动脉粥样硬化中血管紧张素Ⅱ对血管平滑肌细胞的作用解读

动脉粥样硬化中血管紧张素Ⅱ对血管平滑肌细胞的作用【摘要】血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)含有生长因子和细胞因子样特性,在动脉粥样硬化(AS)的发生与发展过程中发挥了重要作用。本文着重叙述血管紧张素Ⅱ在动脉粥样硬化斑块形成过程中促血管平滑肌细胞(VSMCs)迁移、增殖、凋亡、表型转化以及促其体现与分泌多个促炎细胞因子、生长因子、细胞外基质蛋白的作用。【核心词】血管紧张素Ⅱ;动脉粥样硬化;血管平滑肌细胞【Abstract】AngiotensinⅡ（AngII）hasgrowthfactorandcytokine-likeproperties.Itplaysanimportantroleinthedevelopementofatherosclerosis(AS).Theeffectsofpromotingmigration,proliferation,apoptosis,phenotypetranslationandpromotingthesecretionandexpressionofmanykindsofpro-inflammatorycytokines,growthfactorsandextracellularmatrixproteinstovascularsmoothmusclecells(VSMCs)intheprogressofantherosclerosisarereviewedinthisarticle.【Keywords】angiotensinⅡ;atherosclerosis;vascularsmoothmusclecell动脉粥样硬化（AS）是由一系列细胞及分子参加的炎症反映性疾病。血管平滑肌细胞（VSMCs）的活化、迁移与增殖是动脉粥样硬化病变发展的必要条件［1］。血管平滑肌细胞是动脉中膜的重要构成成分，在动脉硬化早期，在众多生长因子和细胞因子作用下，其从血管中膜迁移至内膜，进而发生表型转化并增殖，其本身也可合成多个细胞因子及生长因子，还可摄取脂质成为肌源性泡沫细胞。当脂质过分充满细胞时，细胞破裂，脂质在细胞外侧沉积，细胞本身死亡，而成为斑块中的纤维成分。其病理变化随着着动脉粥样硬化的发生与发展。最后使血管内膜增厚，造成管腔狭窄。血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）是肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAS）中重要的活性肽产物。近年来,大量的研究表明,AngⅡ参加了动脉粥样硬化的发生、发展［2］。AngⅡ可引发血管收缩，造成高血压，继发性引发AS。另外，AngⅡ通过若干细胞内信号传递系统的活化，通过内皮损害或炎症状态独立于血压增进AS的发生。在AS的过程中，AngⅡ有增进VSMCs迁移、增殖和凋亡的作用，并可增进其体现与分泌多个炎症细胞因子、生长因子和细胞外基质蛋白，进而增进斑块形成。其在动脉粥样硬化发生发展过程中起着重要作用。1血管紧张素Ⅱ及其受体的生物学功效自从1898年发现肾素后，RAS系统对心血管系统的调节作用已被认识100数年。AngⅡ是RAS的重要活性成分，重要由循环或局部的血管紧张素原或血管紧张素Ⅰ（AngⅠ）在水解酶作用下水解产生。生成AngⅡ的途径有两种：一种是血管紧张素转化酶(angiotensinconvertingenzyme,ACE)途径；另一种是糜酶(chy2mase)依赖的旁路途径。前者是生成AngⅡ的典型途径，重要生成循环的AngⅡ，而后者是局部AngⅡ生成的重要途径。AngⅡ不仅含有强烈的缩血管、升高动脉血压的作用，并且通过其受体在影响细胞生长、增殖、凋亡和调节炎症反映、组织纤维化、凝血机制等方面起着重要病理生理作用。有证据表明,粥样硬化的动脉ACE体现增加,局部AngⅡ的生成增多,AngⅡ通过增多氧化自由基,增进黏附分子的体现,诱发炎症过程,在AS的进展中起重要作用［3］。另外在VSMCs、心肌细胞、成纤维细胞以及多个上皮来源细胞中，AngⅡ还含有增进细胞生长的作用。其增进细胞生长的机制与血小板衍生生长因子（PDGF）、c-myc、胰岛素样生长因子（insulinlikegrowthfactor-1,IGF-1）和转化生长因子等作用有关。AngⅡ通过其受体发挥生物学效应，其受体可分为血管紧张素1型受体(AT1R)、血管紧张素2型受体（AT2R)、血管紧张素3型受体（AT3R)和血管紧张素4型受体（AT4R)四种亚型，现在理解较多的是AT1R型和AT2R型,AT1R又进一步分为AT1aR和AT1bR两个亚型。AT1R重要分布在于血管、心、脑、肾、肝脏等组织器官中,而AT2R重要存在于胎儿组织、肾上腺髓质、成人的脑组织,子宫、卵泡中也可见到。AT1R和AT2R均属于G蛋白耦联受体。研究表明,AT1R通过Gq激活磷脂酶C增进1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油产生及Ca2+代谢和蛋白激酶C的激活或通过酪氨酸蛋白激酶途径激活丝裂原活化蛋白激酶等机制,完毕AngⅡ收缩血管、增进细胞增殖等功效。在成熟组织中,几乎全部已知的AngⅡ作用都是通过AT1R所介导的。这些作用涉及:血管平滑肌收缩、醛固酮的分泌、致渴反映,肾重吸取钠,升压及心动过速反映。而AT2R通过与第三个胞内环激活Gi和酪氨酸磷酸酶通路,灭活胞外信号调节激酶而实现其克制生长的作用。AT2R重要体现于胎儿,因此其生物学活性重要体现为:（1）在胎儿肾中诱导细胞分化;（2）克制细胞肥大、增殖,诱导凋亡。现在研究表明AT1R和AT2R在细胞增加和增殖、血管张力、血管肾素的释放等方面作用相反。但是,有关ATR的生物学特性的具体机制还不完全清晰,有待进一步的研究。2血管紧张素Ⅱ对动脉粥样硬化中血管平滑肌细胞的作用AS中，AngⅡ可增进VSMCs迁移、增殖及其表型转化，并有增进VSMCs多个炎性细胞因子、生长因子及细胞外基质蛋白体现与分泌的作用，致AS斑块逐步形成。2．1AngⅡ对VSMCs表型转化、迁移及增殖的作用VSMCs可分为收缩型和合成型两种表型。正常成人动脉血管内的平滑肌细胞以收缩型为主，重要功效是维持血管的弹性和收缩血管，而合成型分化程度低或处在未分化状态，合成和分泌基质蛋白能力强，重要功效是增殖、迁移入内膜和合成基质，重要位于胚胎中期血管或病理血管中［4］。AngⅡ可增进VSMCs由收缩型转变为合成型，并获得迁移、增殖和合成、分泌大量细胞外基质（ECM）的能力，严重时引发血管重构，增进AS病变的发生与发展［5］。景涛等［6］研究发现，体外培养的大鼠VSMCs在基础状态下也存在AT1R的体现，予以AngⅡ刺激后，在短时间内快速使VSMCs内AT1R体现上调，刺激大鼠VSMCs发生跨膜迁移并使VSMCs内肌动蛋白组装为整洁的应力纤维网；而预先予以AT1R拮抗剂CV-11974解决后再予以AngⅡ，成果使AT1R体现下调。AT1R拮抗剂CV-11974可明显克制VSMCs内应力纤维丝形成，并呈浓度依赖性克制AngⅡ介导的VSMCs迁移；AT2R拮抗剂PD123319对VSMCs应力纤维丝形成和VSMCs跨膜迁移细胞数均无明显的影响，同时阻断AT1R和AT2R后VSMCs的跨膜迁移细胞数及应力纤维丝形成状况与单独阻断AT1R时差别无明显性。提示不同浓度的AngⅡ可能是通过AT1R介导来调节VSMCs内肌动蛋白组装成应力纤维网。从而发挥其介导VSMCs迁移的生物学效应。而AT2R在生物学功效上并无与AT1R相拮抗的作用。YasunariK等［7］通过实验发现压力升高可使AngⅡ介导的冠状动脉平滑肌细胞迁移增加。因而高血压是AS的危险因素之一。AngⅡ以一种有效的生长因子增进VSMCs增殖。其通过与G蛋白耦联的AT1R作用，激活细胞内的多个信号传导途径，达成增进VSMCs增殖的目的。Q.N.Diep等［8］通过实验发现，AngⅡ引发的VSMCs增殖能被克制剂氯沙坦克制，而用AT2R克制剂却能引发更明显的主动脉VSMCs增殖。此实验成果表明AT1R含有介导AngⅡ促VSMCs增殖的作用，而AT2R并不含有此作用。实验中用AT2R克制剂后使更多的AngⅡ与AT1R结合，致使AngⅡ的促增殖作用更明显。2．2AngⅡ对VSMCs炎性细胞因子体现与分泌的作用对AS斑块的免疫学研究发现,AngⅡ可刺激血管内皮细胞、斑块内的巨噬细胞、平滑肌细胞（SMC）、成纤维细胞等产生多个炎性细胞因子，增进炎症反映的发生与发展。对于VSMCs，AngⅡ可通过其表面受体介导，进而活化细胞内若干信号传导系统，增进单核细胞趋化蛋白1（MCP1）、IL-6、IL-18Rα等多个炎性细胞因子的体现，参加AS发生发展的多个阶段。在AS发生、发展的多个阶段,增进斑块的不稳定及破裂过程中,MCP1均起了重要作用。Chen等［9］证明AngⅡ可通过AT1R介导机制刺激培养的鼠大动脉平滑肌细胞（RASMCs）内MCP1的基因体现，并且这种诱导依赖于对氧化还原反映敏感信号转递事件,涉及NADH/NADPH氧化酶的激活、H2O2产生等，这种诱导同样依赖于蛋白酪氨酸磷酸化和丝裂原活性蛋白激酶（MAPK）活性的级联放大作用。Funakoshi等［10］发现Rho激酶也参加介导AngⅡ诱导的鼠平滑肌细胞对MCP1体现的过程。Binlin等［11］证明AngⅡ通过克制核糖核酸酶活性增加VSMCsMCP1mRNA稳定性及其体现。促炎细胞因子IL-6有诱导VSMCs迁移、增殖的作用，可加速AS炎症反映，并增进斑块向不稳定的方向发展。AngⅡ通过AT1R启动VSMCs内信号传递系统，并呈剂量依赖性地增进IL-6体现［12］。有实验表明，AngⅡ通过核因子kB、cAMP应答元件结合蛋白和组蛋白乙酰基转移酶P300和SRC-1介导的细胞外信号调节激酶依赖的组蛋白乙酰化作用增进IL-6mRNA体现［13］。RuwenCui等［14］首先提出AngⅡ可通过Rho-phospho-Ser536RelA途径调节VSMCsIL-6体现。AngⅡ也可增进VSMCs表面IL-18Ra体现，从而强化IL-18诱导炎症基因的体现，AngⅡ与IL-18之间信号通路的交互作用可增强VSMCs炎症基因的体现，使AS进一步恶化［15］。AngⅡ刺激炎性细胞产生分泌细胞因子，它们共同刺激肝细胞、内皮细胞产生和分泌CRP，CRP也可反作用于AngⅡ，影响AngⅡ的作用。Wang等［16］研究发现CRP能够上调VSMCs表面AT1R的体现，从而协同AngⅡ的生物学效应。AngⅡ增进VSMCs体现与分泌炎症介质的作用随着着AS的发生与发展。2．3AngⅡ对VSMCs生长因子及细胞外基质蛋白的体现与分泌的作用AS中，AngⅡ可增进VSMCs体现及分泌多个生长因子，如TGF-β1、血小板源性生长因子（PDGF）、胰岛素样生长因子1（IGF-1）、表皮生长因子（HB-EGF）、成纤维细胞生长因子（bFGF）、epiregulin、结缔组织生长因子（CTGF）等。TGF-β1对VSMCs含有生长克制或诱导其增生的双向调节作用，低浓度起增进作用，高浓度起克制作用；而其它由VSMCs分泌的生长因子有协同AngⅡ增进细胞增殖的作用。有研究表明PDGF可通过增进NOR1体现介导平滑肌细胞的增殖［17］，并且PDGF可增进VSMCs体现与分泌bFGF和激活成纤维细胞生长因子1型受体(FGFR-1)，通过FGFR-1对ERK的持久激活，达成增进细胞增殖的目的［18］。AngⅡ含有增进VSMCs发生表型转化的重要作用。当VSMCs发生表型转化后，其可体现及分泌大量的细胞外基质，纤维连接蛋白、胶原及弹力蛋白等合成增加，这些细胞外微环境的变化将更有助于细胞的迁移及增殖。同时VSMCs分泌的部分生长因子，也有增进胞外基质合成与聚集的作用。例如TGF-β1就含有调节细胞外基质（ECM）蛋白，增加纤连蛋白(FN)、蛋白聚糖和胶原蛋白合成，阻滞基质蛋白降解的作用［19］。因而TGF-β1在调节AS斑块的稳定性方面起着举足轻重的作用。另外有研究表明，AngⅡ也可通过p38MAPK依赖途径而非TGF-β1依赖机制激活Smad途径，刺激VSMCs合成细胞外基质［20］。2．4AngⅡ对VSMCs凋亡的作用AngⅡ的AT1R和AT2R两型受体都有介导VSMCs凋亡的作用。HongSong等［21］通过TUNEL染色发现AngⅡ作用的VSMCs组比对照组细胞凋亡指数明显增加，AngⅡ加AT1R克制剂氯沙坦组比AngⅡ组细胞凋亡指数增加，而AngⅡ加AT2R克制剂PD-123319组比AngⅡ组细胞凋亡指数减少，但与对照组比较增加，AngⅡ加两型受体克制剂氯沙坦和PD-123319组细胞凋亡指数明显比前几组低，此成果表明，AngⅡ对AT1R和AT2R激活都有介导VSMCs凋亡的作用，而AT2R介导VSMCs凋亡的作用更明显。而Q.N.Diep等［8］通过实验证明AngⅡ通过AT1R介导的增殖比凋亡作用更明显。AngⅡ可增进VSMCs体现TGF-β1，而TGF-β1可通过ALK/smads途径调节VSMCs的凋亡［22］。那么AngⅡ与否有依赖于TGF-β1的信号途径增进细胞凋亡呢？已有证据表明AngⅡ通过TGF-β1依赖途径增进肾小管细胞凋亡［23］。Santiago等［24］用TGF-β1抗体或ALK克制剂作用于培养的VSMCs，成果并不能克制AngⅡ诱导细胞凋亡的作用，并进一步证明AngⅡ通过AT1R激活p38MAPK途径诱导细胞凋亡，不依赖于TGF-β1/ALK/smads途径。EmilioRuiz等［25］证明细胞内摄的AngⅡ对VSMCs凋亡也含有重要作用。近期有研究表明，AngⅡ所致的VSMCs凋亡与AKT磷酸化克制和胞膜fasL体现增加有关［26］。可能由于这两种信号传导途径与AngⅡ细胞内摄有关，而内摄的AngⅡ可致最后的胞核内DNA裂解。AngⅡ的细胞内摄是通过AT1R介导的，β-克制蛋白通过AT1R胞质网格结合蛋白与受体连接介导AT1R-AngⅡ复合体内摄，参加AngⅡ的部分内摄作用［27］。总而言之，AngⅡ有调节VSMCs增殖与凋亡的作用，但在VSMCs表面重要体现AT1R，AT2R只有少量体现，因而AngⅡ诱导细胞增殖比凋亡的作用明显，最后的成果是诱导VSMCs增殖，血管壁逐步增厚，致管腔狭窄。3展望总而言之，AngⅡ可通过VSMCs表面受体介导，激活细胞内复杂的信号传导系统，增进细胞迁移、增殖、凋亡及表型转化，并有增进细胞体现及分泌多个生长因子、炎性细胞因子及细胞外基质蛋白的作用，增进AS斑块的形成。固然，AngⅡ对参加AS的多个细胞都有刺激作用，诱导细胞发生病理生理变化，增进病变的发生与发展。即使对AngⅡ与AS关系的研究越来越进一步，但仍有诸多问题尚待解决：（1）现在研究AngⅡ的作用重要集中在其与AT1R和AT2R上，而其与AT3R和AT4R的作用尚未明确；（2）AngⅡ在体内可分解成AngⅢ和AngⅣ等一系列的代谢产物，它们与受体的作用及机制有待进一步明确；（3）局部的AngⅡ对AS的病理生理作用已有诸多有关研究，但循环的AngⅡ在AS发生与发展中的作用及机制有待探讨；（4）AngⅡ对参加AS多个细胞的作用及分子机制有待进一步完善；（5）AngⅡ与TGF-β1、IL及ox-LDL等某些参加AS病理过程因子间的交互对话作用有待进一步明确。进一步理解AngⅡ对AS的病理生理作用及其分子机制，对进一步研究AS形成过程含有重要意义，并为临床抗AS用药提供科学根据，将为临床AS的有效治疗提供新思路。【参考文献】1MallatZ,TedguiA.Theroleoftransforminggrowthfactorbetainatherosclerosis:novelinsightsandfutureperspectives.CurrOpinLipidol,,13:523-529.2MiyazakiM,TakaiS.InvolvementofangiotensinIIindevelopmentofatherosclerosis.NipponRinsho,,60:904-910.3GattulloD,PagliaroP,MarshNA,etal.Newinsightsintonitricoxideandcoronarycirculation.LifeSci,1999,65:2167-2174.4ChienKR.刘中民,张代富,主译.分子心脏病学.北京:人民卫生出版社,,331-352.5李琦,温进坤,郑斌.血管平滑肌细胞表型调节机制的研究进展.生理科学进展,,34(1):27-31.6景涛，何国祥，刘建平，等.血管紧张素II及其受体在血管平滑肌迁移中的作用.中国病理生理杂志，，18（2）：143-146.7YasunariK,MaedaK,NakamuraM,etal.PressurepromotesangiotensinII-mediatedmigrationofhumancoronarysmoothmusclecellsthroughincreaseinoxidativestress.Hypertension,,39(2):433-437.8DiepQN,LiJS,SchiffrinEL.InvivostudyAT(1)andAT(2)angiotensinreceptorsinapoptosisinratbloodvessels.Hypertension,1999,34:617-624.9ChenXL,TummalaPE,OlbrychMT,etal.AngiotensinⅡinducesmonocytechemo-attractantprotein-1geneexpressioninratvascularsmoothmusclecells.CircRes,1998,83(9):952-959.10FunakoshiY,IchikiT,ShimokawaH,etal.Rho2kinasemediatesangiotensinⅡinducedmonocytechemoattractantprotein21expressioninratvascularsmoothmusclecells.Hypertension,,38(1):100-104.11BinLiu,MichaelPoon,MarkBTaubman.PDGF-BBenhancesmonocytechemoat-tractantprotein-1mRNAstabilityinsmoothmusclecellsbydownregulatingribo-nucleaseactivity.JournalofMolecularandCellularCardiology,,41:160-169.12YukoFunakoshi,ToshihiroIchiki,KiyokoIto,etal.InductionofInterleukin-6Expres-sionbyAngiotensinIIinRatVascularSmoothMuscleCells.Hypertension,1999,34：118-125.13SaharS,ReddyMA,WongC,etal.CooperationofSRC-1andp300withNF-kappaBandCREBinangiotensinII-inducedIL-6expressioninvascularsmoothmusclecells.ArteriosclerThrombVascBiol,，27(7):528-534.14YukoFunakoshi,ToshihiroIchiki,KiyokoIto,etal.InductionofInterleukin-6ExpressionbyAngiotensinIIinRatVascularSmoothMuscleCells.Hypertension,1999,34:118-125.15SaharS,DwarakanathRS,ReddyMA,etal.AngiotensinⅡenhancesInterleukin-18mediatedinflammatorygeneexpressioninvascularsmoothmusclecells:anovelcross-talkinthepathogenesisofatherosclerosis.CircRes,,96(10):1064-1071.16WangCH,LiSH,WeiselRD,etal.C2reactiveproteinupregulatesangiotensintype1receptorsinvascularsmoothmuscle.Circulation,,107(13):1783-1790.17NomiyamaT,NakamachiT,GizardF,etal.TheNR4AorphannuclearreceptorNOR1isinducedbyplatelet-derivedgrowthfactorandmediatesvascularsmoothmusclecellproliferation..BiolChem,,281(44):467-476.18EstherMillette,BernhardHRauch,OlivierDefawe,etal.Clowes.Platelet-DerivedGrowthFactor-BB-InducedHumanSmoothMuscleCellProliferationDependsonBasicFGFReleaseandFGFR-1Activation.CirculationResearch,,96:172-179.19LaviadesC,VaroN,DiezJ.Transforminggrowthfactorinhypertersiveswithcardio-renaldamage.Hypertersion,,36:517-522.20Rodriguez-VitaJ,Sanchez-LopezE,EstebanV,etal.AngiotensinIIactivatestheSmadpathwayinvascularsmoothmusclecellsbyatransforminggrowthfactor-betaindependentmechanism.Circulation,,111:2509-2517.21HongSong,DaqingGao,LeiChen,etal.McLaughlinandChimingWei.AngiotensinII-mediatedapoptosisonhumanvascularsmoothmusclecells.JournalofCardiothoracicRenalResearch,,135-139.22D.J.Grainger.Transforminggrowthfactorbetaandatherosclerosis:sofar,sogood