作一综述。关键词：溶血磷脂酸受体；心脏；细胞增殖；肥大；凋亡中图分类号：R331.3+1；Q257Lysophosphatidic acid receptors and the downstream signaling pathways inregulation of cardiac cell growthCHENXi*Cardiovascular Institute and Fu Wai Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, Beijing100037, ChinaAbstract: Lysophosphatidic acid (LPA) is a bioactive phospholipid messenger with multiple biological functions, including inductionof neurite retraction, stress fiber formation, promotion of platelet aggregation and stimulation of smooth muscle contraction and cellproliferation. LPA exerts various biological functions through G protein-coupled receptors and the downstream cellular signalingpathways. LPA and its receptors may also play important roles in the heart since several LPA receptor subtypes exist in the heart andespecially the level of LPA1 subtype is the second highest, just lower than that in the brain. The review was focused on 5 subtypes ofLPA receptor, mainly on their tissue expression pattern, coupled G proteins and signal pathways, as well as the roles of LPA and itsreceptors in regulation of cardiac cell growth.Key words: lysophosphatidic acid receptors; heart; cell proliferation; hypertrophy; apoptosis溶血磷脂酸(lysophosphatidic acid, LPA)是一种 增殖 / 凋亡、血小板聚集、肿瘤细胞浸润等。 LPA结构最简单的水溶性甘油磷脂，其化学结构名称为 可以引起多种血管反应，如激活血小板、促进血管1- 酰基 -2- 羟基 -3- 磷酸甘油 (1-acyl-2-hydroxy-sn- 平滑肌收缩和细胞增殖、活化内皮细胞，与高血glycerol-3-phosphate)。以往认为 LPA 是脂质合成前 压、动脉粥样硬化形成和发展密切相关3-6。我们体，后来逐步发现 LPA 具有广泛的生物学效应1,2， 课题组的研究显示，LPA 参与心肌细胞和心脏成纤可以诱导神经轴突回缩、应力纤维形成、促进细胞 维细胞的生长调节，与心脏重构的病理生理过程相Received 2007-08-01 Accepted 2007-08-30This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 30170374) and the National Basic ResearchDevelopment Program of China (No. G2000056905, 2007CB512108).*Corresponding author. Tel: +86-10-88398584; E-mail: 620 生理学报 Acta Physiologica Sinica, October 25, 2007, 59 (5): 619-627关7,8。因而，LPA 也是一种心血管活性物质。LPA方式。的上述各种生物学作用主要是通过 G 蛋白耦联的受 1999 年 Bandoh 等14和 2000 年 Im等15先后在各体介导下游信号通路实现的。 自的实验室分别独立克隆了人Edg7基因，并将其确定为 LPA 的第三种受体亚型，LPA3。人 LPA3 由 1 LPA受体353 个氨基酸组成，分子量约为 40 kDa。就氨基酸目前，在哺乳动物中已经确定存在 5 种 LPA 受序列相似性比较，LPA3与LPA1、LPA2 分别有53.7%体，LPA1LPA5。其中 LPA1LPA3 基因编码具有和 48.8% 的同源性。LPA3 的组织分布也很局限，高度同源性，同属于内皮分化基因(endothelial dif-这一点类似于 LPA2。人 LPA3 主要在心脏、胰腺、ferentiation gene, Edg)家族，而 LPA4 和 LPA5 同源前列腺和睾丸中表达，脑和消化系统未见 Northern性较高；在系统进化树上它们分属于两个不同的分blot 杂交信号14,15 ；大鼠 LPA3 主要分布于肾脏和睾支 9 。丸，而脑、消化系统等也均无表达15。1.1 Edg 家族的 LPA 受体随着 LPA 受体亚型的逐步发现，多个研究小组1996 年 Hecht 等10从小鼠 TSM 细胞系中分离出对各亚型的功能和与 G 蛋白的耦联方式进行了研vzg-1 基因，并鉴定其为 LPA 受体，这是第一个被究。Bandoh等14将人源 LPA 的 3 种受体亚型基因分确认的 LPA 受体，LPA1/Edg2。LPA1 是一个 7 次别导入 Sf9 细胞中，Im 等15将小鼠 LPA1、人 LPA2跨膜蛋白，由 365 个氨基酸组成，分子量约为 41和人 LPA3 基因分别转染至 Rh7777 细胞。两研究组kDa。原位杂交显示vzg-1位于大脑皮质神经母细胞的结果均显示，LPA2和LPA3介导LPA诱导的胞内增殖区。Northern blot 分析显示 vzg-1 在胚胎脑中大钙浓度升高，而 LPA1 不影响这种钙运动。上述胞量表达。vzg-1 过表达可引起 LPA 依赖的神经轴突内钙运动对百日咳毒素(pertussis toxin, PTX)不敏回缩和细胞圆化，还可介导LPA诱导的Gi 蛋白的活感，却对磷脂酶 C (phospholipase C, PLC)的抑制剂化，但 Gi 蛋白的活化与细胞圆化无关。LPA1 通过 敏感，说明 LPA2 和 LPA3 通过耦联 Gs 蛋白介导钙耦联 Gi 蛋白介导 LPA 对胞内 cAMP 水平的抑制。的胞内运动14。LPA1的发现第一次将胞外LPA与胞内被LPA激活的LPA 可以浓度依赖地抑制 cAMP 在细胞内的积信号系统通过受体连接起来，为神经和非神经系统累。Im 等15研究表明，这种抑制作用是 LPA1 介关于 LPA 的研究打开一扇新的门户。 导的，且是通过与 Gi 蛋白耦联实现的；人 LPA2 和1997年An等11从人肺cDNA文库获得人源Edg2LPA3 均不参与 LPA 对胞内 cAMP 水平的抑制，与的基因克隆，编码364 个氨基酸的蛋白。人源LPA1PTX 也无关。Bandoh 等14研究却显示，在转染了Edg4 或 Edg7 的 Sf9 细胞中，先以 forskolin 诱导胞 广泛分布于脑、心脏、胃肠道与生殖系统，其中在心脏组织中的含量仅次于脑，位居第二；Contos等12内 cAMP 浓度积累到较高水平后，LPA 刺激不但不分析显示 LPA1 在成年小鼠心脏中也呈高表达，暗会抑制这种 cAMP 的积累，反而会使 cAMP 浓度进示 LPA 在心脏中有重要的生物学功能。一步升高，且刺激效应对 PTX 不敏感；Edg2 不发1998 年An等13发现一种新的LPA受体，LPA2/生上述刺激 cAMP 浓度升高的现象。说明人源 LPAEdg4。这种人源 LPA2 由 382 个氨基酸组成，分子的3种受体亚型不但没有介导LPA抑制胞内cAMP浓量约为 42 kDa。它与人 LPA1 氨基酸的同源性为 度的作用，而且 LPA2 和 LPA3 可能与 Gi 蛋白以外72%。An 等比较了 LPA1 和 LPA2 的组织分布，的某种 G 蛋白耦联促进 cAMP 浓度升高。Ishii 等16Northern blot 分析显示两者组织分布完全不同。人将小鼠LPA的3种受体亚型基因分别转染至B103细的 LPA2 主要分布于睾丸、胰腺、前列腺、脾脏、胞，结果显示 3 种受体亚型均介导 LPA 对腺苷酸环胸腺，而 LPA1 高表达的脑、心脏、消化道等脏化酶的抑制作用，且对 PTX 敏感，即 LPA 可以通器中几乎检测不到 LPA2。LPA2 可介导 LPA诱导的 S R E 报告基因的表达，此表达依赖于 G i 蛋白和 RhoGTPase 的活化。人LPA2的发现及其与LPA1组织分布的差异说明LPA在不同组织中可能产生不同过小鼠任何一种LPA受体亚型耦联Gi 蛋白，从而实现对胞内 cAMP 积累的抑制作用。LPA 具有生长因子样的作用，能够刺激多种细胞增殖，激活丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activatedprotein kinases, MAPKs)17。因而LPA受体在MAPKs 的生物学作用，各种受体亚型有其各自独立的调节陈 曦：LPA 受体及下游信号通路在心脏细胞生长中的调节作用 621激活中的介导作用成为另一个主要的研究靶标。 更接近，二者的氨基酸序列同源性为 35%。小鼠Bandoh等14研究显示Edg2与Edg7均不激活MAPKs， LPA5 富含于小肠，同时以低水平广泛分布于多种只有 Edg4 激活 MAPKs。Ishii 等16的实验结果表明 3脏 器 ， 包 括 脾 脏 、 胃 、 胸 腺 、 皮 肤 、 肺 、 肝种受体亚型均介导LPA对MAPKs的活化。上述矛盾 脏、胚胎干细胞、胚肝、胚脑和背根神经节(dorsal现象说明可能在不同的组织中，细胞内信号转导通 root ganglion, DRG)，但在脑和心脏中，Northern路不同；还有可能不同种属间 LPA 受体亚型的氨基 blot 方法未检测到 LPA5 的表达。LPA5 在外周神经酸序列细微差异导致蛋白质结构变化，从而耦联不 系统表达，暗示着它可能与这些系统的疾病过程相同种类的 G 蛋白，引发不同信号通路的激活或失 关；LPA5 在胚胎干细胞中的广泛表达也可能扩展活，最后产生不同的生物学效应。 它在发育和干细胞功能中的作用。Ishii等还进一步比较了3种受体亚型在LPA其它 LPA5所介导的生物学效应和信号转导通路研究生物学效应中扮演的角色。结果显示，3 种受体亚 表明，LPA5 通过 G12/13 和 RhoA 活化介导 LPA 浓度型在 LPA 诱导的肌醇磷酸的产生和花生四烯酸的释 依赖的神经轴突回缩和应力纤维的形成；通过 G放中作用相似，仅在效率和作用强度上有所差异。 介导 LPA 诱导的胞内 cAMP 浓度升高；通过 Gq 介然而，在 LPA 诱导细胞骨架形变的过程中，各受体 导 LPA 诱导的胞内钙浓度升高。另外，LPA5 还介的作用大相径庭。Edg2 和 Edg4 可以介导 LPA 诱导 导 LPA 促进非选择性阳离子流升高19。的细胞圆化，LPA3 过表达反而导致神经轴突延长、 综上所述，LPA1 广泛表达于各种组织，脑和 抑制 LPA 诱导的细胞圆化16。总之，3 种受体亚型 心脏中的表达尤其丰富；LPA2和LPA3组织分布局在介导 LPA 的生物学功能时或有分享或有所区别， 限，前者在睾丸、胰腺、外周白细胞等，后者 这反映体内可能存在具有重叠性质的元件为细胞发挥 在心脏、胰腺、前列腺、睾丸等；LPA4 广泛低 重要生物学功能提供了保障，而不同性质的信号又 水平表达于各种组织，只在卵巢中强表达；LPA5 保证了细胞更特异的生物学功能。 表达比较广泛，尤其在多种胚胎组织中表达，但 1.2 非 Edg 家族的 LPA 受体 在脑和心脏中不表达(表 1)。心脏组织中 LPA 受体前 3种LPA受体几乎以每年一个的速度被发现， 亚型主要为 LPA1 和 LPA3，LPA4 表达很微弱，而后间隔了 4 年，Noguchi 等9在 2003 年报道了第 4 LPA2 和 LPA5 不表达或几乎检测不到，推测 LPA1种 LPA 受体。该研究组将 G 蛋白耦联的孤儿受体 和 LPA3 在心脏组织中起重要的生物学作用。我们p2y9/GPR23 确定为 LPA4。这是一个与以往 LPA 受课题组最近关于LPA对心脏细胞生长调节作用的研体结构差异很大的蛋白质，其氨基酸序列同源性仅 究结果证实了这一点。为 20%24%；在系统进化树上 LPA4 与血小板激活LPA是一种十分活跃的磷脂信号分子，从上述因子(platelet-activating factor, PAF)的 G 蛋白耦联受已发现的各种LPA受体亚型组织分布、耦联的G蛋体较接近。人 LPA4 由 370 个氨基酸组成，分子量白和介导第二信使激活的能力上的差异性和共同 性，说明 LPA 通过各组织中不同的 LPA 受体耦联约为 42 kDa。实时定量 PCR 检测表明人 LPA4 广泛多种 G 蛋白和信号通路，介导不同的生物学效应； 表达于各组织，但除了在卵巢组织表达十分丰富同时，LPA又通过具有兼容性能的生物元件为细胞 外，胸腺、胰腺、小肠、脑、心脏等组织中均很微弱9。Lee 等18的 Northern blot 分析显示，LPA4的重要生物学功能提供保障。广泛表达于胚胎组织(包括胚脑)中。最近 Lee 等18进一步研究了 LPA4 所介导的细胞2 LPA 及其受体和心脏重构信号通路。通过 G 蛋白 minigene 和药理学干预方法 心脏细胞主要包括心肌细胞和心脏成纤维细的研究表明，LPA4 通过 G12/13 和 Rho 活化介导神经胞。心脏重构主要表现为心肌细胞的肥大、凋亡轴突回缩和应力纤维的形成；通过Gq 和Gi 蛋白介导和心脏成纤维细胞的增生、胶原代谢异常。阐明胞内钙运动和非选择性阳离子流发生；通过 Gs 蛋白心脏细胞的生长调节机制，适时有效地调节心肌细介导胞内 cAMP 浓度升高。 胞和心脏成纤维细胞的行为是调控心脏重构的重要2006年Lee等19报道了人和小鼠的第5种LPA受 途径。LPA的生长因子样功能和LPA受体在心脏组体，LPA5/GPC92。在系统进化树上，它与 LPA4 织中的表达特征暗示着LPA在心脏细胞生长调节和622 生理学报 Acta Physiologica Sinica, October 25, 2007, 59 (5): 619-627表 1. LPA受体亚型的组织分布Table 1. LPA receptor subtype expression in tissuesReceptors SpeciesHigh Moderate Low Hardly detectable/expression expression expression No expressionReferencesLPA1/ Mouse Embryonic cerebral Stomach, thymus, Liver 10, 12vzg-1/ cortex, testis, brain, muscle, kidneyEdg2 lung, heart, spleen,intestineHuman Brain, heart, colon, Placenta, prostate, Kidney, skeletal Lung, thymus, peripheral 11, 13small intestine pancreas, testis, muscle blood leukocytes, liverovary, spleenLPA2/ Mouse Testis, kidney, embryonic brain Lung, spleen, Brain, heart, liver, muscle, 12, 20Edg4 thymus, stomach small intestineHuman Testis, leukocytes Pancreas, prostate, Brain, heart, placenta, lung, 13thymus, spleen liver, kidney, muscle, ovary,intestine, colonLPA3/ Mouse Kidney, testis, lung, Small intestine, Embryonic brain, Liver, adult brain 12, 21Edg7 brain (around birth) heart, thymus spleen, stomachRat Kidney, testis Cerebellum, cortex,whole 15brain, fetus, stomach,intestine, adrenalHuman Heart, pancreas, prostate, testis, forebrain Lung, ovary Brain, placenta, liver, 14, 15skeletal muscle, spleen,kidney, thymus, smallintestine, colon, leukocytes,stomach, bladder, ovary,uterusLPA4/ Human Ovary Thymus, pancreas, Liver, kidney, leukocytes 9(p2y9/ small intestine,GPR23) testis, heart, brain,spleen, colon, placenta,skeletal muscleLPA5/ Mouse Small intestine Spleen, stomach, Lung, liver, Brain, heart, kidney, 19GPC92 thymus, skin embryonic stem tesis, musclecells, bone marrow,fetal liver, embryonicbrain心脏重构中扮演重要的角色。 钠尿因子(atrial natriuretic factor, ANF)- 荧光素酶报2.1 LPA 诱导心肌细胞肥大 告基因等观测指标证实LPA长时间刺激(48 h)可引起2000 年 Xu 等的研究显示，LPA 可以激活与蛋 大鼠乳鼠心肌细胞肥大23，我们课题组最近的实验白质合成有关的两种激酶p90-核糖体S6激酶和p70- 也证实了这一点7。核糖体 S6 激酶，从而推测 LPA 可以诱导心肌细胞 我们课题组最近分析了 LPA受体亚型在大鼠乳肥大22。2004 年 Hilal-Dandan 等以细胞形态、心房 鼠心肌细胞中的分布及其与心肌细胞肥大的关系7。陈 曦：LPA 受体及下游信号通路在心脏细胞生长中的调节作用 623研究表明，LPA1LPA3 在大鼠乳鼠心肌细胞中均 号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase, ERK)有表达。利用 LPA受体亚型的特异性拮抗剂和激动 的活化参与了 LPA 诱导的心肌细胞肥大，而 p38剂分别抑制或单独诱导某种受体亚型，以细胞形态、3H-Lue 掺入、ANF- 荧光素酶报告基因表达等MAPK 与此效应无关。此外，G12 介导的 Rho 的活化与 G i/ ER K 协同作用上述心肌细胞的肥大23。指标反映心肌细胞肥大情况，结果显示，LPA1 与 Bogoyevitch 等的研究也显示，大鼠乳鼠心肌细胞中LPA3的拮抗剂二辛基甘油焦磷酸dioctylglycerol py- ERK 的活化可以通过 Gq 耦联，也可以由 Gi 介导，rophosphate (8:0), DGPP能够完全抑制 LPA 诱导的但 LPA 激活 ERK 是通过 Gi 蛋白而不是 Gq 蛋白24。心肌细胞肥大，LPA3 的特异激动剂1- 油酰 -2-甲氧 近年研究发现，核因子 B (nuclear of immuno- 基 - 甘油磷脂硫代硫酸(oleoyl-methoxy phosphothio- globulinlocus in B, NF-B)的活化也是心肌细胞发生肥大 nate, OMPT)可以诱导心肌细胞肥大，而 LPA2 的特 的重要条件25，磷脂酰肌醇 -3 激酶(phosphatidylino-异激动剂十二烷基磷酸(dodecylphosphate)则无此效sitol 3-kinase, PI3K)是细胞内重要的生长存活通路26。应(图 1)。由于目前还没有单独针对 LPA1 或 LPA3 同样，这些研究也多来自与 Gq 蛋白耦联的激动剂的特异拮抗剂，也没有 LPA1 的特异激动剂，因此 PE、ET-1、AngII 等。我们课题组最近的研究显我们认为 LPA1 和 / 或 LPA3 介导了 LPA诱导大鼠心 示，尽管在上游通路中 LPA表现出与其它促肥大因肌细胞肥大的生物学效应。子的差异性，但殊途同归，LPA 也可以激活 NF-B细胞肥大是一个胞内多条信号通路参与网络调 通路(图 2)和 PI3K/Akt/mTOR 通路，并且这两条通 控的过程。大量研究证据表明Gq 蛋白在心肌肥厚中 路均介导了 LPA诱导的心肌细胞肥大效应。进一步起着核心作用，许多与Gq 蛋白耦联的激动剂如血管 的通路网络关系研究表明，ERK1/2位于NF-B的上紧张素(angiotensin II, AngII)、内皮素-1 (endothelin-1,ET-1)和去氧肾上腺素(phenylephrine, PE)等通过 Gq- 游，但 Akt 的抑制不影响 NF-B 的激活，说明 Akt是与ERK1/2-NF-B平行的通路。我们的结果第一次PLC- 蛋白激酶 C (protein kinase C, PKC)通路刺激心 阐明了受体水平介导的 LPA 诱导心肌细胞肥大的信肌细胞肥大，而 LPA 则与上述传统的激动剂不同， 号机制，同时也更完善了下游的信号通路调节机制它刺激大鼠乳鼠心肌细胞肥大是 PTX敏感的，也不 (图 3)7。需要 PLC 和 PKC 的活化，即通过耦联 Gi 蛋白而不 LPA除了可以诱导心肌细胞肥大以外，Karliner是 Gq 蛋白诱导肥大效应23。等的研究表明，LPA 对低氧环境下生长的大鼠心肌MAPK 通路是经典的细胞增殖和肥大的信号通 细胞有促存活效应，但其作用机制还不清楚27。路。Hilal-Dandan 等的研究表明 Gi 介导的细胞外信 2.2 LPA 调节心脏成纤维细胞生长图 1. DGPP，dodecylphosphate 和 OMPT 对大鼠心肌细胞3H-leucine 掺入的影响Fig.1. Effects of DGPP (A), dodecylphosphate (B) and OMPT (C) on 3H-leucine uptake in rat cardiomyocytes. DGPP, dioctylglycerolpyrophosphate, antagonist of LPA1 and LPA3; OMPT, oleoyl-methoxy phosphothionate, specific agonist of LPA3; dodecylphosphate,specific agonist of LPA2. meanSD. *P0.01 vs control; #P0.01 vs LPA alone. Originally published by Chen et al. in J Cell Biochem(in press)7.624 生理学报 Acta Physiologica Sinica, October 25, 2007, 59 (5): 619-627图 2. LPA 刺激大鼠心肌细胞 p65 的磷酸化和 NF-B- 荧光素酶的活性Fig. 2. LPA stimulates phosphorylation of p65 (A) and NF-B-luciferase activity (B) in rat cardiomyocytes. PDTC, pyrrolidinedithiocarbamate, inhibitor of NF-B. meanSD. *P0.01 vs control; #P0.01 vs 10 mol/L LPA alone. Originally published by Chen et al. in J Cell Biochem (in press)7.间，从而维持心脏的正常形态。但是在病理情况下，成纤维细胞增殖会使胶原过度积聚，导致心脏刚性太强，限制心肌细胞和肌束收缩，促进组织内电弥散，增加舒张期心肌僵硬度。可见心脏成纤维细胞必须维持稳定的数量才能保证心脏功能正常，其过度增殖是心肌重塑的重要原因。我们课题组近几年研究了 LPA对心脏成纤维细胞的生长调节作用。采用3H-TdR 或3H-Leu 掺入、Northern blot 等实验方法，发现 LPA 以浓度依赖方式刺激大鼠乳鼠心脏成纤维细胞 DNA 和蛋白质合成；LPA 刺激成纤维细胞 c-fos mRNA 表达呈时间图 3. LPA1/LPA3 通过ERK/NF-B 和 Akt信号通路介导LPA诱导心肌细胞肥大Fig. 3. LPA1/LPA3 mediate LPA-induced cardiomyocyte hyper-与剂量依赖性；G 蛋白耦联受体阻断剂苏拉明(suramin)能有效抑制 LPA 诱导的 DNA 合成增加及c-fos mRNA 表达上调28。我们进一步的研究表明，trophy through ERK/NF-B and Akt signaling pathways. mTOR, LPA 对体外培养的大鼠心脏成纤维细胞的生长具有mammalian target of rapamycin; PI3K, phosphatidylinositol 3- 双重调节作用，除了上述的促增殖效应，还有致凋kinase.亡作用。在低浓度范围内(125 mol/L)，LPA 介导心脏成纤维细胞的增殖效应；而在较高浓度，心脏成纤维细胞的增殖是维持正常心脏功能的 LPA 通过诱导凋亡引起心脏成纤维细胞呈浓度依赖一部分，在某些因素造成心肌细胞死亡后，新产生的成纤维细胞可以填补原来心肌细胞遗留下的空的细胞死亡(IC50 约为 50 mol/L)，其调节与 LPA 的受体亚型有关8。陈 曦：LPA 受体及下游信号通路在心脏细胞生长中的调节作用 625RT-PCR 实验显示，大鼠乳鼠心脏成纤维细胞中 LPA，因而急性心肌梗死有可能导致血清 LPA 水平也存在LPA1LPA3三种受体亚型的表达。DGPP能够 发生变化，我们课题组的研究证实了这一推测。透完全抑制LPA诱导的3H-TdR掺入，dodecylphosphate 壁性急性心肌梗死患者发生心肌梗死后8 h血清LPA对 DNA 合成没有促进作用，而 OMPT 可以显著增水平即升高，4872 h 达到高峰，约为正常人的 7加 DNA 合成，提示 LPA1 和 / 或 LPA3 介导了 LPA倍，梗后 7 d 仍高于正常水平33。急性心肌梗死患诱导的增殖作用8。LPA 诱导心脏成纤维细胞凋亡 者血清 LPA水平升高的病理学意义尚不清楚，它的的机制研究显示，DGPP 可以抑制高浓度 LPA 导致释放究竟是来源于活化的血小板还是心肌细胞或是的成纤维细胞凋亡，单独激活LPA2与LPA3并不诱 其它组织细胞都有待于进一步研究。但 LPA作为一发上述凋亡现象，推测 LPA1 可能介导了 LPA 的凋种生物活性分子，调节多种细胞的生长，可以引起亡诱导作用。进一步研究凋亡途径表明，LPA 通过 多种心血管反应，尤其 LPA的多种受体亚型在心脏引起线粒体损伤，激活凋亡执行蛋白 caspase 3 来 中表达，推测心肌梗死后释放的 LPA与梗死后心脏诱导凋亡。这个凋亡过程与 MAPKs 的活化有关，重构的形成和发展密切相关。其中ERK1/2与p38 MAPK可能介导了LPA引起的细我们课题组以结扎左冠状动脉前降支的方法制 胞死亡通路，而与 c-Jun 氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinases, JNK)无关8。综合分析表明，低 浓度LPA主要通过LPA3介导心脏成纤维细胞的增殖 效应。而在较高浓度，LPA 通过 LPA1 激活线粒体 途径引起心脏成纤维细胞凋亡，此凋亡过程与ERK 和 p38 MAPK 的活化有关(图 4)。备了大鼠心肌梗死模型，观察了梗死后早期和中晚期大鼠血流动力学与心功能和心肌重塑的各项指标，并检测了心肌梗死心脏组织的 LPA1LPA3mRNA 和蛋白水平的变化。研究结果表明，大鼠急性心肌梗死后出现左心室功能下降，在早期重塑期(术后 48 h)心室壁无明显肥厚，但有大量的心肌细 2.3 LPA 及其受体参与急性心肌梗死后的心脏重构 LPA 是血清的组成成分之一，循环系统中的 LPA 与其它脂类一样，主要以血清白蛋白结合的形 式存在于血清中。血浆凝溶胶蛋白(gelsolin)也可与 LPA 结合，并参与LPA生物学功能的调节29。 LPA 主要来源于活化的血小板30，近年来发现卵巢癌细胞、脂肪细胞，损伤的内皮细胞、活化的成纤维细胞、及某些炎症细胞都可以分泌 LPA1,31。LPA胞凋亡，而 LPA3 蛋白表达明显增加，说明 LPA3可能介导LPA在心肌梗死后早期的凋亡或抗凋亡作用。但在梗死后晚期重塑期(4 周)，心室壁显著增厚，凋亡心肌细胞数有减少趋势，同时 3 种受体亚型基因表达均显著增加，但只有LPA1与LPA3蛋白表达增加，说明这两种受体亚型可能参与了晚期的心脏重塑过程7。这一研究结果在整体水平证明了我们在细胞水平显示的LPA2不参与心脏细胞的生长在正常人血清中浓度很低，约为 220 mol/L30,32 ；调节，LPA1和 LPA3在心脏细胞的生长调节中起重应激状态，尤其是激活的血小板将释放大量的要作用，与心脏重构密切相关。3 总结LPA 是一种十分活跃的生物活性分子，具有广泛的生物学效应。在这些效应中，不同的受体亚型起了正向或负向的调节作用。心脏正常功能的维系依赖于各种心脏细胞生长(存活)与凋亡的平衡，不同的病理条件下这种平衡会打破。如果我们能进一步深入了解各受体亚型的功能、与它们耦联的 G 蛋白和信号通路，在 LPA 受体水平上加以诱导，使生长和凋亡的平衡朝着人为需要的方向发展，将不图 4. LPA 通过不同的受体亚型对大鼠心脏成纤维细胞产生失为一种新的疾病治疗策略。不断问世的 LPA各种促增殖和促凋亡的双向调节作用 受体亚型的拮抗剂或激动剂，正义 / 反义 RNA 和Fig. 4. LPA exerts proliferative and proapoptotic dual actions onrat cardiac fibroblasts through specific LPA receptor subtypes. miRNA 技术的发展将使这些梦想实现。626 生理学报 Acta Physiologica Sinica, October 25, 2007, 59 (5): 619-627参考文献 J Biol Chem 1999; 274: 27776-27785.1 Pages C, Simon M, Valet P, Saulnier-Blache JS.Lysophosphatidic acid synthesis and release (1). Prosta-glandins Other Lipid Mediat 2001; 64: 1-10.2 Tigyi G. Physiological responses to lysophosphatidic acidand related glycero-phospholipids. Prostaglandins Other LipidMediat 2001; 64: 47-62.3 Seewald S, Sachinidis A, Dusing R, Ko Y, Seul C, Epping P,Vetter H. Lysophosphatidic acid and intracellular signalling invascular smooth muscle cells. Atherosclerosis 1997; 130: 121-131.4 Rother E, Brandl R, Baker DL, Goyal P, Gebhard H, Tigyi G,Siess W. 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