异源物代谢核受体PXR和CAR在血管疾病中的作用

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8 , 9 ] 的发生 [ 。
。P K 1 1 1 9 5作为人
源C A R ( h C A R ) 的拮抗剂, 在去甲基化之后转变为
6 ] C A R的激动剂 [ 。P X R和 C A R的 D B D是高度保
( 一) P X R在血管疾病中的作用 1 . P X R与糖代谢: 多种转录因子都能与 P X R发 生相互作用调控糖脂代谢, 包括 c A M P应答元件结 c A M Pr e s p o n s ee l e m e n tb i n d i n gp r o t e i n , 合蛋 白 ( C R E B ) 、 F o r k h e a d转录因子 F O X O 1和 F O X A 2 、 胆固 ( s t e r o l r e g u l a t o r ye l e m e n t 醇调节元件能结合蛋白 1 b i n d i n gp r o t e i n 1 ,S R E B P 1 ) 等; 诸多共激活子包括 1 过氧化物 酶 体 增 殖 激 活 物 受 体 γ共 激 活 因 子 α ( p e r o x i s o m ep r o l i f e r a t o r sa c t i v a t e dr e c e p t o rγ 1α , P G C 1 ) 、 肝细胞核因子 4 ( h e p a t i cn u c l e a rf a c t o r α α , H N F 4 ) 、 甾体激素共激活子 1 ( s t e r o i dr e c e p t o r 4 α α c o a c t i v a t o r 1 ,S R C 1 ) 、 微小异源二聚体伴侣 ( s m a l l h e t e r o d i m e r p a r t n e r , S H P ) 、 沉 默 调 节 因 子2 同源蛋
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有配体结合时有着较低的活性, 配体结合后被激活, 转录调控下游靶基因表达 ( M o r e a u等.2 0 0 8 ) 。在 A R在非诱导状态下定位于细胞质中, 配体存在时 C 缺乏配体的情况下具有组成型活性, 这也使其成为 核受 体 家 族 中 比 较 特 殊 的 成 员 之 一 ( C h o i 等. ) 。最近研究发现, C A R被磷酸化之后可以形 2 0 0 5
脑屏障等组织细胞中, 在心脏、 血管内皮细胞、 平滑 肌细胞中也有表达( M i k i 等.2 0 0 5 ) 。C A R主要在 肝脏和小肠绒毛的肠上皮细胞中表达, 在脑毛细管
内皮细胞、 心脏、 肾脏、 睾丸、 肾上腺、 前列腺等组织 中有较低的表达( S w a l e s 等. 2 0 0 4 ) 。
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D N A结合区( D N Ab i n d i n g d o m a i n ,D B D ) , 包含两个 高度保守的锌指结构。 D B D介导核受体与其靶基 因调节区对应的 D N A序列激素反应元件的结合; ( 3 ) D 区: 位 于 A/ B 区 与 C 区 间 的 铰 链 区, 使得 D B D得以通过旋转发生构象改变, 该区也含有核定 位信号序列, 决定核受体的亚细胞转运及定位; ( 4 ) E区: 配体结合区( l i g a n db i n d i n g d o m a i n ,L B D ) 。其 主要结构包括与伴侣核受体[ 如维甲酸 X受体( r e t i n o i dXr e c e p t o r ,R X R ) ] 形成二聚体的结构界面、 与 特异亲脂性小分子结合的配体结合袋以及配体依赖 性转录激活域( A F 2 ) 。A F 2的核心结构是脂 水双 亲性 α螺旋, 该结构除具有配体依赖性转录激活功 c o a c t i v a t o r ) 的征募; ( 5 ) F 能外也负责共激活因子( 区: 位于羧基端, 不同核受体间 F区序列差异较大。 研究发现, 相较于其他核受体而言, P X R的 L B D有 更为弹性的配体结合口袋, 可结合的配体结构范围
守的, 但是 L B D 却表现出 明 显 的 种 属 特 异 性。例 如: P C N是小鼠和大鼠 P X R的激动剂, 对人 P X R却 X R s , 但对 无作用。相反, 利福平可以激活人和兔 P 小鼠和 大 鼠 的 P X R几 乎 没 有 作 用 ( B l u m b e r g等. ) 。类似的, P B和 T C P O B O P能激活小鼠 C A R , 1 9 9 8 但对人 和 大 鼠 C A R s却 没 有 作 用。而 对 人 来 说, C I T C O是一种强效的 C A R激动剂, 却不能激活小鼠 C A R ( T i m s i t 等. 2 0 0 7 ) 。 尽管 P X R和 C A R有很多相同的配体, 且在对 异源物的应答存在交叉性, 即识别相似的反应元件, M o o r e 等.2 0 0 0 ) , 但是两者与配 共享多个靶基因( 体结合模式具有差异性。 P X R定位于细胞核, 在没
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在与配体结合后, 构象发生改变并与 R X R结合形成 异源二聚体, 同时配体结合区的 A F 2招募共激活因 子, D B D核定位信号暴露而发生胞质 核转移, 转录
2 ] 调控下游基因的表达 [ 。
, 以及一些传统的中药包括五味子、 甘草
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等也都能激活 P X R 。C A R也可以被多种化合物 激活, 包括苯巴比妥 ( p h e n o b a r b i t a l , P B ) 、 苯巴比妥 样物质( T C P O B O P 、 C I T C O等) 、 雄甾烯醇、 5 孕烷 3 , 2 0 二酮( 5 p r e g n a n e 3 ,2 0 d i o n e )和 氯 丙 嗪 ( c h l o r p r o m a z i n e ,C P Z ) 等( T i m s i t 等.2 0 0 7 ) 。他汀 类( 如阿托伐他汀、 西立伐他汀、 洛伐他汀、 辛伐他 汀、 美伐他汀等) 、 胺碘酮、 卡维地洛、 尼卡地平、 替 米沙坦等均可以增加 C A R的活性; 青蒿素、 氯菊酯 等可以向 C A R招募共激活子
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·小 专 论 ·
异源物代谢核受体 P X R和 C A R在 血管疾病中的作用
, # , # , △ 张子绘1 ㊀汤伟琦2 ㊀李㊀帆1㊀校㊀蕾1 ㊀汪南平2
1 ( 西安交通大学医学部基础医学院心血管研究中心, 西安 7 1 0 0 6 1 ; 2
2 ] 。 P X R 主要分布于肝脏、 小肠、 肾脏及 血 也 更广 [

一、 P X R和 C A R的结构和组织分布 P X R和 C A R同属于核受体超家族。核受体超 家族具有共同的结构, 它的典型结构分为以下五个 主要功能结构域( 图1 ) : ( 1 ) A/ B区: 位于氨基端, A F 1 ) ; ( 2 ) C区: 包含配体 非 依 赖 性 转 录 激 活 域 (
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白1 ( s i l e n t m a t i n gt y p ei n f o r m a t i o nr e g u l a t i o n2h o m o l o g 1 ,S I R T 1 ) 、 R X R 、 核因子活化 B细胞 κ轻链增 α 强子( n u c l e a r f a c t o r k a p p a l i g h t c h a i n e n h a n c e r o f a c ,N F B ) 等也参与 P X R对胆固醇、 胆 t i v a t e dBc e l l s κ 5 0 ( c y t o c h r o m e 汁酸 代 谢 和 解 毒 相 关 细 胞 色 素 4 P 4 5 0 ,C Y P 4 5 0 ) 家族酶的调控
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三、 P X R和 C A R在血管疾病中的作用 高血糖和高血脂是血管疾病的独立危险因素。 血糖和血脂的异常可以协同作用导致动脉粥样硬化 和高血压等疾病的发生、 发展, 进而促进血管事件的 发生。除了对外源性化学物质、 药物和内源性代谢 产物的解毒作用, 越来越多的研究发现 P X R和 C A R 参与调控糖、 脂代谢相关基因的表达, 调控能量代 谢, 从而与调控动脉粥样硬化和高血压等血管疾病
图1 ㊀核受体结构示意图
㊀㊀二、 P X R和 C A R的配体和激活方式 P X R和 C A R能够被许多内、 外源性化合物激 活。固醇类激素 ( 地塞米松) 、 大环内酯类抗生素 1 6 p r e g n e n o l o n e1 6 a l ( 利福平) 、 α氰基孕烯醇酮( p h ac a r b o n i t r i l e ,P C N ) 、 抗肿瘤药物( 紫杉醇等) 、 他 S R 1 2 8 1 3等均为 P X R 汀类降脂药物( 洛伐他汀等) 、 激动性配体
大连医科大学医学科学研究院, 大连 1 1 6 0 4 4 )
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摘要㊀孕烷 X受体( p r e g n a n t Xr e c e p t o r ,P X R ) 和组成型雄甾烷受体( c o n s t i t u t i v ea n d r o s t a n er e c e p ,C A R ) 是核受体( n u c l e a r r e c e p t o r s ,N R s ) 超家族的重要成员, 主要分布在肝脏和小肠等组织, 经 t o r 配体激活后可调控药物代谢酶及转运体的表达和活性, 调节毒性物质的清除、 解毒及代谢, 保护机 体免受外源性化学物质和内源性毒性脂质损伤。因此, P X R和 C A R也被称为异源物代谢核受体 ( x e n o b i o t i cn u c l e a r r e c e p t o r s ) 。近年发现, P X R和 C A R也参与糖、 脂代谢和炎症等信号通路的调 控, 同时, 在血管内皮细胞也有表达, 从而可能与动脉粥样硬化、 高血压等血管疾病的发生密切相 关。本文简要综述 P X R和 C A R的结构、 组织分布、 配体、 激活及其在血管疾病中的作用。 关键词㊀异源物代谢核受体; 孕烷 X受体; 组成性雄甾烷受体; 血管疾病 中图分类号㊀R 3 3 1 ㊀㊀血管疾病, 又称循环系统疾病, 是一系列涉及动 脉、 静脉、 微血管的疾病。可以原发, 也可继发于肥 胖、 糖尿病等代谢性疾病。糖脂代谢紊乱及其所致 的应激和炎症是多种血管疾病的危险因素和共同病 理生理基础。核受体( n u c l e a r r e c e p t o r s ,N R s ) 是一 种脂溶性配体依赖的转录因子, 通过调节复杂的基 因表达谱构成了机体代谢通路、 炎症及众多其他生 理及病理过程调控网络的若干重要节点。多种内源 或外源性物质及其代谢产物作为核受体的配体组成 的调节环路对于维持细胞的代谢稳态具有关键作 用。近年研究表明, 异源物代谢核受体孕烷 X受体 ( p r e g n a n t Xr e c e p t o r ,P X R ) 和组成型雄甾烷受体 c o n s t i t u t i v ea n d r o s t a n er e c e p t o r ,C A R ) 作为细胞内 ( 的传感器, 在感受内外源物并免受其刺激、 调节参与 糖脂代谢、 维持机体代谢平衡等方面起着至关重要 的作用, 是胰岛素抵抗、 高血脂及众多心血管疾病的 药物作用新靶点
7 ] 成二聚体从而抑制其组成型活性 [ 。P X R和 C A R
。此外, 二氯二苯三氯乙烷( d i c h l o r o
, D D T ) 、 邻苯二甲酸二丁酯 d i p h e n y l t r i c h l o r o e t h a n e ( d i b u t y l p h t h a l a t e , D B P ) 、 硫丹( 杀虫剂) 等多种环境 污染物
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国家自然科学基金( 3 1 4 3 0 0 4 5 , 8 1 2 2 0 1 0 8 0 0 5 , 8 1 4 7 0 3 7 3 ) 资 助课题 共同第一作者 通讯作者㊀x i a o l e i 0 1 2 2 @x j t u . e d u . c n
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